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Contar con una pantalla para uso publicitario, o incluso varias, es una estrategia cada vez más común para dar visibilidad a los productos y servicios de una empresa. En este sentido, los monitores de cristal líquido o LCD (del acrónimo en inglés liquid crystal display) son uno de los más utilizados. Ahora bien: ¿sabes cómo funciona una pantalla LCD y qué ventajas aporta su tecnología?
¿QUÉ SON LAS PANTALLAS LCD?
Hoy por hoy, los displays LCD son la aplicación más común dentro de la tecnología del cristal líquido, por su calidad, su alta definición, su larga vida útil y su precio, al alcance de todos los presupuestos. Pero, ¿qué son las pantallas LCD exactamente?
Explicado de manera sencilla y resumida, podemos decir que aquella pantalla que está formada por dos placas de vidrio transparentes, tratadas y separadas por una fina capa de cristales líquidos, sujetos a un voltaje eléctrico controlado.
Las moléculas de cristal líquido son esenciales para el funcionamiento de las pantallas LCD pues son capaces de alinearse en diferentes direcciones cuando se aplica un campo eléctrico a ellas.
Dependiendo de la potencia de este voltaje, los cristales van cambiando su orientación —siguiendo así el principio de polarización—, dejando pasar más o menos luz.
En otras palabras, sería algo así como una colección de pequeños interruptores que permiten en mayor o menor medida el paso de la luz a través de los mismos y de manera independiente.
Cada interruptor generará un píxel, que se acabará formando por contraste entre los diversos píxeles. A su vez, cada subpíxel posee su propio transistor-condensador.
Eso sí: hay que tener en cuenta que ni las dos capas de vidrio ni la de cristal líquido pueden emitir luz. Para que la imagen sea visible, es necesario que haya una fuente de iluminación adicional.
Las primeras pantallas utilizaban lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL, en sus iniciales en inglés). Posteriormente, la llegada de las pantallas LED sustituyó esta tecnología, dando pie a monitores más finos y de mayores dimensiones. Si quieres saber más acerca de este tema, no te pierdas este artículo sobre cómo funciona el LED
Al principio, las pantallas LCD eran monocromas y de formato reducido, y se usaban principalmente en calculadoras, dispositivos de medición y relojes digitales, destacando por su bajo consumo de energía.
Actualmente, estos displays han sustituido a los televisores de rayos catódicos en la mayoría de las aplicaciones, excepto en muy alta definición cuando la paleta de colores debe ser precisa y fiel, y en entornos hostiles (por ejemplo, cuando la temperatura de uso es inferior a 5 °C).
¿CÓMO SE OBTIENE EL COLOR EN UN LCD?
Para mostrar imágenes en color, un LCD necesita tener tres subpíxeles que contengan los filtros rojo, verde y azul (RGB, en sus siglas en inglés), lo que permite generar cada píxel de color.
Gracias a un control exhaustivo de la variación en el voltaje aplicado, es posible controlar la intensidad de cada subpíxel en un rango de hasta 256 tonalidades. Combinando adecuadamente los subpíxeles, se puede generar una paleta de hasta 16,8 millones de colores (256 tonalidades rojas x 256 tonalidades verdes x 256 tonalidad azules).
Se consigue así, mediante la combinación de los tres colores primarios y las variaciones de intensidad, la sensación de color deseada. Algo que es clave en el ámbito profesional y publicitario, si tenemos en cuenta la importancia de la psicología del color para captar la atención de los clientes potenciales y animarlos a adquirir un determinado artículo o servicio.
Cuando un dispositivo no incorpora ningún filtro de color, la pantalla será monocroma —es decir, en blanco y negro—, situación que fue lo habitual hasta finales de la década de 1990. Luego, se agregaron conjuntos de filtros RGB para dar lugar a pantallas en color de las que disfrutamos en la actualidad.
LOS DOS TIPOS DE DIRECCIONAMIENTO DE LAS PANTALLAS LCD
Llegados a este punto, hay que introducir el concepto de direccionamiento, consiste en aplicar voltajes a los cristales líquidos con un objetivo: modificar las propiedades de la luz y poder generar así las diferentes imágenes. Hay dos tipos de direccionamientos: el direccionamiento directo, o por segmentos, y el direccionamiento por matriz de puntos.
El primero se emplea en pantallas muy simples, como las de las calculadoras, mientras que el direccionamiento por matriz de puntos se utiliza en pantallas de alta resolución, como pueden ser los de los ordenadores portátiles y los monitores TFT (acrónimo de thin film transistor, ‘transistor de película fina’).
En la práctica, algunas personas confunden el LCD con el TFT. No obstante, el TFT es solo uno de los tipos de pantallas con tecnología LCD existente. Las pantallas LCD-TFT son hoy las más frecuentes.
Veamos con un poco más de detalle en qué consisten estas dos tipologías.
PANTALLAS LCD DE MATRIZ PASIVA
En los LCD de matriz pasiva (PMLCD) no existen elementos de conmutación y emplean una matriz de electrodos. Las líneas de la parte frontal están desfasadas 90° en relación con las del electrodo vertical, y los puntos de intersección entre las líneas son los que crean la imagen.
Para activar un píxel, se aplican tensiones proporcionales en la fila y columna. Sin embargo, este tipo de monitores producen dos efectos indeseados: un tiempo de respuesta elevado y un peor contraste. Ambos son atribuibles a la pérdida del voltaje aplicado a lo largo del tiempo sobre el cristal líquido.
Estas pantallas tienen varias características, entre ellas:
- La matriz pasiva se refiere a que no hay circuitos electrónicos activos en cada píxel. En cambio, cada píxel está compuesto por dos electrodos que controlan la transmisión de luz.
- La calidad de imagen de las pantallas LCD de matriz pasiva es generalmente inferior a la de las pantallas de matriz activa. Esto se debe a que las pantallas de matriz pasiva tienen menos elementos de control, lo que puede llevar a problemas de visualización, como imágenes fantasma o distorsión de color.
- La tecnología de matriz pasiva es más antigua que la de matriz activa y es menos común en la fabricación de pantallas LCD modernas.
- Las pantallas de matriz pasiva son más económicas de fabricar que las de matriz activa y, por lo tanto, pueden ser una opción viable para aplicaciones de bajo costo.
- Las pantallas de matriz pasiva tienen un ángulo de visión más limitado en comparación con las pantallas de matriz activa, lo que significa que la calidad de la imagen se deteriora si se miran desde ángulos extremos.
- La vida útil de las pantallas LCD de matriz pasiva es menor que la de las pantallas de matriz activa, ya que los componentes utilizados en su construcción tienen una vida útil más corta.
PANTALLAS LCD DE MATRIZ ACTIVA
Las pantallas de matriz activa, que son las que comercializamos en Visual Led, utilizan una matriz de elementos conmutadores no lineales, TFT y condensadores. Cada píxel está compuesto por un transistor y un condensador.
Entre sus características principales, se encuentran:
- Utilizan una capa de cristal líquido que se ilumina para crear imágenes.
- La matriz activa se refiere a que cada píxel se activa individualmente, lo que significa que la pantalla puede mostrar imágenes más nítidas y detalladas.
- Son más eficientes en términos de energía que las pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT), lo que las hace ideales para dispositivos portátiles y móviles.
- Tienen un tiempo de respuesta más rápido y un ángulo de visión más amplio que las pantallas LCD de matriz pasiva.
- Son más delgadas y ligeras que las pantallas CRT y las pantallas de plasma, lo que las hace ideales para dispositivos portátiles y de bajo perfil.
- Tienen una vida útil más larga que las pantallas CRT, ya que no utilizan filamentos o gases.
- Son capaces de mostrar una amplia gama de colores, lo que las hace ideales para la reproducción de imágenes y videos de alta calidad.
A diferencia de los de matriz pasiva, los de matriz activa no tienen ninguna limitación en el número de filas, además de presentar una interferencia en píxeles vecinos (cross-talk) mucho menor.
TIPOS DE PANTALLAS LCD
Para seguir descubriendo cómo funciona una pantalla LCD, nos queda analizar las tipologías de las pantallas de cristal líquido. Son las siguientes.
LCD REFLECTIVO
La fuente de luz está delante del visor y se coloca un fondo reflector detrás. Principalmente, se utilizan en pantallas para exteriores o en lugares cerrados bien iluminados. Su consumo de electricidad es muy bajo.
En lugar de una fuente de luz interna, como en las pantallas LCD iluminadas por LED, un LCD reflectivo utiliza una capa reflectante detrás del panel de cristal líquido para reflejar la luz entrante hacia el usuario.
Este tipo de pantalla es comúnmente utilizado en dispositivos electrónicos portátiles, como relojes, calculadoras y lectores electrónicos, debido a su bajo consumo de energía y su capacidad para mostrar imágenes claras en condiciones de luz brillante. Sin embargo, debido a su dependencia de la luz ambiente, las pantallas LCD reflectivas pueden ser difíciles de ver en entornos oscuros o con poca luz.
LCD TRANSMISIVO
En este caso, la fuente de luz se localiza detrás del visor, por lo que recibe el nombre de backlight. Los LCD transmisivos son idóneos cuando se dan condiciones de baja luminosidad, pero consumen más energía que los reflectivos. La mayoría de pantallas de ordenadores portátiles son de tipo transmisivo.
Los displays de cristal líquido transmisivos son aquellos en los que la luz que llega a la pantalla atraviesa los píxeles, los cuales están formados por capas de cristal líquido y filtros polarizadores.
Cuando se aplica una carga eléctrica a los píxeles, el cristal líquido se polariza y cambia la orientación de la luz que pasa a través de él. De esta manera, se pueden crear diferentes tonos de gris o colores según la cantidad de energía eléctrica aplicada.
LCD TRANSREFLECTIVO
Se trata de una combinación de las dos tipologías mencionadas. En los monitores transreflectivos, encontramos un espejo detrás del polarizador que refleja y deja pasar la luz indistintamente. De esta manera, es posible reflejar la luz exterior y al mismo tiempo dejar pasar la luz del backlight, que ilumina desde atrás.
Su utilidad estriba en que este LCD se adapta a una gran variedad de condiciones de luminosidad ambiental. Una de sus aplicaciones más socorridas son las pantallas de teléfonos móviles.
En términos simples, este tipo de pantalla utiliza la luz ambiental para reflejar la imagen y, al mismo tiempo, permite que la luz de fondo pase a través de ella, lo que la hace visible incluso en condiciones de poca luz.
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