Cómo funcionan las pantallas LCD:todo lo que necesita saber

Comprender el funcionamiento de las pantallas LCD es primordial, especialmente ahora que casi todas las pantallas que ve son LCD. Sin embargo, es difícil diferenciar entre estas pantallas al pie de la letra si no tiene un conocimiento previo de ellas. Aquí analizaremos las pantallas LCD, su estructura, los componentes esenciales y cómo puede mejorar la vida útil de su pantalla.

Una pantalla de cristal líquido (LCD) es una pantalla plana que utiliza cristales líquidos para crear una imagen visible.

¿Qué es una pantalla LCD?

Fig. 1:Sección transversal de una pantalla LCD

Una pantalla de cristal líquido (LCD) es una pantalla plana que utiliza cristales líquidos para crear una imagen visible.

La estructura básica de una pantalla LCD

Retroiluminación

Diodo emisor de luz (LED)

Fig. 2:una tira de LED

Las pantallas LCD retroiluminadas por LED utilizan LED para proporcionar la retroiluminación de los píxeles. Tienen un mejor rango de atenuación, mejores relaciones de contraste, una gama de colores más amplia y son más confiables que las pantallas con retroiluminación CCFL.

Panel de electroluminiscencia (ELP)

Esta tecnología utiliza fósforos de colores excitados para producir luz, y requieren un voltaje eléctrico de 100 voltios CA a una frecuencia de 400 Hertz para emitir luz. La tecnología ELP es aplicable en LCD monocromáticos, de segmentos y de caracteres.

Lámparas fluorescentes de cátodo caliente (HCFL)

HCFL utiliza un filamento de tungsteno enrollado conectado a dos cátodos en ambos extremos. Cuando los cátodos se excitan eléctricamente a 900 grados Fahrenheit, emiten electrones que reaccionan con el mercurio en el tubo. El efecto es que la radiación ultravioleta generada reacciona con el fósforo para producir luz.

Lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL)

A diferencia del HCFL, el CCFL no tiene filamento de tungsteno. En cambio, el voltaje dentro del tubo excita el mercurio provocando un flujo de corriente. La radiación ultravioleta del mercurio reacciona con el fósforo para producir luz.

Cristal líquido para LCD

Fig. 3:Una mujer viendo un televisor LCD

LCD de fase nemática

La fase termotrópica nemática tiene lugar a una temperatura más alta en comparación con un grado esméctico. Los cristales líquidos son orientaciones con sus ejes largos apuntando en una dirección.

Su centro de posiciones de masa es aleatorio dentro del líquido. Sin embargo, puede alinearlos con un campo magnético o eléctrico externo para crear una vista transparente u opaca.

Es debido a esta propiedad de alineación que las moléculas nemáticas son aplicables en las pantallas LCD.

Esmético de Cristales Líquidos 

Una fase esméctica es una fase termotrópica de cristales líquidos que existe a bajas temperaturas. Aquí, las moléculas de cristal líquido se alinean en capas que son perpendiculares al plano de las moléculas.

La disposición de los cristales está en estado líquido y se deslizan unos sobre otros en la dirección del plano de la capa.

Colestérico De Cristales Líquidos 

Aquí, los cristales líquidos se alinean en capas de una molécula de espesor. Además, las moléculas se alinean con sus ejes longitudinales paralelos entre sí.

Filtros de Color de Cristales Líquidos

Los filtros de color en los paneles LCD permiten el paso de longitudes de onda de luz específicas mientras bloquean otras. Por lo tanto, es posible realzar y contraer colores que son visibles para crear variaciones del mismo color.

Filtros Polarizadores De Cristales Líquidos

Los filtros polarizadores permiten la luz polarizada de una orientación particular a través de una configuración LCD mientras bloquean todas las exposiciones a la luz.

Cómo funcionan las pantallas LCD– Transistores de película fina (TFT)

Los LCD de transistores de película delgada utilizan TFT como interruptores de píxeles individuales para mejorar las características de la imagen, como el contraste y la direccionabilidad.

Los TFT son transistores de efecto de campo (FET) especiales que son más delgados en relación con el plano del dispositivo.

¿Cómo funcionan las pantallas LCD?

El funcionamiento de una pantalla LCD se basa principalmente en las propiedades de la luz polarizada. La luz polarizada es luz cuyas vibraciones se enfrentan a la restricción de un plano. En una pantalla LCD, la luz blanca se polariza con la ayuda de dos películas polarizadoras.

Una pantalla LCD tiene millones de píxeles, cada uno con una película polarizadora a cada lado de un cristal líquido enlazado. Cada píxel se categoriza aún más en tres subpíxeles distintivos de color rojo, verde y azul.

Cuando enciende su LCD, una luz de fondo emite luz blanca no polarizada hacia los píxeles. La luz blanca viaja en varios planos, incluidos los planos horizontal y vertical.

El primer vidrio polarizador deja pasar solo las ondas de luz horizontales, mientras que el segundo filtro de vidrio deja pasar solo las ondas de luz verticales. Los dos vidrios polarizadores son cristales líquidos con electrodos que los rodean, y cada subpíxel tiene su par de electrodos y vidrio polarizador.

El cristal líquido se encuentra en forma electrónicamente nemática en su estado natural.

Los filtros de vidrio polarizador giran la luz horizontal a una posición vertical en un estado apagado, lo que permite que la luz llegue a los píxeles.

Cuando los electrodos polarizadores están encendidos, los cristales líquidos nemáticos se orientan en una alineación horizontal. La luz de la luz de fondo ya no se tuerce en un ángulo de 90 grados y pasa horizontalmente. El vidrio polarizador vertical luego bloquea las ondas de luz planas.

Al variar la corriente eléctrica a través de cada conjunto de electrodos, podemos alterar la cantidad de cristales líquidos que se alinean horizontalmente. Como tal, da como resultado diferentes cantidades de luz que llegan a los píxeles para crear una imagen.

Los colores de los subpíxeles individuales están en una escala de 0 a 255. Si los tres son cero, verá negro en toda la pantalla, y si los tres están en 255, verá la luz de fondo (blanco). Una variación en el potencial del electrodo de cristal líquido varía la visualización de luz de color en una pantalla LCD.

Seis factores que determinan la vida útil de una pantalla LCD

Fig. 4:Pantalla LCD médica EKG futurista

A continuación se enumeran los seis factores que determinan la vida útil de una pantalla LCD.

Entorno operativo de la pantalla

Los LCD funcionan mejor cuando los cristales líquidos están en la fase nemática. Una caída de temperatura por debajo del punto de congelación o temperaturas más altas dificultan las pantallas LCD, lo que reduce su vida útil.

Calidad de los componentes electrónicos que lo acompañan

Las pantallas LCD fallan principalmente debido al abultamiento de los condensadores que resultan del secado de los electrolitos en su interior. Los materiales de mala calidad reducen la vida útil de una pantalla LCD.

Cómo funcionan las pantallas LCD– El estado de los componentes externos

Los componentes externos, como la estabilidad y la frecuencia de la energía, afectan la vida útil de las pantallas LCD. El polvo también se deposita en componentes importantes del circuito, lo que provoca cortocircuitos y problemas de calentamiento del dispositivo.

Fallo de retroiluminación

La falla de la luz de fondo de la pantalla LCD puede ocurrir debido a un cortocircuito o a un componente interno defectuoso. Puede resolver este problema rápidamente reemplazando la luz de fondo.

Radiaciones electromagnéticas

Un campo magnético externo interfiere con la alineación de los cristales líquidos entre los dos polarizadores de vidrio. Por lo tanto, un campo eléctrico alto reduce la calidad de la imagen y hace que la pantalla se deteriore con el tiempo.

Cómo funcionan las pantallas LCD– Frecuencia de uso

Los LCD tienen entre 30.000 y 60.000 horas de uso. Por lo tanto, su vida útil depende en gran medida de cuánto tiempo esté encendido durante el día.

Diferencia entre pantallas LCD y de plasma

Fig. 5:TV de plasma en la pared de una habitación

No es fácil diferenciar entre pantallas de plasma y LCD a partir de su valor nominal, y las dos son sorprendentemente similares pero usan tecnologías muy diferentes para mostrar información.

A continuación se enumeran las diferencias significativas entre las pantallas de plasma y LCD.

Frecuencias de actualización

Una pantalla de plasma tiene una frecuencia de actualización más rápida en comparación con una pantalla LCD de la misma clasificación. El tiempo de respuesta lento en las pantallas LCD es evidente cuando las imágenes se muestran a un ritmo más rápido.

A menudo verá algún efecto fantasma por el cual las imágenes tienden a arrastrarse a lo largo de la pantalla. Las pantallas LCD de hoy en día no experimentan efectos fantasma porque sus velocidades de fotogramas son más parecidas a las de los televisores de plasma.

Tecnología

Otra diferencia entre las pantallas LCD y de plasma es su principio de funcionamiento. La forma en que ilumina los píxeles y subpíxeles para producir una imagen varía, y las pantallas LCD requieren una luz de fondo para proporcionar la emoción necesaria a los píxeles para hacer una representación precisa de una imagen.

Las pantallas de plasma utilizan las propiedades de los gases inertes para iluminar los píxeles. Cada píxel puede ser excitado por una rejilla de electrodos dentro de su estructura en una disposición horizontal y vertical.

Cuando muestra la luz ultravioleta en la capa de fósforo del píxel, se convierte en el color de su elección. Una luz que se muestra en un fósforo rojo vuelve el píxel visiblemente rojo, y así sucesivamente.

Peso 

Las pantallas LCD pesan menos que sus contrapartes de plasma del mismo tamaño. Además, consumen menos electricidad y producen menos calor.

Sin embargo, la diferencia de peso y consumo de energía no tiene mucha potencia ya que es relativa. Las pantallas de plasma siguen siendo muy ligeras en comparación con otras tecnologías de visualización.

Pantalla

Las pantallas de plasma muestran lo que consideramos imágenes más auténticas. Debido a la ausencia de luz de fondo, obtiene fotos detalladas del objeto físico en exhibición usando pantallas de plasma.

Las pantallas LCD están relativamente saturadas y no son tan nítidas como algunas pantallas de plasma.

Altitud

La altitud afecta a las pantallas de plasma y no funcionan bien por encima de los 6500 pies de altura.

A medida que avanza hacia el espacio, la presión del aire cae naturalmente. Una caída en la presión significa que el aire se expande naturalmente, creando un gran problema para las pantallas de plasma. Una variación en la distancia entre las moléculas de gas inerte hace que los electrodos trabajen más para encender los píxeles. En una habitación silenciosa o mostrando imágenes en blanco, escuchará algo de ruido en la pantalla.

Conclusión

Hemos discutido los factores más críticos que afectan el funcionamiento de las pantallas LCD.

Como tal, tiene suficiente información sobre su funcionamiento, componentes, debilidades y cómo prolongar su vida útil.

Las pantallas LCD siguen estando entre las mejores del mercado actualmente. Si alguna vez tiene ganas de comprar un televisor LCD nuevo, tenga en cuenta la información proporcionada en este artículo.

Si tiene más preguntas, comentarios o interacciones, no dude en contactarnos.