Vistas: 222 Autor: Wendy Publish Hora: 2025-02-08 Origen: Sitio
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● Componentes básicos de una pantalla LCD
● Mira detallada a cada componente
>> 1. Flight
>> 7. Matriz de transistor de películas delgadas (TFT)
● Cómo funcionan las LCD: una explicación paso a paso
● Ventajas y desventajas de LCD
>> 1. ¿Cuál es el propósito de los filtros polarizantes en una pantalla LCD?
>> 2. ¿Cómo controlan los cristales líquidos el brillo de un píxel?
>> 3. ¿Cuáles son los diferentes tipos de luz de fondo utilizada en LCD?
>> 4. ¿Cuál es la función de los filtros de color en una pantalla LCD?
>> 5. ¿Qué es una matriz TFT y cómo mejora el rendimiento de la pantalla LCD?
● Citas
Las pantallas de cristal líquido (LCD) son ubicuas en la tecnología moderna [3]. Desde teléfonos inteligentes hasta televisores, las computadoras portátiles y los relojes digitales, las pantallas LCD son la tecnología de visualización dominante [3] [6]. Su perfil delgado, su bajo consumo de energía (en comparación con las tecnologías más antiguas como los CRT) y la capacidad de producir imágenes nítidas y brillantes las han hecho indispensables [6]. Pero, ¿qué es exactamente dentro de una pantalla LCD? ¿Cómo funciona? Este artículo profundiza en el Estructura interna y función de las pantallas LCD , explicando los componentes y procesos que crean las imágenes que vemos.
Una pantalla LCD es un conjunto complejo de múltiples capas, cada una con una función específica [7]. Los componentes principales incluyen:
- Flight: la fuente de luz para la pantalla [5]. LCD no producen su propia luz; requieren una fuente de luz externa para ser visible [5].
- Filtros de polarización: estos filtros controlan la dirección de las ondas de luz, asegurando que la luz pase a través de la capa de cristal líquido de manera controlada [3] [8].
- Substratos de vidrio: capas de vidrio transparentes que intercalan la capa de cristal líquido y proporcionan una estructura estable [1] [2].
- Electrodos: capas conductoras que aplican un campo eléctrico al cristal líquido, controlando la orientación de las moléculas de cristal líquido [1] [2].
- Capa de cristal líquido: el corazón de la LCD, esta capa contiene moléculas de cristal líquido que cambian su orientación en respuesta a un campo eléctrico, modulando el paso de la luz [1] [5].
- Filtros de color: estos filtros agregan color a la imagen transmitiendo selectivamente la luz roja, verde y azul [1] [4].
- Matriz de transistor de película delgada (TFT) (en LCD de matriz activa): una matriz de transistores que controlan el voltaje aplicado a cada píxel, lo que permite un control preciso sobre la imagen [4] [8].
La luz de fondo es esencial porque las LCD no se emiten luz [5]. La luz de fondo brilla a través de las capas posteriores de la pantalla LCD, haciendo que la imagen sea visible. Los tipos comunes de la luz de fondo incluyen:
- LED (diodo emisor de luz): los LED son el tipo más común de retroiluminación en las LCD modernas debido a su eficiencia energética, vida larga y tamaño compacto [4].
- CCFL (lámpara fluorescente del cátodo frío): los CCFL se usaron en LCD más antiguas, pero ahora son menos comunes debido a su mayor consumo de energía y su vida útil más corta.
Los filtros polarizantes son cruciales para la operación de LCD [3] [8]. Funcionan solo permitiendo ondas de luz que están alineadas en una dirección específica para pasar a través de [3]. Una LCD generalmente tiene dos filtros polarizantes:
- Polarizador vertical: este filtro solo permite que la luz alineada verticalmente pase a través de [4].
- Polarizador horizontal: este filtro solo permite que la luz alineada horizontalmente pase a través de [4].
Los polarizadores están orientados a 90 grados entre sí [3]. Cuando la luz pasa a través del primer polarizador, se polariza en una dirección. La capa de cristal líquido se tuerza la luz, y el segundo polarizador permite o bloquea la luz en función del giro [1].
Los sustratos de vidrio son capas transparentes que proporcionan una superficie estable y plana para los otros componentes [1] [2]. Estos sustratos están recubiertos con una capa delgada de óxido de estaño de indio (ITO), que actúa como un electrodo [2] [6]. La capa ITO está estampada para crear los electrodos individuales que controlan el voltaje aplicado al cristal líquido [2].
Los electrodos son capas conductoras que aplican un campo eléctrico a la capa de cristal líquido [1] [2]. Al controlar el voltaje aplicado a los electrodos, la orientación de las moléculas de cristal líquido puede controlarse con precisión [1]. Los electrodos generalmente están hechos de óxido de estaño de indio (ITO), un material transparente y conductivo [2].
La capa de cristal líquido es el corazón de la LCD [1] [5]. Los cristales líquidos son sustancias que tienen propiedades entre las de un líquido convencional y un cristal sólido [5]. Pueden fluir como un líquido pero tienen sus moléculas dispuestas en una estructura ordenada como un cristal [5].
En una LCD, las moléculas de cristal líquido se alinean típicamente en una configuración nemática (TN) retorcida [1]. Cuando se aplica un campo eléctrico, las moléculas desenredadas, cambiando la polarización de la luz que pasa a través de la capa [1]. Este cambio en la polarización es lo que permite que la LCD controle el brillo de cada píxel [1].
Los filtros de color se utilizan para crear imágenes en color [1] [4]. Cada píxel en una pantalla LCD se divide en tres subpíxeles: rojo, verde y azul (RGB) [4]. Cada subpíxel tiene un filtro de color que solo permite que la luz de ese color pase a través de [4]. Al controlar el brillo de cada subpíxel, el LCD puede crear una amplia gama de colores [4].
En LCD de matriz activa, se utiliza un transistor de película delgada (TFT) para controlar el voltaje aplicado a cada píxel [4] [8]. La matriz TFT permite un control preciso y rápido de cada píxel, lo que resulta en imágenes más nítidas y tiempos de respuesta más rápidos [8]. Las LCD de matriz activa también se conocen como TFT-LCD [4].
1. Iluminación de la luz de fondo: la luz de fondo emite luz blanca [5].
2. Polarización: la luz pasa a través del primer filtro de polarización, que se polariza en una dirección [3].
3. Modulación de cristal líquido: la luz polarizada pasa a través de la capa de cristal líquido, donde las moléculas torcen la luz en función del campo eléctrico aplicado [1].
4. Segunda polarización: la luz retorcida pasa a través del segundo filtro de polarización, que permite o bloquea la luz dependiendo de la cantidad de giro [4].
5. Filtrado de color: la luz pasa a través de los filtros de color, creando subpíxeles rojos, verdes y azules [1].
6. Formación de la imagen: la combinación de los subpíxeles crea la imagen final [4].
Hay varios tipos de LCD, cada uno con sus propias ventajas y desventajas:
- TN (nemático retorcido): los paneles TN son el tipo de LCD más antiguo y común [1]. Tienen tiempos de respuesta rápidos pero ángulos de visión limitados y precisión del color [1].
- IPS (conmutación en el plano): los paneles IPS ofrecen mejores ángulos de visión y precisión del color que los paneles TN, pero generalmente tienen tiempos de respuesta más lentos.
- VA (alineación vertical): los paneles VA ofrecen altas proporciones de contraste y buenos ángulos de visión, pero pueden sufrir fantasmas o desenfoque en escenas de rápido movimiento.
Ventajas:
- Perfil delgado: los LCD son mucho más delgados y más ligeros que las tecnologías de visualización más antiguas como CRT [6].
- Bajo consumo de energía: las LCD consumen menos potencia que las CRT y algunas otras tecnologías de visualización [6].
- Imágenes nítidas: LCD puede producir imágenes nítidas y detalladas [8].
Desventajas:
- Ángulos de visión limitados: algunos LCD, particularmente los paneles TN, tienen ángulos de visión limitados.
- Requisito de retroiluminación: LCD requiere una luz de fondo, que puede aumentar el costo y la complejidad de la pantalla [5].
- Niveles negros: los LCD pueden luchar para producir colores negros verdaderos, ya que alguna luz siempre se filtra a través de la capa de cristal líquido.
Las pantallas LCD son maravillas de ingeniería moderna, que combinan múltiples capas de materiales especializados para crear las imágenes que vemos todos los días. Desde la luz de fondo que ilumina la pantalla hasta los cristales líquidos que modulan la luz y los filtros de color que agregan vitalidad, cada componente juega un papel crucial. Comprender la estructura interna de una pantalla LCD proporciona una mayor apreciación por la tecnología que alimenta nuestros dispositivos.
Los filtros polarizantes controlan la dirección de las ondas de luz, asegurando que la luz pase a través de la capa de cristal líquido de manera controlada [3] [8]. Funcionan solo permitiendo ondas de luz que están alineadas en una dirección específica para pasar a través de [3].
Las moléculas de cristal líquido cambian su orientación en respuesta a un campo eléctrico, modulando la polarización de la luz que pasa a través de la capa [1]. Este cambio en la polarización es lo que permite que la LCD controle el brillo de cada píxel [1].
Los tipos comunes de la luz de fondo incluyen LED (diodo emisor de luz) y CCFL (lámpara fluorescente del cátodo frío) [4]. Los LED son el tipo más común en las LCD modernas debido a su eficiencia energética y una larga vida útil [4].
Los filtros de color se utilizan para crear imágenes en color [1] [4]. Cada píxel en una pantalla LCD se divide en tres subpíxeles: rojo, verde y azul (RGB) [4]. Cada subpíxel tiene un filtro de color que solo permite que la luz de ese color pase a través de [4].
En LCD de matriz activa, se utiliza un transistor de película delgada (TFT) para controlar el voltaje aplicado a cada píxel [4] [8]. La matriz TFT permite un control preciso y rápido de cada píxel, lo que resulta en imágenes más nítidas y tiempos de respuesta más rápidos [8]. Las LCD de matriz activa también se conocen como TFT-LCD [4].
[1] https://www.sindadisplay.com/index.php/knowledge/lcddisplayinternalStructure.html
[2] https://www.britannica.com/technology/liquid-crystal-display
[3] https://www.wiltronics.com.au/wiltronics-knowledge-base/how-lcd-works-guide/
[4] https://www.ornatepixels.com/2024/01/lcd-how-tft-lcd-works.html
[5] https://riverdi.com/blog/understanding-lcd-how-do-lcd-screens-work
[6] https://www.circuitstoday.com/liquid-crystal-displays-lcd-working
[7] https://www.xenarc.com/lcd-technology.html
[8] https://www.techtarget.com/whatis/definition/lcd-liquid-crystal-display
