Pantalla de cristal líquidu Twisted Nematic (TN).

1. Film de filtru vertical pa polarizar la lluz qu'entra.
2. Sustratu de vidriu con electrodos d'Óxidu d'Indiu ITO. Les formes de los electrodos determinen les formes negres qu'apaecen cuando la pantalla enciéndese y apaga. Los cantares verticales de la superficie son nidies.
3. Cristales líquidos Twisted Nematic (TN).
4. Sustratu de vidriu con filme electrodu común (ITO) colos cantares horizontales p'alliniase col filtru horizontal.
5. Film de filtru horizontal pa bloquiar/dexar el pasu de lluz.
6. Superficie reflectante pa devolver la lluz al espectador. Nun LCD retroiluminado, esta capa ye reemplazada por una fonte lluminosa.

Subpíxel d'un LCD de color.

Una pantalla de cristal líquidu o LCD (sigla del inglés Liquid Crystal Display) ye una pantalla delgao y plano formada por un númberu de píxeles en color o monocromos asitiaos delantre d'una fonte de lluz o reflectora. De cutiu utilízase en dispositivos electrónicos de piles, yá que utiliza cantidaes bien pequeñes d'enerxía llétrica.

Carauterístiques

Cada píxel d'un LCD típicamente consiste nuna capa de molécules alliniaes ente dos electrodos tresparentes, y dos filtros de polarización, los exes de tresmisión de cada unu que tán (na mayoría de los casos) perpendiculares ente sigo. Ensin cristal líquidu ente'l filtru polarizante, la lluz que pasa pol primer filtru sería bloquiada pel segundu (cruciando) polarizador.

La superficie de los electrodos que tán en contautu colos materiales de cristal líquidu ye tratada con cuenta d'afaer les molécules de cristal líquidu nuna direición en particular. Esti tratamientu suel ser de normal aplicable nuna fina capa de polímeru que ye unidireccionalmente estregada utilizando, por casu, un pañu. La direición de l'alliniación de cristal líquidu definir pola direición de frotación.

Antes de l'aplicación d'un campu llétrico, la orientación de les molécules de cristal líquidu ta determinada pola adautación a les superficies. Nun dispositivu twisted nematic, TN (unu de los dispositivos más comunes ente los de cristal líquidu), les direiciones d'alliniación de la superficie de los dos electrodos son perpendiculares ente sigo, y asina s'entamen les molécules nuna estructura helicoidal, o retorcigañada. Por cuenta de que el material ye de cristal líquidu birrefringente, la lluz que pasa al traviés d'un filtru polarizante xirar pola héliz de cristal líquidu que pasa al traviés de la capa de cristal líquidu, lo que-y dexa pasar pol segundu filtru polarizáu. La metá de la lluz incidente ye absorbida pol primer filtru polarizante, pero otra manera tol montaxe ye tresparente.

Cuando s'aplica un voltaxe al traviés de los electrodos, una fuercia de xiru empobina les molécules de cristal líquidu paraleles al campu llétrico, qu'aburuya la estructura helicoidal (esto puédese aguantar gracies a les fuercies elástiques desque les molécules tán llindaes a les superficies). Esto amenorga la rotación de la polarización de la lluz incidente, y el dispositivu apaez gris. Si la tensión aplicao ye lo suficientemente grande, les molécules de cristal líquidu nel centru de la capa son casi dafechu desenrolladas y la polarización de la lluz incidente nun ye rotada yá que pasa al traviés de la capa de cristal líquidu. Esta lluz va ser principalmente polarizada perpendicular al segundu filtru, y por eso va ser bloquiada y el pixel va apaecer negru. Pol control de la tensión aplicao al traviés de la capa de cristal líquidu en cada píxel, la lluz puede dexase pasar al traviés de distintes cantidaes, constituyéndose los distintos tonos de gris.

Pantalla LCD nun espertador.

L'efeutu ópticu d'un dispositivu twisted nematic (TN) nel estáu del voltaxe ye muncho menos dependiente de les variaciones d'espesura del dispositivu que nel estáu del voltaxe de compensación. Por cuenta de esto, estos dispositivos suelen usase ente polarizadores cruciaos de tal manera que paecen brillantes ensin tensión (el güeyu ye muncho más sensible a les variaciones nel estáu escuru que nel brillante). Estos dispositivos tamién pueden funcionar en paralelu ente polarizadores, y nesi casu la lluz y l'escuridá son estaos invertíos. La tensión de compensación nel estáu escuru d'esta configuración apaez arroxada por cuenta de les pequeñes variaciones d'espesura en tol dispositivu. Tanto'l material del cristal líquidu como'l de la capa d'alliniación contienen compuestos iónicos. Si un campu llétrico d'una determinada polaridá aplicar mientres un periodu enllargáu, esti material iónico ye atraíu escontra la superficie y degrádase el rendimientu del dispositivu. Esto inténtase evitar, yá sía por aciu l'aplicación d'una corriente alterna o por inversión de la polaridá del campu llétrico que ta dirixida al dispositivu (la respuesta de la capa de cristal líquidu ye idéntica, independientemente de la polaridá de los campos aplicaos)

Televisión con pantalla LCD.

Cuando un dispositivu rique un gran númberu de píxeles, nun ye vidable conducir cada dispositivu direutamente, asina cada píxel rique un númberu d'electrodos independiente. Sicasí, la pantalla ye multiplexada. Nuna pantalla multiplexada, los electrodos de la parte llateral de la pantalla arrexuntar xunto colos cables (de normal en columnes), y cada grupu tien la so propia fonte de voltaxe. Per otru llau, los electrodos tamién s'arrexunten (de normal en files), onde cada grupu llogra una tensión de sumidoriu. Los grupos diseñáronse de manera que cada píxel tien una combinación único y dedicao de fontes y sumidorios. Los circuitos electrónicos o'l software que los controla, activa los sumidorios en secuencia y controla les fontes de los píxeles de cada sumidoriu.

Especificaciones

Importantes factores que se deben considerar al evaluar una pantalla de cristal líquidu:

Curtia hestoria

El color nos dispositivos

Logo de Wikipedia amosáu nun monitor cristal líquidu.

Nes pantalles LCD de color cada píxel individual estremar en tres célules, o subpíxeles, de color colloráu, verde y azul, respeutivamente, pol aumentu de los filtros (filtros de pigmentu, filtros de tinte y filtros d'óxidu de metal). Cada subpíxel puede controlase independientemente pa producir miles o millones de posibles colores pa cada píxel. Los monitores CRT usen la mesma estructura de 'subpíxeles' al traviés del usu de fósforu, anque'l fexe d'electrones analóxicos emplegaos en CRTs nun dan un númberu exactu de subpíxeles.

Los componentes de color pueden asitiase en delles formes xeométriques de píxeles, en función del usu del monitor. Si'l software sabe qué tipu de xeometría ta usándose nun LCD concretu, ésta puede usase p'aumentar el resolución del monitor al traviés de la presentación del subpíxel. Esta téunica ye especialmente útil pa testu anti-aliasing.

Matrices actives y pasives empobinaes a LCD

Les pantalles LCD con un pequeñu númberu de sectores, tales como los que s'utilicen en relós dixitales y calculadores de bolsu, tienen contactos llétricos individuales pa cada segmentu. Un circuitu esternu dedicáu suministra una carga llétrica pal control de cada segmentu. Esta estructura ye malo de visualizar pa dellos dispositivos de visualización.

Les pequeñes pantalles monocromu como les que s'atopen n'el organizadores personales, o vieyes pantalles d'ordenadores portátiles tienen una estructura de matriz pasiva onde empleguen teunoloxíes como la super-twisted nematic (STN) o la de doble capa STN (DSTN), (DSTN corrixe'l problema del cambéu de color de STN), y la STN de color (CSTN) (una teunoloxía onde'l color añader usando un filtru de color internu). Cada fila o columna de la pantalla tien un solu circuitu llétricu. Los pixeles diríxense al empar por direiciones de fila y de columna. Esti tipu de pantalla denominar matriz pasiva–empobinada porque'l píxel tien de caltener el so estáu ente los periodos de refrescu ensin beneficiase d'una carga llétrica constante. A midida que el númberu de píxeles (y, arriendes d'ello, columnes y files) amóntase, esti tipu de pantalla vuélvese menos apropiada. Tiempos de respuesta bien lentos y un contraste bastante probe son típicos nes matrices pasives empobinaes a LCD.

En dispositivos de color d'altu resolución como los modernos monitores LCD y televisiones utilicen una estructura de matriz activa. Una matriz de thin-filme transistors (TFT) amestar a la polarización y a los filtros de color. Cada píxel tien el so propiu transistor dedicáu, que va dexar a cada llinia de la columna aportar a un píxel. Cuando una llinia de fila ta activada, toles llinies de la columna tán coneutaes a una fila de píxeles y una correuta tensión d'alimentación ye impulsada a toles llinies de la columna. Cuando la llinia de fila desactivar, la siguiente llinia de fila ye activada. Toles llinies de la fila actívense secuencialmente mientres una operación d'actualización. La matriz activa ta dirixida a dispositivos con un mayor rellumu y tamañu qu'a los que se dirixe la matriz pasiva (dirixida a dispositivos de pequeñu tamañu, y, polo xeneral, que tienen tiempos de respuesta más pequeños, produciendo imáxenes enforma meyores).

Teunoloxíes de matriz activa

Control calidable

Dellos paneles LCD contienen transistores defectuosos, provocando que los píxeles enciéndanse o s'apaguen permanentemente, lo que se denomina comúnmente píxeles apexaos o píxeles muertos, respeutivamente. A diferencia de los circuitos integraos, los paneles LCD con unos pocos píxeles defectuosos inda suelen poder utilizase. Tamién ye prohibitivu económicamente refugar un panel, con unos pocos píxeles defectuosos porque los paneles LCD son muncho más grandes que ICs. Los fabricantes tienen normes distintes pa determinar un númberu aceptable de píxeles defectuosos. El númberu máximu aceptable de píxeles defectuosos pa LCD varia en gran midida. Nun primer momentu, Samsung tenía una política de tolerancia cero pa los monitores LCD que se vendíen en Corea. Anguaño sicasí, Samsung xuntar al estándar ISO 13406-2 que resulta menos restrictivu. N'otres empreses llegar a tener polítiques que toleraben hasta 11 pixeles muertos. Les polítiques de píxeles muertos son un alderique nel que s'atopen dos asities contrapuestes les de los fabricantes y los veceros. Pa regular l'aceptación de los defectuosos y pa protexer al usuariu final, la ISO publicó l'estándar ISO 13406-2. Sicasí non tolos fabricantes de LCD afacer a esta normativa y la norma ISO ye de cutiu interpretada de distintes maneres.

Los paneles LCD tienen más probabilidaes de tener defectos que la mayoría de ICs, por cuenta del so mayor tamañu. La norma ye muncho más siguida agora por cuenta de la feroz competencia ente los fabricantes y un meyor control calidable. Un panel LCD SVGA con 4 píxeles defectuosos ye xeneralmente consideráu defectuosu y los veceros pueden solicitar un cambéu por unu nuevu. Dellos fabricantessobremanera en Corea del Sur, onde s'atopen dalgunos de los mayores fabricantes de paneles LCD, como LG, agora tienen "cero píxeles defectuosos de garantía" y puede pidise que se sustituya'l dispositivu por otru en casu de qu'un píxel sía defectuosu. Inclusive onde eses garantíes nun esisten, l'allugamientu de píxeles defectuosos ye importante. Una pantalla con solamente unos pocos píxeles defectuosos pue ser inaceptable si los píxeles defectuosos tán cerca unos d'otros. Los fabricantes tamién pueden relaxar los sos criterios de sustitución de píxeles defectuosos cuando tán nel centru del área de visualización.

Los paneles LCD tamién tienen defectos conocíos como mura, el cuál tien como un pequeñu resquiebru que provoca pequeños cambeos na lluminosidá o nel color.

Pantalla de corriente cero (biestable)

El zenithal bistable device (ZBD), desenvueltu por QinetiQ (enantes DERA), puede caltener una imaxe ensin corriente. Los cristales pueden esistir nuna de los dos orientaciones estables (negru y blancu) y la corriente namái ye necesaria pa camudar la imaxe. ZBD Displays ye una empresa derivada de QinetiQ la cuál fabrica dispositivos ZBD tantu n'escala de grises como en color.

Una empresa francesa, Nemoptic, desenvolvió otru papel potencia-cero, al igual que la teunoloxía LCD producióse en masa dende xunetu de 2003. Esta teunoloxía ta destinada pal so usu n'aplicaciones tales como electronic shelf labels, llibros electrónicos, documentos electrónicos, periódicos electrónicos, diccionarios electrónicos, sensores industriales, Ultra Mobile PC, etc. Les pantalles de cristal líquidu de potencia cero son una categoría de papel electrónicu.

Kent Displays tamién ellaboró una pantalla de "non corriente" que s'utiliza nos Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Cristales o Polímeru Estabilizáu de Cristales Líquidos Colestéricos (ChLCD). El principal inconveniente a la ChLCD ye la so lenta tasa de refrescu, especialmente con baxes temperatures.

En 2004 los investigadores de la Universidá d'Oxford demostraron tamién dos nuevos tipos de LCD de potencia cero biestable basaos nes téuniques biestables de Zenithal.

Delles teunoloxíes biestables, como'l 360 ° BTN y el biestable colestérico, dependen principalmente de la mayor parte de les propiedaes del cristal líquidu y l'usu del estándar de anclaje fuerte, cola alliniación de películes y cristal líquidu entemecen de manera similar los materiales tradicionales monoestables. Otres teunoloxíes biestables (por casu, Binem Technology) básense principalmente nes propiedaes de la superficie y precisen midíes específiques de la debilidá de los materiales de anclaje.

Inconvenientes

La teunoloxía LCD inda tien dellos inconvenientes en comparanza con otres teunoloxíes de visualización:

Ver tamién

• Twisted nematic
• Comparativa de teunoloxíes de visualización
• LCD de matriz pasiva
• LCD de matriz activa (TFT)
• Pantalla de píxeles telescópicos
• Diodu orgánicu d'emisión de lluz
• Benzoato de colesteril.
• TFT.

Referencies

Enllaces esternos

• ¿LCD o plasma? Una entruga ensin respuesta
• Comparativa ente televisiones plasma y televisiones LCD