La Pantalla LCD

Cortesía Cortesí a d e Repar aLCD. aLCD.Com Com Curso Profesional de Reparación de M onit onitore ore s LCD

Com posición de la pantalla pantal la LCD LC D Modu l o II

Fabricación de la pantalla LCD

Manual de Capacitación Principio de la LCD

Manual de capacitación capacitación P rincipio de la pantalla LCD LCD

CONTENIDOS 1.

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ARCHIVO Nº

Páginas

Fa bric br icac ac ión ió n de la pant pa nt al la LCD .............. .................... ............. ............. ............. .............. ............. ............. ............. ............. .............. ............. ............. ............... ............... ............. ..........2....2-5 5 1-1 Principio de la pantalla LCD................................ LCD............................................. .......................... .......................... ........................... .......................... .......................... .........................2 ...........2 1-2 Fabricación de la Pantalla LCD ........................... ........................................ .......................... .......................... ........................... .......................... ......................... .......................2-3 ..........2-3 1-3 Componente Principal de la Pantalla LCD............................. LCD.......................................... ........................... ........................... .......................... ........................ ...................4-5 ........4-5 P rinc ri nc ipio ip io del de l Cri st al Lí quid qu ido o ............. ................... ............. ............. ............. ............. ............. .............. ............. ............. ............. ............. ............. ............... ............... ............. ............. .........6 ...6-8 -8 2-1 Cristal Líquido.......................... Líquido........................................ ........................... ........................... ............................ ........................... .......................... .......................... ........................... ....................6 ......6 2-2 Proceso de pulido ......................... ....................................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ......................... .......................... ...............6-7 .6-7 2-3 Funcionamiento del Cristal Líquido .......................... ....................................... .......................... ........................... ........................... ....................... ........................ .......................8 .........8 P rinc ri nc ipio ip io de LCD .............. .................... ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............... ............... .............. ............. ...........9-1 .....9-1 1 3-1 Funcionamiento de la placa polarizada para el panel LCD (Obturador) .......................... ...................................... ......................... ........................ .............9 ..9 3-2 Funcionamiento Funcionamiento de la película de alineación.................... alineación................................. ........................... ............................ ........................... ......................... ........................10 ............10 3-3 Funcionamiento del panel LCD............................... LCD............................................. ........................... .......................... ........................... ........................ ........................ ................ .. 10-11 3-4 Electrodo transparente....................... transparente................................... ......................... .......................... ........................... ............................ .......................... .......................... .........................11 ...........11 Tipo Ti po de fa bric br icac ac ión ió n de la P an tall ta llaa LCD .............. .................... ............. .............. ............. ............. .............. ............. ............. .............. ............. .............. ............... ............. .......1 .1 2-1 3 4-1 Tipo Nemático de Torsión (TN) ........................ ....................................... ............................. ........................... ........................... ........................... .......................... ................. .... 12-13 4-2 Tipo TN Súper (STN)................................. (STN).............................................. .......................... ........................... ........................... .......................... ......................... ......................... ............. 12-13 4-3 Tipo STN Triple (TSTN) / Tipo Film STN (FSTN) .......................... ........................................ ........................... ........................... .......................... ..................... ......... 12-13 Sis tema te ma de la pa nt alla al la LSD ............. .................... ............. ............. .............. ............. ............. ............. ............. .............. ............. ............. ............. ............... ............... ............. ............14 .....14 -20 5-1 Sistema de matriz de puntos............................... puntos............................................ ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... .....................14 .......14 5-2 Generación del color .......................... ....................................... .......................... .......................... ........................... ........................... ......................... ......................... .........................15 ............15 5-3 Sistema de Transmisión ........................... ........................................ ........................... ........................... ........................... ............................ ......................... ........................ ..................16 .....16 5-4 Sistema de Matriz Pasiva .......................... ....................................... ........................... ........................... .......................... ........................... .......................... ......................... ............. 16-17 5-5 Sistema de Matriz Activa .......................... ....................................... .......................... ........................... ........................... .......................... .......................... .......................... ............. 18-19 5-6 Transmisión del Sistema de Matriz Activa.................................... Activa................................................. ........................... ........................... ........................ .................... ......... 19-20 Tecn Te cn ol ogía og ía de avan av an ce s de la pa nt alla al la LCD ............. .................... ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. ............. .............. ............... ...........21 ....21 -27 6-1 Imágenes en la Pantalla LCD..................................... LCD.................................................. .......................... ........................... ........................... ......................... ......................... ................ ...21 21 6-1-1 Ángulo de Visión ........................... ........................................ .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... ......................... ...........................21 ..............21 6-1-2 Características de respuesta.................... respuesta................................. ........................... ........................... ........................... ............................ .......................... .......................... ................ ..21 21 6-2 Ángulo de Visión .......................... ....................................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ......................... .......................... ................ ..22 22 6-3 Sistema Multidominio....................... Multidominio..................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ......................... ........................ .........................23 ............23 6-4 Sistema MVA (Multi-domain Vertical Alignment).................... Alignment).................................. ............................ ............................ ........................... ......................... .................24 .....24 6-5 Sistema IPS (In-Plain Switching) ...................... .................................... ............................ ........................... ........................... ........................... .......................... ......................25 .........25 6-6 Película equilibrada de forma óptica ....................... ..................................... ........................... ........................... ........................... ......................... .......................... ...................26 .....26 6-7 Sistema OCB (Optically Compensated Birefringence)......................... Birefringence)....................................... ........................... ........................... ........................... ....................26 .......26 6-8 Mejora de la velocidad de respuesta............. respuesta .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ........................ ......................... ...................27 .....27 6-8-1 Sistema de impulso .......................... ....................................... .......................... ........................... ........................... .......................... ......................... .......................... .......................27 .........27 6-8-2 Sistema FFD (Feed Forward Driving) ......................... ....................................... ........................... .......................... .......................... ......................... ..........................27 ..............27

REFERENCIA Nº TI5110LCD -2-



Retroiluminación

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1-3 Componente principal de la pan talla LCD Obturador LCD El suministro de tensión eléctrica hacia los electrodos transparentes entre los lados comunes y de píxeles cambia la organización del cristal líquido. Al juntar dos placas polarizadas, la transferencia de luz desde la retroiluminación puede ser controlada por la proporción transparente del obturador LCD. Cristal líquido El cristal líquido es un material cuyo estado se encuentra entre un sólido y un líquido. Posee características de comportamiento de sólidos así como también de líquidos y por lo general es un líquido turbio blanco. Sus moléculas están dispuestas normalmente de modo que el cristal sea comparativamente opaco, y pase a ser transparente con la aplicación de una tensión eléctrica o calor. Electrodo transparente (Película) El Obturador LCD se opera al suministrar tensión eléctrica desde la señal de video. Se utiliza una película transparente para su electrodo. Pelícu la de alineación Es una película que ordena las moléculas de cristal liquido y está compuesta de resina de polímero. Placa polarizada La luz con dirección específica pasa a través de una placa polarizada. Transistor de transmisión El transistor de película delgada (TFT) se utiliza para alimentar el obturador LCD de cada píxel. Filtro de color Es un filtro que posee tres colores (R, G, B) ordenados para cada píxel. Retroiluminación El cristal líquido no emite luz. Se necesita una fuente de luz para la exhibición. La fuente de luz ubicada en la parte posterior del panel LCD se denomina “retroiluminación”.

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P rincipio del Cristal Líquido


2. Principio del cristal líquido 2.1 Cristal líquido ¿Qué es el cristal líquido?

El cristal líquido es un material cuyo estado se encuentra entre un sólido y un líquido. Posee características tanto de sólidos como de líquidos y por lo general es un líquido turbio blanco. Sus moléculas están dispuestas normalmente de modo que el cristal sea comparativamente opaco, y pase a ser transparente con la aplicación de una tensión eléctrica o calor. Casi todos los materiales constan de un compuesto orgánico que toma la forma de tarjeta delgada o panel plano. Existen tres tipos de cristal líquido tal como se muestra en la Fig. 4 los cuales dependen de la fabricación y ordenamiento de las moléculas. Por lo general, el cristal líquido nemático se utiliza para el aparato de exhibición. (a) Esmético Las moléculas se encuentran en capas y ordenadas paralelas entre sí. El centro de gravedad se ordena al azar en la capa. (b) N emático Las moléculas no se encuentran en capas. Están ordenadas de forma paralela. El centro de gravedad puede moverse libremente hacia el eje principal. (c) Colestérico Las moléculas se encuentran en capas y ordenadas paralelas entre sí. La dirección de alineamiento del eje principal de las capas vecinas cambia de forma gradual. Cuando el cristal líquido se utiliza para la exhibición, es necesario ordenar las moléculas de Nemático con regularidad (Proceso de Frotación). 2-2 Proceso de pulido Una vez que se colocan los químicos para el ordenamiento en la placa de vidrio, éstos se endurecen y luego se pule la superficie de la placa con un paño para determinar la dirección de los espacios que se están creando. La dirección de ordenamiento de las moléculas se establece en los espacios. Este proceso se utiliza para cambiar las características de manera que las moléculas que tocan la superficie pulida se ordenen hacia el eje principal de la dirección pulida. Esta película delgada en la placa de vidrio se denomina “película de alineación”

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2-3 Funcionamiento del Cristal Líquido La sustancia química necesaria para el cristal líquido reacciona de manera tal que la dirección de ordenamiento cambia de acuerdo al campo eléctrico que se aplica. En la pantalla LCD se coloca un cristal líquido entre dos electrodos. Al proporcionar tensión eléctrica entre ellos, se genera un campo eléctrico en el cristal líquido y las moléculas de cristal líquido se desplazan y se ordenan. La retroiluminación que se aplica al cristal líquido puede pasar o bloquearse de acuerdo al ordenamiento de las moléculas. Si se le aplica al cristal líquido un campo eléctrico desde una fuente externa, se generan dipolos eléctricos que responden a la intensidad y dirección del campo eléctrico. A través del funcionamiento de estos dipolos eléctricos y el campo eléctrico, se genera la energía que cambia la dirección de las moléculas de cristal líquido. Por lo tanto, de acuerdo al campo eléctrico externo, las moléculas de cristal líquido se desplazan y cambian su dirección de horizontal a vertical.

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Principio de la LCD


3. Principio de LCD 3-1 Funcionamiento de la placa polarizada del panel LCD (Obturador) La luz es una onda electromagnética que oscila en ángulos rectos hacia la dirección de avance. De hecho, las direcciones de oscilación de toda la luz se combinan. Una placa polarizada permite que sólo pase la luz que se dirige en una dirección específica desde la luz con la cual estas diversas direcciones de oscilación se mezclan. Por lo tanto, sólo puede extraerse la luz que posee la misma dirección que la polarización de una placa polarizada permitiendo que la luz pase a través de esta placa. Es decir, si la dirección de oscilación de la luz y la dirección de la placa polarizada están ordenadas, la luz pasará a través de la placa polarizada. Además, si la dirección de oscilación de la placa polarizada es diferente a la dirección de oscilación de la luz, la luz no podrá pasar por la placa. Cuando la dirección de oscilación de la placa polarizada y la luz cambian su orden formando un ángulo de 90º (ángulo recto), la luz se bloquea por completo. Si las dos placas se encuentran en la misma dirección al mirarlas apiladas, la luz pasa y parece brillante, no obstante, si se mueven y forman un ángulo recto, la luz se bloquea y parece oscura.

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Principio de la LCD


3-2 Funcionamiento de la película de alineación El cristal líquido se inserta en las películas de alineación de la placa superior y la inferior que poseen la dirección de los surcos trasladadas a 90º sobre la pantalla LCD. Las moléculas de cristal líquido de la placa de alineación superior se encuentran ordenadas a lo largo de la película de alineación superior. Las moléculas de cristal líquido de la placa de alineación inferior están colocadas a lo largo de la película de alineación inferior. La capa de cristal líquido entre estas películas de alineación rotan poco a poco y se disponen en forma de espiral. El cristal líquido entre las placas de alineación hará que la luz que ingresa por la primera capa de alineación realice una torsión de 90º en su dirección de oscilación. De este modo la dirección de la oscilación se alinea con la segunda placa de alineación lo que permite el paso de la luz.

3-3 Funcionamiento del panel LCD El cristal líquido se inserta y se contiene entre las dos placas de vidrio en el panel LCD. La placa polarizada, electrodo transparente y película de alineación se forman sobre estas placas de vidrio. La luz pasará o será bloqueada de acuerdo al suministro o no de tensión eléctrica en el panel LCD. Cuando no se suministra tensión eléctrica (desactivado), las moléculas de cristal líquido realizan una torsión de 90º hacia un lado y se ordenan en forma de espiral. La dirección de oscilación de la luz que pasa la capa polarizada superior cambia debido a la organización de las moléculas de cristal líquido que han girado. Por lo tanto, la dirección de la placa polarizada y la dirección de oscilación de la luz que rota 90º se vuelven una, y esta luz puede pasar a través de la placa polarizada. Este es el estado “activado” del cristal líquido en el que el panel LCD (obturador LCD) permite el paso de la luz.

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Principio de la LCD


Por el contrario, en el estado (Activado) en el que se proporciona tensión eléctrica, las moléculas de cristal líquido se ordenan en líneas de ángulos de 90º respecto de la placa de vidrio. Debido a que las moléculas de cristal líquido verticales no afectan la dirección de oscilación de la luz, la luz que pasa por sobre la placa polarizada superior y continúa de la misma manera sin cambiar la dirección de oscilación. Debido a que la dirección de oscilación de la luz difiere de la dirección de la placa polarizada inferior que se encuentra girada a 90º y ordenada, la luz colisiona con esta placa polarizada y no puede pasar. Esta es el estado “inactivo” del cristal líquido en el cual el panel LCD (obturador LCD) bloquea la luz. La estructura tipo sándwich de los lados superiores e inferiores de los electrodos transparentes, películas de alineación y placas polarizadas que contienen material de cristal líquido entre ellos. Esta es la estructura básica (luz activada/desactivada por el obturador LCD) del panel LCD. El panel LCD que se muestra en la Fig. 10 cambia la luz a condición de pasaje cuando no se proporciona tensión eléctrica entre las placas polarizadas superiores e inferiores ubicadas en ángulos de 90º y posee la ventaja de mejorar el contraste de negros y por lo general funciona bien. Este modo se denomina “Modo Normal Blanco”. El panel LCD que pasa la luz cuando no se proporciona tensión eléctrica se denomina “Modo Normal Negro”. En la práctica, con este tipo (cuando las placas polarizadas superiores e inferiores se organizan en la misma dirección), exhibir un negro perfecto se torna difícil debido a la filtración de luz que causan las diversas disposiciones de las moléculas de cristal líquido.

3-4 Electrodo transparente Para generar un campo eléctrico en el cristal líquido se proporciona tensión eléctrica a los electrodos superiores e inferiores. Si se utiliza metal para estos electrodos, el metal interrumpe el paso de la luz en el cristal de líquido. Por lo tanto, se utiliza un electrodo transparente del obturador LCD que permite el paso de la luz.

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Tipo de fabricación de la pantalla LCD


4 Tipo de fabricación de la Pantalla LCD 4-1 Tipo Nemático de Torsión (TN) Una pantalla LCD del Tipo Nemático en la que las moléculas de cristal líquido realizan una torsión de 90º entre las placas superior e inferior se denomina Cristal Líquido del Tipo de Nemático de Torsión (Tipo TN). La mayoría de las pantallas LCD son de este tipo y logran un alto contraste (ratio) cuando se someten a energía y voltaje bajos. 4-2 Tipo TN Súper (STN) Las pantallas LCD del tipo TN Súper (Tipo STN) se utilizan para los televisores LCD, monitores de computadoras personales, teléfonos celulares, etc. Se desarrolla un material de cristal líquido para mejorar las características visuales, como por ejemplo el ratio de contraste. En este tipo STN, las moléculas de cristal líquido realizan una torsión de 180º a 270º y se ordenan entre los electrodos superiores e inferiores. Al suministrar tensión eléctrica en el cristal líquido, el ratio transparente de luz cambia de manera más rápida. Por lo tanto, si se compara el tipo STN con el tipo TN, mejoran el contraste y el aumento de la tensión eléctrica (respuesta al activado y desactivado) y es posible obtener una imagen más clara en pantallas más grandes. 4-3 Tipo STN Triple (TSTN) / Tipo Film STN (FSTN) Una falla del tipo STN es que los colores de la pantalla durante el “activado” y “desactivado” del obturador LCD se vuelven amarillo verdoso y azul oscuro. (En el tipo TN, son blanco y negro). Esto se debe a que la luz de una onda específica se refleja y se dispersa de acuerdo al grosor del panel LCD. Por lo tanto, aún si un filtro de color del RGB se liga a un cristal líquido del tipo STN, el color verde azulado se mezcla con los colores desde el negro, gris hacia el blanco y no se puede mostrar una imagen de color natural. Los tipos STN triple (Tipo TSTN) y STN Film (Tipo FSTN) se han desarrollado como una mejora del tipo STN. En el tipo TSTN, las películas (películas de polímeros altos) se equilibran de forma óptica y se utiliza el ensamble del panel LCD superior e inferior. De esta manera se equilibra la torsión de la celda del cristal líquido y la visión de los colores amarillo verdoso y azul oscuro cambian al blanco y negro correctos. El tipo “FSTN” utiliza una única película equilibrada de forma óptica.

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Tipo de fabricación de la pantalla LCD

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Sistema de la pantalla LCD


5 Sistema de la pantalla LSD 5-1 Sistema de Matriz de P untos Las pantallas LCD poseen dos sistemas de transmisión: matriz de puntos y segmentos. El sistema de matriz de puntos se utiliza para las pantallas de televisión LCD. La matriz de puntos ordena los elementos de la imagen (píxeles) de la unidad de visión de forma horizontal (línea X) y vertical (fila Y) y por lo tanto se pueden mostrar diversas características y datos. La Fig. 12 muestra una matriz de “X x Y = 10 (píxeles)” donde se exhibe la letra Y. En este sistema de matriz de puntos, se puede mostrar una imagen o letra delgada en pantallas grandes si se disminuye el tamaño de un píxel y se aumenta la cantidad total de píxeles. Con la actual tecnología de fabricación de cristal líquido, el número de píxeles por pulgadas ha alcanzado los 200ppi*, y se han logrado pantallas de muy alta definición. Además, se puede especificar y fabricar el número de píxeles del panel de pantalla LCD que corresponde a tamaños de pantallas más grandes. Por ejemplo, el número de píxeles del panel SXGA* es de 1.300.000 aproximadamente (1.280 x 1.024 = 1.310.720 píxeles). *ppi: píxel por pulgada * SXGA: Super eXtended Graphics Array

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5-2 Generación del color El obturador LCD no puede mostrar en sí mismo una imagen de color ya que sólo pasa o bloquea la luz. La imagen de color se obtiene al mezclar los tres colores de RGB (tres colores primarios de la luz) respectivamente, tal como se generan los colores en el televisor CRT. El panel LCD de color posee un filtro de color RGB añadido al panel monocromático. Observe la Fig. 13. En este panel LCD color, se controla el ratio transparente y se ajusta el brillo y el color al controlar la tensión eléctrica y las formas de la onda que se suministran en cada píxel RGB. Por lo tanto, se requiere una mayor cantidad de píxeles y más pequeños para la pantalla LCD color. Por ejemplo, a pesar de que el panel SXGA descripto con anterioridad posee alrededor de 1.300.000 píxeles, en la generación del color existen cerca de 4 millones de puntos (subpíxeles).

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5-3 Sistema de Transmisió n Los sistemas de transmisión para las pantallas LCD se clasifican de la siguiente forma: Sistema de transmisión estática: se utiliza con poca frecuencia; Sistema de matriz pasiva: se utiliza para imágenes de fotografía fija, como calculadoras y computadoras portátiles; Sistema de matriz activa: es adecuada para la alta definición y la respuesta a gran velocidad necesarias en las pantallas grandes de televisión LCD.

5-4 Sistema de Matriz Pasiva En la estructura de un sistema de matriz pasiva, los electrodos Y de la dirección vertical (dirección Y) se forman en la placa de vidrio superior, y los electrodos X de la dirección horizontal (dirección X) se forman en la placa de vidrio inferior como una matriz. Las moléculas de cristal líquido se intercalan entre estos electrodos. Al proporcionar tensión eléctrica entre los electrodos X e Y en secuencia, se genera, en un cierto momento, un campo eléctrico en el cristal líquido donde los electrodos X e Y seleccionados se cruzan. Por lo tanto, las moléculas de cristal líquido de esta dirección de píxel (intersección del electrodo Y, X) cambian el orden y activan o desactivan el obturador LCD.

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En el sistema de transmisión dinámica, debido a que la señal eléctrica (voltaje) se suministra a los electrodos X e Y en secuencia, el número de píxeles que hace que todos los píxeles (la cantidad total de píxeles es “X x Y”) se activen o desactiven se vuelve “X + Y”. Por lo tanto, comparado con el sistema de transmisión estática que tiene un electrodo independiente para cada píxel, la cantidad de electrodos del sistema de transmisión dinámica es muy escaso. No obstante, con este sistema de transmisión dinámica y puesto que el electrodo en sí mismo es el cableado, posee una resistencia que no puede dejar de considerarse en las pantallas grandes. Esta resistencia provoca que la velocidad del obturador sea más lenta. Por lo tanto, al exhibir imágenes en movimiento, etc., se crea un efecto de “imagen fantasma”. Este sistema de matriz pasiva no es adecuado para los televisores LCD con pantallas grandes que requieren imágenes en movimiento y resolución óptima. Para superar estos defectos se ha desarrollado el sistema de matriz activa.

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5-5 Sistema de matriz activa En el sistema de matriz activa, se añade un interruptor para cada píxel en la intersección de los electrodos X e Y. Cada píxel es controlado por el interruptor (elemento activo). Puesto que el interruptor para cada píxel se activa o desactiva de forma independiente, la velocidad de respuesta aumenta. El transistor de película delgada (TFT) se utiliza para el interruptor y se añade en la placa de vidrio. Este tipo de pantalla LCD se denomina “Pantalla LCD TFT”. El electrodo superior para el diseño completo se forma en la placa de vidrio superior y se denomina “electrodo común”. Sobre la placa de vidrio inferior se forman el electrodo de píxeles (diseño de píxeles), el TFT (interruptor) que transmite el electrodo de píxeles, el electrodo X para la puerta de entrada y el electrodo Y para la entrada de la fuente del TFT. En esta estructura, se genera el campo eléctrico en el área entre el electrodo de píxeles y el electrodo común, y opera el interruptor LCD para 1 píxel. Cuando se proporciona una señal eléctrica (voltaje) a los electrodos X e Y del TFT, éste último se activa y las moléculas de cristal líquido funcionan como interruptor de la luz. Referirse a la Fig. 17 (Dirección de X1 e Y0).

Fig.17. Circuito equ ivalente del Sistema de Matriz Activa

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En el sistema de matriz activa, la función de amplificación de un transistor se utiliza para el interruptor TFT. En este sistema, se unifica la velocidad de cambio sobre la pantalla total, aumentando la velocidad de respuesta de la transmisión en comparación con el sistema de matriz pasiva. Por lo tanto, se utiliza la pantalla LCD TFT (sistema de matriz activa) para exhibiciones altamente eficaces, que pueden proporcionar la velocidad de respuesta requerida en pantallas grandes o imágenes rápidas en movimiento. No obstante, se necesita más velocidad de respuesta para los televisores LCD de alta definición. Esto se analizará más adelante. 5-6 Transmisión del sistema de m atriz activa La pantalla LCD TFT está compuesta por una matriz de n filas con X dirección (X0-Xn-1) y de n columnas con Y dirección (Y0-Yn-1). La fila de dirección X se denomina “línea de acceso” y la línea (columna) de dirección Y se denomina “línea de datos”. Primero, la lectura comienza desde la dirección de píxeles (X0, Y0) y cuando se selecciona el direccionamiento (X0, Yn-1) se completa la lectura de la fila X0. Después, se leen en secuencia todos los píxeles de la fila X1 hacia la línea Xn-1, y el direccionamiento final es (Xn-1, Yn-1). La operación del direccionamiento de píxeles seleccionado (X1, Y2) se explica más adelante. Primero, se suministra tensión eléctrica (señal) a la fila X1 (acceso del TFT), después se suministra tensión eléctrica a la columna Y2 (fuente del TFT), y así se selecciona la dirección de intersección de la fila X1 y la columna Y2 activando o desactivando el TFT. Sin embargo, sólo la activación o desactivación del TFT no cambia el brillo de la pantalla. El brillo de la pantalla cambia al controlar la tensión eléctrica de la línea de datos (columna Y). La Fig. 19 muestra las características de la tensión eléctrica del sistema de matrices.

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En la Fig. 20 la tensión eléctrica de la línea de datos (Y2) se proporciona en dirección positiva a un electrodo común (transmisor DC). En la práctica se proporciona una tensión eléctrica AC uniforme al electrodo común (transmisor AC) para prolongar la vida del cristal líquido.

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Tecnolog ía de avances de la pantalla LCD


6 Tecnolo gía de avances de la pantalla LCD 6-1 Imágene s en la Pantalla LCD 6-1-1 Ángulo de visión

El ángulo de visión se refiere al campo (ángulo) visible normal de una pantalla. En la pantalla LCD, el ángulo de visión es limitado si se compara con un CRT o PDP (Plasma Display Panel). El ángulo de visión de una pantalla LCD tipo TN típica es de casi 100º. No obstante, con los nuevos avances que la tecnología ha desarrollado, el ángulo de visión para las pantallas LCD ha aumentado a 160º ó 170º. Este sistema mejorado se describe más adelante. (El ángulo de visión para un CRT o PDP es de 180º).

6-1-2 Característica de respu esta

La característica de respuesta de una pantalla LCD es la velocidad a la cual la señal de entrada (señal de datos de video) renueva la pantalla. Si esta característica de respuesta es lenta, aparecerá una “imagen fantasma” en la pantalla. Por lo tanto, en pantallas grandes de televisores LCD es muy importante mejorar esta característica de respuesta.

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6-2 Ángulo de visión (Tipo TN) El principio de penetración óptica y la intercepción del obturador LCD realizada por la dirección ordenada de las moléculas de cristal líquido cilíndricas controlan la dirección de la luz. Por lo tanto, el brillo, el color y el contraste dependen de la dirección de visión de la pantalla LCD. El campo (ángulo) donde éstos se ven normal se denomina “ángulo de visión”. El defecto de la pantalla LCD TN es que el ángulo de visión es limitado. La Fig. 22 muestra que el brillo cambia dependiendo del ángulo desde el que se ve una pantalla con imágenes en grises. Por lo tanto, la cantidad de penetración óptica cambiará dependiendo del ángulo en el que se está cuando se mira la pantalla, ya sea de frente o de costado.

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6-3 Sistema Multidom inio La disposición de la pantalla LCD TN es unidireccional. En este sistema multidominio, un píxel se divide en dos o más dominios organizados de manera diferente. La Fig. 23 muestra el ejemplo del sistema de multidominio con dos dominios. El sistema ecualiza la cantidad de luz por píxel desde los diversos ángulos. Además, el ángulo de visión se vuelve aún más amplio si se aumenta el número de divisiones. No obstante, la fabricación es difícil en el proceso de pulido *. * Referirse al punto 2-2 Proceso de pulido.

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6-4 Sistema MVA (M ulti-domain Vertical Alignment) En el sistema MVA, la película (alineación) se ordena de manera tal que las moléculas de cristal líquido se disponen verticalmente. El sistema MVA combina la alineación vertical con el sistema de multidominio. Al alinear las moléculas de cristal líquido de forma vertical, se pierde la influencia de la intercepción óptica y se mejora el ángulo de visión y el contraste. Se utiliza un tipo de material que hace que las moléculas de cristal líquido se ubiquen de manera vertical a la placa de vidrio sin la necesidad de suministrar tensión eléctrica. (Cristal Líquido Nemático Negativo *) En el sistema MVA, añadir una cavidad mediante resina y hacer que las moléculas de cristal líquido se ubiquen en forma diagonal sobre el electrodo transparente logra dominios de alineación múltiples. Por lo tanto, puesto que el proceso de pulido puede omitirse en la producción de la película de alineación, la fabricación resulta más fácil comparada con el sistema de multidominios. * Por lo general, se utiliza un sistema nemático positivo que alinea las moléculas de cristal líquido al proporcionar tensión eléctrica

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6-5 Sistema IP S (In-Plain Switching) La Fig. 25 muestra la estructura del sistema IPS. Los electrodos comunes y de píxeles se instalan al lado de la película transparente (transistor de transmisión) y se genera el campo eléctrico de forma horizontal a la placa de vidrio. Con este campo eléctrico, la dirección de la alineación de las moléculas de cristal líquido realizan un giro de 90º al mismo tiempo que la placa de vidrio. En el sistema IPS, las moléculas de cristal líquido rotan todas de una vez en dirección horizontal. Debido a que las moléculas de cristal líquido no se inclinan como el tipo TN, hay muy poco cambio en las características de la imagen (contraste, brillo, color, etc.) y el ángulo de visión se vuelve más amplio. No obstante, existen algunos problemas. La cantidad de luz transparente se reduce, la velocidad de respuesta es más lenta y la imagen blanca se vuelve un poco azulada o amarillenta dependiendo de la dirección de la visión. El tipo S-IPS (Súper IPS) se desarrolló para mejorar estos problemas. En el tipo S-IPS, la estructura del electrodo que conduce las moléculas de cristal líquido toma la forma de zig-zag, lo que reduce los cambios de color, aumenta el ángulo de visión hasta casi 160º y posee una alta definición igual que un CRT.

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6-6 Película equilibrada de forma óptica Al utilizar una película equilibrada de forma óptica se corrige la fase de cambio del tipo STN de la pantalla LCD y se mejoran el ángulo de visión y el contraste. (Referirse al punto 4-3 Tipo STN Triple) En la Fig. 26 se muestran tres métodos para añadir una película equilibrada de forma óptica.

6-7 Sistema OCB (Optically Compensated Bir efringence) El sistema OCB combina el sistema de alineación curvada en el que las moléculas de cristal líquido se curvan y se alinean entre las placas superior e inferior y la película de equilibrio óptico. Este sistema posee las características de aumentar el ángulo de visión y la velocidad de respuesta. Sin embargo, resulta difícil lograr que la alineación curvada sea uniforme y estable.

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6-8 Mejora de la velocidad de respuesta 6-8-1 Sistema de impu lso

Para reducir la “imagen fantasma” y el contorno tenue, existe un sistema que posee retroiluminación parpadeante para cada inserción de una imagen o una imagen toda negra en el ciclo fijo. Esto se denomina “Sistema de impulso”. Por ejemplo, con el sistema denominado “Sistema de Impulso Súper” los datos negros se escriben 60 veces en 1 segundo, y se reduce así la imagen duplicada y fantasma.

6-8-2 Sistema FFD (Feed Forw ard Driving)

La velocidad de respuesta del brillo de la LCD puede mejorarse si se agrega un sobreimpulso a la tensión eléctrica de la línea de datos. La Fig. 29 muestra el circuito de sobrecarga real que se utiliza en un sistema de transmisión digital.

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