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Schermo Lcd
Schermo Lcd
Uno schermo a cristalli liquidi o LCD (Liquid Crystal Display), è uno schermo sottile e leggero senza nessuna parte mobile. Esso è composto da un liquido intrappolato in numerose celle. Ogni cella è provvista di contatti elettrici in modo da poter applicare un campo elettrico al liquido che contiene. Le celle stesse sono contenute all'interno di due schermi polarizzatori lungo assi perpendicolari tra loro. I cristalli liquidi torcono di 90° la polarizzazione della luce che arriva da uno dei polarizzatori, permettendole di passare attraverso l'altro.

Prima che il campo elettrico sia applicato, la luce può passare attraverso l'intera struttura, e, a parte una piccola parte di luce assorbita dai polarizzatori, l'apparecchio risulta trasparente. Quando il campo elettrico viene attivato le molecole del liquido si allineano parallelamente al campo elettrico, limitando la rotazione della luce entrante. Se i cristalli sono completamente allineati col campo, la luce che vi passa attraverso è polarizzata perpendicolarmente al secondo polarizzatore, e quindi è bloccata del tutto. Il pixel apparirà non illuminato. Controllando la torsione dei cristalli liquidi in ogni pixel, si può controllare quanta luce far passare, corrispondentemente illuminando il pixel.

La grandezza dello schermo si misura in diagonale utilizzando il pollice come unità di misura, i più grandi, adatti alla visione della TV ad alta definizione, arrivano a 65 pollici con una risoluzione di 1920 X 1080 pixel.

Una delle caratteristiche principali degli schermi a cristalli liquidi è il basso assorbimento di potenza elettrica, che li rende particolarmente indicati per applicazioni in apparecchiature alimentate da batterie elettriche..

Schermi Transmissive, Reflective e Transflexive
Gli schermi LCD posso essere usati in due modalità denominate transmissive e reflective. Gli schermi di tipo transmissive sono illuminati da un lato e vengono visti dall'altro. In pratica una luce viene posizionata sul retro dello schermo e i cristalli liquidi agiscono da filtro facendo passare solo la componente cromatica desiderata. In questo modo si ottengono schermi molto luminosi, d'altro canto, però la fonte di luce spesso consuma più energia di quella richiesta dallo schermo in sé. Questi schermi hanno una buona leggibilità in condizioni di scarsa luce ambientale, mentre diventano poco visibili in condizioni di forte illuminazione, risultando adatti per l'uso in interni.

Gli schermi LCD di tipo reflective usano la luce presente nell'ambiente che viene riflessa da uno specchio posto dietro lo schermo. Questo schermo ha un contrasto più basso rispetto al LCD transmissive, infatti la luce è costretta a passare due volte attraverso il filtro. Il vantaggio principale di questo tipo di schermo è che l'assenza di una fonte di luce artificiale mantiene i consumi energetici molto bassi. Un piccolo schermo LCD consuma così poco che può essere alimentato da una semplice cella fotovoltaica. Questi schermi hanno una buona leggibilità in condizioni di forte illuminazione ambientale, mentre risultano sempre meno leggibili al diminuire dell'illuminazione esterna.

Gli schermi Transflexive cercano di unire le caratteristiche migliori dei Transmissive e dei Reflective. Hanno un semi-specchio posto dietro il display, in grado di riflettere la luce frontale (come i reflective), ma di far passare la luce proveniente da un illuminatore posto nella parte posteriore (come i trasmissive). Questo tipo di display si va diffondendo rapidamente, soprattutto negli apparecchi mobili (telefoni cellulari e computer palmari), per la sua buona leggibilità in tutte le condizioni di luce

Schermi a colori
I cristalli liquidi presenti negli schermi LCD ruotano tutte le forme d'onda allo stesso modo, ma alcuni accorgimenti permettono di differenziare il comportamento delle singole celle e produrre schermi a colori.

In uno schermo LCD a colori ogni cella (o pixel) viene divisa in tre sezioni, una con un filtro rosso, una con un filtro verde e una con un filtro blu. Il pixel può, in questo modo, apparire di un colore arbitrario semplicemente variando la luminosità relativa di ogni singola sezione

Schermi attivi e passivi
Gli schermi LCD con un numero modesto di segmenti, come quelli usati nelle calcolatrici o negli orologi digitali, sono provvisti di un contatto elettrico per ogni segmento. Il segnale elettrico per controllare ogni segmento è generato da un circuito esterno. Questo tipo di struttura diventa improponibile man mano che il numero di segmenti aumenta.

Gli schermi di medie dimensioni, come quelli delle agende elettroniche, hanno una struttura a matrice passiva. Questo tipo di struttura ha un gruppo di contatti per ogni riga e colonna dello schermo, invece che una per ogni pixel. Lo svantaggio è che può essere controllato solo un pixel alla volta, gli altri pixel devono ricordare il loro stato finché il circuito di controllo non si dedica nuovamente a loro. Il risultato è un contrasto ridotto ed una certa difficoltà a visualizzare bene le immagini in rapido movimento. Il problema chiaramente va peggiorando man mano che il numero di pixel aumenta.

Per gli schermi ad alta risoluzione, come i monitor per computer, si usa un sistema a matrice attiva. In questo caso lo schermo LCD contiene una sottile pellicola di transistor (Thin Film Transistor - TFT). Questo dispositivo memorizza lo stato elettrico di ogni pixel dello schermo mentre gli altri pixel vengono aggiornati. Questo metodo permette di ottenere immagini molto più luminose e nitide rispetto agli LCD tradizionali.

La durata media degli schermi LCD si attesta al giorno d'oggi intorno alle 50.000 ore. Questo fatto, unitamente alla notevole flessione dei prezzi, rende questa tecnologia un'alternativa agli schermi a tubo catodico

Schermo al Plasma
Plasma
Uno schermo al plasma (Plasma Display Panel - PDP) è un tipo di schermo piatto ora comunemente usato per grandi schermi televisivi (tipicamente sopra ai 32"). Molte piccole celle posizionate in mezzo a due pannelli di vetro mantengono una mistura inerte di gas nobili (neon e xeno). Il gas nelle celle viene elettricamente trasformato in un plasma, il quale poi eccita i fosfori ad emettere luce. Viene spesso utilizzato negli ambienti casalinghi e sta diventando sempre più popolare nelle culture moderne..
Caratteristiche generali
Gli schermi al plasma sono luminosi (1000 lux o più per i moduli), un ampio gamut di colori e possono essere prodotti in grandissime dimensioni, fino a 262 cm (103 pollici) diagonalmente. Hanno un grandissimo livello di nero "dark-room", creando il "nero perfetto" desiderabile per guardare i film. Il pannello dello schermo è largo soltanto 6 centimetri, mentre la larghezza totale, inclusa l'elettronica, è inferiore ai 10 centimetri. Gli schermi al plasma consumano tanta potenza per metro quadrato quanto i tubi catodici o le televisioni AMLCD. Il consumo di potenza varia di molto in base a cosa si sta guardando. Scene luminose (diciamo una partita di calcio) assorbiranno molta più potenza di scene buie (diciamo una scena notturna di un film). Misure nominali indicano circa 400 watt per uno schermo di 50".

La durata di uno schermo al plasma di ultima generazione è stimata in 60000 ore (27 anni con 6 ore di utilizzo al giorno). Più precisamente, questa è la stima di metà della vita dello schermo, il punto in cui l'immagine è degradata a metà della sua luminosità originale. È ancora guardabile dopo questo punto, che però viene generalmente considerato la fine della vita funzionale dello schermo.

Gli schermi che competono con questo includono i CRT, OLED, AMLCD, DLP, SED-tv e schermi piatti field emission. Il vantaggio principale della tecnologia per schermi al plasma è che si può produrre uno schermo molto grande utilizzando materiali molto sottili. Siccome ogni pixel viene acceso individualmente, l'immagine è molto luminosa ed ha un ampio angolo visibile

I gas di xeno e neon in un televisore al plasma sono contenuti in centinaia di migliaia di piccole celle posizionate tra due pannelli di vetro. Anche dei lunghi elettrodi vengono inseriti tra i pannelli di vetro, davanti e dietro le celle. Gli elettrodi di indirizzamento sono dietro le celle, lungo il pannello di vetro posteriore. Gli elettrodi trasparenti dello schermo, che sono circondati da materiale dielettrico isolante e coperti di uno strato protettivo in ossido di magnesio, sono montati davanti alle celle, lungo il vetro anteriore. La circuiteria di controllo carica gli elettrodi che si incrociano ad una cella, creando una differenza di potenziale tra davanti e dietro provocando l'ionizzazione dei gas e la formazione di plasma; quando gli ioni del gas si dirigono verso gli elettrodi e collidono vengono emessi dei fotoni.

In uno schermo monocromatico, lo stato ionizzante può essere mantenuto applicando un voltaggio di basso livello tra tutti gli elettrodi orizzontali e verticali, anche quando il voltaggio di ionizzazione viene rimosso. Per cancellare una cella, tutta la tensione viene rimossa dagli elettrodi. Questo tipo di pannello ha una memoria intrinseca e non utilizza fosfori. Una piccola quantità di azoto viene aggiunta al neon per incrementare l'isteresi.

Nei pannelli a colori, il retro di ogni cella è rivestita con un fosforo. I fotoni ultravioletti emessi dal plasma eccitano questi fosfori per dare luce colorata. Ogni cella è quindi paragonabile ad una lampada fluorescente.

Ogni pixel è fatto di tre sottocelle separate, ognuna con fosfori di diversi colori. Una sottocella ha il fosforo per la luce rossa, una per la luce verde e l'altra per la luce blu. Questi colori si uniscono assieme per creare il colore totale del pixel, analogamente ai computer Triad o agli schermi CRT. Variando gli impulsi di corrente che scorrono attraverso le diverse celle migliaia di volte al secondo, il sistema di controllo può aumentare o diminuire l'intensità di ogni colore di ogni sottocella per creare miliardi di diverse combinazioni di verde, rosso e blu. In questo modo il sistema di controllo può produrre la maggior parte dei colori visibili. I display al plasma usano gli stessi fosfori dei CRT, il che porta ad una riproduzione dei colori estremamente accurata.

Il rapporto di contrasto è la differenza tra le parti più luminose quelle più buie di una immagine, misurata in passi discreti, in un qualsiasi momento dato. Generalmente, più alto è questo rapporto, più è realistica l'immagine. I rapporti di contrasto per gli schermi al plasma sono spesso pubblicizzati alti come 10000:1. Sulla superficie, questo è un vantaggio significativo del plasma sulle altre tecnologie per schermi. Anche se non esistono schemi industriali per misurare il rapporto di contrasto, la maggior parte dei produttori seguono sia lo standard ANSI o effettuano un test "tutto-acceso-tutto-spento". Lo standard ANSI utilizza una immagine di test a scacchiera dove i neri più scuri e i bianchi più chiari sono misurati simultaneamente, rendendo di fatto le misure più accurate del "mondo vero". Al contrario, un test tutto acceso-tutto spento misura il rapporto con uno schermo tutto nero e uno tutto bianco, dando valori più alti, ma non rappresentando uno scenario visivo tipico. I produttori possono migliorare ulteriormente in modo artificiale il rapporto di contrasto misurato aumentando i settaggi di luminosità e di contrasto per ottenere i valori di test più alti. Tuttavia, un rapporto di contrasto generato in questo modo è fuorviante, poiché le immagini sarebbero essenzialmente inguardabili con simili settaggi.

La tecnologia alla base degli schermi al plasma aiuta ad ottenere alti rapporti di contrasto. Similmente ai CRT, gli schermi al plasma possono ottenere un nero quasi totale spegnendo ogni singola cella/pixel completamente. Questo contrasta con la tecnologia LCD, dove i punti neri generati da un metodo di polarizzazione della luce non sono in grado di bloccare completamente la luce di fondo. Tuttavia, una imperfezione della tecnologia al plasma è che far funzionare uno schermo alla massima luminosità riduce significativamente la vita del pannello. Per questa ragione, molti proprietari lasciano i settaggi della luminosità molto sotto al massimo, pur ottenendo una luminosità superiore di quella degli schermi a tubo catodico.

Con schermi elettronici basati sul fosforo (inclusi quelli a raggi catodici ed al plasma), la visualizzazione prolungata nel tempo di una barra di menu od altri elementi grafici può creare immagini fantasma di questi oggetti. Questo a causa del fatto che i componenti al fosforo che emettono la luce perdono la loro luminosità con l'uso. Come risultato, quando alcune aree dello schermo vengono usate più di frequente di altre, nel tempo le aree che hanno perso luminosità diventano visibili ad occhio nudo, creando l'effetto chiamato burn-in. Mentre l'immagine fantasma è l'effetto più evidente, un risultato più comune è che la qualità dell'immagine calerà gradualmente e continuamente mentre si sviluppano le variazioni di luminosità, creando un effetto "fango" nell'immagine visualizzata.

Gli schermi al plasma esibiscono anche un altro tipo di alterazione dell'immagine, il quale viene a volte confuso con il danno da burn-in. In questo modo, quando un gruppo di pixel vengono accesi ad alta luminosità (visualizzando il bianco, ad esempio) per un lungo periodo di tempo, una carica si costruisce nella struttura dei pixel e diventa visibile un'immagine fantasma. Tuttavia, a differenza del burn-in, questa carica costruita è transitoria e si autocorregge quando lo schermo si spegne per un periodo sufficientemente lungo, o dopo aver visualizzato immagini televisive casuali.

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