Cómo funciona una pantalla LCD

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. 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.

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. 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.

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.

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.

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