Cose da sapere per display e indicatori

I display sono necessari affinché le informazioni dall'interno dei dispositivi elettronici possano essere trasmesse all'esterno all'utente. Può trattarsi di informazioni concise come il risultato del calcolo di una calcolatrice tascabile o il risultato della misurazione di un multimetro, oppure di informazioni complesse come le immagini in movimento e a colori di un video musicale, che sono anche accoppiate ad una riproduzione audio. L'elettronica moderna non è pensabile senza display, indicatori, monitor e schermi di tutti i tipi.

• Che cosa sono i display?

• Quali tipi di display sono disponibili?

• Tecniche di rappresentazione per display

• Questi display e accessori sono disponibili

Che cosa sono i display?

Gli indicatori servono per la trasmissione ottica di informazioni alternate. Un'altra denominazione è Display. Gli indicatori più grandi sono chiamati anche schermi. Sono tra le interfacce tra l'operatore (umano) e la macchina (tecnica) e si possono trovare come:

• Comandi su apparecchi e macchine,
• Schermo della TV o monitor del computer,
• Su dispositivi mobili come smartphone, tablet o notebook,
• Su dispositivi di navigazione
• E in molte altre applicazioni.

Quali tipi di display sono disponibili?

Da un lato, ci sono display numerici o digitali, che in genere vengono realizzati come display a righe o a matrice. Sono particolarmente adatti quando è necessario fornire solo brevi informazioni.

I display a righe sono semplici display a matrice da due a quattro righe, composti da singoli punti di immagine in una matrice di righe orizzontali e colonne verticali. I singoli punti dell'immagine sono definiti in modo univoco dall'indicazione di un numero di riga e di una colonna.

A seconda della tecnologia di visualizzazione utilizzata, ad esempio LCD (display a cristalli liquidi) o LED (diodo luminoso), un punto immagine può assumere due o più livelli di grigio e colori. Nella variante più semplice, un punto immagine all'interno della superficie del display è visibile o invisibile, cioè nero o bianco. A seconda di quanto fine il display è rasterizzato, ovvero i punti dell'immagine sono disposti, è possibile utilizzare il controllo di più punti per creare motivi grafici o caratteri da punti di immagine adiacenti della matrice.

Gli indicatori a matrice, che devono visualizzare solo semplici sequenze di lettere o cifre, ad esempio per i valori di misura (ad esempio, gli indicatori di temperatura), sono spesso realizzati come display a sette segmenti. È composto da sette segmenti in forma adatta, che consentono la rappresentazione di numeri e lettere semplici. Un esempio noto di questo è la visualizzazione di calcolatrici tascabili con segmenti a forma di linea. Gli indicatori a matrice possono essere programmati in modalità a 4 o 8 bit con poche righe di codice bit tramite un'interfaccia seriale. Grazie a questa semplicità, sono ancora spesso utilizzati per l'utilizzo e il monitoraggio dei parametri di processo in macchine, impianti e edifici.

Uno schermo è uno strumento di visualizzazione utilizzabile in modo molto universale che può essere controllato in modo vettoriale e orientato alla griglia come un tubo di Braun. Gli indicatori a cristalli liquidi (display LCD) vengono controllati come matrici a griglia.

Per LCD e OLED si distinguono due tipi di tecnologia di controllo: Display a matrice passiva e display a matrice attiva (display TFT). Un circuito di comando, comunemente realizzato come circuito integrato (IC, circuito integrato), controlla i singoli punti di immagine della matrice. Oltre all'attivazione dei singoli punti di immagine, anche un generatore di caratteri fa parte di questo circuito di comando.

Tecniche di rappresentazione per display

I display utilizzano diverse tecniche di rappresentazione. Questi includono:

• Display con emissione di campo (FED)
• Display a cristalli liquidi (LCD) e display transistor a film sottile (TFT LCD)
• Display a tubo catodico (CRT)
• Schermi al plasma
• Diodi luminosi organici (OLED)
• Display a emissione di elettroni per conduttori di superficie (SED)

Di questi, al momento sono particolarmente importanti gli indicatori a cristalli liquidi (LCD, liquid crystal display) e i display a diodi luminosi organici (OLED, diodo emettitore di luce organico).

Display a cristalli liquidi (display LCD)

Il principio di funzionamento si basa sul fatto che i cristalli liquidi influenzano la direzione di polarizzazione della luce quando viene applicato un determinato livello di tensione elettrica. Gli schermi LCD sono composti da segmenti che possono cambiare la loro trasparenza indipendentemente l'uno dall'altro. Grazie alla disposizione di segmenti trasparenti e non o meno trasparenti è possibile creare modelli e caratteri riconoscibili visivamente. A tale scopo, l'allineamento dei cristalli liquidi in ogni segmento viene controllato mediante tensione elettrica, cambiando così la loro permeabilità alla luce polarizzata. I filtri di polarizzazione sul display generano luce polarizzata. Con gli indicatori riflettenti questa luce è la luce ambientale incidente, con gli indicatori in modalità trasmissione è una retroilluminazione integrata.

Gli schermi LCD possono avere segmenti di immagine uniformemente rasterizzati corrispondenti ai pixel per poter rappresentare qualsiasi contenuto di immagine o, se si desidera visualizzare solo determinati contenuti, segmenti in una forma corrispondente, come il display a sette segmenti noto dalla calcolatrice.

I display LCD vengono utilizzati con dispositivi elettronici di vario tipo, ad esempio:

• Elettronica di intrattenimento
• Fotocamere digitali
• Orologi digitali
• Telefoni cellulari
• Strumenti di misura

Gli svantaggi precedenti, come il basso contrasto e i tempi di commutazione relativamente lunghi, non hanno più importanza grazie al progresso tecnologico.

Display OLED

Un diodo luminoso organico (OLED, diodo emettitore di luce organico) è un elemento di costruzione a film sottile luminoso in materiali organici semiconduttori. La differenza rispetto ai tradizionali diodi luminosi inorganici (LED) è che la densità di corrente elettrica e la luminosità sono inferiori e non sono necessari materiali monocristallini. I diodi luminosi organici possono quindi essere prodotti in modo più economico nella tecnologia a film sottile rispetto ai LED tradizionali, ma hanno una durata inferiore e anche una minore efficienza luminosa.

La tecnologia OLED viene utilizzata per schermi in smartphone e tablet, ma anche per schermi di grandi dimensioni in TV e monitor di computer. Può essere utilizzato anche per l'illuminazione di ambienti di grandi dimensioni. Le loro caratteristiche speciali del materiale consentono inoltre l'utilizzo per schermi flessibili.

Grazie al suo basso consumo energetico, gli OLED sono ideali per l'utilizzo in piccoli dispositivi mobili come smartphone o notebook, in quanto consumano meno la batteria.