Club 85

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Editorial

Funcionamiento de Pantallas Planas

y Televisores 3D

1

Director

Ing. Horacio D

Ing. Horacio D. V. Vallejoallejo

Producción

José María Nieves (Grupo Quark SRL)

Selección y Coordinación:

Ing. Horacio Daniel Vallejo

EDITOR

EDITORIALIALQUARK S.R.L.QUARK S.R.L.

Propietaria de los derechos en castellano de la publicación

men-sual

sualSABER ELECTRÓNICASABER ELECTRÓNICA- San Ricardo 2072 (1273) - - San Ricardo 2072 (1273) - Capi-

Capi-tal

tal Federal - BuenoFederal - Buenos Aires s Aires - Argenti- Argentina - na - T.E. 430T.E. 4301-88041-8804

Administración y Negocios

Teresa C. Jara (Grupo Quark SRL)

Patricia Rivero Rivero (SISA

Patricia Rivero Rivero (SISASASAde CVde CV))

Marga

Margarita Riverrita Rivero Rivero (SISASAo Rivero (SISASAde CV)de CV)

Staff

Liliana Teresa Vallejo

Mariela Vallejo

Diego Vallejo

Luis Albe

Luis Alberto Castro Regalarto Castro Regalado (SISAdo (SISASASAde CV)de CV)

José Luis Par

José Luis Paredes Floredes Flores (SISASAes (SISASAde CV)de CV)

Sistemas:

Sistemas:Paula Mariana VidalPaula Mariana Vidal

Red y Computadoras:

Red y Computadoras:Raúl RomeroRaúl Romero

Video y Animaciones

Video y Animaciones: Fernando Fernández: Fernando Fernández

Legales:

Legales:Fernando FloresFernando Flores

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Contaduría:Fernando DucachFernando Ducach

Técnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

Atención al Cliente

Alejandro

Alejandro VaVallejollejo

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San Ricardo 2072 (1273) - Capital Federal

www.webelectronica.com.ar

www.webelectronica.com.ar La Editorial no se responsabiliza por el

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notascontenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se

firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan sonmencionan son a los efectos de prestar un

a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan res-servicio al lector, y no entrañan res-ponsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción ponsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

la Editorial.

Impresión: Talleres Babieca - México

Con este ejemplar damos un paso más en compañía de los avances

tec-nológicos.

nológicos.

Desde hace un par de años, las principales tiendas de venta de equipos

electrónicos ofre

electrónicos ofrecen diferentes alternaticen diferentes alternativas en receptores d e TVvas en receptores d e TVde alta defi-de alta

defi-nición con imágenes en 3D, sin

nición con imágenes en 3D, sin embargo, aún no existe programación espe-embargo, aún no existe programación

espe-cífica y continua para que los usuarios puedan disfrutar de series, películas,

cífica y continua para que los usuarios puedan disfrutar de series, películas,

eventos deportivos etc. Para poder ver en 3D se deben tener películas que, en

general, vienen en formato Bu-ray.

Si Ud. tuvo la oportunidad de ver una película en 3D en estos tipos de

televisores, habrá notado que el camino por recorrer es aún muy extenso, ya

que parece que uno estuviera viendo la programación como si fuese dentro

“de una pecera”, por más que tenga las mejores lentes y

“de una pecera”, por más que tenga las mejores lentes y esté en el más tran-esté en el más

tran-quilo de los ambientes. La razón es muy simple, fabricar televisores 3D que

quilo de los ambientes. La razón es muy simple, fabricar televisores 3D que

no requieran lentes para que el espectador no se canse rápido sigue siendo

muy caro… entonces ¿por qué se venden televisores 3D? ¿el

muy caro… entonces ¿por qué se venden televisores 3D? ¿el 3D es lo 3D es lo mismomismo

que el smart TV?

que el smart TV? Contestamos las dos preguntas al mismo tiempo: un tele-Contestamos las dos preguntas al mismo tiempo: un

tele-visor inteligent

visor inteligente (smart TV) e (smart TV) es aquel que permite una programación interac-es aquel que permite una programación

interac-tiva, conexión HDMI para alta definición y una serie de

tiva, conexión HDMI para alta definición y una serie de características a lascaracterísticas a las

que los usuarios tardarán en acostumbrarse. Hoy en día se ofrecen muchos

tipos de televisores inteligentes y la gran mayoría vienen con decodificador

integrado para 3D.

En esta obra “intentamos” explicar tanto al técnico como al aficionado

qué es la televisión 3D y cómo son los aparatos que la reproducen, también

se explica cómo funciona una pantalla LCD y de qué manera se encara el

mantenimiento y la reparación de los televisores de última generación. En los

CDs que acompañan a esta obra (y que puede descargar gratis de Internet)

encontrará abundante informació

encontrará abundante información tanto teórica como n tanto teórica como práctica, muy útil parapráctica, muy útil para

profundizar conocimien

profundizar conocimientos y tos y para tener para tener herramientas indispensherramientas indispensables para ables para elel

servicio electrónico.

¡Hasta el mes próximo!

S

OBOBRERE LOLOSS

2 CD

SS YY

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D

ESCARGAESCARGA

Ud. podrá descargar de nuestra web 2 CDs:

Ud. podrá descargar de nuestra web 2 CDs:“Curso de Funcionamiento“Curso de Funcionamiento

y Reparación de T

y Reparación de Televisores de Pantalla Plana” elevisores de Pantalla Plana” yy“200 Fallas Comentadas“200 Fallas Comentadas

en Televisores de Última Generación”

en Televisores de Última Generación” que contienen Cursos, Videos,que contienen Cursos, Videos,

Tutoriales, Guías de Reparación y Proyectos, etc. Todos los CDs son

pro-ductos multimedia completos con un costo de mercado equivalente a 8

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dóla-res americanos cada uno y Ud. los puede descargar GRATIS con su número

res americanos cada uno y Ud. los puede descargar GRATIS con su número

de serie por ser comprador de este libro. Para realizar la descarga deberá

ingresar a nuestra web:

ingresar a nuestra web:www.webelectronica.com.mxwww.webelectronica.com.mx, tendrá que hacer clic, tendrá que hacer clic

en el ícono password e ingresar la clave “

en el ícono password e ingresar la clave “3DLCD3DLCD”. Tenga este texto cerca”. Tenga este texto cerca

suyo ya que se le hará una pregunta aleatoria sobre el contenido para que

pueda iniciar la

pueda iniciar la descarga.descarga.

Editorial

Del Editor al Lector

(6)

(7)

Sumario

2

2 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

C

APÍTULOAPÍTULO

1 - C

ÓMOÓMO

F

UNCIONAUNCIONA

UNA

P

ANTALLAANTALLA

LC

D

. . .

. . . .

. . .

. .3

Introd

Introducción ucción . . . .3.3

Construcción de la Pantalla LCD . . . .3

Componentes Componentes principales principales de la de la pantalla LCD . . pantalla LCD . . . .5.5 Principio del Cristal Líquido . . . .6

Principio del Cristal Líquido . . . .6

Proces Proceso de Frotamio de Frotamiento ento . . . .7. . . .7

Funcionamiento del Cristal Líquido Funcionamiento del Cristal Líquido . . . .8. . . .8

Funcionamiento de la Plaqueta Polarizada Funcionamiento de la Plaqueta Polarizada del Pane del Panel LCD (Obturl LCD (Obturador) ador) . . . .9. . . .9

Funcionamiento de la Película d Funcionamiento de la Película de Alineación e Alineación . . . .10. .10 Funcionamiento del Panel LCD . . . .10

Funcionamiento del Panel LCD . . . .10

El Electrodo Transparente El Electrodo Transparente . . . .12. . . .12

Tipos de Construcción de Pantalla LCD Tipos de Construcción de Pantalla LCD . . . .12. . . .12

Tipo Nematic Torcido (TN) . . . .12

Tipo Super TN (STN) . . . .12

Tipo Triple STN (TSTN) / Tipo de Tipo Triple STN (TSTN) / Tipo de Película STN (FSTN) . . . .13

Película STN (FSTN) . . . .13

El Sistema de la pantalla LCD . . . .13

Sistema de Matriz de Puntos . . . .14

Colora Coloración ción . . . .14. . . .14

Sistem Sistemas as de Excitde Excitación ación . . . .15.15 El Sistem El Sistema de Matriz Pasa de Matriz Pasiva iva . . . .1. . . .155 El Sistema de Matriz Activa . . . .16

El Sistema de Matriz Activa . . . .16

Primer Primeras Conclusias Conclusiones ones . . . .18. . . .18

Lo Que Debe Recor Lo Que Debe Recordar dar . . . .18. . . .18

La Excitación del Sistema de Matriz Activa . . . .19

Mejoramien Mejoramiento de la Tto de la Tecnología decnología de la Pantalla LCD e la Pantalla LCD . . . .22. . . .22

Caract Característicerísticas de la Pantalla LCD as de la Pantalla LCD . . . .22. . . . .22

Sistema Multi-Dominio . . . .25

Sistema MV Sistema MVAA(Alineación V(Alineación Vertical Multi-dominio) ertical Multi-dominio) . . . .2. . . .255 Sistem Sistema IPS (Conmutaa IPS (Conmutación In- Plaición In- Plain) n) . . . .26. . .26

Película Compensada Película Compensada Ópticamente Ópticamente . . . .28. .28 Sistema OCB (Birrefringencia Sistema OCB (Birrefringencia Compensada Ópticamente) . . . .28

Compensada Ópticamente) . . . .28

Mejora de la Velocidad de Respuesta . . . .29

Apénd Apéndice 1: Luz Trasice 1: Luz Trasera era . . . .30. . . .30

Apénd Apéndice 2: Circuice 2: Circuito Lito LVDS VDS . . . .3. . . .300

C

APÍTULOAPÍTULO

2 - L

AA

T

ELEVISIÓNELEVISIÓN

3D

. . . .

37

Introd Introducción ucción . . . .37. . . .37

Introd Introducción al 3D ucción al 3D . . . .38. .38 Principios Físicos de la Visión 3D Principios Físicos de la Visión 3D . . . .40. . . .40

Evolu Evolución ción . . . .41. .41 Descri Descripción pción . . . .41. . . .41

Sistemas Estereoscópicos . . . .41

Sistem Sistemas Autoas Autoestereestereoscópioscópicos cos . . . .42.42 Cómo Aumentar el Número de Vistas . . . .42

Cómo Aumentar el Número de Vistas . . . .42

T Tecnoloecnologías Existegías Existentes ntes . . . .43. . . .43

Métodos de Distribución Métodos de Distribución Espaci Espacial para daal para dar Sensacir Sensación de 3D ón de 3D . . . .44. . . .44

Los Smart TV . . . .45

El Sistema Op El Sistema Operativerativo de los Smart TV o de los Smart TV . . . .48. . .48

Los T Los Televiselevisores 3D ores 3D . . . .49. . .49

Tip Tipos de Tos de Televielevisores 3D sores 3D . . . .5. . . .511 Televisión Autoestereoscópica . . . .51

Televisión Autoestereoscópica . . . .51

El Sistema WO El Sistema WOWvx Wvx . . . .52.52 T Tecnoloecnología de Lentegía de Lentes Multivis Multivista sta . . . .53. . . .53

Matriz de Le Matriz de Lentes ntes . . . .. . . .5353 2D & 3D Dual Mode 2D & 3D Dual Mode (Compa (Compatibilitibilidad entrdad entre el Modo 2D y 3D) e el Modo 2D y 3D) . . . .54. . . .54

Creaci Creación de Conteón de Contenidos 3D nidos 3D . . . .55. . . .55

Plugins para Programas de Plugins para Programas de Animación 3D Animación 3D . . . .56. .56

C

APÍTULOAPÍTULO

3

3 - F

- F

ALALLALASS YY

R

EPARACIÓNEPARACIÓN EN EN

T

ELEVISORESELEVISORES

LCD

YY

3D

. . . .5

7

Lo Prime Lo Primero que debe Sro que debe Saber aber . . . .57. . . .57

Fallas en los Periféricos de la Pantalla Fallas en los Periféricos de la Pantalla . . . .59. . . . .59

Fallas con Simetría Vertical . . . .61

Fallas con Simetría Horizontal . . . .62

Falla Fallas en la Pantalls en la Pantalla a . . . .. . . .6363 Falla Fallas en el Filtro Polaris en el Filtro Polarizador zador . . . .64. .64 Fallas de Construcción del Panel LCD Fallas de Construcción del Panel LCD . . . .65. . . . .65

Fallas en el Circuito Electrónico Fallas en el Circuito Electrónico del Pane del Panel LCD l LCD . . . .65. . . .65

Falla Fallas de Comunics de Comunicación y de Panación y de Pantalla talla . . . .69. . . .69

Repar Reparación de la Seación de la Sección de cción de Audio Audio . . . .71. . . .71

Reparación de la Sección del Conversor A/D . . . . .72

Circuito de Cristal Reset y Puerto de Salida . . . .72

C

APÍTULOAPÍTULO

4

4 -

-

200

200 F

F

ALLASALLAS

C

OMENOMENTTADAADASS ENEN

P

ANTALLASANTALLAS

P

LALANANASS YY

S

MARTMART

TV . . . .75

Guía de Falla Guía de Fallas s . . . .75. . . .75

P

ANTALLASANTALLAS

P

LANAS DELANAS DE

U

LTIMALTIMA

G

ENERACIÓNENERACIÓN

Y

P

ANTALLASANTALLAS

3D

S

(8)

(9)

II

NTRODUCCIÓNNTRODUCCIÓN

En varias ediciones de Saber Electrónica En varias ediciones de Saber Electrónica publicamos artículos relacionados con la publicamos artículos relacionados con la construcción y el funcionamiento de las construcción y el funcionamiento de las pantallas planas de LCD usadas en los pantallas planas de LCD usadas en los tele- viso

visores res modemodernornos, s, tambtambién ién pubpublicalicamosmos tomos de la colección Club Saber tomos de la colección Club Saber Electrónica sobre este tema. Es por eso que Electrónica sobre este tema. Es por eso que este trabajo, que es una traducción con este trabajo, que es una traducción con arreglos del manual de entrenamiento arreglos del manual de entrenamiento Sanyo TL5110LCD, abreviaremos conceptos Sanyo TL5110LCD, abreviaremos conceptos y datos teóricos, dado

y datos teóricos, dado que está orientado que está orientado aa técnicos reparadores. Sólo mencionaremos técnicos reparadores. Sólo mencionaremos las principales funciones de cada bloque las principales funciones de cada bloque y/o

y/o elemento elemento y y su su relación relación con con posiblesposibles fallas.

fallas.

La pantalla de LCD se usa para mostrar La pantalla de LCD se usa para mostrar la señal eléctrica convertida a partir de la señal eléctrica convertida a partir de

datos de imagen en pantalla CRT. Se usan datos de imagen en pantalla CRT. Se usan transistores de película delgada (TFT) transistores de película delgada (TFT) con-mutados por la señal eléctrica que cambian mutados por la señal eléctrica que cambian la transmisión a luz en pequeños elementos la transmisión a luz en pequeños elementos de imagen (pixeles) del LCD. La pantalla LCD de imagen (pixeles) del LCD. La pantalla LCD construye la imagen agrupando estos construye la imagen agrupando estos ele-mentos de cada color RGB.

mentos de cada color RGB.

C

ONONSTSTRURUCCCCIÓIÓNN DEDE LA LA

PP

ANTALLA ANTALLA

LCD

Para la descripción de este manual Para la descripción de este manual tomaremos como base los siguientes tomaremos como base los siguientes blo-ques:

ques:

Pantalla LCD:

El cristal líquido está empa-El cristal líquido está empa-quetado entre los módulos de plaqueta (TFT quetado entre los módulos de plaqueta (TFT y

y Común) Común) y y se se construye construye el el panel panel LCD. SeLCD. Se adosa una luz trasera al panel LCD.

adosa una luz trasera al panel LCD.

Capítulo 1 - Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas Planas

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

y Televisores 3D

3

3 En base al manual de entrenamiento TI5110LCD de

En base al manual de entrenamiento TI5110LCD de Sanyo, en este capítulo explicamos

Sanyo, en este capítulo explicamos

“técnicamente” el funcionamiento de las pantallas planas de LCD con el

“técnicamente” el funcionamiento de las pantallas planas de LCD con el objeto de

objeto de

poder brindar parámetros de búsqueda de fallas y

poder brindar parámetros de búsqueda de fallas y su reparación. Aclaramos que este

su reparación. Aclaramos que este

texto no pretende explicar el funcionamiento del televisor en si, ya que dicho tema se

desarrolló en el tomo 43 de esta Colección.

(10)

(11)

Capítulo 1

4

4 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 1 Figura 1

(12)

(13)

Módulo de plaqueta (electrodo

común):

El electrodo común consta de unaEl electrodo común consta de una plaqueta polarizada

plaqueta polarizada, un filtro de color y un, un filtro de color y un electrodo transparente en una placa de electrodo transparente en una placa de vidrio.

vidrio. Se Se forma forma una una película película de de alineaciónalineación en el electrodo transparente.

en el electrodo transparente.

Módulo de plaqueta (electrodo TFT):

ElEl electrodo TFT consta de una plaqueta electrodo TFT consta de una plaqueta pola-rizada y un electrodo transparente rizada y un electrodo transparente (elec-trodo de píxel y transistor excitador) en una trodo de píxel y transistor excitador) en una placa de vidrio. Se forma una película de placa de vidrio. Se forma una película de ali-neación en el electrodo transparente.

neación en el electrodo transparente.

Para nuestra descripción, el panel LCD y Para nuestra descripción, el panel LCD y el obturador LCD son la misma cosa pero el el obturador LCD son la misma cosa pero el primero se usa cuando hablamos de su primero se usa cuando hablamos de su estructura y el segundo para indicar la estructura y el segundo para indicar la fun-ción.

ción.

C

OMPOMPONEONENTENTESS PRIPRINCINCIPAPALESLES DE

DE LALA PPANANTTALALLA LA

LCD

Vea la figura 1 para referencia de los Vea la figura 1 para referencia de los ele-mentos que componen la pantalla LCD. mentos que componen la pantalla LCD.

Obturador LCD:

La tensión de alimenta-La tensión de alimenta-ción a los electrodos transparentes entre el ción a los electrodos transparentes entre el píxel y los lados comunes cambia el arreglo píxel y los lados comunes cambia el arreglo del cristal líquido. Armando 2 plaquetas del cristal líquido. Armando 2 plaquetas polarizadas, la transferencia de luz desde la polarizadas, la transferencia de luz desde la luz trasera se puede controlar mediante la luz trasera se puede controlar mediante la relación de transparencia del obturador de relación de transparencia del obturador de LCD.

LCD.

Cristal líquido:

El cristal líquido es unEl cristal líquido es un material cuyo estado está entre sólido y material cuyo estado está entre sólido y

Funcionamiento de Pantallas P

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

lanas y Televisores 3D

5

Figura 2 Figura 2

Cómo Funciona un Televisor LCD

(14)

(15)

líquido.

líquido. Tiene ambas Tiene ambas características y características y gene- gene-ralmente es un líquido turbio blanco.

ralmente es un líquido turbio blanco.

Sus moléculas normalmente son de un Sus moléculas normalmente son de un arreglo comparativamente opaco y arreglo comparativamente opaco y cam-bia a transparente con la aplicación de bia a transparente con la aplicación de ten-sión o calor.

sión o calor.

Electrodo transparente (película):

ElEl Obturador LCD se opera mediante tensión Obturador LCD se opera mediante tensión de alimentación derivada de la señal de de alimentación derivada de la señal de video. P

video. Para su electrodo de coneara su electrodo de conexión se usaxión se usa una película transparente (figura 3).

una película transparente (figura 3).

Película de alineación:

Es una películaEs una película para arreglar las moléculas de cristal líquido para arreglar las moléculas de cristal líquido y está hecha

y está hecha de resina poliamídica.de resina poliamídica.

Plaqueta polarizada:

La luz con unaLa luz con una dirección específica pasa a través de una dirección específica pasa a través de una luz polarizada.

luz polarizada.

Transistor excitador:

El transistor de pelí-El transistor de

pelí-cula delgada (TFT) se usa para excitar el cula delgada (TFT) se usa para excitar el obturador LCD de cada píxel.

obturador LCD de cada píxel.

Filtro de color:

Es un filtro con Es un filtro con 3 colores (R,3 colores (R, G, B) arreglados para cada píxel.

G, B) arreglados para cada píxel.

Luz trasera:

El cristal líquido no emite luz.El cristal líquido no emite luz. Se necesita una fuente de luz para la Se necesita una fuente de luz para la pantalla. La fuente de luz se pone en el lado pantalla. La fuente de luz se pone en el lado trasero del panel LCD y se llama “Luz trasera” trasero del panel LCD y se llama “Luz trasera” (backlight).

(backlight). Vea en

Vea en la la figura figura 2 2 cómo cómo es es la la construc- construc-ción de un display de LCD y detalles del ción de un display de LCD y detalles del ensamble.

ensamble.

PP

RINRINCIPCIPIOIO DELDEL

C

RISTALRISTAL

LL

ÍQUIDOÍQUIDO

¿Qué es un cristal líquido? ¿Qué es un cristal líquido?

Es un material cuyo estado está entre Es un material cuyo estado está entre sólido y líquido. Tiene características tanto sólido y líquido. Tiene características tanto

Capítulo 1

6

6 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 3 Figura 3

(16)

(17)

de sólido como de líquido, y generalmente de sólido como de líquido, y generalmente es un líquido turbio blanco. Sus moléculas es un líquido turbio blanco. Sus moléculas generalmente son opacas y cambian a generalmente son opacas y cambian a transparentes con la aplicación de tensión o transparentes con la aplicación de tensión o calor.

calor.

Casi todos los materiales constan de un Casi todos los materiales constan de un compuesto orgánico que toma la forma de compuesto orgánico que toma la forma de una vara delgada o una placa plana. Hay 3 una vara delgada o una placa plana. Hay 3 tipos de cristal líquido como se muestra en la tipos de cristal líquido como se muestra en la figura 4 y dependen de la construcción y figura 4 y dependen de la construcción y arreglo de las moléculas.

arreglo de las moléculas.

Generalmente se usa el cristal Generalmente se usa el cristal líquido Nematic .

líquido Nematic .

a) Smectic a) Smectic

Las moléculas están en capas Las moléculas están en capas y

y dispuestas dispuestas en en paralelo paralelo entreentre sí. El centro de gravedad está sí. El centro de gravedad está dispuesto al azar en la capa dispuesto al azar en la capa..

b) Nematic b) Nematic

Las moléculas no están en Las moléculas no están en capas. Están dispuestas en capas. Están dispuestas en paralelo. El centro de paralelo. El centro de grave-dad se puede mover dad se puede mover libre-mente alrededor del eje mente alrededor del eje mayor.

mayor.

c) Cholesteric c) Cholesteric

Las moléculas están en capas Las moléculas están en capas y

y dispuestas dispuestas en en paralelo. paralelo. LaLa dirección de disposición del dirección de disposición del eje mayor de las capas eje mayor de las capas veci-nas se desplaza nas se desplaza gradual-mente.

mente. A

A fin fin de de usar usar el el cristal cristal líquidolíquido para pantalla, es necesario para pantalla, es necesario disponer regularmente las disponer regularmente las moléculas de Nematic moléculas de Nematic (pro-ceso de frotamiento).

ceso de frotamiento).

PP

ROROCECESOSO DEDE

FF

ROTAMIENTOROTAMIENTO

Después que se ponen sustancias Después que se ponen sustancias quími-cas en la

cas en la placa de vplaca de vidrio, sidrio, se endurecen, e endurecen, y y luego la superficie de la placa se frota con luego la superficie de la placa se frota con una tela para fijar la dirección de las una tela para fijar la dirección de las bre-chas que se forman. La dirección de chas que se forman. La dirección de dispo-sición de las moléculas se establece en las sición de las moléculas se establece en las brechas.

brechas.

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas P

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

lanas y Televisores 3D

77

Figura 4 Figura 4

(18)

(19)

Este proceso se usa para cambiar las Este proceso se usa para cambiar las características de modo que las moléculas características de modo que las moléculas que tocan la superficie frotada están que tocan la superficie frotada están dis-puestas según el eje mayor de la dirección puestas según el eje mayor de la dirección frotada.

frotada.

Esta película delgada en la placa de Esta película delgada en la placa de vidrio se llama “

vidrio se llama “ película de alineación”.película de alineación”.

FF

UNCIOUNCIONAMINAMIENTOENTO DELDEL

C

RISTALRISTAL

LL

ÍQUIDOÍQUIDO

La sustancia química requerida para el La sustancia química requerida para el material de cristal líquido es una que material de cristal líquido es una que reac-ciona de modo que la dirección del arreglo ciona de modo que la dirección del arreglo cambia de acuerdo con el campo eléctrico cambia de acuerdo con el campo eléctrico aplicado. En la pantalla LCD, se pone un aplicado. En la pantalla LCD, se pone un cristal líquido entre dos electrodos. Cuando cristal líquido entre dos electrodos. Cuando se aplica tensión entre ellos, se genera un se aplica tensión entre ellos, se genera un

campo eléctrico en el cristal líquido, y las campo eléctrico en el cristal líquido, y las moléculas de cristal líquido se mueven y moléculas de cristal líquido se mueven y arreglan. La luz trasera aplicada al cristal arreglan. La luz trasera aplicada al cristal líquido pasa o se bloquea de acuerdo con líquido pasa o se bloquea de acuerdo con la disposición de las moléculas, figura 6. la disposición de las moléculas, figura 6.

Si se aplica un campo eléctrico de una Si se aplica un campo eléctrico de una fuente externa al cristal

fuente externa al cristal líquido, se generaránlíquido, se generarán dipolos eléctricos que reaccionarán según dipolos eléctricos que reaccionarán según la intensidad y la dirección del campo la intensidad y la dirección del campo eléc-trico.

trico.

A través de la operación de

A través de la operación de estos dipolosestos dipolos eléctricos y el campo eléctrico, se genera la eléctricos y el campo eléctrico, se genera la potencia de cambio de la dirección de las potencia de cambio de la dirección de las moléculas de cristal líquido. Por lo tanto, de moléculas de cristal líquido. Por lo tanto, de acuerdo con un campo eléctrico externo, acuerdo con un campo eléctrico externo, las moléculas de cristal líquido se mueven y las moléculas de cristal líquido se mueven y cambian la dirección de horizontal a cambian la dirección de horizontal a verti-cal.

cal.

Capítulo 1

8

8 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 5 Figura 5

Figura 6 Figura 6

(20)

(21)

FF

UNUNCICIONONAMAMIEIENTNTOO DEDE LA LA

PP

LAQUETA LAQUETA

PP

OLARIZADA OLARIZADA DEL

DEL

PP

ANEL ANEL

LCD (O

BTURADORBTURADOR

))

La luz es una onda electromagnética que La luz es una onda electromagnética que oscila en forma perpendicular a la dirección oscila en forma perpendicular a la dirección de avance. En realidad, las direcciones de de avance. En realidad, las direcciones de

oscilación de toda la luz están mezcladas. oscilación de toda la luz están mezcladas. Una plaqueta polarizada sólo deja pasar la Una plaqueta polarizada sólo deja pasar la luz en la dirección específica de las varias luz en la dirección específica de las varias direcciones de oscilación que estaban direcciones de oscilación que estaban mez-cladas. Por lo tanto, sólo se puede extraer la cladas. Por lo tanto, sólo se puede extraer la luz de la misma dirección que la dirección luz de la misma dirección que la dirección de polarización de de polarización de la plaqueta la plaqueta polari- polari-zada, dejándola zada, dejándola pasar

pasar a a través través dede esta plaqueta esta plaqueta polari-zada. zada. O sea, si la dirección O sea, si la dirección de oscilación de la de oscilación de la luz y la dirección de luz y la dirección de una plaqueta una plaqueta polari-zada coinciden, la zada coinciden, la luz pasará a través luz pasará a través de una plaqueta de una plaqueta polarizada. Además, polarizada. Además,

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas P

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

lanas y Televisores 3D

9

Figura 7 Figura 7

Figura 8 Figura 8

(22)

(23)

si la dirección de una plaqueta polarizada si la dirección de una plaqueta polarizada difiere de la dirección de oscilación de la difiere de la dirección de oscilación de la luz, la luz no puede pasar a través de una luz, la luz no puede pasar a través de una plaqueta polarizada. Cuando la dirección plaqueta polarizada. Cuando la dirección de oscilación de una plaqueta polarizada y de oscilación de una plaqueta polarizada y la luz se desplazan en 90°, la luz se bloquea la luz se desplazan en 90°, la luz se bloquea completamente. En las figuras 8 y 9 completamente. En las figuras 8 y 9 pode-mos apreciar este fenómeno. La luz pasa y si mos apreciar este fenómeno. La luz pasa y si las dos plaquetas están polarizadas en la las dos plaquetas están polarizadas en la misma dirección cuando se las mira, misma dirección cuando se las mira, enton-ces la luz brilla. Sin embargo, si se desplazan ces la luz brilla. Sin embargo, si se desplazan en ángulo recto, la luz se bloquea y la en ángulo recto, la luz se bloquea y la ima-gen aparece oscura.

gen aparece oscura.

FF

UNUNCICIONONAMAMIEIENTNTOO DEDE LA LA

PP

ELELÍCÍCULAULA DEDE

A

LINEACIÓNLINEACIÓN

El cristal líquido se inserta en películas de El cristal líquido se inserta en películas de alineación

alineación de una de una placa splaca superior uperior e ie inferiornferior que tienen la

que tienen la direc-ción de surcos ción de surcos des-plazados en 90° en la plazados en 90° en la pantalla LCD. Las pantalla LCD. Las moléculas de cristal moléculas de cristal líquido de la placa de líquido de la placa de alineación superior se alineación superior se disponen según la disponen según la película de película de

alinea-ción superior. Las

ción superior. Las

moléculas de cristal moléculas de cristal líquido de la placa de líquido de la placa de alineación inferior se alineación inferior se disponen según la disponen según la película de película de alinea-ción inferior. La capa ción inferior. La capa de cristal líquido entre de cristal líquido entre estas películas de estas películas de ali-neación

neación se se tuercetuerce poco a poco y se poco a poco y se dis-pone de modo que pone de modo que

se forma una espiral. La luz que entra a se forma una espiral. La luz que entra a tra- vés de

vés de la primera la primera placa de placa de alineación va alineación va aa ser girada su dirección de oscilación en 90° ser girada su dirección de oscilación en 90° por la capa de cristal líquido entre las por la capa de cristal líquido entre las pelí-culas de alineación. Ahora la dirección de culas de alineación. Ahora la dirección de oscilación se alinea con la segunda placa oscilación se alinea con la segunda placa de alineación y la luz pasará. Esta operación de alineación y la luz pasará. Esta operación podemos verla graficada en la figura 10. podemos verla graficada en la figura 10.

FF

UNCIOUNCIONAMINAMIENTOENTO DELDEL

PP

ANEL ANEL

LCD

En el panel LCD se inserta un cristal líquido En el panel LCD se inserta un cristal líquido y se lo

y se lo encierra entre dos encierra entre dos placas de viplacas de vidrio. Ldrio. Laa plaqueta polarizada, el electrodo plaqueta polarizada, el electrodo transpa-rente, y la película de alineación se forman rente, y la película de alineación se forman en estas placas de vidrio. La luz puede pasar en estas placas de vidrio. La luz puede pasar o bloquearse suministrando tensión o no a o bloquearse suministrando tensión o no a este panel L

este panel LCD.CD.

Capítulo 1

10

10 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 9 Figura 9

(24)

(25)

Si no se suministra tensión (llave Si no se suministra tensión (llave apa-gada), las moléculas de cristal líquido son gada), las moléculas de cristal líquido son desplazadas en 90° lateralmente y se desplazadas en 90° lateralmente y se dispo-nen en espiral. La dirección de oscilación de nen en espiral. La dirección de oscilación de la luz que pasó por la plaqueta polarizada la luz que pasó por la plaqueta polarizada superior es cambiada por la disposición de superior es cambiada por la disposición de la molécula de cristal líquido girada. Por lo la molécula de cristal líquido girada. Por lo tanto, la dirección de una plaqueta tanto, la dirección de una plaqueta polari-zada y la dirección de oscilación de la luz zada y la dirección de oscilación de la luz que es desplazada en 90° es la misma, y que es desplazada en 90° es la misma, y esta luz ahora puede pasar a través de una esta luz ahora puede pasar a través de una plaqueta polarizada. Esta es la condición de plaqueta polarizada. Esta es la condición de obturador activado del cristal líquido y el obturador activado del cristal líquido y el panel LCD (obturador LCD) deja pasar la luz. panel LCD (obturador LCD) deja pasar la luz. Por el contrario, en la condición de Por el contrario, en la condición de sumi-nistro de tensión (llave encendida), las nistro de tensión (llave encendida), las molé-culas de cristal líquido se disponen en una culas de cristal líquido se disponen en una línea a 90° con respecto a la placa de vidrio. línea a 90° con respecto a la placa de vidrio. Dado que las moléculas verticales de cristal Dado que las moléculas verticales de cristal líquido no afectan la dirección oscilante de líquido no afectan la dirección oscilante de la luz, la luz que pasó a través de la placa la luz, la luz que pasó a través de la placa

polarizada superior pasa como está sin polarizada superior pasa como está sin cambiar la dirección de oscilación. Dado cambiar la dirección de oscilación. Dado que la dirección de oscilación de esta luz que la dirección de oscilación de esta luz difiere de la dirección de la plaqueta difiere de la dirección de la plaqueta polari-zada inferior que está desplapolari-zada en 90°, la zada inferior que está desplazada en 90°, la luz choca con esta plaqueta polarizada y no luz choca con esta plaqueta polarizada y no puede pasar

puede pasar. . Esta es Esta es la condición de la condición de obtu- obtu-rador desactivado del cristal líquido y el rador desactivado del cristal líquido y el panel LCD (obturador LCD) bloquea la luz. panel LCD (obturador LCD) bloquea la luz. Esta es la estructura básica Esta es la estructura básica (activada-des-activada de la luz por el obturador LCD) de activada de la luz por el obturador LCD) de un panel LCD. Es una estructura tipo un panel LCD. Es una estructura tipo empa-redado de lados superior e inferior de redado de lados superior e inferior de elec-trodos transparentes, películas de trodos transparentes, películas de alinea-ción, y plaquetas polarizadas, con un ción, y plaquetas polarizadas, con un mate-rial de cristal líquido encerrado entre ellos. rial de cristal líquido encerrado entre ellos.

El panel LCD mostrado en la figura 11 es El panel LCD mostrado en la figura 11 es un tipo de panel que cambia la luz en una un tipo de panel que cambia la luz en una condición de pasaje cuando no se condición de pasaje cuando no se suminis-tra tensión entre las plaquetas polarizadas tra tensión entre las plaquetas polarizadas superior e inferior que están a 90° entre sí. superior e inferior que están a 90° entre sí.

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas Planas

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

y Televisores 3D

11

Figura 10 Figura 10

(26)

(27)

Este tipo de panel tiene la ventaja de que Este tipo de panel tiene la ventaja de que mejora el contraste de negro y mejora el contraste de negro y general-mente funciona bien. Este modo se llama mente funciona bien. Este modo se llama “Modo Normalmente Blanco”.

“Modo Normalmente Blanco”.

Un panel LCD que transmite luz cuando Un panel LCD que transmite luz cuando no se suministra tensión se denomina “Modo no se suministra tensión se denomina “Modo Normalmente Negro”. En la práctica, con Normalmente Negro”. En la práctica, con este tipo (cuando las plaquetas polarizadas este tipo (cuando las plaquetas polarizadas superior e inferior están dispuestas en la superior e inferior están dispuestas en la misma dirección) la presentación de negro misma dirección) la presentación de negro perfecto se vuelve difícil debido a la fuga de perfecto se vuelve difícil debido a la fuga de luz ocasionada por las variaciones en la luz ocasionada por las variaciones en la dis-posición de las moléculas de cristal líquido. posición de las moléculas de cristal líquido.

EE

LL

EE

LECTRODOLECTRODO

TT

RANSPARENTERANSPARENTE

A fin

A fin de generar un de generar un campo eléctrico campo eléctrico en elen el cristal líquido, se suministra tensión a los cristal líquido, se suministra tensión a los elec-trodos superior e inferior. Si se usa metal para trodos superior e inferior. Si se usa metal para estos electrodos, la luz es interrumpida por estos electrodos, la luz es interrumpida por este metal y no puede pasar al cristal este metal y no puede pasar al cristal líquido. Por lo tanto, se usa un electrodo líquido. Por lo tanto, se usa un electrodo transparente que transmite la luz para el transparente que transmite la luz para el electrodo

electrodo del del obturador obturador LCD.LCD.

TT

IIPOPOSS DDEE

C

ONSONSTRUTRUCCICCIÓNÓN DEDE

PP

ANTALLA ANTALLA

LCD

TT

IPOIPO

N

EMATICEMATIC

TT

ORCIDOORCIDO

(TN)

Cuando las moléculas de cristal líquido Cuando las moléculas de cristal líquido se tuercen en 90° entre las plaquetas se tuercen en 90° entre las plaquetas supe-rior e infesupe-rior, la pantalla LCD se

rior e inferior, la pantalla LCD se llama tipo TNllama tipo TN (Twisted Nematic), vea el esquema de la (Twisted Nematic), vea el esquema de la figura 12.

figura 12. La La mayoría de mayoría de las pantallas las pantallas LCDLCD son de este tipo y presentan alto contraste son de este tipo y presentan alto contraste (relación) aún en condiciones de baja (relación) aún en condiciones de baja ten-sión y potencia.

sión y potencia.

TT

IPOIPO

SS

UPERUPER

TN (STN)

Se usan en televisores LCD, monitores de Se usan en televisores LCD, monitores de

PC, teléfonos celulares

PC, teléfonos celulares, etc. , etc. Se usa un mate-Se usa un mate-rial de cristal líquido que mejora las rial de cristal líquido que mejora las caracte-rísticas visuales tales como la relación de rísticas visuales tales como la relación de contraste. En este tipo STN las moléculas se contraste. En este tipo STN las moléculas se tuercen 180° a 270° y se disponen entre los tuercen 180° a 270° y se disponen entre los electrodos superior e inferior, figura 13. electrodos superior e inferior, figura 13. Suministrando tensión a este

Suministrando tensión a este cristal líquido, lacristal líquido, la relación transparente de la luz cambia más relación transparente de la luz cambia más bruscamente.

bruscamente. Por Por lo tantolo tanto, se , se mejoran lasmejoran las características de contraste y de subida de características de contraste y de subida de la tensión (respuesta de la llave encendida y la tensión (respuesta de la llave encendida y apagada), y así se logra una imagen más apagada), y así se logra una imagen más clara en pantallas más grandes.

clara en pantallas más grandes.

Tipo Triple STN (TSTN) / Tipo de

Película STN (FSTN)

Una falla del tipo STN es que los colores Una falla del tipo STN es que los colores de pantalla durante el encendido y el de pantalla durante el encendido y el

apa-Capítulo 1

Capítulo 1

12

12 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 11 Figura 11

Figura 12 Figura 12

(28)

(29)

gado del obturador LCD se vuelven verde gado del obturador LCD se vuelven verde amarillento y azul naval (en el tipo TN son amarillento y azul naval (en el tipo TN son blanco y negro). Esto es porque la luz de una blanco y negro). Esto es porque la luz de una longitud de onda específica se refleja y se longitud de onda específica se refleja y se dispersa por el espesor del panel LCD. Por lo dispersa por el espesor del panel LCD. Por lo tanto, aunque se adose un filtro de color de tanto, aunque se adose un filtro de color de RGB al cristal líquido tipo STN, el verde RGB al cristal líquido tipo STN, el verde azu-lado se mezcla con los colores que van del lado se mezcla con los colores que van del

negro, gris, al blanco, y no se puede mostrar negro, gris, al blanco, y no se puede mostrar una imagen de color natural. El tipo TSTN y el una imagen de color natural. El tipo TSTN y el FSTN han sido desarrollados como un tipo FSTN han sido desarrollados como un tipo avanzado de STN.

avanzado de STN.

En el tipo TSTN, se usan películas En el tipo TSTN, se usan películas com-pensadas ópticamente (películas de pensadas ópticamente (películas de polí-meros altos) entre los paneles LCD superior e meros altos) entre los paneles LCD superior e inferior. Compensan el torcimiento de la luz y inferior. Compensan el torcimiento de la luz y los colores de pantalla de verde amarillento los colores de pantalla de verde amarillento y

y azul azul naval naval cambian cambian al al correcto correcto blanco blanco y y negro, figura 14. El tipo FSTN usa una sola negro, figura 14. El tipo FSTN usa una sola película compensada ópticamente.

película compensada ópticamente.

EE

LL

SS

ISISTETEMAMA DEDE LALA PPANANTTALALLA LA

LCD

Veremos

Veremos cómo cómo es es un un sistema sistema de de matrizmatriz de puntos y cómo se reliza la coloración, de de puntos y cómo se reliza la coloración, de modo de estar preparados para describir modo de estar preparados para describir (en la próxima edición) el funcionamiento (en la próxima edición) el funcionamiento de un sistema matriz activa.

de un sistema matriz activa.

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas Planas

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

y Televisores 3D

13

Figura 13 Figura 13

Figura 14 Figura 14

(30)

(31)

SS

ISISTETEMAMA DEDE

M

ATRIZ ATRIZ DEDE

PP

UNTOSUNTOS

Las pantallas LCD tienen dos sistemas de Las pantallas LCD tienen dos sistemas de excitación: de segmentos y de matriz de excitación: de segmentos y de matriz de puntos. Este último se usa en las pantallas de puntos. Este último se usa en las pantallas de los televisores L

los televisores LCD.CD.

Los elementos de imagen (pixeles) de la Los elementos de imagen (pixeles) de la unidad de pantalla se disponen unidad de pantalla se disponen horizontal-mente (fila X) y verticalhorizontal-mente (columna Y), y mente (fila X) y verticalmente (columna Y), y se pueden mostrar varias características y se pueden mostrar varias características y figuras.

figuras.

La figura 15 muestra una matriz de

La figura 15 muestra una matriz de X x Y =X x Y = 10 (pixeles) mostrando el

10 (pixeles) mostrando el carácter Ycarácter Y. En el . En el sis- sis-tema de matriz de puntos, al hacer más tema de matriz de puntos, al hacer más pequeño el tamaño de los pixeles y pequeño el tamaño de los pixeles y aumen-tando el número total de pixeles, se puede tando el número total de pixeles, se puede obtener una pantalla grande con obtener una pantalla grande con caracte-res finos de la imagen.

res finos de la imagen.

Con la tecnología actual de fabricación Con la tecnología actual de fabricación de cristal líquido, el número de pixeles por de cristal líquido, el número de pixeles por pulgada ha alcanzado 200 ppp (puntos por pulgada ha alcanzado 200 ppp (puntos por pulgada, también conocido por ppi) y pulgada, también conocido por ppi) y así seasí se

pudo lograr una pantalla de muy alta pudo lograr una pantalla de muy alta defini-ción. Además, el número de pixeles ción. Además, el número de pixeles corres-pondiente a tamaños de pantalla más pondiente a tamaños de pantalla más gran-des se puede especificar y fabricar. Por des se puede especificar y fabricar. Por ejemplo, el número de pixeles del panel ejemplo, el número de pixeles del panel SXGA es aproximadamente 1.300.000 (1280 SXGA es aproximadamente 1.300.000 (1280 x 1024 = 1.310.720 pixeles). x 1024 = 1.310.720 pixeles).

C

OLORACIÓNOLORACIÓN

Dado que un obturador LCD sólo deja Dado que un obturador LCD sólo deja pasar o bloquea la luz, no puede mostrar pasar o bloquea la luz, no puede mostrar por sí solo una imagen en colores. La por sí solo una imagen en colores. La ima-gen en colores se construye mezclando los gen en colores se construye mezclando los tres colores primarios (rojo, verde y azul), tres colores primarios (rojo, verde y azul), como en el tubo de rayos catódicos del como en el tubo de rayos catódicos del televisor color. El panel LCD color tiene un televisor color. El panel LCD color tiene un fil- fil-tro de colores adosado al panel tro de colores adosado al panel monocro-mático. En el panel LCD color ejemplificado mático. En el panel LCD color ejemplificado en la figura 16, controlando las tensiones y en la figura 16, controlando las tensiones y las formas de onda que se suministran a las formas de onda que se suministran a

Capítulo 1

14

14 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 15 Figura 15

(32)

(33)

cada pixel RGB, se controla la relación de cada pixel RGB, se controla la relación de transparencia y se ajustan el matiz y el brillo. transparencia y se ajustan el matiz y el brillo. Por lo tanto, aunque el panel SXGA descripto Por lo tanto, aunque el panel SXGA descripto anteriormente tiene aproximadamente anteriormente tiene aproximadamente 1.300.000 pixeles, en la coloración hay 1.300.000 pixeles, en la coloración hay aproximadamente 4 millones de puntos aproximadamente 4 millones de puntos (sub-pixeles).

(sub-pixeles).

SS

IISSTTEEMMASAS DDEE

EE

XCIT XCITACIÓNACIÓN

Los sistemas de excitación de la pantalla Los sistemas de excitación de la pantalla LCD se dividen en :

LCD se dividen en : El

El sistema sistema de de excitación excitación estático, estático, queque rara vez se usa.

rara vez se usa. El

El sistema sistema de de excitación excitación pasivo, pasivo, que que sese usa para imágenes detenidas, como en usa para imágenes detenidas, como en calculadoras y en notebook.

calculadoras y en notebook. El

El sistema de sistema de matriz matriz activa, activa, que que es es ade- ade-cuado para la alta definición y la alta cuado para la alta definición y la alta velo-cidad de respuesta necesaria en televisores cidad de respuesta necesaria en televisores LCD de pantalla grande.

LCD de pantalla grande.

EE

LL

SS

ISISTETEMAMA DEDE

M

ATRIZ ATRIZ

PP

ASIVA ASIVA

En la estructura de un sistema de matriz En la estructura de un sistema de matriz pasiva, los electrodos Y de la dirección pasiva, los electrodos Y de la dirección verti-cal (dirección Y) se forman en la placa de cal (dirección Y) se forman en la placa de vidrio superior, y los electrodos X de

vidrio superior, y los electrodos X de la direc-la direc-ción horizontal (direcdirec-ción X) se forman en la ción horizontal (dirección X) se forman en la placa de vidrio inferior como una matriz. Las placa de vidrio inferior como una matriz. Las moléculas de cristal líquido quedan en el moléculas de cristal líquido quedan en el medio de estos electrodos. Suministrando medio de estos electrodos. Suministrando tensión entre el electrodo Y y el X en tensión entre el electrodo Y y el X en secuen-cia, en un cierto momento, se genera un cia, en un cierto momento, se genera un campo eléctrico en el cristal líquido donde campo eléctrico en el cristal líquido donde se cruzan el electrodo Y

se cruzan el electrodo Y y el electrodo X. y el electrodo X. PorPor lo tanto, las moléculas de cristal líquido de lo tanto, las moléculas de cristal líquido de esta dirección de pixel (intersección de los esta dirección de pixel (intersección de los electrodos X e Y) cambian su disposición y electrodos X e Y) cambian su disposición y un obturador LCD se enciende o apaga un obturador LCD se enciende o apaga (figuras 17 y 18).

(figuras 17 y 18).

En el sistema de excitación dinámico, En el sistema de excitación dinámico, dado que la señal eléctrica (tensión) se dado que la señal eléctrica (tensión) se suministra al electrodo Y y al electrodo X en suministra al electrodo Y y al electrodo X en

secuencia, el secuencia, el número de número de pixe-les que se les que se encienden o encienden o apagan es X+Y apagan es X+Y (el número total (el número total de pixeles es X x de pixeles es X x Y

Y. Por lo t. Por lo tanto, enanto, en c o m p a r a c i ó n c o m p a r a c i ó n con el sistema con el sistema de excitación de excitación estático que estático que tiene un tiene un elec-trodo trodo indepen-diente para diente para cada pixel, el cada pixel, el número de número de elec-trodos del trodos del

sis-Cómo Funciona una Pantalla LCD

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas P

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

lanas y Televisores 3D

15

Figura 16 Figura 16

(34)

(35)

tema de excitación dinámico es muy tema de excitación dinámico es muy pequeño. Sin embargo, con este sistema de pequeño. Sin embargo, con este sistema de excitación dinámico, dado que el electrodo excitación dinámico, dado que el electrodo en sí mismo es el conductor, tiene una en sí mismo es el conductor, tiene una resis-tencia que no se puede despreciar en tencia que no se puede despreciar en pan-tallas grandes. Esta resistencia hace que la tallas grandes. Esta resistencia hace que la velocidad

velocidad del del obturadoobturador r se se vuelva vuelva másmás lenta. Por lo tanto, cuando se muestran lenta. Por lo tanto, cuando se muestran imá- imá-genes en movimiento, etc. , se genera una genes en movimiento, etc. , se genera una imagen posterior. Este sistema de matriz imagen posterior. Este sistema de matriz

pasiva no es adecuado para televisores LCD pasiva no es adecuado para televisores LCD de pantalla grande que requieren imágenes de pantalla grande que requieren imágenes en movimiento y alta resolución.

en movimiento y alta resolución.

El sistema de matriz activa fue El sistema de matriz activa fue desarro-llado a fin de superar esas fallas.

llado a fin de superar esas fallas.

EE

LL

SS

ISISTETEMAMA DEDE

M

ATRIZ ATRIZ

A

CTIVA CTIVA

En el sistema de matriz activa, un En el sistema de matriz activa, un

ele-Capítulo 1

Capítulo 1

16

16 Colección “Club Saber Electrónica”

Colección “Club Saber Electrónica”

Figura 17 Figura 17

Figura 18 Figura 18

(36)

(37)

mento de conmutación se conecta para mento de conmutación se conecta para cada pixel en la intersección de los cada pixel en la intersección de los electro-dos X e Y de un sistema de matriz pasiva. dos X e Y de un sistema de matriz pasiva. Cada pixel ahora está controlado por el Cada pixel ahora está controlado por el ele-mento de conmutación (eleele-mento activo). mento de conmutación (elemento activo). Dado que la llave de cada pixel se Dado que la llave de cada pixel se enciende y se apaga independientemente, enciende y se apaga independientemente, la velocidad de respuesta aumenta. Para el la velocidad de respuesta aumenta. Para el elemento de conmutación se usa el elemento de conmutación se usa el transis-tor de película delgada (TFT) y se conecta a tor de película delgada (TFT) y se conecta a la plaqueta de vidrio. La pantalla LCD que la plaqueta de vidrio. La pantalla LCD que usa este TFT se llama pantalla LCD TFT.

usa este TFT se llama pantalla LCD TFT. Vea

Vea en en la la figura figura 19 19 una una ejemplificaciónejemplificación de la estructura de un sistema de Matriz de la estructura de un sistema de Matriz Activa.

Activa.

El electrodo superior de todo el

El electrodo superior de todo el diagramadiagrama se forma en la placa de vidrio superior y se se forma en la placa de vidrio superior y se llama “Electrodo Común”. En la placa de llama “Electrodo Común”. En la placa de vidrio

vidrio inferior inferior se se forman forman : : un un electrodo electrodo dede pixel (diagrama de pixeles), TFT (elemento pixel (diagrama de pixeles), TFT (elemento de conmutación) que excita a un electrodo de conmutación) que excita a un electrodo

de pixel, y un electrodo X para entrada de de pixel, y un electrodo X para entrada de Compuerta y un electrodo Y para entrada Compuerta y un electrodo Y para entrada de

de Fuente Fuente del del TFTTFT. . En En esta esta estructura estructura elel campo eléctrico se genera en el área entre campo eléctrico se genera en el área entre el electrodo de pixel y el

el electrodo de pixel y el electrodo común, y electrodo común, y el obturador

el obturador LCD de LCD de un pixel un pixel se pone se pone enen funcionamiento.

funcionamiento.

Cuando se suministra una tensión Cuando se suministra una tensión eléc-trica al electrodo Y y al X del TFT, éste se trica al electrodo Y y al X del TFT, éste se enciende y las moléculas del cristal líquido enciende y las moléculas del cristal líquido funcionan como una llave de luz. Vea la funcionan como una llave de luz. Vea la figura 20 (direcciones X1 e Y0).

figura 20 (direcciones X1 e Y0).

La operación de amplificación de un La operación de amplificación de un transistor se usa para la llave TFT de un transistor se usa para la llave TFT de un tema de matriz activa, figura 21. En este tema de matriz activa, figura 21. En este sis-tema, la velocidad de conmutación se tema, la velocidad de conmutación se uni-fica en toda la pantalla, aumentando la fica en toda la pantalla, aumentando la velocidad de

velocidad de respuesta de respuesta de la excitación la excitación enen comparación con el sistema de matriz comparación con el sistema de matriz pasiva.

pasiva.

Por lo tanto, la pantalla LCD TFT (sistema Por lo tanto, la pantalla LCD TFT (sistema

Cómo Funciona una Pantalla LCD

Funcionamiento de Pantallas P

Funcionamiento de Pantallas Planas y Televisores 3D

lanas y Televisores 3D

17

Figura 19 Figura 19

(38)

(39)

de matriz activa) se adoptó por ser más de matriz activa) se adoptó por ser más efi-ciente, dado que puede proveer la ciente, dado que puede proveer la veloci-dad de respuesta requerida para las dad de respuesta requerida para las gran-des pantallas o las imágenes de des pantallas o las imágenes de movi-miento rápido. No obstante, se necesita más miento rápido. No obstante, se necesita más velocidad

velocidad de de respuesta respuesta para para la la televisióntelevisión LCD de alta definición. Esto se describirá LCD de alta definición. Esto se describirá posteriormente.

posteriormente.

PP

RIMERASRIMERAS

C

ONCLUSIONESONCLUSIONES

Hasta aquí hemos visto cómo es una Hasta aquí hemos visto cómo es una pantalla de cristal líquido y cómo se activa pantalla de cristal líquido y cómo se activa una matriz, resta explicar cómo se excita una matriz, resta explicar cómo se excita dicha matriz y qué mejoras pueden hacerse dicha matriz y qué mejoras pueden hacerse para optimizar el rendimiento del equipo, para optimizar el rendimiento del equipo, tema que veremos en la próxima edición; tema que veremos en la próxima edición; sin embargo, creemos conveniente dar un sin embargo, creemos conveniente dar un pequeño repaso de lo que es una pantalla pequeño repaso de lo que es una pantalla de crisital líquido.

de crisital líquido.

LL

OO

Q

UEUE

D

EBEEBE

RR

ECORDARECORDAR

Una pantalla de cristal líquido

o LCDo LCD (sigla del inglés liquid crystal display) es una (sigla del inglés liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o colocados delante de una fuente de luz o reflectora. Se utiliza en dispositivos reflectora. Se utiliza en dispositivos electróni-cos alimentado con pilas, ya que u

cos alimentado con pilas, ya que utiliza can-tiliza can-tidades muy pequeñas de energía eléctrica. tidades muy pequeñas de energía eléctrica. Cada píxel de un LCD típicamente Cada píxel de un LCD típicamente con-siste de una capa de moléculas alineadas siste de una capa de moléculas alineadas entre dos electrodos transparentes, y dos entre dos electrodos transparentes, y dos fil-tros de polarización, los ejes de transmisión tros de polarización, los ejes de transmisión de cada uno que están (en la mayoría de de cada uno que están (en la mayoría de los casos) perpendiculares entre sí. Sin cristal los casos) perpendiculares entre sí. Sin cristal líquido entre el filtro polarizante, la luz que líquido entre el filtro polarizante, la luz que pasa por el primer filtro sería bloqueada por pasa por el primer filtro sería bloqueada por el segundo (cruzando) polarizador.

el segundo (cruzando) polarizador.

La superficie de los electrodos que están La superficie de los electrodos que están en contacto con los materiales de cristal en contacto con los materiales de cristal