Definición de LCD (Pantalla de Cristal Líquido)

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LCD es una tecnología utilizada en monitores de computadoras, televisores, cámaras digitales y otros dispositivos electrónicos, que permite una pantalla más delgada y plana, además de una excelente definición y más ahorro de energía con respecto a los viejos monitores de tubos de rayos catódicos (CRT).

LCD significa Liquid Crystal Display o Pantalla de Cristal Líquido.

Básicamente estas pantallas están integradas por diminutos puntos. Poseen dos capas de material polarizante. Entre las capas se introduce una solución de cristal líquido. Luego una señal eléctrica hace que los cristales se alineen de tal manera que impidan o no el paso de la luz. Cuando la pantalla se pone negra, todos sus cristales están alineados para que no pase luz.

Los LCD tienen una vida promedio de entre 50 y 60 mil horas de uso.

Otras tecnologías para monitores son el CRT, el plasma y el OLED.


Ventajas y desventajas del uso del LCD con respecto a otras tecnologías

Ventanas

- Las pantallas son compactas y livianas.

- Consumen poca energía. Dependiendo de su brillo y del contenido que se muestra, los viejos modelos retroiluminados CCFT consumen entre un 30 y un 50% de la energía de un monitor CRT de igual tamaño. En tanto los modelos LED retroiluminados generalmente consumen entre un 10y un 25% de la energía que usaría un monitor CRT similar.

- Emiten poco calor mientras funcionan.

- No hay distorsión geométrica.

- Poca o ausencia de parpadeo (depende de la tecnología de retroiluminación).

- Usualmente no hay parpadeo por la tasa de refresco, porque los píxeles LCD mantienen su estado entre refrescos (que usualmente se hacen en 200 hercios o más, independientemente de la frecuencia de actualización de entrada).

- Muy delgados comparados con monitores CRT, lo que permite ahorrar espacio.

- Imagen de gran nitidez.

- Emiten mucha menos radiación electromagnética que un monitor CRT.

- Pueden ser hechas en casi cualquier tamaño y forma.

- No hay resolución límite teórica.

- Pueden hacerse en grandes tamaños a un precio menor, debido a la producción masiva.

- El marco de los monitores puede ser más angosto y la ventana activa es mayor que en monitores CRT.

- Puede mostrar de forma nativa conexiones digitales DVI o HDMI.


Desventanas

- Visión limitada en el ángulo. Causando distorsión de color, contraste y brillo variante. Este problema está presente en viejos monitores LCD.

- Retroiluminación desigual en algunos monitores, causando distorsión de brillo en especial en los bordes. También este problema es más usual en monitores viejos.

- Los niveles de color negro suelen aparecer inaceptablemente brillosos. Esto se debe a que los cristales líquidos individuales no pueden bloquear completamente la luz que pasa por estos.

- En monitores con tiempo de respuesta lento (mayor a 8 milisegundos) puede notarse un arrastre en objetos que se mueven. Esto se soluciona utilizando una luz de fondo efecto estroboscópico, pero en ocasiones puede causar cansando en los ojos.

- Una única resolución nativa. Mostrar cualquier otra resolución requiere un escalador de video, lo que causa borrosidades y bordes dentados. O también para mostrar otra resolución la pantalla puede funcionar con resolución nativa usando mapeo de píxeles 1:1, lo que provoca que la imagen no llene la pantalla o se corra por el borde inferior derecho de la pantalla.

- Profundidad de bits fija, muchas pantallas LCD baratas sólo son capaces de mostrar 262.000 colores. Paneles S-IPS de 8 bits pueden mostrar 16 millones de colores y tienen mejores niveles de negro, pero son más caros y tienen un tiempo de respuesta más lento.

- Baja tasa de refresco. Incluso en monitores de alta gama soportan no más de 60 o 75 Hz. Si bien no se produce un efecto de parpadeo por la propia forma de trabajar del LCD, sí puede limitar la tasa de cuadros al mostrar juegos y gráficos 3D.

- Retraso en la entrada, por la aplicación de múltiples procesos antes de mostrar la imagen en pantalla lo que produce un retraso en la imagen a mostrar.

- Pueden producirse píxeles muertos o blancos durante la fabricación.

- En malas pantallas LCD puede darse el efecto burn-in.

- Pérdida de brillo y mucho menor tiempo de respuesta en ambientes de baja temperatura. Incluso en ambientes bajo cero las pantallas LCD pueden dejar de funcionar.

- En ambientes de alta temperatura pueden perder contraste.

- Usualmente no están diseñados para reemplazar sencillamente la retroiluminación.

- La pantalla apenas es visible con luz solar directa. Se emplea la tecnología de pantallas de cristal líquido transflectiva para mejorar la visión cuando hay luz solar, esto se emplea en máquinas expendedoras, relojes de alarma y otros.

- Difíciles de leer cuando se utilizan lentes solares polarizados.


Historia del LCD: primeros descubrimientos

- 1888: Friedrich Reinitzer (1858–1927) descubrió la naturaleza cristalina líquida del colesterol extraído de zanahorias (es decir, dos puntos de fusión y generación de colores) y publicó sus hallazgos en una reunión de la Sociedad Química de Viena el 3 de mayo 1888.

- 1904: Otto Lehmann (1855-1922) publica su trabajo de nombre "Flüssige Kristalle", traducido "Cristales Líquidos".

- 1911: Charles Mauguin (1878–1958) es el primero en experimentar con cristales líquidos confinados entre platos en delgadas capas.

- 1922: Georges Friedel (1865-1933) describe la estructura y propiedades de los cristales líquidos y los clasifica en tres tipos: nematics, smectics y cholesterics.

- 1927: Vsevolod Frederiks (1885–1944) idea la válvula de luz conmutada eléctricamente, llamado actualmente la transición Fréedericksz, el efecto esencial de toda la tecnología LCD.

- 1936: la compañía Marconi Wireless Telegraph patenta la primera aplicación práctica de esta tecnología, La válvula de luz de cristal líquido.

- 1962: es publicada por el Dr. George W. Gray (1926–2013) el artíciulo "Estructura molecular y propiedades de los cristales líquidos".

- 1962: Richard Williams de RCA (RCA Corporation, anteriormente Radio Corporation of America) descubre que los cristales líquidos tienen algunas características electro-ópticas interesantes y se dio cuenta de un efecto electro-óptico mediante la generación de un patrón a rayas en una capa delgada de material de cristal líquido mediante la aplicación de un voltaje. Este efecto se basa en una inestabilidad electro-hidrodinámica formando lo que ahora se conoce como "dominios Williams" en el interior del cristal líquido.


Historia del LCD: la verdadera primera pantalla LCD

- 1964: George H. Heilmeier (1936-2014) fue incluido en el Salón Nacional de la Fama de Inventores y se le atribuye la invención de las pantallas LCD. El trabajo de Heilmeier es incluido entre los hitos IEEE (IEEE Milestone).

George H. Heilmeier trabajaba en los laboratorios e dRCA Corporation en los efectos descubiertos en 1962 por Richard Williams. notó la conmutación o cambio de colores que era inducida por el reajuste de los tintes de dicroico en un cristal líquido homeotrópicamente orientado. Los problemas prácticos con este nuevo efecto electro-óptico hicieron que Heilmeier siguiera trabajando en los efectos de la dispersión en los cristales líquidos y, por último, la realización de la primera pantalla de cristal líquido de funcionamiento sobre la base de lo que él llamó la dispersión modo dinámico (DSM). La aplicación de un voltaje a un dispositivo DSM cambia inicialmente el cristal líquido transparente en una capa lechosa, turbia y estatal. Los dispositivos DSM podrían operar en modo transmisión y reflexión, pero requieren un considerable flujo de corriente para su funcionamiento.

- Finales de 1960: un trabajo pionero sobre los cristales líquidos se llevó a cabo en el Royal Radar Establishment (RRE) en Malvern (Reino Unido). George William Gray y su equipo de la Universidad de Hull, descubrieron los cristales líquidos cianobifenilo, que tenían propiedades adecuadas de estabilidad y temperatura para su aplicación en las pantallas LCD.

- 4 de diciembre de 1970: se presenta la patente N 532.261 en Suiza por la empresa Hoffmann-LaRoche para el efecto Campo nemático trenzado (efecto TN), donde se registra como inventaron a Wolfgang Helfrich y Martin Schadt. Esta patente es rápidamente licenciada al fabricantes de relojes Swiss y otras, que produjeron relojes de pulsera durante la década de 1970. En tanto en la industria japonesa se produjeron los primeros relojes de cuarzo de muñeca y otros productos usando pantallas LCD.

- 22 de abril de 1971: James Fergason presenta idéntica patente en EEUU. Fergason ILIXCO (ahora llamada LXD Incorporated) produce la primera pantalla LCD basada en el efecto TN, que rápidamente reemplazaron los tipos DSM que baja calidad y mayor consumo.

- 1972: Se produce la primera pantalla de cristal líquido con matriz activa en los EE.UU. por el equipo de Peter Brody en Westinghouse, en Pittsburgh, Pennsylvania.

- 1983: investigadores en Brown, Boveri & Cie (BBC), Suiza, desarrollan la estructura STN (nemático super trenzado, STN o super-twisted nematic) para pantallas LCD de matriz pasiva dirigida.

- 1990: se conciben efectos eletroópticos alternativos al efecto TN y el STN. Uno de los enfoques fue usar electrodos interdigitales en un sustrato de vidrio sólo para producir un campo eléctrico esencialmente paralelo a los sustratos de vidrio. Para sacar el máximo provecho de las propiedades la tecnología IPS (In-plane switching) era necesario seguir trabajando. Finalmente se lograron buenos resultados en Instituto Fraunhofer de Friburgo en Alemania, donde Merck KGaA, Darmstadt patentó la tecnología.

- 1992: Poco tiempo después, los ingenieros de Hitachi resuelven varios detalles prácticos de la tecnología IPS para interconectar la matriz de transistores de capa fina como una matriz y para evitar indeseables campos de dispersión entremedio de los píxeles de la pantalla. Hitachi también mejora el ángulo de visión de las pantallas optimizando la forma de los electrodos (llamado Super IPS).

NEC e Hitachi se convierten en los primeros fabricantes de pantallas LCD de matriz activa basados en tecnología IPS. Esto es un hito para lograr implementar grandes pantallas LCD teniendo un rendimiento visual aceptable, útiles para monitores y televisores planos.

- 1996: Samsung desarrolló la técnica perfil óptico que permite LCD multidominio. Esta última tecnología y IPS fueron las tecnologías dominantes de los LCD hasta el año 2010.

- 2007: Las ventas de LCD superan las ventas de CRTs a nivel mundial por primera vez.




Notas relacionadas:

• Cómo limpiar una pantalla LCD

• LCD versus Plasma

Citar la definición:
Alegsa.com.ar (2016). Definición de LCD - ALEGSA © 2016-06-23 url: https://www.alegsa.com.ar/Dic/lcd.php

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