Una pantalla de pantalla plana (FPD) es un dispositivo de visualización electrónico que se utiliza para permitir a las personas ver contenido (imágenes fijas, imágenes en movimiento, texto u otro material visual) en una variedad de dispositivos de entretenimiento, electrónicos de consumo, computadoras personales y móviles, y muchos tipos de equipos médicos, de transporte e industriales. Estos paneles, o pantallas, son mucho más ligeros y delgados que los televisores tradicionales con tubos de rayos catódicos (TRC) y suelen tener menos de 10 centímetros (3,9 pulgadas) de espesor. Las pantallas planas se pueden dividir en dos categorías de dispositivos de visualización: volátil y estático. Las pantallas volátiles requieren que los píxeles se actualicen electrónicamente periódicamente para conservar su estado (por ejemplo, pantallas de cristal líquido (LCD)). Una pantalla volátil solo muestra una imagen cuando tiene batería o alimentación de red de CA. Las pantallas planas estáticas se basan en materiales cuyos estados de color son biestables (por ejemplo, tabletas lectoras de libros electrónicos de Sony) y, como tal, las pantallas planas retienen el texto o las imágenes en la pantalla incluso cuando la energía está apagada. A partir de 2016, las pantallas planas han reemplazado casi por completo las pantallas CRT antiguas. En muchas aplicaciones de la era de 2010, específicamente en pequeños dispositivos portátiles como computadoras portátiles, teléfonos móviles, teléfonos inteligentes, cámaras digitales, videocámaras, cámaras de apuntar y disparar y cámaras de video de bolsillo, cualquier desventaja de pantalla de los paneles planos (en comparación con los CRT) se compensa con ventajas de portabilidad (bajo consumo de energía de las baterías, delgadez y ligereza).
La mayoría de las pantallas planas de la década de 2010 utilizan tecnologías LCD o de diodos emisores de luz (LED), a veces combinadas. La mayoría de las pantallas LCD están retroiluminadas, ya que se utilizan filtros de color para mostrar los colores. Las pantallas planas son delgadas, livianas, proporcionan una mejor linealidad y son capaces de una resolución más alta que los televisores típicos de consumo de épocas anteriores. La resolución más alta para los televisores CRT de nivel de consumo fue de 1080i; en contraste, muchas pantallas planas pueden mostrar una resolución de 1080p o incluso 4K. A partir de 2016, algunos dispositivos que usan pantallas planas, como tabletas, teléfonos inteligentes y, con menos frecuencia, computadoras portátiles, usan pantallas táctiles, una función que permite a los usuarios seleccionar iconos en pantalla o activar acciones (por ejemplo, reproducir un video digital) tocando la pantalla. Muchos dispositivos con pantalla táctil pueden mostrar un teclado numérico o QWERTY virtual en la pantalla, para permitir que el usuario escriba palabras o números.
Un monitor multifuncional (MFM) es una pantalla de pantalla plana que tiene entradas de video adicionales (más que un monitor LCD típico) y está diseñado para usarse con una variedad de fuentes de video externas, como entrada VGA, entrada HDMI de VCR VHS o consola de videojuegos equipada con capacidad y, en algunos casos, una entrada USB o un lector de tarjetas para ver fotos digitales. En muchos casos, un MFM también incluye un sintonizador de TV, lo que lo hace similar a un televisor LCD que ofrece conectividad de computadora.
Historia
La primera propuesta de ingeniería para un TELEVISOR de pantalla plana fue de General Electric en 1954 como resultado de su trabajo en monitores de radar. La publicación de sus hallazgos proporcionó todos los conceptos básicos de los futuros televisores y monitores de pantalla plana. Pero GE no continuó con el R&D requerido y nunca construyó un panel plano funcional en ese momento. La primera pantalla plana de producción fue el tubo Aiken, desarrollado a principios de la década de 1950 y producido en cantidades limitadas en 1958. Esto vio algún uso en sistemas militares como una pantalla de visualización y como un monitor de osciloscopio, pero las tecnologías convencionales superaron su desarrollo. Los intentos de comercializar el sistema para su uso en la televisión doméstica se toparon con problemas continuos y el sistema nunca se lanzó comercialmente.
El Philco Predicta presentaba una configuración de tubo de rayos catódicos relativamente plana (para su día) y sería el primer «panel plano» comercialmente lanzado tras su lanzamiento en 1958; el Predicta fue un fracaso comercial. El panel de pantalla de plasma se inventó en 1964 en la Universidad de Illinois, de acuerdo con la Historia de los Paneles de Pantalla de Plasma.
Pantallas LCD
El MOSFET (transistor de efecto de campo de semiconductores de óxido metálico, o transistor MOS) fue inventado por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en los Laboratorios Bell en 1959, y presentado en 1960. Basándose en su trabajo, Paul K. Weimer de RCA desarrolló el transistor de película delgada (TFT) en 1962. Era un tipo de MOSFET distinto del MOSFET a granel estándar. La idea de una pantalla LCD basada en TFT fue concebida por Bernard J. Lechner de los Laboratorios RCA en 1968. B. J. Lechner, F. J. Marlowe, E. O. Nester y J. Tults demostraron el concepto en 1968 con una pantalla LCD de dispersión dinámica que utilizaba MOSFETs discretos estándar.
La primera pantalla electroluminiscente con dirección de matriz activa (ELD) se realizó utilizando TFTs por el departamento de Dispositivos de Película Delgada de T. Peter Brody en Westinghouse Electric Corporation en 1968. En 1973, Brody, J. A. Asars y G. D. Dixon en Westinghouse Research Laboratories demostraron la primera pantalla de cristal líquido de transistores de película delgada (TFT LCD). Brody y Fang-Chen Luo demostraron la primera pantalla plana de cristal líquido de matriz activa (AM LCD) usando TFTs en 1974.
En 1982, los televisores LCD de bolsillo basados en tecnología LCD se desarrollaron en Japón. El Epson ET-10 Epson Elf de 2,1 pulgadas fue el primer televisor de bolsillo LCD a color, lanzado en 1984. En 1988, un equipo de investigación dirigido por el ingeniero T. Nagayasu demostró una pantalla LCD a todo color de 14 pulgadas, lo que convenció a la industria electrónica de que la pantalla LCD eventualmente reemplazaría a la CRT como la tecnología de pantalla de televisión estándar. A partir de 2013, todos los dispositivos de visualización visual electrónicos modernos de alta resolución y alta calidad utilizan pantallas de matriz activa basadas en TFT.
Pantallas LED
La primera pantalla LED utilizable fue desarrollada por Hewlett-Packard (HP) e introducida en 1968. Fue el resultado de la investigación y el desarrollo (R&D) en tecnología LED práctica entre 1962 y 1968, por un equipo de investigación dirigido por Howard C. Borden, Gerald P. Pighini y Mohamed M. Atalla, en HP Associates y HP Labs. En febrero de 1969, introdujeron el indicador numérico HP Modelo 5082-7000. Fue la primera pantalla LED alfanumérica, y fue una revolución en la tecnología de pantalla digital, reemplazando el tubo Nixie por pantallas numéricas y convirtiéndose en la base para pantallas LED posteriores. En 1977, James P Mitchell creó un prototipo y luego demostró lo que fue quizás la primera pantalla de televisión LED monocromática de panel plano.
Ching W. Tang y Steven Van Slyke de Eastman Kodak construyeron el primer dispositivo LED orgánico práctico (OLED) en 1987. En 2003, Hynix produjo un controlador EL orgánico capaz de iluminar en 4.096 colores. En 2004, la Sony Qualia 005 fue la primera pantalla LCD retroiluminada por LED. El Sony XEL-1, lanzado en 2007, fue el primer televisor OLED.
Tipos comunes
Pantalla de cristal líquido (LCD)
Las pantallas LCD con efecto de campo son livianas, compactas, portátiles, baratas, más confiables y más fáciles para los ojos que las pantallas CRT. Las pantallas LCD usan una capa delgada de cristal líquido, un líquido que exhibe propiedades cristalinas. Está intercalado entre dos placas de vidrio que llevan electrodos transparentes. Se colocan dos películas polarizantes a cada lado de la pantalla LCD. Al generar un campo eléctrico controlado entre electrodos, se pueden activar varios segmentos o píxeles del cristal líquido, causando cambios en sus propiedades de polarización. Estas propiedades de polarización dependen de la alineación de la capa de cristal líquido y del efecto de campo específico utilizado, ya sea Nematica Retorcida (TN), Conmutación en plano (IPS) o Alineación Vertical (VA). El color se produce aplicando filtros de color adecuados (rojo, verde y azul) a los subpíxeles individuales. Las pantallas LCD se utilizan en diversos dispositivos electrónicos como relojes, calculadoras, teléfonos móviles, televisores, monitores de computadora y pantallas de computadoras portátiles, etc.
LED-LCD
La mayoría de las pantallas LCD grandes anteriores se iluminaban con una serie de CCFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío). Sin embargo, los dispositivos pequeños de bolsillo casi siempre usaban LED como fuente de iluminación. Con la mejora de los LED, casi todas las pantallas nuevas ahora están equipadas con tecnología de retroiluminación LED. La imagen sigue siendo generada por la capa LCD.
Panel de plasma
Una pantalla de plasma consta de dos placas de vidrio separadas por un espacio delgado lleno de un gas como el neón. Cada una de estas placas tiene varios electrodos paralelos que la atraviesan. Los electrodos en las dos placas están en ángulo recto entre sí. Un voltaje aplicado entre los dos electrodos, uno en cada placa, hace que un pequeño segmento de gas en los dos electrodos brille. El brillo de los segmentos de gas se mantiene mediante un voltaje más bajo que se aplica continuamente a todos los electrodos. En 2010, numerosos fabricantes habían descontinuado las pantallas de plasma de consumo.
Panel electroluminiscente
En una pantalla electroluminiscente (ELD), la imagen se crea aplicando señales eléctricas a las placas que hacen que el fósforo brille.
Diodo emisor de luz orgánico
Un OLED (diodo emisor de luz orgánico) es un diodo emisor de luz (LED) en el que la capa electroluminiscente emisora es una película de compuesto orgánico que emite luz en respuesta a una corriente eléctrica. Esta capa de semiconductor orgánico está situada entre dos electrodos; por lo general, al menos uno de estos electrodos es transparente. Los OLED se utilizan para crear pantallas digitales en dispositivos como pantallas de televisión, monitores de computadora, sistemas portátiles como teléfonos móviles, consolas de juegos portátiles y PDA.
Diodo emisor de luz de punto cuántico
QLED o quantum dot LED es una tecnología de pantalla plana introducida por Samsung bajo esta marca comercial. Otros fabricantes de televisores, como Sony, ya han utilizado la misma tecnología para mejorar la retroiluminación de los televisores LCD en 2013. Los puntos cuánticos crean su propia luz única cuando se iluminan con una fuente de luz de longitud de onda más corta, como los led azules. Este tipo de TV LED mejora la gama de colores de los paneles LCD, donde la imagen sigue siendo generada por la pantalla LCD. En opinión de Samsung, se espera que las pantallas de puntos cuánticos para televisores de pantalla grande se vuelvan más populares que las pantallas OLED en los próximos años; empresas como Nanoco y Nanosys compiten para proporcionar los materiales QD. Mientras tanto, los dispositivos Samsung Galaxy, como los teléfonos inteligentes, también están equipados con pantallas OLED fabricadas por Samsung. Samsung explica en su sitio web que el televisor QLED que producen puede determinar qué parte de la pantalla necesita más o menos contraste. Samsung también anunció una asociación con Microsoft que promoverá el nuevo Samsung QLED TV.
Volátil
Las pantallas volátiles requieren que los píxeles se actualicen periódicamente para conservar su estado, incluso para una imagen estática. Como tal, una pantalla volátil necesita energía eléctrica, ya sea de la red eléctrica (que se conecta a un enchufe de pared) o de una batería para mantener una imagen en la pantalla o cambiar la imagen. Esta actualización suele ocurrir muchas veces por segundo. Si esto no se hace, por ejemplo, si hay un corte de energía, los píxeles perderán gradualmente su estado coherente y la imagen se «desvanecerá» de la pantalla.
Ejemplos
Las siguientes tecnologías de pantalla plana se comercializaron entre los años 1990 y 2010:
- Panel de pantalla de plasma (PDP)
- Pantalla de cristal líquido de matriz activa (AMLCD)
- Proyección posterior: Procesamiento de luz digital (DLP), LCD, LCOS
- Papel electrónico: Tinta E, Gyricon
- Pantalla de diodos emisores de luz (LED)
- Diodo emisor de luz orgánico de matriz activa (AMOLED)
- Pantalla de puntos cuánticos (QLED)
Tecnologías que se investigaron ampliamente, pero su comercialización fue limitada o finalmente se abandonó:
- Pantalla electroluminiscente de matriz activa (ELD)
- Pantalla de modulador interferométrico (IMOD)
- Pantalla de emisión de campo (FED)
- Pantalla de emisión de electrones de conducción superficial (SED, SED-TV)
Estática
Las pantallas planas estáticas se basan en materiales cuyos estados de color son biestables. Esto significa que la imagen que tienen no requiere energía para mantener, sino que requiere energía para cambiar. Esto da como resultado una pantalla mucho más eficiente de la energía, pero con una tendencia a frecuencias de refresco lentas que no son deseables en una pantalla interactiva. Las pantallas planas biestables están comenzando a desplegarse en aplicaciones limitadas (pantallas colestéricas de cristal líquido, fabricadas por Magink, en publicidad exterior; pantallas electroforéticas en dispositivos lectores de libros electrónicos de Sony e iRex; anlabels; pantallas del modulador interferométrico en un reloj inteligente).
Véase también
- Monitor de ordenador
- Desenfoque de movimiento de pantalla
- Papel electrónico
- FPD-Link
- Pantalla flexible
- Tecnología de televisión de pantalla grande
- LCD
- Televisor LCD con retroiluminación LED
- Lista de fabricantes de pantallas planas
- MicroLED
- Pantalla móvil
- OLED
- Pantalla de plasma
- Pantalla de puntos cuánticos
- Sony Watchman
- Pantallas 3D estereoscópicas que no requieren gafas especiales
- Panel táctil
- Transparente pantalla
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