di Lucio Viganò

Con questo numero di Insieme terminiamo il confronto tra le principali tipologie di schermi televisivi oggi sul mercato, analizzando pregi e caratteristiche dei televisori a cristalli liquidi (LCD, Liquid Crystals Display). Nella 1a parte di questa comparazione (Insieme numero 6/2008), abbiamo visto che gli schermi al plasma, a fronte di una eccellente qualità dell’immagine (nitidezza e profondità, saturazione e resa cromatica nonché elevato contrasto), soffrono di problemi strettamente connessi alle caratteristiche tecniche del pannello, sintetizzabili con il fenomeno della ritenzione di immagine o peggio del burnin (degradazione permanente dei pixel con la formazione di immagini fantasma); questi problemi, in parte risolti dalle nuove tecnologie, non sono rilevanti in un utilizzo normale dell’apparecchio ma, essendo presenti nei televisori attualmente in commercio, è giusto tenerne conto in previsione dell'eventuale acquisto.
Vedremo quindi da vicino le principali caratteristiche dello schermo a cristalli liquidi, questa promettente, moderna tecnologia che contende al rivale il primato nelle vendite di televisori a grande schermo e non.
Un po' di storia, innanzitutto, per comprendere appieno gli argomenti che saranno trattati nel corso dell'articolo. Contrariamente a quello che si possa pensare, la scoperta dei cristalli liquidi non è affatto recente, ma risale intorno al 1888 ad opera del botanico austriaco Friedrich Reinitzer, che scoprì questa fase della materia maneggiando un composto organico, il benzoato di colesterile, sostanza che all'innalzamento della temperatura non passava direttamente dallo stato solido a quello liquido, ma aveva una fase in cui possedeva caratteristiche intermedie, non era cioè né liquido né solido. Da qui l'apparente contraddizione del termine di cristallo liquido, a sintetizzare efficacemente questo particolare stato fisico della materia. Ovviamente l'argomento è assai più complesso di quanto queste poche righe lascino intendere, ma, come si può ben capire, lo scopo di questa rubrica non è la divulgazione di un trattato di fisica ma persegue il ben più modesto obiettivo di spaziare nel campo della tecnologia applicata ai beni di largo consumo, finalizzato al conseguimento di una migliore qualità della vita.
Nel corso degli anni, con il progresso della scienza, i cristalli liquidi hanno trovato applicazione in campo scientifico e industriale, prima di conoscere, nei primi anni 70, grande popolarità nell'elettronica di consumo, con il primi orologi e le prime calcolatrici tascabili che montavano schermi a cristalli liquidi.
Ma il settore che ha decretato la fortuna di questa tecnologia e la sua capillare diffusione è stato quello dell'informatica, dove gli schermi a cristalli liquidi dei moderni computer hanno soppiantato definitivamente i vetusti ed ingombranti monitor a tubo catodico; questo successo è stato decretato dall'eleganza, dalla versatilità e dal facile inserimento di questi accessori nell'arredamento moderno, complice anche la produzione su scala industriale che ne ha abbassato notevolmente i prezzi. Solo negli ultimi anni abbiamo assistito alla diffusione di questa tecnologia anche nel campo dell'intrattenimento domestico, dove è sempre più facile trovare televisori che montano pannelli a cristalli liquidi, in diretta concorrenza con la tecnologia al plasma.
Come tutte le cose di questo mondo, d'altro canto, anche gli schermi a cri-stalli liquidi posseggono pregi e difetti e, come il precedente articolo, anche questo si prefigge lo scopo di elencare gli uni e gli altri per aiutare il potenziale acquirente nella scelta migliore possibile, in base alle proprie esigenze.
La principale differenza tra un pannello al plasma ed uno LCD sta nel fatto che in quest'ultimo i pixel non emettono luce propria, ma sono retroilluminati da una sorgente di luce bianca non polarizzata; le qualità e gli inconvenienti di questa tecnologia derivano tutte da questa caratteristica.
Tutte le sorgenti luminose sono costituite da onde elettromagnetiche, i cui campi elettrici si diffondono nell'ambiente in ogni direzione, perpendicolarmente all'asse di propagazione; se poniamo dinanzi ad una sorgente luminosa un filtro polarizzatore, la luce in uscita dal filtro sarà orientata su un unico piano di propagazione, verticale od orizzontale; se applichiamo un secondo polarizzatore perpendicolare al primo, il transito della luce sarà interrotto. Questo principio sta alla base del funzionamento dei pannelli LCD. Posizionando infatti tra i due polarizzatori un cristallo liquido cui è stata applicata una tensione elettrica, esso ruoterà il piano di polarizzazione della sorgente luminosa allineandolo con il secondo polarizzatore, consentendo il passaggio della luce. In questo modo è possibile variare i piani di polarizzazione per regolare il passaggio della luce in base all'immagine che si vuole ricostruire, semplicemente agendo sulla tensione applicata al cristallo liquido; l'inserimento di filtri colorati nei sotto-pixel, analogamente a quanto avviene con i pannelli al plasma, completa l'opera restituendo un immagine con le tonalità ed i colori originari.
Poiché, come abbiamo visto, la lampada che illumina i pixel non si spegne mai, i colori scuri ed il nero in particolare sono ottenuti attraverso l'intervento sui cristalli liquidi, impedendo come abbiamo visto sopra il passaggio della luce; l'interruzione tuttavia non è mai totale, perché una minima parte di luce riesce comunque a passare; per questo motivo la resa del nero non è paragonabile a quella dello schermo al plasma, dove esso viene ge-nerato spegnendo il pixel corrispondente, creando così il nero assoluto. Qui sta il principale difetto dello schermo LCD. Anche l'altro difetto di questa tecnologia è da ricondurre alla retroilluminazione sempre presente ed è comunemente noto come effetto scia; a differenza del plasma, dove la scena successiva viene generata “ex novo” spegnendo ed accendendo i pixel interessati, nel pannello LCD, dove la lampada di retroilluminazione è sempre accesa, le parti chiare o scure di un'immagine sono ottenute con l'intervento sul cristallo liquido; il tempo impiegato per passare da “tutto aperto” a “tutto chiuso” o viceversa, è chiamato tempo di latenza ed è nell'ordine di alcuni millisecondi, a volte poco adatto alla riproduzione di immagini in rapido movimento, quali sono ad esempio quelle dei film d'azione. Infine il terzo difetto degli schermi a cristalli liquidi è il ridotto angolo di visione, diretta conseguenza della luce polarizzata che attraversa lo schermo; tutti noi ci saremo certamente accorti, osservando un'immagine sul monitor LCD di un computer, che cambiando l'angolo di osservazione dell'immagine, il contrasto e la luminosità della scena vengono progressi-vamente degradati sino a divenire inaccettabili agli estremi del campo.
Anche in questo come in altri settori, tuttavia, la tecnologia sta facendo passi da gigante ed i problemi sopra accennati sono stati parzialmente risolti con l'adozione di tecniche costruttive innovative ed oggigiorno non costituiscono più un limite all'acquisto, se la scelta viene fatta consapevolmente.
Per contro però il pannello LCD possiede pregi che lo rendono spesso preferibile ai concorrenti; in primo luogo, poiché come abbiamo visto, i pixel non generano luce propria, essi sono immuni dal temuto fenomeno del burnin caratteristico degli schermi al plasma. Su un pannello LCD possono essere visualizzate quante si vuole scene statiche senza che si possa mai verificare il fenomeno dell'immagine fantasma. Un altro vantaggio è la grande stabilità dell'immagine riprodotta attraverso un pannello LCD, totalmente priva di sfarfallio; anche vista da vicino, essa non affaticherà mai la vista. Infine l'adozione di tecniche costruttive come la litografia, ha consentito di produrre schermi a cristalli liquidi di ridotte dimensioni, aumentandone la versatilità.
Notizie dell'ultim'ora dal mondo dell'industria indicano che due colossi giapponesi, Pioneer e Hitachi, grossi produttori di pannelli al plasma, ne cesseranno a breve la produzione, a tutto vantaggio degli schermi LCD; un grosso passo in avanti verso la diffusione di questa tecnologia, che sembra destinata a vincere la battaglia. Un segnale forse non definitivo, ma sicuramente importante per tutti coloro che si accingono a fare il grande passo dell'acquisto.
Ma, come ripetuto spesso in questa rubrica, la tecnologia invecchia assai rapidamente e già si annuncia all'orizzonte un concorrente temibile per gli schermi a cristalli liquidi: la tecnologia oled, di cui si parla già e che sembra promettere prestazioni di assoluta eccellenza; per ora ancora penalizzata da costi elevati, essa è attualmente implementata negli schermi di alcuni telefoni cellulari di fascia alta mentre nel campo dell'intrattenimento dome-stico non sembra essere attesa prima di cinque o sei anni, ma non si sa mai...
Nel prossimo numero di Insieme esamineremo le caratteristiche e le applicazioni di questa nuova branca della tecnologia, giusto per conoscere con anticipo ciò che si profila all'orizzonte.