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UNIVERSIDAD DE SAN PEDRO SULA

MAESTRIA EN ADMINISTRACION INDUSTRIAL

TRABAJO DE INVESTIGACION INNOVACION TECNOLOGICA TECNOLOGIA LCD

CATEDRÁTICO: MAE ANA POSAS

EQUIPO NO.4 ALEXANDER SALINAS ALEJANDRA ROMERO

SAN PEDRO SULA, 10 DE FEBRERO DEL 2012

INTRODUCCION

Innovación Tecnológica LCD Con la tecnología LCD (Liquid Crystal Dispaly) es posible crear pantallas más estrechas, de baja radiación y más estéticas que los monitores convencionales de ordenador y televisión. Adicionalmente los displays de cristal líquido proporcionan una imagen más nítida y con mayor contraste, usando menos energía. La función de los monitores LCD es siempre idéntica. Los pigmentos cromóforos están situados en una capa de tan solo una milésima de milímetro de espesor. Todos los elementos de la imagen, los llamados pixels, se componen de los colores rojo, verde y azul. Todas las tonalidades de colores se pueden formar a partir de estos tres colores básicos. Cada color en un pixel está dedicado a un célula de cristal líquido, cuya transparencia puede ser modificada según el voltaje aplicado. Si un pixel permite que pase toda la luz, aparece un elemento de imagen blanco. Mientras que un pixel negro surge por la total opacidad. Todas la otras mezclas de colores y colores básicos son posibles por la trasparencia parcial o completa de las células individuales de cristal líquido en un pixel. Los pigmentos LCD deben ser ultrapuros, de colores sólidos y resistentes a la luz, transparentes y con una distribución lo más estrecha y fina posible. Adicionalmente los pigmentos no deben ni polarizar ni difundir luz. Cuanto más pequeñas y redondas sean las partículas de pigmento, mejor será el contraste de la imagen que creen.

DEFINICION DE LCD Las siglas LCD significan ("Liquid Cristal Display") ó pantalla de cristal líquido. Es una pantalla plana desarrollada por Pierre-Gilles de Gennes, basada en el uso de una sustancia líquida atrapada entre 2 placas de vidrio, haciendo que al aplicar una corriente eléctrica a una zona 2

Innovación Tecnológica LCD específica, esta se vuelva opaca. Este principio es aplicado pero con ciertas modificaciones (ya que se utilizan 3 colores básicos para generar la gama de colores), lo cuál permite la visualización de imágenes procedentes de la computadora, por medio de el puerto de video hasta los circuitos de la pantalla LCD, entran dentro de la clasificación FPD ("Flat Panel Displays") ó visualizadores de panel plano.

CARACTERISTICAS Tamaño: es la distancia que existe entre la esquina superior derecha y la esquina inferior izquierda de la pantalla de cristal, por lo que no se considera la cubierta de plástico que la contiene. La unidad de medida es la pulgada ( " ). Los más comunes son de 15.6", 17", 19", 20", 22" y 24 pulgadas. Tecnología: se le conoce como estática, ya que la pantalla no se actualiza, sino que permanece quieta hasta que la computadora envíe señal para un cambio de color, por esta característica es que se cansa menos la vista al trabajar. Compite actualmente contra las pantallas de plasma y los monitores CRT. Resolución: se refiere a la cantidad máxima de píxeles que es capaz de desplegar en la pantalla. Un pixel es cada uno de los puntos de color que la pantalla

HISTORIA 1887 Friedrich Reinitzer (1858-1927) descubrió que el colesterol extraído de zanahorias es un cristal líquido (es decir, descubre la existencia de dos puntos de fusión y la generación de colores), y publicó sus conclusiones en una reunión de la Sociedad Química de Viena sobre el 3 de mayo de 1888 1904 Otto Lehmann publica su obra Cristales líquidos. 1911 Charles Mauguin describe la estructura y las propiedades de los cristales líquidos. 1936 La compañía Marconi Wireless Telegraph patenta la primera aplicación práctica de la tecnología, The Liquid Crystal Light Valve. 1960 a 1970 El trabajo pionero en cristales líquidos se realizó en la década de 1960 por el "Royal Radar Establishment" de Reino Unido en Malvern. El equipo de RRE apoyó la labor en curso por George Gray y su equipo de la Universidad de Hull, quien finalmente descubrió la cyanobiphenyl de los 3

Innovación Tecnológica LCD cristales líquidos (que tenía unas propiedades correctas de estabilidad y temperatura para su aplicación en los LCD). 1962 La primera gran publicación en inglés sobre el tema: Estructura molecular y propiedades de los cristales líquidos, por el George W. Gray. Richard Williams de RCA encontró que había algunos cristales líquidos con interesantes características electro-ópticas y se dio cuenta del efecto electro-óptico mediante la generación de patrones de bandas en una fina capa de material de cristal líquido por la aplicación de un voltaje. Este efecto se basa en una inestabilidad hidrodinámica formada, lo que ahora se denomina "dominios Williams" en el interior del cristal líquido. 1964 En el otoño de 1964 George H. Heilmeier, cuando trabajaba en los laboratorios de la RCA en el efecto descubierto por Williams se dio cuenta de la conmutación de colores inducida por el reajuste de los tintes de dicroico en un cristal líquido homeotrópicamente orientado. Los problemas prácticos con este nuevo efecto electro-óptico hicieron que Heilmeier siguiera trabajando en los efectos de la dispersión en los cristales líquidos y, por último, la realización de la primera pantalla de cristal líquido de funcionamiento sobre la base de lo que él llamó la dispersión modo dinámico (DSM). La aplicación de un voltaje a un dispositivo DSM cambia inicialmente el cristal líquido transparente en una capa lechosa, turbia y estatal. Los dispositivos DSM podrían operar en modo transmisión y reflexión, pero requieren un considerable flujo de corriente para su funcionamiento. 1970 El 4 de diciembre de 1970, la patente del efecto del campo twisted nematic en cristales líquidos fue presentada por HoffmannLaRoche en Suiza (Swiss patente N º 532.261), con Wolfgang Helfrich y Martin Schadt (que trabajaba para el Central Research Laboratories) donde figuran como inventores. Hoffmann-La Roche, entonces con licencia de la invención se la dio a la fabrica suiza Brown, Boveri & Cie, quien producía dispositivos para relojes durante los años 1970 y también a la industria electrónica japonesa que pronto produjo el primer reloj de pulsera digital de cuarzo con TN, pantallas LCD y muchos otros productos. James Fergason en Kent State University presentó una patente idéntica en los Estados Unidos del 22 de abril de 1971. En 1971 la compañía de Fergason ILIXCO (actualmente LXD Incorporated) produjo los primeros LCD basados en el efecto TN , que pronto sustituyó a la mala calidad de los tipos DSM debido a las mejoras en los voltajes de operación más bajos y un menor consumo de energía. 1972 La primera pantalla de matriz activa de cristal líquido se produjo en los Estados Unidos por Peter T. Brody. 2011 Tres empresas se únen para fabricar un LCD 4

Innovación Tecnológica LCD Sony, Toshiba e Hitachi buscan formar una empresa llamada Japan Display, con el respaldo del gobierno japonés, con el objetivo de competir con los productores de Corea del Sur y Taiwán. Las tres empresas fusionarán sus negocios para crear Japan Display K.K. en 2012. Respaldado por el gobierno, Innovation Network Corp. of Japan tendrá el 70% de la sociedad conjunta después de una inversión de 200,000 millones de yenes, mientras que Sony, Toshiba e Hitachi se repartirán el 30% restante. El acuerdo creará el mayor fabricante de pantallas LCD del mundo para teléfonos móviles y cámaras, un fabricante capaz de enfrentarse a la competencia de la coreana Samsung o la taiwanesa Chimei Innolux. Los negocios LCD de Sony e Hitachi no son rentables, mientras que Toshiba tuvo pérdidas el pasado año fiscal. Japan Display utilizará el dinero de INCJ para crear nuevas fábricas de producción y contratar directores externos. La inversión será la mayor del INCJ desde que se creó en julio de 2009 con el objetivo de estimular el crecimiento de nuevos negocios. Las ventas de la industria de LCD crecerán un 22% hasta los 24,000 millones de dólares este año, después del incremento del 16% en 2010.

Cómo un televisor LCD

funciona 5

Innovación Tecnológica LCD

Antes de pasar a analizar las diferencias entre los televisores LCD y de plasma, hemos creído conveniente introducir un poco el funcionamiento de cada una de estas tecnologías. Ya no resulta tan determinante escoger una u otra, pero al fin y al cabo son tecnologías diferentes que tienen sus ventajas e inconvenientes, y conociéndolas podremos afinar mucho más en nuestra elección. ¿Cómo funciona un televisor LCD? Pues la base de su funcionamiento hay que buscarla en los cristales líquidos, elementos que se coloca entre dos capas de cristales polarizados. Cada píxel de la pantalla podríamos decir que incluye moléculas helicoidales de cristal líquido, que es un material especial que comparte propiedades de un sólido y líquido. En ello se basa su funcionamiento.

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Innovación Tecnológica LCD

Como vemos en la imagen de arriba, un televisor LCD está formado por las siguientes partes: •

Reflectores y fuente de luz (fluorescentes o más recientemente LEDs)

•

Paneles polarizados.

•

Cristal frontal.

•

Panel de cristal líquido.

•

Filtro de color RGB.

Como ya sabrás, los televisores LCD no generan luz propia, que debemos aplicar nosotros. Por eso decimos que tiene una retroiluminación o fuente de luz fija, que ilumina esos cristales líquidos, y que en origen eran lámparas fluorescentes de cátodos fríos (CCFL), pero que poco a poco se va basando en diodos LED, lo que conlleva, entre otras cosas, una mejor eficiencia energética.

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Ahora bien, ¿como podemos variar la cantidad de luz que pasa a través de esas moléculas de cristal líquido? Pues se logra aprovechando que podemos polarizar o más sencillo, orientar sus moléculas simplemente aplicando una determinada corriente eléctrica. Esto podemos aplicarlo a cada uno de los píxeles. Por lo tanto, cuando esas moléculas de cristal líquido son excitadas con electricidad, reaccionan a la misma permitiendo el paso de más o menos luz.

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Esta explicación sencilla, pues no queríamos profundizar demasiado sino que se entendiera perfectamente el funcionamiento básico, resultará interesante cuando veamos la comparativa con la tecnología de plasma, y entenderemos y comprenderemos el por qué de las diferencias entre ambos tipos de televisores.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS TV LCD: LO BUENO

LO MALO

•

Económico en tamaños menores a 40"

 Caro en tamaños superiores a 40"

•

Mayor resolución que Plasmas

 El negro se ve como gris obscuro

•

Sin peligro de imágenes congeladas

 Menor ángulo de visión que el plasma

•

Gran variedad de tamaños

•

Pantallas más ligeras que el plasma

TV LED: LO BUENO

LO MALO 9

Innovación Tecnológica LCD •

Color y contraste inigualables

 Escasa disponibilidad

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Poseen el mejor ángulo de visión

 No superan las 15 pulgadas

•

Bajo consumo de energía

 El precio más alto del mercado

•

Mayor duración

•

Pantallas ultra delgadas (1 mm)

Televisores LED, evolución de los LCD clásicos Una vez que ya tenemos claro que los televisores LED son televisores LCD, pasemos a analizar el por qué de este paso adelante.

La ventaja más directa en el uso de luces LEDs para retroiluminar los paneles de televisores LCD es el menor consumo de este tipo de diodos. Son así equipos más eficientes energéticamente y cuya vida útil también es mayor. Pero en la calidad de imagen también hay diferencias. La que más se aprecia a simple vista es el aumento del contraste dinámico en los televisores LED frente a los LCD clásicos. La representación de color también mejora con la tecnología LED. El el campo del diseño, que un televisor LCD use tecnología LED lo vamos a notar principalmente en el grosor del mismo, aunque básicamente ocurre en los de tipo Edge-LED. esta tecnología junto con la retroiluminación LED en general fue introducida por Sony a partir de 2004 con su sistema Triluminos, por lo que se trata de una tecnología muy joven.

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El último beneficio, aunque no se pueda ver a priori, del uso de diodos LED en vez de fluorescentes a la hora de iluminar el panel de los televisores se llama mercurio, material que ya no se usa en los modelos LED y que supone un alivio para el medioambiente.

Dos tecnologías LED enfrentadas Aunque los denominamos de igual forma, básicamente dos son las tecnologías de retroiluminación que dominan el mercado. LED de tipo Edge En la búsqueda por un sistema de iluminación trasera que permitiera jugar más con el diseño de los televisores y reducir su grosor, surgió la idea de llevar la iluminación LED a los bordes de los equipos. De esta forma el grosor que se consigue es increiblemente reducido. La luz de los LEDs se distribuye entonces por todo el panel por medio de difusores. El inconveniente de este sistema es que los negros no lo son tanto y que la retroiluminación puede no ser uniforme en todas las zonas.

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LED con atenuación local El otro sistema principal de iluminación de los paneles en los televisores LED es el local dimming o atenuación local. En este caso el sistema puede apagar y encender zonas más concretas, consiguiendo mejores contrastes. En este caso también hay un inconveniente destacado llamado efecto blooming, con el que es posible ver un halo en los objetos claros en un fondo negro. Para el año que viene se espera una nueva tecnología LED que aglutine a las dos anteriores, de manera que se puedan conseguir equipos más delgados y a la vez con iluminación más uniforme y mejores negros.

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RGB LED frente a White LED Otra diferencia que podemos encontrar en los televisores LED es el tipo de diodo que se usa. La diferencia entre los diodos RGB y los blancos la encontramos básicamente en la gama de colores más amplia que nos dan los primeros, mejorando la calidad de imagen. En términos de modelos de televisor, los que incluyen LED RGB se engloban en gamas más altas y de mayores precios. En cuanto a los blancos, su uso está mucho más extendido en pantallas pequeñas como las de los portátiles.

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Diferencias entre un televisor LED y un OLED

Aunque los televisores LED son los reyes de los escaparates estas Navidades, vamos a mirar un poco al futuro y hablar de lo que está por venir. Hablamos hoy de pantallas OLED. Y nos vamos a centrar en las diferencias entre un televisor LED y uno OLED, porque el año que viene está previsto que empiecen a llegar al mercado de forma más decidida.

Qué son las pantallas OLED Si las pantallas LED dijimos que nos traían al mundo de los televisores un menor grosor, consumo y mejores datos de calidad de imagen en el campo del contraste, las pantallas OLED afinan esas mejoras y las llevan un paso más allá. La base de las pantallas OLED es un diodo orgánico de emisión de luz (Organic Light-Emitting Diode) que genera y emite luz por sí mismo. Esa características es la principal diferencia entre un televisor LED y 14

Innovación Tecnológica LCD uno OLED. En el primer caso, los LEDs son usados para iluminar el panel del televisor, pero los televisores OLED están formados por los propios diodos, que no necesitan fuente trasera de luz porque ellos son la luz.

Esa emisión de luz por sí mismos dota a las pantallas OLED de posibilidades en su grosor casi imposibles. Hay modelos de pantallas OLED de solo 0.05 mm de grosor, algo increíble, pero también podemos pensar en superficies que actúen como pantallas, aplicaciones en el hogar o pantallas flexibles, ya que en el caso de los diodos orgánicos, podemos colocarlos en capas de plástico, más flexibles que el cristal de los LCD.

Mejoras en la imagen de la tecnología OLED Además de unos grosores casi inapreciables, la tecnología OLED es buena para los televisores porque mejora características básicas de la imagen. El caso más apreciable a simple vista es el contraste, que aumenta de forma exponencial. No depender de luz trasera hace que los píxeles de la imagen puedan tener negros más puros. Valores de millones en el contraste son habituales en las pantalla OLED. El brillo y la flexibilidad son otras mejoras que acogen las pantallas que cuentan con tecnología OLED. También el ángulo de visión es mucho mejor, la velocidad de respuesta más veloz y todo ello con un 15

Innovación Tecnológica LCD consumo menor al no tener luz trasera, que como vemos es un clave importante para los televisores basados en esta tecnología. Pero claro, una tecnología tan nueva también tiene inconvenientes que están en trámites de ser solucionados. El precio es el más mediático, con unos costes en tamaños grandes insostenibles, aunque este aspecto tendrá fácil solución en el momento en el que la producción aumente, pues es más económico fabricar equipos OLED que LED, por ejemplo.

Ya en el campo más técnico, los materiales OLED tiene un uso limitado debido a la degradación que sufren, principalmente el color azul (unas 14.000 horas de vida útil, aunque ya se ha dado con la clave para solucionarlo). Los ambientes con humedad o en general el agua es una de las pesadillas de los diodos orgánicos usados en los televisores OLED. Por todo ello es en equipos de reducidas dimensiones donde las podemos ver ahora. Tampoco hay que dejar de lado el dilema que plantean para su reciclaje, nada claro todavía. Sony XEL-1, el primero en llegar Un ejemplo es el televisor OLED Sony XEL-1, el primero en llegar .Su contraste es de 1.000.000:1 y su grosor de solo 3 mm. Sin embargo tiene más inconvenientes que ventajas. De entrada su tamaño de pantalla es de solo 11 pulgadas, pero es que cuesta casi 5.000 euros. Aventura arriesgada de Sony. 16

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2010, el año del despegue La feria CES 2010 marcará la verdadera línea de salida de nuevos modelos de televisores OLED ya en serio. Con ello nos referimos a tamaños de pantalla más habituales en el mundo de los televisores. Sony parece que será un de los que apuesten por esta tecnología, pero Samsung también lleva años investigando. LG, cuyo modelo de televisor OLED de 15 pulgadas ya está en la calle, seguro que se anima a sacar modelos de más pulgadas y de momento, más precio. Donde es seguro que los veremos de manera abrumadora es es pequeños dispositivos como teléfonos móviles, portátiles y reproductores portátiles.

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Innovación Tecnológica LCD CES 2012: Pantalla LCD Sony 3D sin lentes a primera vista

La calidad de la imagen no logra superar a lo que ofrece el FullHD y los lentes a la larga resultan una molestia. El futuro del 3D será en pantallas que no requieran lentes. Y muchos pensarán que estamos todavía lejos para eso, pero no hay que olvidar que hoy eso ya es posible en smartphones con pantallas de 4.3” y claro, en el Nintendo 3DS. Hoy probamos el futuro y creo que va por camino indicado. A manera de prototipo, sin ningún número de modelo a la vista, vimos por primera vez una pantalla Sony de 46” con capacidad de desplegar 3D en alta definición sin necesidad de lentes. ¿Saben la mejor parte? Funciona. La pantalla tiene un diseño sencillo en color gris, se nota que es un prototipo y no un modelo final. De hecho no sabemos si entrará en producción en algún momento de este año, pero en definitiva marca el futuro de lo que veremos en el departamento de pantallas en los próximos tres a cinco años. Cuando dije que funciona, es cierto. Es una lástima que un par de fotografías no permitan representar lo que uno ve. Pero Sony dice que su resolución es de 4K, que equivale a HD en 3D. Tengo que decir la verdad, está lejos de las pantallas LED de 55” que están presentando LG, Samsung y la misma Sony (aunque su 3D requiere lentes). Sin embargo, el efecto 3D es totalmente visible sin necesidad de ponernos 18

Innovación Tecnológica LCD nada frente a los ojos, y nos movimos en ángulos de hasta 110º para ver si la sensación tridimensional se perdía o veíamos la imagen borrosa (como suele pasar con el Nintendo 3DS, por ejemplo). Por fortuna, todo se veía bien. No pudimos analizar hasta que grado es posible ver 3D en esta pantalla, pues el lugar donde la está mostrando Sony no tiene el espacio para hacerlo. Pero eso no le quita méritos, de hecho yo esperaba que la imagen se distorsionara al más mínimo movimiento que yo hiciera, eso no pasó Es una pequeña probada, lo sabemos. La imagen no presenta la mejor definición, lo sabemos. Tiene pequeños artefactos que aparecen entre más a la orilla nos coloquemos, lo sabemos. No hay fecha de lanzamiento, lo sabemos. Sin embargo, sabemos que esto es lo que viene y por eso mismo nos entusiasma la idea de tener en nuestras recamaras y lugares de trabajo; pantallas con capacidad 3D, sin los molestos lentes. Hoy probamos un poco del futuro, en el CES 2012.

Samsung presenta sus pantallas LCD transparentes en el CES 2012

Si quedaste impresionado con las pantallas transparentes de películas de ciencia ficción como “Avatar”, “Minority Report”, y “I, Robot”. Entonces te interesará saber que Samsung pronto presentará su LCD

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Innovación Tecnológica LCD Transparente LTI460AP01 como parte de una visión futurista de interfaces. Una de las cosas interesantes que Samsung mostrará oficialmente durante el CES 2012 será su panel de LCD transparente. El mismo que ha estado presumiendo en el Samsung Experience Time Warner Center de Nueva York como prototipo desde 2010, igual que sus avances presentados en el CES2011 . Se trata de un cristal ecológico de bajo consumo de energía, calidad de imagen HD y la capacidad de operar de forma independiente gracias a la energía solar captada en la batería de repuesto. Los paneles tradicionales de LCD necesitan BLUs (Back Light Units) como una fuente de luz necesaria para poder mostrar una imagen. Pero las pantallas transparentes de Samsung utilizan la luz ambiental, solo en la noche activan un backlight diseñado específicamente para funcionar como fuente de luz para estos paneles. Además otra de las ventajas de la pantalla transparente es la eficiencia energética. Cuando el BLU transparente no está activado, la pantalla LCD transparente utiliza sólo el 10% de la electricidad que utilizaría una pantalla LCD normal del mismo tamaño. Estos paneles de 22 y 46 pulgadas que estarán disponibles en B&N y a color, cuentan con una proporción de contraste de 500:1 con resolución WSXGA (1680×1050) . Pueden ser aplicados en ventanas, monitores y dispositivos móviles, sin embargo su uso práctico llegaría primero junto con un panel táctil a aparadores y dispensadores.

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CONCLUSIONES:

La tecnología LCD ha avanzado enormemente en los últimos años y seguirá desarrollándose en el futuro para ofrecernos nuevas posibilidades. Aunque será desbancada por las tecnologías emergentes (como OLED), todavía hay campo para la investigación y mejora de algunos aspectos no resueltos como puedan ser el ángulo de visión o la fuente de luz. De momento, ha propiciado en gran manera la popularización de tecnologías “móviles” (tales como telefonía, sistemas GPS, consolas portátiles, etc.), tecnologías que no hubieran sido posibles sin una manera compacta y sencilla de representar la información y mostrarla al usuario, objetivo que consigue plenamente el LCD.

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BIBLIOGRAFIA • • • • • • • •

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