El documento explica cómo funcionan las pantallas LCD. Las pantallas LCD utilizan cristales líquidos entre dos placas de vidrio para controlar el paso de la luz a través de la aplicación de una corriente eléctrica. Esto permite mostrar imágenes mediante la manipulación de los cristales líquidos en cada píxel. Las pantallas LCD se han vuelto muy comunes debido a su bajo consumo de energía y costo en comparación con otras tecnologías de pantalla.

1. http://www.circuitstoday.com/liquid-crystal-displays-lcd-working
Pantallas de cristal líquido
(LCD) - trabajando
John 10 de agosto de 2017 37 Comentarios
Siempre utilizamos dispositivos formados por pantallas de cristal líquido
(LCD) como computadoras, relojes digitales y también reproductores de
DVD y CD. Se han vuelto muy comunes y han dado un gran salto en la
industria de la pantalla al reemplazar claramente el uso de tubos de
rayos catódicos (CRT). CRT consume más energía que LCD y también
son más grandes y pesados. Todos nosotros hemos visto una pantalla
LCD, pero nadie sabe el funcionamiento exacto de la misma. Echemos
un vistazo al funcionamiento de una pantalla LCD.
El siguiente artículo se desarrolla en dos secciones:

2. 1. Conceptos básicos de pantallas LCD 2. Principio de
funcionamiento de LCD
Nota: - Si está buscando una nota sobre las especificaciones técnicas de
las pantallas LCD para interconectarla con microcontroladores: - aquí
tenemos un excelente artículo sobre la misma: - Una nota sobre la
pantalla LCD de caracteres . Si quiere saber sobre la invención historia
de LCD pasar por el artículo: - Historia de la invención de la pantalla
de cristal líquido (LCD)
Obtenemos la definición de LCD del nombre "Liquid Crystal" en sí. En
realidad, es una combinación de dos estados de la materia: el sólido y el
líquido. Tienen las propiedades de sólidos y líquidos y mantienen sus
respectivos estados con respecto a otro. Los sólidos generalmente
mantienen su estado a diferencia de los líquidos que cambian su
orientación y se mueven a cualquier parte del líquido en particular. Otros
estudios han demostrado que los materiales de cristal líquido muestran
más de un estado líquido que el de un sólido. También se debe tener en
cuenta que los cristales líquidos son más sensibles al calor que los
líquidos habituales. Una pequeña cantidad de calor puede convertir
fácilmente el cristal líquido en líquido. Esta es la razón por la que también
se usan para fabricar termómetros.
Conceptos básicos de pantallas LCD: -
La pantalla de cristal líquido 1 tiene la clara ventaja de tener un bajo
consumo de energía que el LED. Por lo general, es del orden de los
microvatios para la pantalla, en comparación con el orden de milivatios
para los LED. El bajo consumo de energía lo ha hecho compatible con el
circuito lógico integrado MOS. Sus otras ventajas son su bajo costo y
buen contraste. Los principales inconvenientes de los LCD son los
requisitos adicionales de la fuente de luz, un rango de temperatura de
funcionamiento limitado (entre 0 y 60 ° C), baja confiabilidad, vida

3. operativa corta, poca visibilidad en condiciones ambientales de poca
iluminación, baja velocidad y la necesidad de manejar.
Estructura básica de un LCD
Una celda de cristal líquido consiste en una capa delgada
(aproximadamente 10 um) de un cristal líquido intercalada entre dos
láminas de vidrio con electrodos transparentes depositados en sus caras
internas. Con ambas hojas de vidrio transparentes, la celda se conoce
como celda de tipo transmisor. Cuando un vidrio es transparente y el otro
tiene un recubrimiento reflectante, la celda se llama tipo reflectivo. La
pantalla LCD no produce ninguna iluminación propia. De hecho, depende
completamente de la iluminación que cae sobre él desde una fuente
externa por su efecto visual
Tipos de pantallas de cristal líquido / LCD.
Hay dos tipos de pantalla disponibles: pantalla de dispersión
dinámica y pantalla de efecto de campo.
Cuando la pantalla de dispersión dinámica se activa, las moléculas del
área activada de la pantalla se vuelven turbulentas y dispersan la luz en
todas las direcciones. En consecuencia, las áreas activadas adquieren
una apariencia de vidrio esmerilado dando como resultado una pantalla
plateada. Por supuesto, las áreas no energizadas permanecen
translúcidas.
El efecto de campo LCD contiene polarizadores frontal y posterior en
ángulo recto entre sí. Sin excitación eléctrica, la luz que entra por el
polarizador delantero gira 90 ° en el fluido.
Ahora, echemos un vistazo a las diferentes variedades de cristales
líquidos que están disponibles para fines industriales. El cristal líquido
más útil entre todos los demás es la fase nemática cristales líquidos.

4. Nematic Phase LCD
La mayor ventaja de una sustancia de cristal líquido de fase nemática es
que puede provocar cambios controlados predecibles de acuerdo con la
corriente eléctrica que pasa a través de ellos. Todos los cristales líquidos
están de acuerdo con su reacción sobre la diferencia de temperatura y
también la naturaleza de la sustancia.
Twisted Nematics, una sustancia nemática particular se retuerce
naturalmente. Cuando se aplica un voltaje conocido a la sustancia, se
desenrolla en diversos grados de acuerdo con nuestros requisitos. Esto a
su vez es útil para controlar el paso de la luz. Un cristal líquido de fase
nemática puede clasificarse de nuevo sobre la base de las moléculas que
se orientan entre sí. Este cambio de orientación depende principalmente
del director, que puede ser cualquier cosa, desde un campo magnético a
una superficie con ranuras microscópicas. La clasificación incluye
Smectic y también colestérica. Smectic puede clasificarse de nuevo
como C esméctica, en la que las moléculas de cada capa se inclinan
formando un ángulo con respecto a la capa anterior. Cholesteric, por otro
lado tiene moléculas que se tuercen ligeramente de una capa a la
siguiente, causando un diseño en espiral. También hay combinaciones
de estos dos llamados cristales líquidos ferroeléctricos (FLC), que
incluyen moléculas colestéricas en una molécula de tipo C esméctica, de
modo que la naturaleza espiral de estas moléculas permite un tiempo de
respuesta de conmutación de microsegundos. Esto hace que los FLC
sean de gran utilidad en pantallas avanzadas.
Las moléculas de cristal líquido se clasifican además en cristales
termotrópicos y liotrópicos. El primero cambia proporcionalmente con
respecto a los cambios en la presión y la temperatura. Se dividen
además en nemáticos e isotrópicos. Los cristales líquidos nemáticos
tienen un orden de patrón fijo, mientras que los cristales líquidos
isotrópicos se distribuyen aleatoriamente. El cristal liotrópico depende del

5. tipo de solvente con el que se mezclan. Por lo tanto, son útiles para
fabricar detergentes y jabones.
Fabricación de LCD
 Aunque la fabricación de LCD es bastante simple, hay ciertos hechos
que deben tenerse en cuenta al hacerla.
 La estructura básica de un LCD debe ser modificada de forma
controlable con respecto a la corriente eléctrica aplicada.
 La luz que se utiliza en la pantalla LCD se puede polarizar.
 Los cristales líquidos deberían poder transmitir y cambiar la luz
polarizada.
 Hay sustancias transparentes que pueden conducir electricidad.
Para hacer una pantalla LCD, debes tomar dos piezas de vidrio
polarizado. El vidrio que no tiene una película polarizada debe frotarse
con un polímero especial que crea surcos microscópicos en la
superficie. También se debe tener en cuenta que las ranuras están en la
misma dirección que la película polarizante. Luego, todo lo que necesita
hacer es agregar una capa de cristales líquidos nemáticos a uno de los
filtros. Los surcos harán que la primera capa de moléculas se alinee con
la orientación del filtro. En ángulo recto con la primera pieza, debe
agregar una segunda pieza de vidrio junto con la película
polarizante. Hasta que la capa superior se encuentre en un ángulo de 90
grados con respecto al fondo, cada capa sucesiva de moléculas de TN
seguirá girando. El primer filtro se polarizará naturalmente cuando la luz
lo golpee al principio. Por lo tanto, la luz pasa a través de cada capa y es
guiada a la siguiente con la ayuda de moléculas. Cuando esto sucede,
las moléculas tienden a cambiar el plano de vibración de la luz para que
coincida con su propio ángulo. Cuando la luz llega al otro lado de la
sustancia de cristal líquido, vibra en el mismo ángulo que la capa final de
moléculas. La luz solo se permite una entrada si el segundo filtro de
vidrio polarizado es igual que la capa final. Eche un vistazo a la figura a

6. continuación. La luz solo se permite una entrada si el segundo filtro de
vidrio polarizado es igual que la capa final. Eche un vistazo a la figura a
continuación. La luz solo se permite una entrada si el segundo filtro de
vidrio polarizado es igual que la capa final. Eche un vistazo a la figura a
continuación.
trabajo de lcd
El principio principal detrás de las moléculas de cristal líquido es que
cuando se les aplica una corriente eléctrica, tienden a destrenzarse. Esto
causa un cambio en el ángulo de luz que pasa a través de ellos. Esto
causa un cambio en el ángulo del filtro de polarización superior con
respecto a él. Tan poca luz se permite pasar a través de esa área
particular de LCD. Por lo tanto, ese área se vuelve más oscura en
comparación con otros.
Para hacer una pantalla LCD, se debe instalar un espejo reflectante en la
parte posterior. Un plano de electrodos hecho de óxido de indio y estaño
se mantiene en la parte superior y también se agrega un vidrio con una
película polarizante en el lado inferior. Toda el área de la LCD debe estar
cubierta por un electrodo común y más arriba debe ser la sustancia de

7. cristal líquido. Luego viene otra pieza de vidrio con un electrodo en forma
de rectángulo en la parte inferior y, en la parte superior, otra película
polarizante. Debe notarse que ambos se mantienen en ángulo
recto. Cuando no hay corriente, la luz pasa por el frente de la pantalla
LCD, se reflejará en el espejo y se rebotará. A medida que el electrodo
se conecta a una batería temporal, la corriente producirá que los cristales
líquidos que se encuentran entre el electrodo del plano común y el
electrodo con forma de rectángulo se desenrosquen. Por lo tanto, se
impide el paso de la luz. Por lo tanto, ese área rectangular particular
aparece en blanco.
Pantalla de cristal líquido de color
Los LCD a color son aquellos que pueden mostrar imágenes en
colores. Para que esto sea posible, debe haber tres subpíxeles con filtros
de color rojo, verde y azul para crear cada píxel de color. Para combinar
estos subpíxeles, estos LCD deben estar conectados a una gran
cantidad de transistores. Si se produce algún problema en estos
transistores, causará un píxel defectuoso.
Una de las principales desventajas de estos tipos de pantallas LCD es el
tamaño. La mayoría de los fabricantes intentan reducir la altura en lugar
de ganarla. Esto se debe a que se necesitarán más transistores y píxeles
más grandes para aumentar la longitud. Esto aumentará la probabilidad
de píxeles defectuosos. Es muy difícil o imposible reparar una pantalla
LCD con píxeles defectuosos. Esto afectará en gran medida la venta de
pantallas LCD.