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Monitores LCD y Plasma

Trabajo práctico SSI. Monitores LCD y Plasma Integrantes: Sebastián Guelfand, Nicole Guivisdalsky y Fabián Garzino. División: 5to Informática B Materia: Sistemas y Soportes de Información Profesora: Clara Freud

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INDICE Objetivo……………………………………….pag 3 Introducción………………………………….pag 3 LCD Historia………………………………………...pag 5 Componentes internos y externos…........pag 5 Funcionamiento……………………………...pag 6 Tipo de LCD………………………………......pag 7 Ventajas y desventajas con CRT………….pag 7 PLASMA Historia…………………………………………pag 8 Componentes internos……………………...pag 8 Funcionamiento………………………………pag 8 Ventajas con CRT…………………………....pag 8 Conclusión(comparacion)………………….pag 9 Glosario………………………………………..pag 10 Bibliografía………………………………........pag 11 Actividad………………………………………pag 11

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Objetivo: El objetivo de este trabajo es dar a conocer el funcionamiento, la historia, las características, la composición física y las diferencias de los monitores LCD y Plasma. También para conocer su antecedente: el monitor CRT.

Introducción: Las pantallas de visualización son un elemento fundamental para la buena utilización de una computadora ya que trabajan como las intermediarias entre la misma y el usuario. Durante un período de tiempo la pantalla utilizada en mayor medida era la CRT (Tubos de Rayos Catódicos) pero luego, gracias al avance de la tecnología surgieron nuevas alternativas de pantallas: LCD (Liquid Cristal Display) y PDP (Pantalla De Plasma). En las pantallas a color se utiliza el modo RGB (Rojo, Verde y Azul), ya que con esos 3 colores se forman todas las combinaciones de colores posibles. El color blanco, es la suma de estos 3 y el negro es la ausencia de los mismos. La pantalla está dividida en celdas muy pequeñas llamadas píxeles. Cada punto de imagen (píxel) está formado por 3 puntos de pantalla correspondientes a cada color, los cuales poseen el valor del color que se desea usar. Para entender las nuevas tecnologías se debe entender la más antigua: La pantalla de tubos de rayos catódicos. La misma está compuesta por 3 tubos (uno por cada color: rojo, verde y azul) los cuales emiten electrones que impactan sobre una porción (píxel) de cada uno de los 3 fósforos (uno por cada color). Los mismos al recibir la descarga se iluminan y la suma de los 3 forma el color total que se desea obtener. Al impactar sobre los 3 puntos de pantalla los mismos se van apagando de a poco, por lo tanto se deben refrescar rápidamente para no crear en el usuario fatiga ocular ya que la imagen no es estática. Para eso, se realizan barridos que impactan en cada píxel de cada fila: para producir la imagen, los haces de electrones inician el bombardeo en la parte superior de la pantalla, recorriéndola rápidamente de izquierda a derecha impactando en toda la fila (“barrido horizontal”). Al llegar al último píxel de ésa línea, el cañón RGB, se ubica en el primer píxel de la siguiente fila, y continúa con el bombardeo, y así hasta completar toda la pantalla (“Barrido vertical”). Al terminar cada uno de estos barridos se visualiza la imagen que parece estática, según la intensidad de cada fósforo. Para visualizar la imagen correctamente, es necesario asegurar que el haz de electrones de cada color incida únicamente sobre el fósforo correspondiente para ese punto de pantalla. Para esto se usa una lámina de metal agujereada, denominada máscara de sombras (Shadow Mask), que hace que los

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Monitores LCD y Plasma electrones pasen a través de los agujeros para evitar que impacten sobre los fósforos no correspondidos. La cantidad de electrones que se le debe brindar a cada píxel y el movimiento de los mismos, están controlados por la placa de vid eo. La misma contiene: • • • •

Memoria: Guarda digitalmente la imagen a ser visualizada. Conversor digital/analógico: Transforma la información de la memoria de digital a analógico. Resolución: Almacena la cantidad máxima de píxeles que son utilizables del monitor. Cantidad de colores visibles: Si el monitor es RGB y la cantidad de tonos por color.

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LCD (Liquid Cristal Display)

Historia: En 1963, los ingenieros de RCA en su búsqueda por nuevas formas para desplegar imágenes, obtuvieron el gran descubrimiento al encontrar que si aplicaban una carga eléctrica en este compuesto de cristal líquido, su orientación aleatoria cambiaría a un perfecto orden estructurado, con el efecto de bloquear la luz. En 1968, otro científico de RCA inventó el primer dispositivo práctico de despliegue de cristal líquido monocromático. A principios de los 80 apareció la primera pantalla de matriz pasiva de cristal líquido a color. A fines de los 80, con la aparición de microprocesadores veloces, y con el desarrollo del Transistor de Película Fina (Thin Film Transistors), fue posible retener la carga eléctrica que polariza el cristal líquido y se obtuvo la primera pantalla de matriz activa a color, capaz de refrescar 30 cuadros por segundo, lo cual es indispensable para obtener un video totalmente animado.

Componentes externos: • La propia pantalla LCD • Conectores externos en la parte posterior Componentes internos: • Un filtro de luz horizontal • Un filtro de luz vertical • Un filtro de colores • Cristal líquido contenido por vidrios • Microchip controlador: ajusta la resolución de la imagen a la de la pantalla. Página: 5 de 11

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Pequeña memoria que almacena caracteres Cables: Brindan y regulan la energía dada y distribuida al monitor.

Funcionamiento: El LCD está compuesto, al comienzo, por tubos de luz fluorescentes los cuales emiten luz con un eje de polarización aleatorio. Seguido de éstos se encuentra un filtro polarizante de luz horizontal que al ingresar la luz la misma se filtra y solo pasa la luz horizontal con el objetivo de polarizarla (que toda la luz tenga un eje homogéneo). Al final, se encuentra un filtro perpendicular al primero que solo deja pasar la luz con eje vertical. De esta manera, se bloquearía totalmente el paso de la luz, sin embargo, entre ambos filtros se encuentra el cristal líquido el cual es el encargado de orientar el eje de polarización de la luz, con el objetivo de que pase por el segundo filtro, brindándole energía mediante los electrodos situados allí. El nuevo grado que se le da a la luz dependerá de la cantidad de voltaje que se le brinda al cristal, a más energía, más se voltea. Si se desea que el color esté al 100% se le deberá dar la cantidad de energía necesaria para que tuerce la luz 90º (pasarla de totalmente horizontal a totalmente vertical) y pase toda la luz por el segundo filtro. Si se desea que el color esté al 40% se volteará menos luz para que pase menos cantidad y se ilumine menos el color. De esta manera, la luz blanca sería la final, y para un monitor de color, antes del segundo polarizador, se necesita un filtro, el cual de la misma deja pasar solamente el color que se necesita (rojo, verde o azul). A partir de eso, en cada píxel se mostrará un valor de rojo, uno de azul y otro de verde, que el ojo humano ve un solo color. Filtro Torsión de la Filtro de color Cristal líquido polarizante luz de luz Filtro polarizante vertical de luz horizontal Cantidad de energía brindada a cada cristal líquido

Pantalla LCD por dentro

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Monitores LCD y Plasma Tipos de LCD: Matriz pasiva (DSTN): Este tipo de pantallas tiene la desventaja de que al cristal líquido del píxel se le debe brindar voltaje continuamente ya que al dejar de brindarle energía lo que se torcionó vuelve a su estado normal. Es por eso que se les debe brindar voltaje periódicamente mediante barridos que refrescan los píxeles uno a continuación del otro. Las pantallas DSTN sólo se ven bien si el usuario se sitúa en posición perpendicular a la pantalla, por lo que son ideales para ser empleadas por un único usuario, mientras que las pantallas TFT se ven bien desde ángulos mucho mayores, siendo más adecuadas para realizar presentaciones. La desventaja de este tipo de pantallas es que se produce un efecto de sombra en los pixeles apagados causado por los pixeles encendidos. Este inconveniente se solucionó casi por completo: dividiendo a la mitad la pantalla y refrescando cada parte en forma independiente. Matriz activa (TFT): Este tipo de pantallas a comparación con la anterior, tiene la ventaja de que el píxel mantiene la energía brindada por los cables hasta que a la misma se le brinda voltaje nuevamente para cambiar el color. Esto es posible gracias a la existencia de un transistor por color en cada píxel (3 por píxel) que actúa como una memoria, la cual almacena la energía que se le está brindando a ese color. Gracias a esto, se refresca toda la pantalla al mismo tiempo. Esta tecnología carece de parpadeo ya que los píxeles se renuevan solo cuando se debe cambiar la imagen, mientras que cuando está estática no es necesario refrescarlos. Debido a esto, el LCD de matriz activa no tiene una frecuencia de refresco, sino que se habla de “tiempo de respuesta” el cual es el tiempo necesario para que un píxel se encienda o apague. Ventajas con respecto al CRT: • Menor tamaño • Bajo consumo de energía • Menor parpadeo (Activos) Desventajas con respecto al CRT: • Costo superior • Hay menor ángulo de visión ya que la luz derecha que debe pasar por los filtros, se ve reflejada en los píxeles contiguos. Puesto que la luz de las pantallas LCD es producida por tubos fluorescentes situados detrás de los filtros, en vez de ilumninar la parte anterior como en los monitores CRT, con una visión diagonal la luz pasa a través de los píxeles (cristales) contiguos, por lo que la imagen se distorsiona a partir de un ANGULO DE VISION de 100º en los monitores de matriz pasiva (DSTN) y a partir de 140º en los monitores de matriz activa (TFT). • Menor velocidad de refresco (Pasivos) • Pérdida en la gama de colores • Dura entre 50.000 y 60.000 horas • Maneja solamente 262.144 colores mientras que el CRT maneja 16.777.216

PDP (Pantalla De Plasma) Página: 7 de 11

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Historia: El plasma fue inventado en 1964, en la Universidad de Illinois en Urbana – Champaign, por Donald L. Bitzer y H. Gene Slottow, para el sistema informático “PLATO”. Los paneles originales eran monocromáticos, generalmente de color verde o naranja, pero Larry Weber, de la misma universidad, creó una pantalla plasma de color en 1995. Componentes internos: • 2 paneles de cristal • Gas en forma de plasma en cada píxel (Neón y Xenón) • 1 fósforo de cada color en cada píxel (rojo, verde y azul) Funcionamiento: Cada píxel es una celda formada por los paneles de cristal que contienen un gas (Neón o Xenón) que al darle energía el mismo pasa a un estado de plasma, se ioniza y emite luz ultravioleta, la cual estimula el fósforo. Así se genera el color final con la luz emitida de cada uno de los 3 fósforos, y la suma de todos estos píxeles coloreados forma la imagen final. El mismo no realiza barridos ya que los píxeles se mantienen prendidos, y así puede actualizar toda la pantalla a la vez, y no línea por línea como los CRT. El gas en estado de plasma está muy caliente, y aunque se retire la tensión eléctrica, sigue ligeramente iluminado el punto (los píxeles que deberían estar apagados emiten un poco de luz, reduciendo el contraste en las imágenes). Además, las temperaturas tan altas del plasma conllevan consumos elevados de energía eléctrica y hacen que se requiera utilizar ventilación forzada. Ventajas con respecto al CRT: • Resolución más alta • No realiza barridos • Mayor precisión de color • Ocupa menos lugar • No se distorsiona el borde la imagen porque es plana • Brillo uniforme (ilumina todos los píxeles en forma pareja, misma luminosidad en toda la pantalla) • Ángulo de visión amplio • Inmunidad a campos magnéticos

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Conclusión (comparación): Tamaño de pantalla Rendimiento

Vida útil Quemado

Peso Ancho Fabricación Uso Precio (2005) Recargo

PLASMA Se producen pantallas de mayor tamaño (32 a 60) Son mejores para cine ya que reproducen el color negro con gran calidad, que produce imágenes con más sombra por lo tanto, más tridimensional. 20.000 a 30.000 horas La pantalla puede llegar a quemarse si se emite una imagen estática durante mucho tiempo. Son muy pesadas y necesitan de soportes robustos. 3 pulgadas de profundidad Fabricación simple No se pueden utilizar en PC ya que sus píxeles son de tamaño grande Más caro El gas no es recargable

LCD - TFT Se producen pantallas de menor tamaño (14 a 40) No producen el negro tan bien como los plasmas, sino que se quedan en un gris oscuro. 50.000 horas No tiene problemas de quemado Tienen menor peso 2 pulgadas de profundidad Fabricación compleja Se pueden utilizar en PC y en TV

Más barato El cristal líquido es recargable Grado de visión Mayor (160º a 180º) Menor (140º a 160º) Método de A cada punto por separado, con electrodo de fila y otro direccionamiento de columna

Glosario: LCD: liquid cristal displays Página: 9 de 11

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Monitores LCD y Plasma TFT: thin film transitor PDP: pantalla de plasma CRT: cathode ray tube Polaridad de la luz: Dirección con la que circula la luz. La luz polarizada es aquella que vibra en una sola dirección, mientras que la luz normal vibra en direcciones aleatorias. Polarizador: Filtro que sólo deja pasar un tipo de luz (vertical u horizontal) el cual hace que la resultante sea luz polarizada. Píxel: punto de imagen formado por 3 puntos de pantalla Cristal líquido: Sustancia que se comporta al mismo tiempo como un líquido y como un sólido. Las moléculas de un cristal líquido pueden desplazarse unas respecto a otras con bastante facilidad, de forma semejante a las de un líquido. Sin embargo, todas las moléculas de un cristal líquido tienden a estar orientadas del mismo modo, algo similar a la estructura molecular de un cristal sólido. Los cristales líquidos sólo mantienen su doble naturaleza sólida y líquida en un determinado rango de temperaturas y presiones. A temperaturas lo bastante altas o presiones lo bastante bajas, el orden de la orientación da paso a las rotaciones moleculares aleatorias, con lo que el cristal líquido se convierte en un líquido normal. Cuando la temperatura es lo bastante baja o la presión es lo bastante alta, las moléculas de un cristal líquido ya no pueden desplazarse entre sí con facilidad, y el cristal líquido pasa a ser un sólido normal. Placa de vídeo: Controlador que tiene conversores analógicos-digitales que transforman las señales de la memoria de la placa a las señales analógicas en los cañones. La memoria de la placa es importante ya que almacena todos los píxeles y delimita la resolución y la cantidad de colores. Resolución: Cantidad de píxeles que hay en una pantalla. Está dad por la placa. Ej. : 640*480 = 307200 píxeles por pantalla. Vida útil: Estos tipos de monitores tienen una “vida útil” definida, esto significa que al llegar a una cierta cantidad de horas de uso va perdiendo su brillo(luminosidad) ,hasta llegar al punto en el que no es posible ver ninguna imagen. Transistor: Tecnologías de TFT y Plasma. Es un dispositivo electrónico semiconductor que se utiliza como amplificador o artefacto electrónico. En el caso de circuitos analógicos los transistores son utilizados como amplificadores, osciladores y generadores de ondas. Cada transistor alimenta su píxel individualmente. Con esto se mejora el tiempo de respuesta, brillo, pureza del color, al ángulo de visión. Shadow mask: hace que los electrones pasen a través de los agujeros para evitar que impacten sobre los fósforos no correspondidos. Fosforo: es un elemento químico que emite luz cuando es excitado por un rayo de electrones Filtro polarizante: filtro que solo deja pasar la luz que esta en algun sentido determinado (horizontal o vertical)

Bibliografía: Páginas de Internet: * http://www.monitron.com.ar/faqplasma.htm#plasma Página: 10 de 11

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Monitores LCD y Plasma * http://www.internacional.edu.ec/academica/informatica/creatividad/uide-bits/uide-bits-112003.pdf * http://es.encarta.msn.com/media_461531346/Luz_polarizada.html * http://www.laneros.com/archive/index.php/t-44296.html Libro: “Así funciona su ordenador por dentro” De Ron White.

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