I display a cristalli liquidi (LCD) si basano sul concetto di manipolare la luce posizionando uno strato di cristalli liquidi tra due fogli di materiale polarizzante. Un cristallo liquido è un materiale che presenta anisotropia, il che significa che ha proprietà ottiche diverse in direzioni diverse. Uno schermo LCD è costituito da milioni di pixel, ciascuno dei quali contiene tre subpixel: rosso, verde e blu.
Quando un campo elettrico viene applicato a un cristallo liquido, la sua direzione di anisotropia si allinea con il campo, il che influenza la polarizzazione della luce che passa attraverso il cristallo. Controllando la tensione applicata a ciascun pixel, gli schermi LCD possono manipolare l'orientamento dei cristalli liquidi e filtrare la quantità di luce che passa.
Tuttavia, i cristalli liquidi non emettono luce e pertanto richiedono una fonte di retroilluminazione. La retroilluminazione è posizionata dietro lo strato di cristalli liquidi ed è responsabile dell'illuminazione dello schermo. In precedenza, le lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL) venivano utilizzate come retroilluminazione, ma sono state sostituite dai diodi emettitori di luce (LED), che sono più efficienti dal punto di vista energetico e rispettosi dell’ambiente.
Il materiale polarizzante degli schermi LCD include uno strato di array di transistor a film sottile (TFT). L'array TFT contiene transistor che agiscono come piccoli interruttori, accendendo e spegnendo la tensione applicata a ciascun pixel. L'array TFT è responsabile di fornire un controllo preciso sull'orientamento dei cristalli liquidi, consentendo allo schermo di creare milioni di colori e sfumature diverse.
Ogni pixel di uno schermo LCD può visualizzare una combinazione di valori rosso, verde e blu, controllati dalla quantità di corrente che scorre su ciascun subpixel. Variando l'intensità della corrente, lo schermo può creare una varietà quasi infinita di colori. Tuttavia, questa sofisticata riproduzione dei colori richiede un hardware di elaborazione potente ed efficiente.
Oltre alle immagini a colori, gli schermi LCD possono visualizzare anche testo e grafica. In questo caso, la retroilluminazione fornisce un'illuminazione generale dello schermo, mentre i pixel vengono attivati e disattivati selettivamente per creare lettere e forme. Questo processo è chiamato scansione raster.
Gli schermi LCD si basano sul principio del controllo dell'allineamento dei cristalli liquidi attraverso l'applicazione di un campo elettrico. Filtrando la sorgente di retroilluminazione, ogni pixel può creare colori e ombreggiature diversi. Per gestire la riproduzione dei colori degli schermi LCD, che possono visualizzare quasi tutte le immagini, testi e grafici, è necessario un hardware di elaborazione sofisticato.
