Twisted Nematic, y Metal-Insulated-Metal Twisted Nematic (TFT-TN y MIM-TN). Los visualizadores se pueden clasificar atendiendo a varios criterios:

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1 9.1. INTRODUCCIÓN La tecnología de displays ha tenido un crecimiento vertiginoso durante el último medio siglo. Si se analiza la evolución de las distintas tecnologías podemos encontrar los siguientes tipos, algunos de los cuales se han mantenido y evolucionado, mientras que otros se han extinguido: Tubos de rayos catódicos (Cathode Ray Tube o CRT): El CRT se desarrolló para uso en TV en los años 40. En un CRT un haz de electrones es acelerado mediante un campo eléctrico desde el fondo hasta el frente del tubo, donde impacta contra una película de materiales compuestos basados en fósforo, la cuál brilla al ser impactada y queda brillando durante un cierto tiempo (persistencia). Para crear una imagen, el haz de electrones es modulado en intensidad a la vez que es desviado mediante campos eléctricos o magnéticos de tal modo que barre la pantalla del tubo de izquierda a derecha, y de arriba hacia abajo, a una velocidad tal (típicamente entre 30 y 70 veces por segundo) que entre la persistencia del brillo en la pantalla y la persistencia de la imagen en la retina del ojo del observador, se crea el efecto de una imagen bidimensional. Si la pantalla se imprime con variedades de fósforo que emiten diferentes colores, mediante el uso de tres haces de electrones que parten de posiciones diferentes y una rejilla colocada dentro del tubo antes de la pantalla es posible generar imágenes de colores. El CRT ha evolucionado notablemente en este medio siglo, y aunque voluminoso, es una alternativa válida y vigente para displays de elevadísima resolución; de hecho, la mayoría de los ordenadores aún usan este tipo de display para sus terminales. Los NIXIE: En este tipo de display numérico, hoy obsoleto y extinguido, 10 o más cátodos cada uno de ellos con la forma de un dígito u otro símbolo eran apilados en un tubo de vidrio lleno de neón con algo de mercurio. Al aplicar un alto voltaje al cátodo de interés, el gas que rodeaba ese cátodo se iluminaba con un color rojizo, viéndose el dígito elegido. Una variación del Nixie fueron los IFD (Incandescent Filament Display), donde se empleaban 7 cátodos para generar símbolos mediante 7 segmentos. 1

2 Los DISPLAYs de PLASMA: emplean un fenómeno físico similar a los Nixies o los IFD, pero con una forma de fabricación diferente. Un display de plasma (Plasma Display Panel o PDP) se basa en un delgado sándwich compuesto por un vidrio en un lado y un sustrato cerámico en el otro, ligeramente separados entre sí, donde el espacio de separación está lleno con neón y algo de mercurio. En un PDP los cátodos están impresos mediante una película conductora en el lado interno del fondo cerámico, y los ánodos mediante otra película conductora transparente en el lado interno del frente de vidrio. Los DISPLAYs fluorescentes al vacío: En esta tecnología, llamada VFD, por Vacuum Fluorescent Display, se emplea el esquema físico de los PDP (el sándwich ) aunque el principio físico es similar al del CRT por la existencia de un terminal de grilla entre un cátodo muy caliente y el ánodo. La ventaja de estos displays es que es posible controlar el encendido de los segmentos con un voltaje bajo (de 12 a 15 V) aplicado a la grilla, en vez de tener que conmutar un voltaje más elevado. Son muy empleados en equipamiento de video (VCRs) y de audio. Displays Electro luminescentes (Electroluminescent Display o ELDs): se basan en una fina capa de fósforo, y otra de derivados de zinc (ZnS, ZnSe, ZnSMn u otros), con un dieléctrico intermedio, que a su vez son encerradas en forma de sándwich entre dos capas de vidrio. Si se aplica un voltaje elevado (típicamente una tensión alterna de 80V o más de amplitud y frecuencia entre 400Hz y 1000Hz) mediante electrodos transparentes impresos en la cara interna de los vidrios, el fósforo emite luz, cuyo color puede ser controlado mediante mezclas de pigmentos, para que la luz sea verde, azulada verdosa, amarillo limón, naranja, roja o blanca. Al ser totalmente sólidos, los ELDs son muy resistentes a golpes, vibraciones, temperatura y humedad, aunque la necesidad de conmutar altos voltajes de alterna hace imprácticos los usos donde sea necesario controlar separadamente el encendido de múltiples puntos. Sin embargo, son muy usados en forma de paneles completos como iluminación posterior de displays LCD. 2

3 Displays de LEDs: Un LED (por Light Emitting Diode) es un tipo de diodo donde la energía de separación entre bandas debe estar entre 1,8 ev y 3,1 ev para poder generar luz visible. Ninguna de estas características se cumple en el silicio o en el germanio, por lo que en general se emplean combinaciones de materiales del grupo III (Aluminio, Galio, e Indio) y del grupo V (Nitrógeno, Fósforo, Arsénico y Antimonio), que permiten obtener emisiones de luz azul, verde, anaranjado, ámbar, amarillo, rojo, o blanco. Desde el punto de vista eléctrico, se comportan como diodos ordinarios, aunque los LEDs rojos presentan una caída de tensión en directa de alrededor de 2 V (para I=20 ma), mientras que en los de luz verde o azul, la caída de tensión en directa es bastante mayor (del orden de 3,5 V a 20 ma). Los displays basados en LED pueden ser de barras, de 7 o de 14 segmentos, o con forma de matriz de puntos, habiendo de distintas dimensiones, de 1, 2, 4 o más dígitos, distinta intensidad luminosa y ángulos de visibilidad. Comparten con los ELDs la ventaja de ser de estado sólido, en cuanto a su resistencia a golpes, vibraciones, temperatura y humedad, a la vez que agregan la importante comodidad del muy bajo voltaje de control. Los displays de cristal líquido o LCDs (por Liquid Crystal Display): Esta tecnología fue desarrollada al inicio de los 70s, y están físicamente compuestos por un sándwich de dos capas de vidrio que encierran entre sí un líquido de propiedades ópticas especiales. A diferencia de todos los casos previos, los LCDs son ópticamente pasivos (no emiten luz) sino que sólo bloquean o no su paso, por lo que se caracterizan por consumir cantidades mínimas de energía. Se basan en la propiedad del líquido mencionado de rotar la luz polarizada en forma relativa a un par de polarizadores cruzados laminados en ambas caras del display. Hoy día hay dos tipos principales de displays simples de tipo LCD: los más económicos, de tipo TN (por Twisted Nematic) y los de tipo STN (por Super Twisted Nematic), que tienen mejor contraste y ángulo de visión. Para el caso de displays complejos (por ejemplo del tipo usado en ordenadores portátiles) se han desarrollado otras tecnologías llamadas DSTN y TSTN (por Double y Triple Supertwisted Nematic), FSTN (por Film compensated Supertwisted Nematic), Active-matrix Thin-film 3

4 Twisted Nematic, y Metal-Insulated-Metal Twisted Nematic (TFT-TN y MIM-TN). Los visualizadores se pueden clasificar atendiendo a varios criterios: Según la tecnología utilizada: Pantalla de tubo de rayos catódicos o CRT Pantalla de cristal líquido o LCD Monitor de matriz activa Monitor TFT Monitor de matriz pasiva Según el estándar: Monitor numérico Monitor MDA Monitor CGA Monitor EGA Monitor analógico Monitor VGA Monitor SVGA Según sean emisores o no: Emisores: descarga de gas; panel de plasma; diodo emisor de luz; fluorescentes al vacío; electroluminiscentes; tubo de rayos catódicos de pantalla plana. No-emisores: cristal líquido; electromecánico; electrocromático; sólidos electroactivos. 4

5 Los monitores pueden ser: Monocromáticos: Son los de Blanco y Negro, actualmente están casi extinguidos; ya que poseen baja calidad de visualización y ofrecen solo dos colores. A color: Son la mayoría de los monitores existentes, son de muchos colores y tienen una excelente calidad de visualización. FDP Pantallas planas Retroiluminación LCD Pantallas de cristal líquido Emisión de luz LED Diodo emisor de luz PDP Pantalla de plasma Matriz pasiva STN Matriz activa TFT FED Field Emissión Display LTPS Low Temperature Polysilicon 5