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Tecnologia dei Cristalli Liquidi 1/2 [2 di 34] 

bulletI display a cristalli liquidi (LCD, Liquid Cristal Display) sono visualizzatori che, a differenza dei tubi a raggi catodici (CRT, Cathode Ray Tubes) che sono una sorgente luminosa, riflettono o assorbono la luce prodotta da una sorgente luminosa esterna o da un sistema di retroilluminazione.
bulletI cristalli liquidi furono scoperti più di 100 anni fa constatando che determinate sostanze con struttura cristallina tipica di un solido, se opportunamente riscaldate, assumevano una consistenza semiliquida, pur mantenendo la struttura cristallina al proprio interno.
bulletI cristalli, ad una osservazione microscopica, appaiono come delle piccole bacchette o, meglio ancora, filamenti ed è per questo che prendono il nome di nematici, dal greco nemo, cioè filo; oltre ai nematici esistono altre tipologie di cristalli liquidi, ma sono poco utilizzati nella costruzione di display LCD.

                 

bulletI filamenti cristallini facendo parte di una sostanza semifluida sono caratterizzati da una certa libertà di movimento ed inoltre rifrangono i fasci di luce su di essi incidenti; ovvio che la rifrazione del fascio luminoso varierà a seconda dell'orientamento degli stessi.
bulletQuesti piccoli filamenti sotto lo stimolo di un apposito campo elettrico possono modificare il proprio orientamento e di conseguenza modificare le caratteristiche del fascio di luce che li attraversava.
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Gli LCD sono costituiti da 7 strati fondamentali, le cui funzioni e caratteristiche sono di difficile e complessa spiegazione...; partendo dalla zona centrale abbiamo 2 pannelli di vetro che racchiudono i cristalli liquidi.

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Questi 2 pannelli (alignment layers) presentano delle scanalature che vanno ad orientare i cristalli facendogli assumere una particolare configurazione ad elica (vedi immagine a lato).

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Tali scanalature sono infatti disposte in modo parallelo tra di loro, su ogni pannello, ma quelle del primo pannello sono perpendicolari rispetto a quelle del secondo.

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Le scanalature rettilinee sono ottenute posizionando sui 2 pannelli di vetro delle sottili pellicole trasparenti di materiale plastico che vengono opportunamente trattate.

                 

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I cristalli, venendo in contatto con le scanalature, si orientano di conseguenza e, poichè le scanalature tra i 2 pannelli esterni sono tra loro ortogonali, passando da un pannello all'altro, sono obbligati a subire una torsione di 90° assumendo, come detto, una configurazione ad elica.
              

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La tecnologia ora descritta viene detta Twisted Nematic (TN), cioè cristalli nematici ruotati. I 2 pannelli sono tra loro molto vicini... una distanza di circa 5 milionesimi di millimetro.

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Se i cristalli vengono attraversati da un fascio di luce questo segue l'andamento della disposizione dei cristalli e quindi subisce una rotazione di 90° nel passaggio da un pannello all'altro.

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Applicando ai 2 pannelli di una differenza di potenziale (tensione elettrica) viene generato un campo elettrico che causa l'orientamento dei cristalli nella sua direzione; la precedente, naturale, disposizione ad elica in direzione orizzontale viene così perduta e sostituita da una nuova disposizione ordinata dei cristalli in direzione verticale; la luce attraversa direttamente i cristalli senza subire la rotazione di 90°.


Struttura elicoidale dei cristalli

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