HISTORIA. En una entrevista realizada a Aiken por la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) el 30 de octubre de 1996, éste señaló:

Transcripción

1 HISTORIA El primer aparato de televisión de la historia se le atribuye a un estudiante alemán llamado Paul Nipkow, en 1884, quien diseña y patenta el llamado Disco de Nipkow, un mecanismo que sirve para proyectar la luz reflejada por un objeto sobre una serie de células de selenio. Este invento no es más que un disco plano y circular con una serie de pequeñas perforaciones ubicadas en forma de espiral desde el centro hacia el exterior. Al hacer girar el disco, cada perforación describe una circunferencia de diferente. La escena es proyectada sobre el disco mediante una lente, cuando se hace girar el disco, se hacen pasar sucesivamente las perforaciones por la proyección de manera, la imagen es escaneada con un número de líneas igual al número de perforaciones. La luz que cada perforación deja pasar es recogida por un sensor. En la parte del sistema dedicada a la reproducción encontraremos otro disco de Nipkow sincronizado con el primero y haciendo la función inversa, es decir, permitiendo pasar la señal de luz transmitida para reconstruir la imagen por filas, tal como la habíamos obtenido. En 1900 Perskyi acuña la palabra televisión en un texto leído en el Congreso Internacional de Electricidad durante la Feria Internacional de París el 25 de agosto. El texto de Perskyi revisaba las tecnologías electromagnéticas existentes, mencionando el trabajo de Nipkow y otros. A lo largo de los años se fueron desarrollando diversas maneras de transmitir imágenes a distancia mediante la electricidad. También se aprovecha la característica del selenio de que su resistividad varía según la luz que incide en él. Las técnicas básicas que se pretendían emplear eran el mosaico de detectores de selenio y la exploración o barrido de la imagen. Hasta que en 1926 el japonés Kenjito Takayanagi realizo la primera transmisión de televisión usando un Tubo de Rayos Catódicos (TRC). Luego en 1940 el mejicano Guillermo González inventa y patenta la televisión a color. La tecnología TRC ha sido la mas usada en los televisores desde su invención y es el que la mayoría de las persona posee en su hogar. La mayoría de las personas imagina que las tecnologías de televisores planos ( flat tv en ingles) y los Tv s de plasma y lcd son bastante recientes, sin embargo hay antecedentes bastante antiguos de estas tecnologías. En 1958 William Ross Aiken diseño un televisor de tubos de rayos catódicos de no mas de tres pulgadas de espesor y fue desarrollado en los laboratorios de la Kaiser Aircraft and Electronics Corporation. Este invento no prosperó debido a problemas de licencia con los manufacturadotes de televisores de la época y a que estos no querían perder todo el dinero que habían invertido en la tecnología existente hasta ese entonces. En una entrevista realizada a Aiken por la IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) el 30 de octubre de 1996, éste señaló: Ellos estuvieron de acuerdo finalmente con la licencia. Pero, en el ultimo minuto, yo creo que en la reunión final para aprobar la licencia, alguien en la mesa directiva de RCA dijo, Esperen un minuto, olvidamos algo. Como le vamos a explicar a nuestros accionistas que desperdiciamos millones de dólares en el tubo equivocado? Y hubo silencio. Eso fue todo. Ellos dijeron, No, no licenciaremos su producto.

2 Imagen1.-Ross Aiken y su prototipo. Y finalmente aparecieron las tecnologías que se han hecho tan famosas en los últimos años, LCD, Plasma y otra no tan conocida en este lado del mundo la tecnología Oled. En 1968 Jack Janning invento los Displays de cristal liquido o LCD s, mientras trabajaba para la NCR Company ( National Cash Register Company ), empresa que aun existe y se dedica a entregar soluciones tecnológicas para empresas de negocios. Las pantallas LCD comenzaron a aparecer en 1971 en dispositivos como calculadoras relojes digitales y últimamente se ven bastante como monitores de computadores. La pantalla de plasma fue inventada en la universidad de Illinois por Donald Bitzer y H. Gene Slotow en 1964 para el sistema informático PLATO (Programmed Logic Automated Teaching Operations) que fue uno de los primeros sistemas generalizados de asistencia por computador. Los paneles originales eran monocromáticos y desde 1975 Larry Weber, también de la Universidad de Illinois, intenta crear una pantalla de plasma a color, hasta conseguirlo finalmente en En este ultimo tiempo se pueden encontrar principalmente en monitores domésticos de grandes tamaños. La tecnología Oled, fue desarrollada en 1980 por Kodak y desde entonces Samsung y Sony han trabajado para perfeccionar tanto la tecnología en si misma como la manufactura. Este trabajo esta comenzando a dar frutos y ya se encuentran muchos productos que usan esta tecnología, especialmente monitores pequeños como cámaras digitales y celulares. En Enero de 2006 fue presentada al mundo la tecnología SED, desarrollada en conjunto por Toshiba y Canon, aunque ya había sido patentada por Canon en los año ochenta, esta fue la primera demostración publica, con los SED pretenden penetrar el mundo de las pantallas planas, aunque su lanzamiento al mercado no se espera hasta finales del año 2007.

3 FUNCIONAMIENTO Y CARACTERISTICAS DE LAS NUEVAS TECNOLOGIAS. A continuación se explica el funcionamiento básico de estas últimas tecnologías, como también sus principales características y las ventajas y/o desventajas que presenta cada una de ellas, primero de forma individual y finalmente en contraste con las otras tecnologías. LCD Los LCD están compuestos básicamente por 2 capas transparentes conductoras y un material especial entremedio, el cristal liquido, que posee la capacidad de orientar la luz cuando esta pasa por el y se puede orientar al someterlo a un campo eléctrico. El cristal líquido presenta un comportamiento similar al de los líquidos y algunas propiedades físicas anisotrópicas similares a las de los sólidos cristalinos. Las moléculas del cristal liquido usados en los LCD tienen una forma alargada y se ubican prácticamente paralelas entre si en la fase cristalina. La mayoría de los cristales responden con facilidad a los campos eléctricos y exhiben distintas propiedades ópticas en presencia o ausencia de campo. Según la disposición y ordenamiento de las moléculas del cristal, estos se pueden clasificar en tres tipos: nemáticos, eméticos, y colestéricos. Las placas entre las que se ubica el cristal liquido están polarizadas, y al aplicar mas o menos corriente podemos modificar la forma en que el cristal deja pasar la luz, si aplicamos corriente a la segunda de ellas se deja o no pasar la luz que ha atravesado la primera capa. Para conseguir el color, es necesario aplicar otros tres filtros, uno por cada color básico, rojo, verde y azul, y para reproducir varias tonalidades de color hay que aplicar distintos niveles de luz y no luz a estos filtros, esto se consigue variando el voltaje aplicado a cada una de las placas. El tipo mas común de panel LCD es el llamado Nemático de Torsión, en el que las moléculas presentan una disposición en espiral cuando se encuentran en su estado apagado. Imagen 2.- LCD Nemático de Torsión: La espiral de cristal liquido no deja pasar la luz cuando el 2 panel esta apagado (off) y al encenderlo y polarizarse se tuerce la espiral para permitir pasar la luz.

4 Esta versión en que la luz se genera globalmente y la matriz modifica la luz se llama de Matriz Pasiva. Una variación al LCD clásico corresponde al llamado LCD de Matriz activa o LCD- TFT a veces llamado simplemente TFT (Thin Film Transistor). Esta variación es usada muy a menudo en monitores de computadores y ya casi han reemplazado completamente a los LCD clásicos en el mercado de los televisores debido a las ventajas que presentan frente a estos. En los TFT al panel LCD se le agrega una matriz de transistores fotoemisores FET. Uno por cada color en cada píxel. Esta matriz de transistores trae circuitos integrados para decidir que transistores activar, luego aplicando distinto voltaje a los transistores estos excitan las celdas para que cuando la luz pase a través de ellas, el cristal liquido despliegue el color, brillo y contraste requerido. Imagen 3.- Esquema de un LCD-TFT. El hecho de que un transistor alimente cada píxel de la pantalla de forma individual mejora notablemente los puntos débiles de los LCD clásicos, el brillo de la imagen y el ángulo de visión. También se obtiene una tasa de refresco mayor, mejor resolución y mayor contraste, además son menos perjudiciales para la vista. Estas pantallas presentan una gran vida útil de cerca de mil horas y desde tamaños muy pequeños algunas ya comienzan a tener altas resoluciones ( 1024x768, el mínimo para disfrutar de HDTV ), lo que las hace especiales para poder disfrutar de alta definición en espacios pequeños. Poseen una velocidad de respuesta de entre 8-20 milisegundos aunque en los últimos modelos se pueden obtener velocidades de 3 ms. Los LCD clásicos se caracterizan por tener un ángulo de visión pequeño, sin embargo esto ha ido cambiando con la incorporación del TFT, obteniendo prácticamente un ángulo completo de visión en los mejores modelos. Presentan una alta gama de colores, sin embargo uno de los principales defectos es el poco contraste y el hecho de que el negro no se vea negro, sino mas bien de color gris oscuro. Además consumen poca energía, 100W -120 W, en relación a otros tipos de pantallas como los plasmas como veremos mas adelante. En general las disponibles en el mercado no superan las 42 pulgadas.

5 PLASMA Una pantalla de plasma crea la luz mediante la excitación de un depósito fosforescente a través de una descarga de plasma entre dos pantallas planas de cristal. La descarga de gas contiene una mezcle de gases nobles, neón y xenón, la cual es inerte e inofensiva. Un dispositivo de plasma consta de una rejilla llena con la mezcla de gases nobles antes mencionada, entre dos cristales, generalmente el que esta al frente es de Oxido de Magnesio ya que es cristalino, ambos separados por 0.1mm aproximadamente. Cada cristal posee sus propios electrodos, al aplicar voltaje a las rejillas la mezcla de gases emite una luz ultravioleta, que excita el deposito fosforescente, tres por píxel, uno para cada color (rojo, verde, azul) y genera los colores que se ven en pantalla. Imagen 4.- Funcionamiento de una Pantalla de Plasma. En muchos lugares aparece indicado que las pantallas de plasma trabajan con fósforo, aquí hemos ocupado el termino deposito fosforescente, ya que en realidad se utiliza fósforo como una traducción errónea de phosphors, ya que el elemento fósforo es phosphorus en ingles, y la palabra phosphors indica sustancias que exhiben el fenómeno de fosforescencia, es decir, sustancias que brillan luego de ser expuestas a la luz o a alguna partícula energizada como los electrones, de hecho el fósforo no es un phosphor. La tecnología de plasma presenta en promedio una vida útil de horas, aunque los fabricantes, como en el caso de Samsung indican que en sus productos la vida útil es de alrededor de horas. Aunque existen, es difícil encontrar monitores plasma de menos de 40 pulgadas, a pesar de este gran tamaño, en general no alcanza grandes resoluciones en la gama de 40 pulgadas (en general es menor a 1024x768) y solo se encuentran en los mayores a 50 pulgadas. Presentan por lo general una gama menor de colores en comparación con los LCD, sin embargo alcanzan un gran contaste ( hasta 10000:1) y poseen también gran brillo, lo que lo ayuda a crear una buena imagen. Poseen un ángulo de visión de entre , dependiendo de la calidad y la marca, por lo que en general podemos decir que se puede apreciar la imagen desde cualquier punto desde el cual se observe.

6 Su consumo de energía depende del tamaño y de la imagen proyectada (con imágenes mas claras se consume mas energía), pero en promedio ronda entre los 120 W 160 W. Una desventaja es que no se pueden reparar, ya que no se puede recargar el gas de las capsulas OLED Su nombre proviene de Organic LED, es decir de Diodo Orgánico Emisor de Luz. Esta compuesto por miles de LED s que se encienden al aplicárseles una corriente eléctrica. Los OLED son dispositivos semiconductores de 100 a 500 nanómetros de ancho, es decir unas 200 veces mas pequeño que un cabello humano. Los oled están formados por una serie de películas apiladas, en primer lugar el sustrato que puede ser de plástico, vidrio u otro material, un ánodo transparente, una capa orgánica conductora, una capa orgánica emisora y el cátodo que puede o no ser transparente según el tipo de OLED. Imagen 5.- Estructura de un panel OLED. Los OLED emiten luz a través de un proceso llamado electrofosforescencia, también conocido como electroluminiscencia (el mismo de las luciérnagas). En primer lugar se deja pasar una corriente desde el cátodo al ánodo a través de las capas orgánicas, el cátodo entrega electrones a la capa emisora y el ánodo remueve electrones desde la capa conductora, al remover electrones de la capa conductora quedan huecos en los átomos de la capa conductora, estos huecos son llenados por los electrones en exceso de la capa emisora, al llenar estos huecos los electrones caen al nivel de energía de los átomos que perdieron electrones, al ocurrir esto el electrón libera energía en forma de luz. El color depende del tipo de molécula orgánica en la capa emisora, la intensidad o el brillo de la luz depende de la cantidad de corriente aplicada, mientras mas corriente se aplica mas brillante es la luz.

7 Al igual que en los LCD en los OLED podemos encontrar de Matriz Pasiva (PMOLED) y de Matriz Activa (AMOLED). Los de Matriz Pasiva tienen tiras de ánodos y cátodos, puestos perpendicularmente entre si. En la intersección de un ánodo y un cátodo se forma el píxel donde se emite la luz, un circuito externo aplica corriente en la tira correspondiente de ánodo y cátodo, determinando que píxel se encenderá y cual permanecerá apagado. Los Oled de Matriz Activa poseen una capa completa de ánodo y cátodo, pero entre el ánodo y la capa conductora se ubica una matriz TFT, la que gracias a los circuitos integrados determina que píxeles encender para formar la imagen. Imagen 6.- Estructuras de un OLED de Matriz Pasiva y de Matriz Activa Los OLED de Matriz Pasiva consumen mas energía y son usados principalmente en pantallas pequeñas, como en algunos celulares, cámaras digitales, y MP3 Players. Los de Matriz Activa consumen menos energía ya que la matriz TFT requiere menos energía que el circuitaje externo, también poseen una mayor tasa de refresco y un mayor control en los niveles de brillo y contraste, por lo que son mas eficientes en pantallas mayores como monitores de Pc s, Televisores y señales electrónicas publicitarias. No es mucho lo que se puede generalizar con respecto a las características de este tipo de pantallas ya que no existe mucha diversidad en el mercado. Aunque en un principio no había OLED s de gran tamaño poco a poco han ido alcanzando mayores dimensiones, que rondan entre las 30 y 40 pulgadas, en estos márgenes entregan buenos resultado en cuanto a velocidad de respuesta (<<1 ms), buen contraste y brillo, lo que entrega una imagen de calidad, y un ángulo completo de visión. Sus resoluciones aun no son tan altas (1024x768 en los mas grandes), pero si son suficientes para disfrutar de una buena imagen y de HDTV. La mayor desventaja es su vida útil, aunque los LED s rojo y verde pueden durar entre y horas, según el fabricante, la vida de la pantalla esta limitada por el LED azul que promedia sólo 1000 (aunque algunos pueden alcanzar mas), se prevé que la investigación en ese sentido logre buenos resultados en el corto plazo, y logre equiparar a los otros LED s. La manufactura de estas pantallas se esta haciendo cada vez mas barata, y se dice que si se genera en grandes cantidades su costo de fabricación seria menor que el de los demás tipos de pantallas. Otra desventaja es que necesitan de un gran cuidado y son extremadamente sensibles al agua.

8 SED Muchos de los nuevos tipos de pantallas han mejorado el peso y tamaño de los clásicos televisores TRC, pero son deficientes en cuanto a la calidad de la imagen, especialmente cuando se trata de contraste y brillo de los colores. Es aquí donde hace su aparición la tecnología SED, su nombre proviene de las siglas en ingles de Surface-conduction Electron-emitter Display, es decir, pantalla de emisores de electrones con conducción de superficie. A pesar de ser una tecnología nueva no se parece a las otras vistas anteriormente. Combina la calidad de imagen de las pantallas TRC y el compacto diseño de un plasma, LCD u OLED. Un televisor SED crea la imagen de forma muy similar a un televisor TRC (Anexo1), pero en lugar de tener un TRC, una pantalla SED puede tener millones, ya que utiliza tres diminutos TRC`s por cada píxel, uno por cada color primario (rojo, verde, azul). Cada uno de estos TRC`s llamados Surface-Conduction Electron emitters (SCE s), cada SCE consiste en una capa de carbón con un espacio en el centro, un lado del carbón esta conectado a un electrodo negativo y el otro a un electrodo positivo. Cuando el circuito aplica corriente al SCE, electrones aparecen a un lado del espacio en el carbón. Este electrón se dirige a otra placa, cargada positivamente, en donde se encuentran materiales fosforescentes (phosphors), que emiten luz al impactar el electrón. Cada uno de estos SCE s controla uno de tres colores de cada píxel en la figura por lo que a diferencia de los TRC clásicos en que la imagen se crea una fila a la vez, aquí la imagen se crea simultáneamente en cada píxel. Imagen 8.- Como funciona un SED Su lanzamiento al mercado esta previsto para fines del año 2007, por lo que lo que se diga de ellos es solo lo que ha dicho la compañía y lo que se a podido apreciar en las demostraciones públicas. En general tendrán una vida útil de horas, lo que es una gran duración ya que equipara a las más longevas pantallas de otras tecnologías. Posee altas resoluciones, es decir mayores a 1280x720 y velocidades de respuesta menores a 1 ms. La calidad de la imagen es otra ventaja posee el mas alto contraste, :1 y un brillo de mas o menos 500 cd/m2, además de una alta gama de colores y un ángulo completo de visibilidad.

9 LCD Plasma OLED SED Vida Útil (horas) (led azul) Resolución Prom:1366x768 Max:1920x1080 <50 es < 1280x720 Prom(<50 ):1024x1024 >50 es >1280x x800 >1280x720 Contraste 500:1 a 5000:1 Prom:3000:1 1000:1 a 10000:1 Prom:4000:1 5000: :1 Brillo (cd/m2) 400 a 1000 Prom: a 1500 Prom: Colores T. de Resp. 3 ms (nuevos) Prom: 8 ms << 1 ms < 1 ms Prom: 8 Ang. Visión (tft) Energía 100W 120W 120W 160W menor OTRO Se puede reparar. No se puede reparar. Quemado de imagen Sensible al agua.

10 NOVEDADES. La pantalla LCD mas Grande. LG Electronics, anunció que su TV LCD de 100 pulgadas ha entrado al libro de los Record Guinness 2007 por ser la mas grande del mundo. La TV LCD de 100 pulgadas es aproximadamente 1.5 veces mas grande que la anterior mas grande, el TV LCD de 82 pulgadas de Samsung, y es similar en tamaño a la mas grande TV de pantalla plasma disponible actualmente (Panasonic). Algunas características de este gigantesco LCD son, un ancho de 2.2 metros y altura 1.2 metros, una resolución de 6.22 millones de píxeles con grado HD (Alta Definición) en calidad de imagen y 1.07 billones de colores. El producto incluye características de las ultimas tecnologías, como contraste máximo de 3000:1, reproducción de color de 92 por ciento, y un ángulo de vista de 180 grados basado en tecnología Súper IPS y de súper compensación. LG Electronics develó su TV LCD de 100 pulgadas diagonales en el Consumer Electronics Show de Las Vegas, a inicios de este año. Esta presentación será una oportunidad para demostrar los avances tecnológicos de LG, sin mencionar los avances de Corea del Sur en la industria de televisiones planas mundialmente. Señalo uno de los Centros de Desarrollo de la compañía. Imagen 9.- El LCD- TFT de 100 pulgadas de LG.

11 El Plasma de 103 pulgadas. La compañía japonesa Panasonic presentó una pantalla de plasma de alta definición de 103 pulgadas, con una resolución de 1080p HDTV (progresivo), alcanza más de dos millones de píxeles (1.920 x 1.080), niveles de contraste de 3000:1, un área de visión efectiva de 2269,4 mm de ancho y 1276,6 mm de alto, lo que quiere decir una diagonal de 2603,8 mm. El plasma es equivalente a cuatro pantallas de 50 pulgadas, ofrece una descarga constante y uniforme, entrega imágenes que conservan su definición y brillo desde el centro hasta cada rincón de la pantalla, con una calidad idéntica al actual modelo de 50 pulgadas. Además incorpora la misma impulsión de alta velocidad de píxeles que utilizan los modelos de 65 y 50 pulgadas. Hiroyuki Nagano, Director de PDP Device Business de Panasonic AVC Networks Company, declaró que la demanda de grandes televisores con pantalla de alta definición crece gracias al aumento de la difusión de programas en HD -alta definición Debido a que el plasma es un dispositivo auto-luminoso, que ofrece características superiores como el contraste dinámico, la reproducción real del color, la rapidez de respuesta para los deportes y programas con imágenes en movimiento, y un amplio ángulo de visión Estas características hacen al plasma ideal para los televisores de pantalla grande y, en consecuencia, la demanda global de TV de plasma está creciendo rápidamente" Hasta ahora el mercado de las pantallas de 100 pulgadas lo dominaban los proyectores, ahora se agregan otras opciones al mercado, prometiendo con este plasma de 103 pulgadas gran calidad de imagen, alto brillo, contraste dinámico y alta resolución, año que los proyectores comunes no pueden igualar. Su demostración se llevó a cabo en el stand de Panasonic, en la exposición Consumer Electronic Show (CES) de las Vegas durante la primera semana de enero de este año. Imagen 10.- El Plasma Panasonic de 103 pulgadas en acción.

12 Primera pantalla OLED de 40. Muchos creían que la tecnología OLED solo servía para pequeñas pantallas, como las de los teléfonos celulares, reproductores de música o cámaras digitales. Ahora Samsung nos sorprende presentando un televisor plano con tecnología OLED de 40 pulgadas. Esta pantalla ofrece una resolución de píxeles, brillo de 600 cd/m2 y contraste de 5000:1. Además, según Samsung el tiempo de respuesta es mil veces más rápido que el de un LCD. Lo que resulta mas interesante es que estas pantallas por primera vez alcanzan el brillo, contraste y saturación de las pantallas CRT, porque el Plasma y el LCD pueden ser delgados e impresionantes, pero dejan mucho que desear en cuanto a brillo y contraste. Se espera que en el futuro se logre crear televisores de tan solo 3 centímetros de profundidad. Es verdad que 40 pulgadas no es muy grande, pero estamos hablando de una tecnología que esta recién empezando. Aun no se conoce el precio, ya que es la primera del mundo, así que por el momento solo resta esperar, pero una de las principales promesas de la tecnología OLED es que al producirlo en serie es más barato que LCD y Plasma, lo que significa que eventualmente podríamos tener pantallas mejores, más baratas y más delgadas. Imagen 11.- El OLED de Samsung, el mas grande del mundo.

13 EL Televisor Láser quiere reemplazar al Plasma y LCD, por partida doble. Arasor, una compañía australiana, en conjunto con la norteamericana Novalux realizaron la primera demostración del primer Televisor Láser. Esta nueva tecnología, promete grandes ventajas por sobre las TVs de plasma y LCD entre las que se encuentran: reducción del 50% en su peso, grosor similar a las LCD/Plasma, doble de rango de color, 75% menos de consumo y la mitad del costo de producción. La tecnología láser permitiría fabricar tanto pantallas muy grandes o muy pequeñas (celulares, PDA, laptops, cámaras, etc.). El prototipo presentado corresponde a una resolución de 1080 con interescaneado, pero un modelo 1080 progresivo debería estar listo para su lanzamiento a finales de Imagen 12.- El Tv laser de Arasor (izquierda) comparado con un Plasma (derecha). Y por otro lado, Mitsubishi anuncio su nuevo tipo de televisión de pantalla plana, TV láser. Esta tecnología utiliza un rayo láser rojo, otro verde y otro azul para crear una imagen sobre la pantalla. Esta basada en la misma tecnología de las televisiones retroproyectadas usando DLP, la diferencia está que en vez de utilizar lámparas de mercurio para producir luz blanca, usa rayos láser de color. Además de entregar una imagen de alta resolución (HDTV) con mejores niveles de brillo y contraste, esta pantalla es muy liviana, puede tener un borde mínimo alrededor de la pantalla, y a diferencia de las lámparas utilizadas en otras televisiones planas, los lásers no se gastan y tienen una duración prácticamente permanente. Mitsubishi planea introducirlas al mercado a finales de 2007.

14 Imagen 11.- El Tv láser vs. el Plasma. Al parecer la tecnología láser pretende penetrar con fuerza el mercado y ya tiene a dos compañías trabajando para lograrlo, lo que es una buena noticia ya que mientras mas compañías fabriquen un mismo dispositivo, mas rápido descienden los precios, aunque en ese aspecto, aunque se diga que su costo de producción es bajo, toda nueva tecnología es cara en un comienzo.