Qué es una pantalla LCD: construcción y funcionamiento

Qué es una pantalla LCD: construcción y funcionamiento

En la actualidad, buscamos cristal líquido muestra (LCD) en todas partes, sin embargo, no se desarrollaron de inmediato. Llevó mucho tiempo pasar del desarrollo del cristal líquido a una gran cantidad de aplicaciones de LCD. En el año 1888, los primeros cristales líquidos fueron inventados por Friedrich Reinitzer (botánico austriaco). Cuando disolvió un material como un benzoato de colesterilo, observó que inicialmente se convierte en un fluido turbio y se aclara a medida que aumenta su temperatura. Una vez que se enfría, el fluido se vuelve azul antes de cristalizar finalmente. Entonces, la primera pantalla de cristal líquido experimental fue desarrollada por RCA Corporation en el año 1968. Después de eso, los fabricantes de LCD han diseñado gradualmente ingeniosas diferencias y desarrollos en la tecnología al llevar este dispositivo de visualización a un rango increíble. Entonces, finalmente, se han incrementado los desarrollos en la pantalla LCD.

¿Qué es una pantalla LCD (pantalla de cristal líquido)?

Una pantalla de cristal líquido o LCD obtiene su definición de su propio nombre. Es una combinación de dos estados de la materia, el sólido y el líquido. La pantalla LCD utiliza un cristal líquido para producir una imagen visible. Las pantallas de cristal líquido son pantallas de visualización de tecnología superdelgadas que generalmente se utilizan en pantallas de computadoras portátiles, televisores, teléfonos celulares y videojuegos portátiles. Las tecnologías de LCD permiten que las pantallas sean mucho más delgadas en comparación con un tubo de rayos catódicos (CRT) tecnología.




La pantalla de cristal líquido se compone de varias capas que incluyen dos paneles polarizados filtros y electrodos. La tecnología LCD se utiliza para mostrar la imagen en una computadora portátil o en otros dispositivos electrónicos como mini computadoras. La luz se proyecta desde una lente sobre una capa de cristal líquido. Esta combinación de luz de color con la imagen en escala de grises del cristal (que se forma cuando la corriente eléctrica fluye a través del cristal) forma la imagen de color. Luego, esta imagen se muestra en la pantalla.



Una pantalla LCD

Una pantalla LCD

Una pantalla LCD está formada por una cuadrícula de pantalla de matriz activa o una cuadrícula de pantalla pasiva. La mayoría de los teléfonos inteligentes con tecnología LCD utilizan una pantalla de matriz activa, pero algunas de las pantallas más antiguas todavía utilizan los diseños de cuadrícula de pantalla pasiva. La mayoría de los dispositivos electrónicos dependen principalmente de la tecnología de pantalla de cristal líquido para su visualización. El líquido tiene la ventaja única de tener un bajo consumo de energía que el LED o tubo de rayos catódicos.



La pantalla de cristal líquido funciona según el principio de bloquear la luz en lugar de emitir luz. Las pantallas LCD requieren luz de fondo ya que no las emiten. Siempre usamos dispositivos que se componen de pantallas LCD que están reemplazando el uso de tubos de rayos catódicos. El tubo de rayos catódicos consume más energía en comparación con las pantallas LCD y también es más pesado y más grande.

¿Cómo se construyen las pantallas LCD?

Hechos simples que deben tenerse en cuenta al hacer una pantalla LCD:


  1. La estructura básica de la pantalla LCD debe controlarse cambiando la corriente aplicada.
  2. Debemos usar luz polarizada.
  3. El cristal líquido debe poder controlar ambas operaciones para transmitir o también puede cambiar la luz polarizada.
Construcción LCD

Construcción LCD



Como se mencionó anteriormente, necesitamos tomar dos piezas de vidrio polarizado para filtrar en la fabricación del cristal líquido. El vidrio que no tiene una película polarizada en la superficie debe frotarse con un polímero especial que creará ranuras microscópicas en la superficie del filtro de vidrio polarizado. Las ranuras deben estar en la misma dirección que la película polarizada.

Ahora tenemos que añadir una capa de cristal neumático en fase líquida sobre uno de los filtros polarizadores del vidrio polarizado. El canal microscópico hace que la molécula de la primera capa se alinee con la orientación del filtro. Cuando aparezca el ángulo recto en la primera pieza de la capa, debemos agregar una segunda pieza de vidrio con la película polarizada. El primer filtro se polarizará naturalmente a medida que la luz lo incida en la etapa inicial.

Así, la luz viaja a través de cada capa y se dirige a la siguiente con la ayuda de una molécula. La molécula tiende a cambiar su plano de vibración de la luz para que coincida con su ángulo. Cuando la luz llega al extremo más alejado de la sustancia de cristal líquido, vibra en el mismo ángulo que vibra la capa final de la molécula. Se permite que la luz entre en el dispositivo solo si la segunda capa del vidrio polarizado coincide con la capa final de la molécula.

¿Cómo funcionan las pantallas LCD?

El principio detrás de las pantallas LCD es que cuando se aplica una corriente eléctrica a la molécula de cristal líquido, la molécula tiende a desenrollarse. Esto provoca el ángulo de luz que pasa a través de la molécula del vidrio polarizado y también provoca un cambio en el ángulo del filtro polarizador superior. Como resultado, se permite que un poco de luz pase el vidrio polarizado a través de un área particular de la pantalla LCD.

Por lo tanto, esa área en particular se oscurecerá en comparación con otras. La pantalla LCD funciona según el principio de bloquear la luz. Mientras se construyen las pantallas LCD, se coloca un espejo reflejado en la parte posterior. Un plano de electrodo está hecho de óxido de indio-estaño que se mantiene en la parte superior y también se agrega un vidrio polarizado con una película polarizadora en la parte inferior del dispositivo. La región completa de la pantalla LCD debe estar rodeada por un electrodo común y por encima debe estar la materia de cristal líquido.

Luego viene la segunda pieza de vidrio con un electrodo en forma de rectángulo en la parte inferior y, en la parte superior, otra película polarizante. Debe tenerse en cuenta que ambas piezas se mantienen en ángulo recto. Cuando no hay corriente, la luz pasa a través del frente de la pantalla LCD, será reflejada por el espejo y rebotará. A medida que el electrodo está conectado a una batería, la corriente de éste hará que los cristales líquidos entre el electrodo de plano común y el electrodo con forma de rectángulo se desenrosquen. Por lo tanto, se bloquea el paso de la luz. Esa área rectangular en particular aparece en blanco.

¿Cómo utiliza la pantalla LCD los cristales líquidos y la luz polarizada?

Un monitor de TV LCD utiliza el concepto de gafas de sol para operar sus píxeles de colores. En el otro lado de la pantalla LCD, hay una gran luz brillante que brilla en la dirección del observador. En la parte frontal de la pantalla, incluye los millones de píxeles, donde cada píxel puede estar formado por regiones más pequeñas conocidas como subpíxeles. Estos están coloreados con diferentes colores como verde, azul y rojo. Cada píxel de la pantalla incluye un filtro de vidrio polarizador en la parte posterior y la parte frontal incluye a 90 grados, por lo que el píxel se ve oscuro normalmente.

Un pequeño cristal líquido nemático retorcido se encuentra entre los dos filtros que controlan electrónicamente. Una vez que se apaga, enciende la luz para que pase 90 grados, permitiendo que la luz se suministre a través de los dos filtros polarizadores de manera que el píxel parezca brillante. Una vez que se activa, no enciende la luz porque está bloqueada por el polarizador y el píxel parece oscuro. Cada píxel se puede controlar a través de un transistor separado encendiéndolo y apagándolo varias veces por segundo.

¿Cómo elegir una pantalla LCD?

Por lo general, no todos los consumidores tienen mucha información sobre los diferentes tipos de LCD disponibles en el mercado. Entonces, antes de seleccionar una pantalla LCD, recopilan todos los datos como características, precio, empresa, calidad, especificaciones, servicio, reseñas de clientes, etc. La verdad es que los promotores tienden a beneficiarse del hecho de que la mayoría de los clientes realizan una conducta mínima. Investigue antes de comprar cualquier producto.

En una pantalla LCD, el desenfoque de movimiento puede ser un efecto de cuánto tiempo tarda una imagen en cambiarse y mostrarse en la pantalla. Sin embargo, ambos incidentes cambian mucho entre un panel LCD individual a pesar de la tecnología LCD principal. La selección de una pantalla LCD basada en la tecnología subyacente debe basarse más en el precio frente a la diferencia preferida, los ángulos de visión y la reproducción del color que el desenfoque estimado, de lo contrario, otras cualidades de juego. La frecuencia de actualización más alta, así como el tiempo de respuesta, deben planificarse en cualquier especificación del panel. Otra tecnología de juego como la luz estroboscópica encenderá / apagará la luz de fondo rápidamente para disminuir la resolución.

Diferentes tipos de LCD

Los diferentes tipos de LCD se describen a continuación.

Pantalla nemática retorcida

La producción de LCD TN (Twisted Nematic) se puede realizar con mayor frecuencia y se utilizan diferentes tipos de pantallas en todas las industrias. Estas pantallas son las más utilizadas por los jugadores, ya que son baratas y tienen un tiempo de respuesta rápido en comparación con otras pantallas. La principal desventaja de estas pantallas es que tienen baja calidad, así como relaciones de contraste parciales, ángulos de visión y reproducción del color. Pero estos dispositivos son suficientes para las operaciones diarias.

Estas pantallas permiten tiempos de respuesta rápidos, así como frecuencias de actualización rápidas. Por lo tanto, estas son las únicas pantallas de juegos que están disponibles con 240 hercios (Hz). Estas pantallas tienen poco contraste y color debido a que el dispositivo de giro no es preciso.

Pantalla de conmutación en el plano

Las pantallas IPS se consideran las mejores LCD porque proporcionan una buena calidad de imagen, ángulos de visión más altos, precisión y diferencia de colores vibrantes. Estas pantallas son utilizadas principalmente por diseñadores gráficos y, en algunas otras aplicaciones, las pantallas LCD necesitan los máximos estándares potenciales para la reproducción de imágenes y colores.

Panel de alineación vertical

Los paneles de alineación vertical (VA) caen en cualquier lugar del centro entre la tecnología de paneles de conmutación en plano y Twisted Nematic. Estos paneles tienen los mejores ángulos de visión, así como la reproducción del color con características de mayor calidad en comparación con las pantallas de tipo TN. Estos paneles tienen un tiempo de respuesta reducido. Pero, estos son mucho más razonables y apropiados para el uso diario.

La estructura de este panel genera negros más profundos, así como mejores colores en comparación con la pantalla nemática retorcida. Y varias alineaciones de cristal pueden permitir mejores ángulos de visión en comparación con las pantallas de tipo TN. Estas pantallas llegan con una compensación porque son caras en comparación con otras pantallas. Y también tienen tiempos de respuesta lentos y frecuencias de actualización bajas.

Conmutación avanzada de campo marginal (AFFS)

Las pantallas LCD AFFS ofrecen el mejor rendimiento y una amplia gama de reproducción de color en comparación con las pantallas IPS. Las aplicaciones de AFFS son muy avanzadas porque pueden reducir la distorsión del color sin comprometer el amplio ángulo de visión. Por lo general, esta pantalla se utiliza en entornos altamente avanzados y profesionales, como en las cabinas de los aviones viables.

Pantallas de matriz activa y pasiva

Los LCD de tipo matriz pasiva funcionan con una cuadrícula simple para que la carga se pueda suministrar a un píxel específico en el LCD. La rejilla se puede diseñar con un proceso silencioso y comienza a través de dos sustratos que se conocen como capas de vidrio. Una capa de vidrio da columnas, mientras que la otra da filas que están diseñadas con un material conductor transparente como óxido de indio-estaño.

En esta pantalla, las filas, de lo contrario, las columnas están vinculadas a los circuitos integrados para controlar siempre que la carga se transmita en la dirección de una fila o columna en particular. El material del cristal líquido se coloca entre las dos capas de vidrio donde, en el lado externo del sustrato, se puede agregar una película polarizante. El IC transmite una carga por la columna exacta de un solo sustrato y el suelo se puede encender en la fila exacta del otro para que se pueda activar un píxel.

El sistema de matriz pasiva tiene grandes inconvenientes, particularmente el tiempo de respuesta es un control de voltaje lento e inexacto. El tiempo de respuesta de la pantalla se refiere principalmente a la capacidad de la pantalla para actualizar la imagen mostrada. En este tipo de pantalla, la forma más sencilla de comprobar el tiempo de respuesta lento es desplazar el puntero del ratón rápidamente de una cara de la pantalla a la otra.

Los LCD de tipo matriz activa dependen principalmente de TFT (transistores de película fina). Estos transistores son pequeños transistores de conmutación, así como condensadores que se colocan dentro de una matriz sobre un sustrato de vidrio. Cuando se activa la fila adecuada, se puede transmitir una carga por la columna exacta para que se pueda direccionar un píxel específico, porque todas las filas adicionales que cruza la columna se apagan, simplemente el condensador al lado del píxel designado se carga .

El capacitor retiene el suministro hasta el siguiente ciclo de actualización y si manejamos con cuidado la suma de voltaje dado a un cristal, entonces podemos desenroscarlo simplemente para permitir que pase algo de luz. En la actualidad, la mayoría de los paneles ofrecen brillo con 256 niveles por cada píxel.

¿Cómo funcionan los píxeles de colores en las pantallas LCD?

En la parte posterior del televisor, se conecta una luz brillante, mientras que en la parte frontal hay muchos cuadrados de colores que se encenderán / apagarán. Aquí, vamos a discutir cómo cada píxel de color se enciende / apaga:

Cómo se apagan los píxeles de la pantalla LCD

  • En la pantalla LCD, la luz viaja desde la parte trasera hacia la parte delantera.
  • Un filtro polarizador horizontal delante de la luz bloqueará todas las señales luminosas, excepto las que vibran horizontalmente. El píxel de la pantalla se puede apagar mediante un transistor al permitir el flujo de corriente a través de sus cristales líquidos, lo que hace que los cristales se clasifiquen y que el suministro de luz a través de ellos no cambie.
  • Las señales luminosas salen de los cristales líquidos para vibrar horizontalmente.
  • Un filtro polarizador de tipo vertical delante de los cristales líquidos bloqueará todas las señales de luz, excepto las señales que vibran verticalmente. La luz que vibra horizontalmente viajará a través de los cristales líquidos para que no puedan entrar durante el filtro vertical.
  • En esta posición, la luz no puede llegar a la pantalla LCD porque el píxel es tenue.

Cómo se encienden los píxeles de la pantalla LCD

  • La luz brillante en la parte trasera de la pantalla brilla como antes.
  • El filtro de polarización horizontal delante de la luz bloqueará todas las señales de luz, excepto las que vibran horizontalmente.
  • Un transistor activa el píxel apagando el flujo de electricidad en los cristales líquidos para que los cristales puedan girar. Estos cristales giran las señales de luz en 90 ° a medida que se mueven.
  • Las señales de luz que fluyen hacia los cristales líquidos que vibran horizontalmente saldrán de ellos para vibrar verticalmente.
  • El filtro de polarización vertical delante de los cristales líquidos bloqueará todas las señales de luz, excepto las que vibran verticalmente. La luz que vibra verticalmente saldrá de los cristales líquidos que ahora se pueden adquirir a través del filtro vertical.
  • Una vez que se activa el píxel, le da color al píxel.

Diferencia entre Plasma y LCD

Tanto las pantallas como la de plasma y la LCD son similares, sin embargo, funciona de una manera totalmente diferente. Cada píxel es una lámpara fluorescente microscópica que brilla a través del plasma, mientras que el plasma es un tipo de gas extremadamente caliente en el que los átomos se soplan por separado para producir electrones (cargados negativamente) e iones (cargados positivamente). Estos átomos fluyen muy libremente y generan un resplandor de luz una vez que chocan. El diseño de la pantalla de plasma se puede hacer mucho más grande en comparación con los televisores CRO (tubo de rayos catódicos) ordinarios, pero son muy costosos.

Ventajas

los ventajas de la pantalla de cristal líquido Incluya lo siguiente.

  • Las pantallas LCD consumen menos energía en comparación con CRT y LED
  • Los LCD se componen de algunos microvatios para la visualización en comparación con algunos milivatios de los LED
  • Las pantallas LCD son de bajo costo
  • Proporciona un excelente contraste
  • Los LCD son más delgados y livianos en comparación con el tubo de rayos catódicos y el LED

Desventajas

los desventajas de la pantalla de cristal líquido Incluya lo siguiente.

  • Requiere fuentes de luz adicionales
  • El rango de temperatura está limitado para la operación
  • Baja confiabilidad
  • La velocidad es muy baja
  • Los LCD necesitan una unidad de CA

Aplicaciones

Las aplicaciones de la pantalla de cristal líquido incluyen las siguientes.

La tecnología de cristal líquido tiene aplicaciones importantes en el campo de la ciencia y la ingeniería, así como en dispositivos electrónicos .

  • Termómetro de cristal líquido
  • Imágenes ópticas
  • La tecnología de pantalla de cristal líquido también es aplicable en la visualización de ondas de radiofrecuencia en la guía de ondas.
  • Utilizado en las aplicaciones médicas.

Pocas pantallas LCD

Pocas pantallas LCD

Por lo tanto, se trata de una descripción general de la pantalla LCD y la estructura de esta desde la parte posterior hasta la parte frontal se puede hacer utilizando luces de fondo, hoja1, cristales líquidos, hoja2 con filtros de color y pantalla. Las pantallas de cristal líquido estándar utilizan luces de fondo como CRFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío). Estas luces están dispuestas de manera consistente en la parte trasera de la pantalla para brindar una iluminación confiable en todo el panel. Entonces, el nivel de brillo de todos los píxeles de la imagen tendrá el mismo brillo.

Espero que tengas un buen conocimiento de pantalla de cristal líquido . Aquí les dejo una tarea. ¿Cómo se conecta una pantalla LCD a un microcontrolador? Además, cualquier consulta sobre este concepto o proyecto eléctrico y electrónico.Deje su respuesta en la sección de comentarios a continuación.

Créditos fotográficos

  • Diagrama de capas de LCD por Circuitoshoy
  • Pantalla LCD en teléfonos inteligentes por Cifrado
  • Cámara con pantalla LCD de Cifrado
  • Monitor de pantalla LCD de Cifrado