PANTALLAS DE PLASMA Y LCD

Una pantalla de cristal líquido o LCD (acrónimo del inglés liquid crystal display) es una pantalla

delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de

una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas, ya que

utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica.

Cada píxel de un LCD típicamente consiste de una capa de moléculas alineadas entre dos

electrodos transparentes, y dos filtros de polarización, los ejes de transmisión de cada uno que

están (en la mayoría de los casos) perpendiculares entre sí. Sin cristal líquido entre el filtro

polarizante, la luz que pasa por el primer filtro sería bloqueada por el segundo (cruzando)

polarizador.

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

tratada a fin de ajustar las moléculas de cristal líquido en una dirección en particular. Este

tratamiento suele ser normalmente aplicable en una fina capa de polímero que es

unidireccionalmente frotada utilizando, por ejemplo, un paño. La dirección de la alineación de

cristal líquido se define por la dirección de frotación.

Antes de la aplicación de un campo eléctrico, la orientación de las moléculas de cristal líquido está

determinada por la adaptación a las superficies. En un dispositivo twisted nematic, TN (uno de los

dispositivos más comunes entre los de cristal líquido), las direcciones de alineación de la superficie

de los dos electrodos son perpendiculares entre sí, y así se organizan las moléculas en una

estructura helicoidal, o retorcida. Debido a que el material es de cristal líquido birefringent, la luz

que pasa a través de un filtro polarizante se gira por la hélice de cristal líquido que pasa a través de

la capa de cristal líquido, lo que le permite pasar por el segundo filtro polarizado. La mitad de la luz

incidente es absorbida por el primer filtro polarizante, pero por lo demás todo el montaje es

transparente.

Cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos, una fuerza de giro orienta las moléculas de

cristal líquido paralelas al campo eléctrico, que distorsiona la estructura helicoidal (esto se puede

resistir gracias a las fuerzas elásticas desde que las moléculas están limitadas a las superficies).

Esto reduce la rotación de la polarización de la luz incidente, y el dispositivo aparece gris. Si la

tensión aplicada es lo suficientemente grande, las moléculas de cristal líquido en el centro de la

capa son casi completamente desenrolladas y la polarización de la luz incidente no es rotada ya

que pasa a través de la capa de cristal líquido. Esta luz será principalmente polarizada

perpendicular al segundo filtro, y por eso será bloqueada y el pixel aparecerá negro. Por el control

de la tensión aplicada a través de la capa de cristal líquido en cada píxel, la luz se puede permitir

pasar a través de distintas cantidades, constituyéndose los diferentes tonos de gris.

El efecto óptico de un dispositivo twisted nematic (TN) en el estado del voltaje es mucho menos

dependiente de las variaciones de espesor del dispositivo que en el estado del voltaje de

compensación. Debido a esto, estos dispositivos suelen usarse entre polarizadores cruzados de tal

manera que parecen brillantes sin tensión (el ojo es mucho más sensible a las variaciones en el

estado oscuro que en el brillante). Estos dispositivos también pueden funcionar en paralelo entre

polarizadores, en cuyo caso la luz y la oscuridad son estados invertidos. La tensión de

compensación en el estado oscuro de esta configuración aparece enrojecida debido a las

pequeñas variaciones de espesor en todo el dispositivo. Tanto el material del cristal líquido como

el de la capa de alineación contienen compuestos iónicos. Si un campo eléctrico de una

determinada polaridad se aplica durante un período prolongado, este material iónico es atraído

hacia la superficie y se degrada el rendimiento del dispositivo. Esto se intenta evitar, ya sea

mediante la aplicación de una corriente alterna o por inversión de la polaridad del campo eléctrico

que está dirigida al dispositivo (la respuesta de la capa de cristal líquido es idéntica,

independientemente de la polaridad de los campos aplicados).

Cuando un dispositivo requiere un gran número de píxeles, no es viable conducir cada dispositivo

directamente, así cada píxel requiere un número de electrodos independiente. En cambio, la

pantalla es multiplexada. En una pantalla multiplexada, los electrodos de la parte lateral de la

pantalla se agrupan junto con los cables (normalmente en columnas), y cada grupo tiene su propia

fuente de voltaje. Por otro lado, los electrodos también se agrupan (normalmente en filas), en

donde cada grupo obtiene una tensión de sumidero. Los grupos se han diseñado de manera que

cada píxel tiene una combinación única y dedicada de fuentes y sumideros. Los circuitos

electrónicos o el software que los controla, activa los sumideros en secuencia y controla las

fuentes de los píxeles de cada sumidero.

Una pantalla de plasma (PDP: plasma display panel) es un tipo de pantalla plana habitualmente

usada en televisores de gran formato (de 37 a 70 pulgadas). También hoy en día es utilizado en

televisores de pequeños formatos, como 22, 26 y 32 pulgadas. Una desventaja de este tipo de

pantallas en grandes formatos, como 42, 45, 50, y hasta 70 pulgadas, es la alta cantidad de calor

que emanan, lo que no es muy agradable para un usuario que guste de largas horas de televisión o

videojuegos. Consta de muchas celdas diminutas situadas entre dos paneles de cristal que

contienen una mezcla de gases nobles (neón y xenón). El gas en las celdas se convierte

eléctricamente en plasma, el cual provoca que una substancia fosforescente (que no es fósforo)

emita luz.

Las pantallas de plasma son brillantes (1000 lux o más por módulo), tienen un amplia gama de

colores y pueden fabricarse en tamaños bastante grandes, hasta 262 cm de diagonal. Tienen una

luminancia muy baja a nivel de negros, creando un negro que resulta más deseable para ver

películas. Esta pantalla sólo tiene cerca de 6 cm de grosor y su tamaño total (incluyendo la

electrónica) es menor de 10 cm. Los plasmas usan tanta energía por metro cuadrado como los

televisores CRT o AMLCD. El consumo eléctrico puede variar en gran medida dependiendo de qué

se esté viendo en él. Las escenas brillantes (como un partido de fútbol) necesitarán una mayor

energía que las escenas oscuras (como una escena nocturna de una película). Las medidas

nominales indican 400 vatios para una pantalla de 50 pulgadas. Los modelos relativamente

recientes consumen entre 220 y 310 vatios para televisores de 50 pulgadas cuando se está

utilizando en modo cine. La mayoría de las pantallas están configuradas con el modo «tienda» por

defecto, y consumen como mínimo el doble de energía que con una configuración más cómoda

para el hogar.

El tiempo de vida de la última generación de pantallas de plasma está estimado en unas 100.000

horas (o 30 años a 8 horas de uso por día) de tiempo real de visionado; sin embargo, se han

producido televisores de plasma que han reducido el consumo de energía y han alargado la vida

útil del televisor. En concreto, éste es el tiempo de vida medio estimado para la pantalla, el

momento en el que la imagen se ha degradado hasta la mitad de su brillo original. Se puede seguir

usando pero se considera el final de la vida funcional del aparato.

Los competidores incluyen LCD, CRT, OLED, AMLCD, DLP, SED-tv, etc. La principal ventaja de la

tecnología del plasma es que pantallas muy grandes pueden ser fabricadas usando materiales

extremadamente delgados. Ya que cada píxel es iluminado individualmente, la imagen es muy

brillante y posee un gran ángulo de visión.

Los gases xenón y neón en un televisor de plasma están contenidos en cientos de miles de celdas

diminutas entre dos pantallas de cristal. Los electrodos también se encuentran «emparedados»

entre los dos cristales, en la parte frontal y posterior de las celdas. Ciertos electrodos se ubican

detrás de las celdas, a lo largo del panel de cristal trasero, y otros electrodos, que están rodeados

por un material aislante dieléctrico y cubierto por una capa protectora de óxido de magnesio,

están ubicados en frente de la celda, a lo largo del panel de cristal frontal. El circuito carga los

electrodos que se cruzan creando diferencia de voltaje entre la parte trasera y la frontal, y

provocan que el gas se ionice y forme el plasma. Posteriormente, los iones del gas corren hacia los

electrodos, donde colisionan emitiendo fotones.

El contraste es la diferencia entre la parte más brillante de la imagen y la más oscura, medida en

pasos discretos, en un momento dado. Generalmente, cuanto más alto es el contraste más realista

es la imagen. Las relaciones de contraste para pantallas de plasma se suelen anunciar de 15.000:1

a 30.000:1. Esta es una ventaja importante del plasma sobre otras tecnologías de visualización.

Aunque no hay ningún tipo de directriz en la industria acerca de cómo informar sobre el contraste,

la mayoría de los fabricantes siguen el estándar ANSI o bien realizan pruebas «full-on full-off». El

estándar ANSI usa un patrón para la prueba de comprobación por medio de la cual se miden

simultáneamente los negros más oscuros y los blancos más luminosos, y se logra una clasificación

más realista y exacta. Por otro lado, una prueba «full-on full-off» mide el contraste usando una

pantalla de negro puro y otra de blanco puro, lo que consigue los valores más altos pero no

representa un escenario de visualización típico. Los fabricantes pueden mejorar artificialmente el

contraste obtenido incrementando el contraste y el brillo para lograr los valores más altos en las

pruebas. Sin embargo, un porcentaje de contraste generado mediante este método sería

engañoso, ya que la imagen sería esencialmente imposible de ver con esa configuración.

Se suele decir a menudo que las pantallas de plasma tienen mejores niveles de negros (y

relaciones de contraste), aunque tanto las pantallas de plasma como las LCD tienen sus propios

desafíos tecnológicos. Cada celda de una pantalla de plasma debe ser precargada para iluminarla

(de otra forma la celda no respondería lo suficientemente rápido) y esa precarga conlleva la

posibilidad de que las celdas no logren el negro verdadero. Algunos fabricantes han trabajado

mucho para reducir la precarga y el brillo de fondo asociado hasta el punto en el que los niveles de

negro de los plasmas modernos comienzan a rivalizar con los CRT (tubos de rayos catódicos). Con

la tecnología LCD, los píxeles negros son generados por un método de polarización de la luz y son

incapaces de ocultar completamente la luz de fondo subyacente.

Un defecto de la tecnología de plasma es que si se utiliza habitualmente la pantalla al nivel

máximo de brillo se reduce significativamente el tiempo de vida del aparato. Por este motivo,

muchos consumidores usan una configuración de brillo por debajo del máximo, pero que todavía

sigue siendo más brillante que las pantallas CRT.

En las pantallas electrónicas basadas en fósforo (incluyendo televisiones de rayos catódicos y de

plasma), una exposición prolongada de una imagen estática puede provocar que los objetos que

se muestren en ella queden marcados en la pantalla durante un tiempo. Esto es debido al hecho

de que los compuestos fosforescentes que emiten la luz pierden su luminosidad con el uso. Como

resultado, cuando ciertas áreas de la pantalla son usadas más frecuentemente que otras, a lo largo

del tiempo las áreas de baja luminosidad se vuelven visibles a simple vista; esto se conoce como

pantalla quemada. Un síntoma muy común es que la calidad de la imagen disminuye

gradualmente conforme a las variaciones de luminosidad que tienen lugar a lo largo del tiempo,

resultando una imagen con aspecto «embarrado».

Las pantallas LCD, por el contrario, solían sufrir el denominado «efecto fantasma», algo

desconocido en las pantallas CRT y plasma.

COMPARACION LCD Y PLASMA

A continuación se muestra una pequeña comparación entre las dos tecnologías:

Ventajas de las Plasma frente a las LCD: Mayor ángulo de visión.

Ausencia de tiempo de respuesta, lo que evita el efecto «estela» o «efecto fantasma» que se

produce en ciertos LCD debido a altos tiempos de refresco (mayores a 12 ms).

No contiene mercurio, a diferencia de las pantallas LCD.

Colores más suaves al ojo humano.

Mayor número de colores y más reales.

El coste de fabricación de los paneles de plasma es inferior al de los LCD para las pantallas de

mayor tamaño (a partir de 42 pulgadas). Este coste de fabricación afecta directamente al PVP.

Ventajas de las LCD frente a las de Plasma: El coste de fabricación de los monitores de plasma es

superior al de las pantallas LCD, este coste de fabricación no afecta tanto al PVP como al margen

de ganancia de las tiendas, de ahí que muchas veces las grandes superficies no suelan trabajar con

ellas, en beneficio de los lcds.

Consumo eléctrico: una televisión con pantalla de plasma grande puede consumir hasta un 30%

más de electricidad que una televisión LCD.

Efecto de "pantalla quemada": si la pantalla permanece encendida durante mucho tiempo

mostrando imágenes estáticas (como logotipos o encabezados de noticias) es posible que la

imagen quede fija o sobreescrita en la pantalla. Aunque este efecto está solucionado desde la

octava generación. (Actualmente vamos por la generación décimo primera y este efecto ya no se

reproduce).