Una visión general de la tecnología LCD

Representa "Pantalla de cristal líquido". En televisores y monitores de computadora, LCD es una tecnología de pantalla plana que se usa ampliamente. Además, se utiliza en las pantallas de dispositivos móviles como computadoras portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes.

Además de verse diferente de los torpes monitores CRT (tubo de rayos catódicos), las pantallas LCD también funcionan de manera muy diferente. Una pantalla LCD tiene una luz de fondo que sirve como fuente de luz para cada píxel dispuesto en una cuadrícula rectangular en lugar de disparar electrones a una pantalla de vidrio. Los subpíxeles rojos, verdes y azules (RGB) están presentes en cada píxel y se pueden activar o desactivar. Aparece en negro cuando todos los subpíxeles de un píxel están desactivados. Aparece en blanco cuando todos los subpíxeles están completamente iluminados. Se pueden crear millones de combinaciones de colores diferentes variando los niveles individuales de luz roja, verde y azul. Haga clic aquí para ver la pantalla LCD TFT.

¿Cómo se fabrican las pantallas LCD?

Una pantalla LCD tiene dos electrodos sobre sustratos de vidrio, dos polarizadores a cada lado y una fina capa de material de cristal líquido intercalada entre ellos. Un filtro óptico conocido como polarizador permite que solo pasen ciertas polarizaciones de luz mientras bloquea todas las demás polarizaciones. Dado que los electrodos deben ser transparentes, el ITO (óxido de indio y estaño) es el material más utilizado.

Dado que las pantallas LCD no pueden producir luz por sí solas, generalmente se coloca una luz de fondo detrás de ellas para hacerlas visibles con poca luz. Las fuentes de luz de la retroiluminación pueden ser CCFL o LED (lámparas fluorescentes de cátodo frío). La luz de fondo más utilizada es LED. Por supuesto, una celda LCD se puede hacer a partir de una capa de un filtro de color si prefiere una pantalla a color. El color RGB constituye el filtro de color. Delante de una pantalla LCD, también se puede añadir un panel táctil.

¿Cómo funcionan las pantallas LCD?

Twisted Nematic, o TN, es el nombre de la primera tecnología de panel LCD producida en masa. Las moléculas de cristal líquido en la celda LCD giran 90 grados cuando no se les aplica un campo eléctrico, que es como funcionan las pantallas LCD. La luz se polariza y se retuerce con la capa molecular de cristal líquido cuando pasa a través del primer polarizador, ya sea luz ambiental o luz de fondo. Se detiene cuando llega al segundo polarizador. La pantalla es completamente oscura para el espectador.

Las moléculas de cristal líquido se desenrollan por un campo eléctrico cuando se aplica. Cuando la luz polarizada llega a la capa de moléculas de cristal líquido, no sufre ninguna torsión y, en cambio, pasa inalterada. El espectador notará que la pantalla es brillante cuando pasa por el segundo polarizador. La tecnología LCD tiene un bajo requerimiento de energía porque utiliza campos eléctricos en lugar de corriente eléctrica (por la que pasan los electrones).

Los conceptos básicos de las pantallas LCD

Las pantallas LCD de matriz pasiva, las LCD más básicas descritas anteriormente, se utilizan normalmente en aplicaciones sencillas o de gama baja como calculadoras, medidores de servicios públicos, relojes digitales antiguos, despertadores, etc. Aunque las pantallas LCD de matriz pasiva tienen muchos inconvenientes, como un ángulo de visión pequeño, un tiempo de respuesta lento y un brillo deficiente, son excelentes consumidores de energía.

Los científicos e ingenieros crearon la tecnología LCD de matriz activa para abordar las deficiencias. La tecnología LCD TFT (transistor de película delgada) es la más popular. Se crean tecnologías LCD aún más avanzadas basadas en TFT LCD. La pantalla LCD IPS (conmutación en el plano) es el tipo más popular. Cuenta con un campo de visión muy amplio, excelente calidad de imagen, respuesta rápida, excelente contraste, menos defectos de quemado, etc.

Las pantallas LCD IPS se encuentran con frecuencia en dispositivos como televisores LCD, iPhones, almohadillas y monitores LCD. Samsung incluso reinventó la retroiluminación LED con su tecnología QLED (punto cuántico), que apaga los LED cuando no se requiere luz para crear negros más profundos.

Diferentes tipos de LCD

1. La primera es la pantalla TN (Twisted Nematic). En todas las industrias, la producción de LCD es la más común y emplea una variedad de pantallas. Debido a su bajo costo y tiempo de respuesta rápido en comparación con otras pantallas, los jugadores usan estas pantallas con mayor frecuencia. El principal inconveniente de estas pantallas es su mala calidad, que también se extiende a sus relaciones de contraste parciales, ángulos de visión y reproducción del color. Estas herramientas, sin embargo, son adecuadas para las tareas diarias.

2. Pantallas de conmutación en el plano (IPS): Debido a que ofrecen una buena calidad de imagen, mayores ángulos de visión, precisión de color vibrante y diferencia, las pantallas IPS se consideran las mejores pantallas LCD. La mayoría de los usuarios de estas pantallas son diseñadores gráficos y, en algunos otros contextos, las pantallas LCD requieren los estándares más altos posibles para la reproducción de imágenes y colores.

3. Panel de alineación vertical: entre la tecnología de panel de conmutación retorcida y la tecnología de panel de conmutación en el plano, los paneles de alineación vertical (VA) se pueden colocar en cualquier lugar en el medio. En comparación con las pantallas de tipo TN, estos paneles tienen características de mayor calidad y los mejores ángulos de visión y reproducción del color. El tiempo de respuesta de estos paneles es rápido. Estos, sin embargo, son mucho más prácticos y adecuados para el uso diario.

4. En comparación con la pantalla retorcida nemática, la estructura de este panel produce negros más profundos y mejores colores. Se pueden lograr mejores ángulos de visión con algunas alineaciones de cristal en comparación con las pantallas de tipo TN. Debido a que son más caros que otras pantallas, estas pantallas tienen un costo. También tienen bajas tasas de refresco y tiempos de respuesta lentos.

5. Conmutación avanzada de campo de franjas (AFFS): en comparación con las pantallas IPS, las pantallas LCD AFFS ofrecen el mejor rendimiento y una amplia gama de reproducción de color. El uso de AFFS es muy avanzado porque puede disminuir la distorsión del color sin sacrificar un amplio ángulo de visión. Esta pantalla se usa típicamente en entornos altamente sofisticados y formales, como cabinas de aviones funcionales.

6. Las pantallas matriciales pueden ser pasivas o activas. Las pantallas LCD de tipo matriz pasiva utilizan una cuadrícula sencilla para permitir que la carga se entregue a un píxel LCD en particular. Se utiliza un material conductor transparente como el óxido de indio y estaño para crear columnas en una capa de vidrio y filas en la otra. Las principales fallas en el sistema de matriz pasiva incluyen una respuesta lenta, un tiempo que es lento y un control de voltaje inexacto. La capacidad de la pantalla para actualizar la imagen que se muestra actualmente se indica principalmente por el tiempo de respuesta de la pantalla.

7. TFT (transistores de película delgada) son el componente principal de las pantallas LCD del tipo de matriz activa. Estos son pequeños transistores y condensadores de conmutación que están dispuestos en una matriz sobre un sustrato de vidrio. Debido a que cada dos filas que se cruzan con la columna se desactiva cuando se activa la fila derecha, se puede transmitir una carga por la columna precisa para dirigirse a un píxel en particular porque el condensador al lado del píxel objetivo recibe una carga.

Ventajas sobre otros tipos de pantallas

Los televisores de pared, las computadoras portátiles, los teléfonos inteligentes y las almohadillas son posibles gracias a las grandes ventajas de ligereza, delgadez y bajo consumo de energía de las tecnologías LCD. Eliminó la oposición de numerosas tecnologías de visualización a medida que avanzaba. Los monitores CRT y los televisores de plasma ya no son comunes en hogares y oficinas. Actualmente, las tecnologías LCD gobiernan la industria de las pantallas. Sin embargo, cada tecnología tiene sus límites.

Las tecnologías LCD requieren retroiluminación debido a sus lentos tiempos de respuesta, especialmente a bajas temperaturas, y sus ángulos de visión limitados. La tecnología OLED (diodos orgánicos emisores de luz) se creó con un enfoque en las deficiencias de LCD. Las pantallas AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) ahora se utilizan en algunos televisores y teléfonos inteligentes de gama alta.

En comparación con la tecnología LCD, esta tecnología de vanguardia ofrece una reproducción de color aún mejor, una calidad de imagen nítida, una gama de colores más amplia y un menor uso de energía. Tenga en cuenta que PMOLED y AMOLED (diodos emisores de luz orgánicos de matriz pasiva) son tipos de pantallas OLED. En lugar de PMOLED, debe elegir AMOLED para su televisor y dispositivos móviles.