Todo sobre los paneles LCD

Introducción

Un panel LCD funciona gracias a una luz blanca de fondo constante, generalmente proporcionada por LEDs. Esta luz blanca atraviesa varias capas antes de llegar a tus ojos. Para generar los colores, el truco está en los cristales líquidos: unas moléculas que pueden cambiar su orientación cuando reciben una corriente eléctrica.

El panel se compone de millones de píxeles, cada uno dividido en tres subpíxeles (rojo, verde y azul). Ajustando la orientación de los cristales líquidos en cada subpíxel, se controla cuánta luz pasa a través de ellos. Los subpíxeles se combinan para crear millones de colores diferentes.

Para asegurarse de que la luz solo pase en las direcciones correctas, el panel LCD usa dos filtros polarizadores. Uno está situado antes de los cristales líquidos y el otro después. Los cristales líquidos ajustan la orientación de la luz, bloqueándola o dejándola pasar dependiendo de la corriente eléctrica

Este es un desglose más detallado de su funcionamiento:

1. Retroiluminación: Una luz trasera (backlight), generalmente LEDs, ilumina el panel. Esta luz es blanca y constante.
2. Cristales líquidos: El corazón de la tecnología. Los cristales líquidos no emiten luz por sí mismos; más bien, permiten o bloquean el paso de la luz cuando se les aplica una corriente eléctrica.
3. Filtros de color: Los píxeles en un panel LCD están divididos en subpíxeles rojos, verdes y azules (RGB). Estos subpíxeles combinan colores para crear la imagen que ves en pantalla.
4. Transistores de película delgada (TFT): Cada subpíxel tiene un transistor que controla la corriente que pasa a través de los cristales líquidos. Esto determina la cantidad de luz que pasa a través del subpíxel, controlando su brillo y color.
5. Polarizadores: Dos filtros polarizadores permiten que la luz pase a través de los cristales líquidos solo en ciertas direcciones. Cuando se ajustan, los cristales líquidos cambian la orientación de la luz, lo que permite o bloquea su paso.

Para terminar de comprender cómo funciona esta tecnología, pongamos el siguiente ejemplo:

Imagínate una linterna atravesando una serie de persianas minúsculas. La luz de la linterna representa la retroiluminación, mientras que las persianas son los cristales líquidos del panel LCD.

La retroiluminación está siempre encendida, pero los cristales líquidos, con ayuda de una corriente eléctrica, se mueven para permitir o bloquear el paso de la luz. Estos cristales están organizados en pequeños píxeles que tienen tres colores: rojo, verde y azul. Dependiendo de cuánto se muevan los cristales líquidos, más o menos luz de cada color pasa, creando así la imagen en la pantalla.

Para que todo funcione, hay dos filtros polarizadores que orientan la luz. Los cristales líquidos ajustan la luz para que pase solo en ciertas direcciones, permitiendo que se vean diferentes colores y brillos.

Así, un panel LCD convierte la luz blanca constante en las imágenes coloridas

Tipos de paneles LCD

Los paneles LCD (Liquid Crystal Display) se dividen en varios tipos, cada uno con características específicas que afectan la calidad de imagen, el consumo de energía y los ángulos de visión.

Es importante recalcar que este tipo de paneles, a diferencia de los OLED, cuando se encienden, se ilumina todo el panel de forma conjunta, por lo que, es prácticamente imposible disfrutar de negros profundos, ya que, en su lugar, siempre se mostrarán colores grises oscuros. Por este mismo motivo, con un panel LCD, independientemente de  su tipo, es prácticamente imposible disfrutar de colores reales.

Los tipos principales son:

1. TN (Twisted Nematic)

• Características: Son los más antiguos y económicos. Los cristales líquidos cambian su orientación en un proceso que es rápido y eficiente.
• Ventajas:
  • Muy bajo tiempo de respuesta, ideal para aplicaciones donde es importante la velocidad de actualización, como en videojuegos.
  • Menor consumo de energía.
• Desventajas:
  • Ángulos de visión reducidos.
  • Colores y contraste inferiores comparados con otros paneles.
• Aplicaciones: Generalmente en monitores de bajo costo o en dispositivos donde la velocidad es más importante que la calidad de imagen.

2. IPS (In-Plane Switching)

• Características: Los cristales líquidos se orientan de forma paralela al panel, permitiendo una mejor reproducción de color y ángulos de visión.
• Ventajas:
  • Excelentes ángulos de visión (hasta 178°) sin pérdida significativa de color o brillo.
  • Buena precisión y calidad de color.
• Desventajas:
  • Mayor tiempo de respuesta y consumo de energía en comparación con TN.
  • Precio más elevado.
• Aplicaciones: Son comunes en dispositivos donde la calidad de imagen es importante, como en monitores para diseño gráfico, edición de video, televisores de gama media a alta y dispositivos móviles.

3. VA (Vertical Alignment)

• Características: Los cristales líquidos se colocan en una posición vertical cuando el monitor está apagado y se alinean horizontalmente cuando está encendido.
• Ventajas:
  • Muy buen contraste (mejor que TN y IPS), lo que permite negros más profundos.
  • Buena reproducción de color, aunque generalmente menor que IPS.
• Desventajas:
  • Ángulos de visión y tiempos de respuesta intermedios, inferiores a IPS pero mejores que TN.
• Aplicaciones: Televisores y monitores de gama media y alta, especialmente donde se requiere buen contraste, como en entornos de baja luz.

4. PLS (Plane-to-Line Switching)

• Características: Variante de IPS desarrollada por Samsung. Tiene una estructura similar a IPS pero con mejoras en color y brillo.
• Ventajas:
  • Excelente reproducción de color y ángulos de visión.
  • Menor consumo de energía comparado con IPS.
  • Mejor precio en comparación con paneles IPS de gama alta.
• Desventajas:
  • Tiempo de respuesta ligeramente más alto que TN, aunque no tanto como IPS.
• Aplicaciones: Tablets, teléfonos inteligentes y monitores de gama alta.

5. AHVA (Advanced Hyper-Viewing Angle)

• Características: Panel desarrollado por AU Optronics, es una variante de IPS que se especializa en mejorar los ángulos de visión.
• Ventajas:
  • Muy buenos ángulos de visión, similares a IPS.
  • Buen tiempo de respuesta.
• Desventajas:
  • El contraste es menor en comparación con VA.
• Aplicaciones: Monitores y pantallas para edición, diseño gráfico y videojuegos de gama alta.

6. Super LCD (SLCD)

• Características: Usado en algunos teléfonos inteligentes, es una mejora de los paneles LCD tradicionales.
• Ventajas:
  • Mejora la calidad de los colores y los ángulos de visión.
  • Menor consumo de batería en comparación con LCD tradicionales.
• Desventajas:
  • Contrastan menos que OLED, aunque mejores que los paneles TN.
• Aplicaciones: Teléfonos inteligentes de gama media a alta.

7. Paneles IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide)

Ventajas:

• Resolución y claridad: Alta resolución y claridad de imagen.
• Eficiencia energética: Menor consumo de energía.

Desventajas:

• Costo: Generalmente más caros.
• Disponibilidad

Cada tipo de panel LCD tiene sus pros y contras, y la elección depende de la aplicación específica, pero los más comunes son los IPS, los TN y los VA.

Fuentes

• https://www.viewsonic.com/library/es/fotografia-es/que-es-un-monitor-ips-explicacion-de-tipos-de-panel-de-monitor/
• https://hardzone.es/tutoriales/componentes/paneles-lcd-tipos/