Electrònica de visualització de cristalls líquids

Pantalles nemàtics de gran intercanvi

Es va descobrir a principis de la dècada de 1980 que augmentant l'angle de gir d'una cèl·lula de cristall líquid fins a uns 180-270 ° (amb 240 º força comuns) permet utilitzar un nombre molt més gran de files de píxels, amb un consegüent augment de la complexitat. d'imatges que es poden mostrar. Aquests visualitzadors nemàtics (STN) amb una alta tensió aconsegueixen un gir elevat mitjançant una configuració de placa de substrat similar a la de les pantalles TN, però amb un compost addicionalment òpticament actiu, conegut com a dopant quiral, dissolt al cristall líquid. La pantalla s'activa mitjançant l'adreça de matriu passiva, per a la qual els píxels estan ordenats en files i columnes; l'aplicació selectiva d'una tensió a una fila i columna determinades activarà l'element corresponent a la seva intersecció. El supertwist provoca un canvi relatiu més gran en la transmissió òptica amb tensió aplicada, en comparació amb les cèl·lules retorçades de 90 °. D’aquesta manera es redueix la il·luminació de píxels no desitjats, anomenats “conversa creuada”, que controla el nombre de files que es poden activar en l’adreça de matriu passiva. Els monitors de color STN s’han produït per a monitors d’ordinador, però s’estan substituint al mercat per pantalles TN de transistor modernes de pel·lícula prima (descrites a continuació), que tenen millors angles de visualització, color i velocitat de resposta. Les pantalles monocromàtiques STN continuen sent àmpliament utilitzades en telèfons mòbils i altres dispositius que no requereixen color.

Pantalles de transistor de pel·lícula fina

La visualització d'imatges complexes requereix visualitzacions de gran matriu de punts d'alta resolució que consten de milers de píxels. Per exemple, l’estàndard de gràfics de vídeo (VGA) per a monitors d’ordinador consisteix en una matriu d’elements d’imatge de 640 per 480, que per a un color LCD es tradueix en 921.600 píxels. Es poden crear excel·lents imatges a partir de matrius d’aquesta complexitat mitjançant l’ús de pantalles TN de transistor de pel·lícula fina (TFT), en què cada píxel té associat un transistor de silici que actua com un interruptor electrònic individual. (A la figura es mostra una porció retallada d’una pantalla TFT.) L’ús d’un transistor per a cada píxel fa del TFT una pantalla de matriu activa, en contraposició a la pantalla de matriu passiva descrita a la secció anterior. L’efecte TN produeix imatges en blanc i negre, però, com es mostra al diagrama, es poden generar imatges en color formant grups de tres píxels amb filtres vermells, blaus i verds. La imatge mostrada és brillant en virtut d’un contrallum pla situat al darrere del panell de cristall líquid.

Presentades a la fi dels anys vuitanta, les pantalles TFT són ara molt utilitzades en ordinadors portàtils i com a monitors de pantalla plana d’estalvi d’espai per a ordinadors personals. Alguns aspectes dels TFT, com ara l’angle de visualització, la velocitat i el cost de fabricació de pantalles de gran superfície, han frenat la seva plena explotació comercial. Tot i això, aquestes pantalles LCD entren cada vegada més al mercat intern de televisió.

Altres pantalles nemàtiques transmissives

En els últims anys s’han comercialitzat diverses alternatives al 90 ° TN per utilitzar-les en substrats de matriu activa. Per exemple, les pantalles de commutació in-plane (IPS) funcionen aplicant una tensió de commutació als elèctrodes en un sol substrat per desenganxar el cristall líquid. Les pantalles IPS tenen un angle de visualització intrínsecament superior al dels TN TFT; tanmateix, el requisit de més circuits d’elèctrodes al seu substrat pot donar lloc a un ús menys eficient del retroil·luminació. Les pantalles nemàtiques retorçades verticalment (TVAN) alineades utilitzen molècules que tendeixen a orientar-se amb els seus eixos llargs perpendiculars a la direcció d’un camp elèctric aplicat. A la cristall líquida s’afegeix una petita quantitat d’un material òpticament actiu, fent que adopti una configuració retorçada a l’aplicació de la tensió. Les pantalles TVAN poden mostrar un contrast molt alt i unes bones característiques d’angle de visió.