Monitor de pantalla plana
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Una pantalla plana ( FPD ) es un dispositivo de visualización electrónico que se utiliza para permitir que las personas vean contenido (imágenes fijas, imágenes en movimiento, texto u otro material visual) en una variedad de entretenimiento, electrónica de consumo, computadora personal y dispositivos móviles. y muchos tipos de equipos médicos, industriales y de transporte. Son mucho más ligeros y delgados que los televisores tradicionales de tubo de rayos catódicos (CRT) y suelen tener menos de 10 centímetros (3,9 pulgadas) de grosor. Las pantallas planas se pueden dividir en dos categorías de dispositivos de visualización: volátiles y estáticos. 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 CA. Las pantallas de pantalla plana estáticas se basan en materiales cuyos estados de color son biestables (por ejemplo, tabletas lectoras de libros electrónicos de Sony) y, como tales, las pantallas de pantalla plana retienen el texto o las imágenes en la pantalla incluso cuando la alimentación está apagada. A partir de 2016, las pantallas planas han reemplazado casi por completo las pantallas CRT antiguas. En muchas aplicaciones de la era 2010, específicamente dispositivos portátiles pequeños como computadoras portátiles, teléfonos móviles, teléfonos inteligentes, cámaras digitales, videocámaras, cámaras de apuntar y disparar y cámaras de video de bolsillo, cualquier desventaja de visualización de los paneles planos (en comparación con los CRT) están compensados ​​por las ventajas de portabilidad (bajo consumo de energía de las baterías, delgadez y ligereza).

La mayoría de las pantallas planas de la era de 2010 utilizan tecnologías LCD o de diodos emisores de luz (LED), a veces combinadas. La mayoría de las pantallas LCD tienen iluminación de fondo, ya que se utilizan filtros de color para mostrar los colores. Las pantallas planas son delgadas, livianas, brindan 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 televisores CRT de nivel de consumidor fue 1080i; por el contrario, muchas pantallas planas pueden mostrar una resolución de 1080p o incluso de 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 íconos en pantalla.o desencadenar 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 que el usuario pueda escribir palabras o números.

Un monitor multifuncional ( MFM ) es una 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 VHS equipado con capacidad. VCR o consola de videojuegos 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 realizada por General Electric en 1954 como resultado de su trabajo en monitores de radar. La publicación de sus hallazgos brindó todos los conceptos básicos de los futuros televisores y monitores de pantalla plana. Pero GE no continuó con la I + D requerida y nunca construyó un panel plano funcional en ese momento. [1] La primera pantalla de panel plano de producción fue el tubo Aiken , desarrollado a principios de la década de 1950 y producido en cantidades limitadas en 1958. Esto vio cierto uso en sistemas militares como pantalla de visualización frontal y como monitor de osciloscopio, pero las tecnologías convencionales superaron su desarrollo. Intentos de comercializar el sistema de televisión domésticael uso se topó con problemas continuos y el sistema nunca se lanzó comercialmente. [2] [3] [4]

El Philco Predicta presentaba una configuración de tubo de rayos catódicos relativamente plano (para su día) y sería el primer "panel plano" lanzado comercialmente tras su lanzamiento en 1958; la Predicta fue un fracaso comercial. El panel de pantalla de plasma se inventó en 1964 en la Universidad de Illinois , según The History of Plasma Display Panels. [5]

Pantallas LCD

El MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico, o transistor MOS) fue inventado por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959, [6] y presentado en 1960. [7] Sobre la base de su trabajo, Paul K. Weimer en RCA desarrolló el transistor de película delgada (TFT) en 1962. [8] Era un tipo de MOSFET distinto del MOSFET estándar a granel. [9] La idea de una pantalla LCD basada en TFT fue concebida por Bernard J. Lechner de RCA Laboratories en 1968. [10]BJ Lechner, FJ Marlowe, EO Nester y J. Tults demostraron el concepto en 1968 con una pantalla LCD de dispersión dinámica que usaba MOSFET discretos estándar. [11]

La primera pantalla electroluminiscente con dirección de matriz activa (ELD) fue realizada utilizando TFT por el departamento de dispositivos de película delgada de T. Peter Brody en Westinghouse Electric Corporation en 1968. [12] En 1973, Brody, JA Asars y GD Dixon en Westinghouse Research Los laboratorios demostraron la primera pantalla de cristal líquido de transistor de película delgada (TFT LCD). [13] [14] Brody y Fang-Chen Luo demostraron la primera pantalla plana de cristal líquido de matriz activa (LCD AM) utilizando TFT en 1974. [10]

En 1982, se desarrollaron en Japón televisores LCD de bolsillo basados ​​en tecnología LCD. [15] El Epson ET-10 de 2,1 pulgadas [16] Epson Elf fue el primer televisor de bolsillo LCD en color, lanzado en 1984. [17] En 1988, un equipo de investigación de Sharp dirigido por el ingeniero T. Nagayasu demostró un televisor de bolsillo completo de 14 pulgadas -Pantalla LCD en color, [10] [18] que convenció a la industria electrónica de que la pantalla LCD eventualmente reemplazaría a los CRT como tecnología de pantalla de televisión estándar . [10] A partir de 2013 , todas las pantallas visuales electrónicas modernas de alta resolución y alta calidadLos dispositivos utilizan pantallas de matriz activa basadas en TFT. [19]

Pantallas LED

La primera pantalla LED utilizable fue desarrollada por Hewlett-Packard (HP) e introducida en 1968. [20] Fue el resultado de la investigación y el desarrollo (I + D) sobre tecnología LED práctica entre 1962 y 1968, por un equipo de investigación dirigido por Howard C. Borden, Gerald P. Pighini y Mohamed M. Atalla , de HP Associates y HP Labs . En febrero de 1969, presentaron el indicador numérico HP modelo 5082-7000. [21] Fue la primera pantalla LED alfanumérica y supuso una revolución en la tecnología de pantalla digital , reemplazando el tubo Nixie por pantallas numéricas y convirtiéndose en la base de las pantallas LED posteriores. [22] En 1977, James P. Mitchell hizo un prototipo y luego demostró lo que quizás fue la primera pantalla de televisión LED monocromática de panel plano.

Ching W. Tang y Steven Van Slyke en Eastman Kodak construyeron el primer dispositivo LED orgánico práctico (OLED) en 1987. [23] En 2003, Hynix produjo un controlador EL orgánico capaz de iluminar en 4.096 colores. [24] En 2004, la Sony Qualia 005 fue la primera pantalla LCD retroiluminada por LED . [25] El Sony XEL-1 , lanzado en 2007, fue el primer televisor OLED. [26]

Tipos comunes

Pantalla de cristal líquido (LCD)

Una pantalla LCD utilizada como pantalla de información para los viajeros.

Los LCD de efecto de campo son livianos, compactos, portátiles, baratos, más confiables y más agradables para la vista que las pantallas CRT. Las pantallas LCD utilizan una fina capa de cristal líquido, un líquido que presenta propiedades cristalinas. Está intercalado entre dos placas de vidrio que llevan electrodos transparentes. Se colocan dos películas polarizadoras 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, provocando 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 Twisted Nematic (TN) , In-Plane Switching (IPS) o Vertical Alignment(VIRGINIA). El color se produce aplicando filtros de color apropiados (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 a contraluz utilizando una serie de CCFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío). Sin embargo, los dispositivos pequeños de bolsillo casi siempre utilizan 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 delgado espacio lleno de un gas como el neón . Cada una de estas placas tiene varios electrodos paralelos que la atraviesan. Los electrodos de las dos placas forman ángulos rectos entre sí. Un voltaje aplicado entre los dos electrodos, uno en cada placa, hace que brille un pequeño segmento de gas en los dos electrodos. 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 dejado de fabricar 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 orgánico emisor de luz

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; normalmente, 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 LED de punto cuántico es una tecnología de pantalla plana introducida por Samsung bajo esta marca comercial. Otros fabricantes de televisores como Sony han utilizado la misma tecnología para mejorar la retroiluminación de los televisores LCD ya en 2013. [27] [28] 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 televisor LED mejora la gama de colores de los paneles LCD, donde la imagen sigue siendo generada por el 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, Samsung GalaxyLos dispositivos 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 televisor Samsung QLED.

Volátil

Una gran pantalla LED en el Taipei Arena muestra anuncios y avances de películas .

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 (enchufada a un enchufe de pared ) o una batería para mantener una imagen en la pantalla o cambiar la imagen. Esta actualización suele producirse 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 de

Más información: Comparación CRT, LCD, Plasma

Las siguientes tecnologías de pantalla plana se comercializaron en las décadas de 1990 a 2010:

  • Panel de pantalla de plasma (PDP)
  • Pantalla de cristal líquido de matriz activa (AMLCD)
  • Proyección trasera : Procesamiento de luz digital (DLP), LCD, LCOS
  • Papel electrónico : E Ink , Gyricon
  • Pantalla de diodos emisores de luz (LED)
  • Diodo emisor de luz orgánico de matriz activa (AMOLED)
  • Pantalla de puntos cuánticos (QLED)

Tecnologías que fueron ampliamente investigadas, pero su comercialización fue limitada o finalmente se abandonó:

  • Pantalla electroluminiscente de matriz activa (ELD)
  • Visualización del modulador interferométrico (IMOD)
  • Pantalla de emisión de campo (FED)
  • Pantalla emisora ​​de electrones de conducción superficial (SED, SED-TV)

Estático

Lector electrónico de teclado Kindle de Amazon que muestra una página de un libro electrónico. La imagen del Kindle del texto del libro permanecerá en pantalla incluso si se agota la batería, ya que es una tecnología de pantalla estática. Sin embargo, sin energía, el usuario no puede cambiar a una nueva página.

Las pantallas de panel plano 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 desde el punto de vista energético, pero con una tendencia a velocidades de actualización lentas que no son deseables en una pantalla interactiva. Las pantallas biestables de pantalla plana están comenzando a implementarse en aplicaciones limitadas ( pantallas de cristal líquido colestérico , fabricadas por Magink, en publicidad exterior; pantallas electroforéticas en dispositivos lectores de libros electrónicos de Sony e iRex; anlabels; pantallas moduladoras interferométricas en un reloj inteligente).

Ver también

  • Monitor de computadora
  • Desenfoque de movimiento de la pantalla
  • Papel electronico
  • FPD-Link
  • Pantalla flexible
  • Tecnología de televisión de pantalla grande
  • LCD
  • Televisión LCD con retroiluminación LED
  • Lista de fabricantes de pantallas planas
  • MicroLED
  • Pantalla móvil
  • OLED
  • Panel de pantalla de plasma
  • Pantalla de puntos cuánticos
  • Sony Watchman
  • Pantallas 3D estereoscópicas que no requieren gafas especiales
  • Panel táctil
  • Pantalla transparente

Referencias

  1. ^ "Los televisores propuestos incluirían pantallas delgadas". Popular Mechanics , noviembre de 1954, p. 111.
  2. ^ William Ross Aiken, "Historia del Kaiser-Aiken, tubo delgado de rayos catódicos" , Transacciones de IEEE sobre dispositivos electrónicos, volumen 31 número 11 (noviembre de 1984), págs. 1605-1608.
  3. ^ "TV de pantalla plana en 1958 - Popular Mechanics (enero de 1958)" .
  4. ^ "Geer CRT de color experimental" . www.earlytelevision.org .
  5. ^ Plasma TV Science.org - La historia de los paneles de pantalla de plasma
  6. ^ "1960 - Transistor de semiconductor de óxido de metal (MOS) demostrado" . El motor de silicio . Museo de Historia de la Computación . Consultado el 29 de julio de 2019 .
  7. ^ Atalla, M .; Kahng, D. (1960). "Dispositivos de superficie inducidos por campo de dióxido de silicio-silicio". Conferencia de investigación de dispositivos de estado sólido IRE-AIEE .
  8. ^ Weimer, Paul K. (junio de 1962). "El TFT un nuevo transistor de película fina". Actas de la IRE . 50 (6): 1462–1469. doi : 10.1109 / JRPROC.1962.288190 . ISSN 0096-8390 . S2CID 51650159 .  
  9. ^ Kimizuka, Noboru; Yamazaki, Shunpei (2016). Física y Tecnología del Semiconductor de Óxido Cristalino CAAC-IGZO: Fundamentos . John Wiley e hijos. pag. 217. ISBN 9781119247401.
  10. ↑ a b c d Kawamoto, H. (2012). "Los inventores de TFT Active-Matrix LCD reciben la medalla IEEE Nishizawa 2011". Revista de tecnología de visualización . 8 (1): 3–4. doi : 10.1109 / JDT.2011.2177740 . ISSN 1551-319X . 
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  12. ^ Castellano, Joseph A. (2005). Oro líquido: la historia de las pantallas de cristal líquido y la creación de una industria ([Online-Ausg.] Ed.). Nueva Jersey [ua]: World Scientific. págs. 176–7. ISBN 981-238-956-3.
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