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 Portada - Enciclopedia - LCD

LCD

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Ultima modificación de "LCD": 26/12/07

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LCD - Liquid Crystal Display (Pantalla de cristal líquido)

Es una de las tecnologías más utilizadas para fabricar paneles que representan datos visualmente. Se emplea en pantallas de los relojes digitales de pulsera, calculadoras, reproductores MP3, teléfonos móviles, máquinas expendedoras, televisores, monitores y proyectores, por citar algunos ejemplos. Ofrece ventajas distintivas como que son pantallas delgadas, ligeras, y consumen menos energía que muchas otras tecnologías.

Los LCD es un método de visualización pasivo, es decir, no emiten luz como lo podría hacer una pantalla o visualizador hecho con una matriz de LEDs. Por ello, cuando intentamos ver el resultado en una calculadora o la hora de un reloj cuyo panel emplea esta tecnología, se necesita una fuente de luz adicional. En televisores, monitores y protectores, es una luz trasera la que ilumina la pantalla.

Al ser compatibles con la tecnología CMOS (la unión de un transistor MOSFET tipo P y otro tipo N) los LCD tienen un consumo de energía muy bajo y por ello se encuentran en multitud de equipos portátiles.

En los cristales líquidos hay una vida útil limitada, de aproximadamente 50.000 horas. Pueden venir en múltiples configuraciones, desde visualizadores de 7 segmentos hasta matrices de píxeles que pueden llegar a ser muy pequeños y numerosos. Se tiran alrededor del 40% de los LCD fabricados, y algunos se estropean durante su uso. Los fabricantes toman como válida una pantalla con un número máximo de entre 8 y 12 píxeles muertos.

 

Cómo funciona un LCD


Un LCD básicamente modifica la luz que incide sobre moléculas de cristal líquido, unas sustancias transparentes con cualidades propias de líquidos y de sólidos. Según la polarización que sufren los cristales líquidos, reflejarán o absorberán más o menos luz. La polarización la reciben desde dos placas de vidrio paralelas, una de ellas separadas por sólo unas micras, donde están contenidos los cristales líquidos, una de ellas dispuesta verticalmente y la otra horizontalmente. Si los cristales no rotan en la polarización, la pantalla exterior no deja pasar la luz y la reflejaría. Si rotan 90º, la luz pasaría a través de los dos paneles polarizados.  Es decir, cuando un segmento o pixel recibe cierta polarización no refleja la luz y aparecerá en la pantalla como si fuera una zona oscura.  En pantallas de calculadores, relojes, etc tienen unos electrodos especiales que definen con sus formas los símbolos y caracteres que serán visualizados.

La superficie del vidrio que hace contacto con el líquido es tratada de manera que induzca la alineación de los cristales en dirección paralela a las placas. Esta alineación permite el paso de la luz incidente sin ninguna alteración.

Cuando se aplica la polarización adecuada entre los electrodos, aparece un campo eléctrico entre estos electrodos (campo que es perpendicular a las placas) y esto causa que las moléculas del liquido se agrupen en sentido paralelo a este (el campo eléctrico) y cause que aparezca una zona oscura sobre un fondo claro (contraste positivo). De esta manera aparece la información que se desea mostrar.

Los LCD tendrán entonces tres modos de visualización:

  • Modo reflector: En esta modo el sistema LCD utiliza un reflector de difusión (una lámina reflectora), que refleja la luz ambiente a través del visualizador. Excelente para áreas donde siempre hay luz disponible y como no requiere de una fuente de energía se puede utilizar con baterías. Este modo ofrece un alto contraste.
  • Modo transmisor: En este modo el visualizador LCD es iluminado desde atrás en forma artificial. Se utiliza mucho para visualizaciones negativas (segmentos claros sobre fondo oscuro).
  • Modo transflector: Este modo es un híbrido de los dos modos antes mencionados y se utiliza para desplegar la información bajo cualquier condición de iluminación. En este modo el display LCD refleja tanto la luz ambiente como la luz artificial de fondo difusa para uso nocturno.

Se puede introducir color en los visualizadores LCD mediante:

  • Polarizadores selectivos de color. Estos producen segmentos de color sobre un fondo brillante o segmentos brillantes sobre un fondo de color
  • Filtros de color (uno por cada color primario). Pueden ser una lámina o estar impresos en el visualizador. Estos filtros trabajan mejor con iluminación trasera.
  • Luz trasera de color. Cuando los segmentos no han sido energizados, aparecen oscuros, pero cuando se energizan permiten el paso de la luz de color.

 

LCD de matriz pasiva


También llamadas pantallas DSTN, fueron las primeras pantallas empleadas en ordenadores portátiles y otros dispositivos móviles. Las pantallas eran tan planas y delgadas como los paneles actuales, y consumían menos energía y producían menos emisiones radioactivas que los televisores y monitores CRT convencionales. Sin embargo, la calidad del color era peor y su precio mucho más elevado..

 

LCD de matriz activa


También llamadas pantallas TFT (Thin film transistor, transistor de película fina). Consiste en un tipo especial de transistor de efecto campo construido depositando finas películas sobre contactos metálicos, capa activa semiconductora y capa dieléctrica. En los paneles LCD, existen desde uno hasta cuatro transistores por píxeles, que controlan la polarización de los cristales líquidos, es decir, cómo reflejan o absorben la luz proveniente de la parte trasera. De esta forma desaparecen los problemas de ángulo de visión y pureza de color y se reducen los relacionados con el contraste y la velocidad de respuesta a la renovación de las imágenes. Además son menos perjudiciales para la vista.

El avance que supone que un transistor alimente cada píxel de la pantalla de forma separada, mejora uno de los puntos débiles del LCD: el brillo de la imagen. Por otro lado, esta tecnología suministra un amplio ángulo de visión que permite ver la imagen a la perfección, aunque no se esté frente a la pantalla.

 

Diferencias entre DSTN y TFT


  Angulo de visión Contraste Tiempo de respuesta
DSTN 40º - 100º 40:1 300 ms
TFT 140º - 170º > 200:1 - 1000:1 <25 ms
 
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