cosa sono i cristalli liquidi nel display lcd

Cos'è il cristallo liquido in un display LCD?

Lo stai leggendo su uno schermo. Che si tratti di uno smartphone, di un laptop, di una TV o del cruscotto di un'auto, è probabile che utilizzi un display LCD. Ma ti sei mai chiesto cosa significa effettivamente la parola "LC" in LCD? È il cristallo liquido, un materiale strano e affascinante che non si comporta come un normale solido, liquido o gas.

Quindi, cos’è esattamente un cristallo liquido?

Un cristallo liquido è uno stato della materia che scorre come un liquido ma ha molecole disposte in modo strutturato, come un cristallo. Immagina una scatola di penne: se puntano tutte in direzioni casuali, quello è un tipico liquido. Se sono ordinatamente allineati in file, quello è un cristallo. I cristalli liquidi sono una via di mezzo: fluiscono, ma le loro molecole possono essere allineate.

La magia avviene quando applichi l'elettricità. Un campo elettrico può distorcere o distorcere l'orientamento di queste molecole. Questo cambia il modo in cui la luce li attraversa. Senza elettricità lasciano passare la luce; con l'elettricità la bloccano – o viceversa, a seconda della versione.

Come si crea un'immagine?

Un LCD non è uno schermo luminoso come un vecchio CRT o un OLED. Funziona invece come una valvola luminosa. Ecco la procedura semplificata passo dopo passo:

Retroilluminazione: una sorgente luminosa a LED bianca dietro lo schermo brilla in avanti.

Polarizzatori: due filtri polarizzatori sono posizionati ad angoli di 90 gradi l'uno rispetto all'altro. Normalmente, ciò bloccherebbe tutta la luce.

Strato di cristalli liquidi: inserito tra i polarizzatori. I cristalli liquidi distorcono la direzione della luce, permettendole di passare attraverso il secondo polarizzatore.

Transistor a film sottile (TFT) – Ogni pixel (o sub-pixel – rosso, verde, blu) ha un minuscolo transistor che applica una tensione a una piccola area del cristallo liquido.

Filtri colorati: i filtri rosso, verde e blu creano colori completi.

Quando viene applicata tensione a un pixel, i cristalli liquidi si districano, bloccando la luce. Quel pixel diventa scuro. Controllando con precisione la tensione, lo schermo può lasciar passare quantità variabili di luce, creando sfumature di grigio. Combina milioni di pixel di questo tipo con filtri colorati e otterrai immagini, testo e video nitidi.

Analogia del mondo reale

Pensa ai cristalli liquidi come a delle piccole tende. Quando le persiane sono aperte (nessuna tensione), la luce passa attraverso. Quando li chiudi (applica la tensione), la luce viene bloccata. Un LCD ha milioni di queste tendine microscopiche, ciascuna controllata in modo indipendente, molte volte al secondo.

Perché i cristalli liquidi sono così utili

Bassa potenza – I cristalli liquidi non generano luce da soli; lo modulano e basta. La maggior parte dell'energia va alla retroilluminazione.

Sottile e leggero: gli LCD possono essere realizzati con uno spessore di pochi millimetri.

Lunga durata: nessun burn-in del fosforo e i cristalli liquidi non si consumano rapidamente.

Una nota per la realtà

In un tipico monitor da ufficio o in una TV, i cristalli liquidi stessi non sono “liquidi” al tatto: sono sigillati tra due lastre di vetro. Non li vedrai mai. Ma senza questo materiale unico, il tuo schermo sarebbe solo una scatola bianca luminosa.

La linea di fondo

I cristalli liquidi sono gli eroi non celebrati dietro la maggior parte dei display a schermo piatto. Sono uno stato raro della materia che colma il divario tra fluido e cristallo, dandoci un controllo preciso e a bassa potenza sulla luce. La prossima volta che guardi un monitor, ricorda: non è magia, sono i cristalli liquidi che fanno il loro lavoro silenzioso e tortuoso.

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