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Timestamp: 2019-04-26 10:42:37+00:00

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3. PANTALLAS CRT
Propiedades de los monitores CRT
4. PANTALLAS LCD
6. PANTALLAS PLASMA
9.TÉRMINOS RELATIVOS AL MONITOR
El monitor es uno de los periféricos más importantes del ordenador y al mismo tiempo uno de los menos valorados. Actualmente, la situación está cambiando y muchos comienzan a descubrir que el monitor es una pieza esencial y que juega un papel decisivo a la hora de trabajar con comodidad y sin ningún riesgo para la salud.
Pantalla o monitor es el nombre popular que recibe uno de los dispositivos de salida de mayor aceptación y que en su día revolucionó la forma de trabajar de los sistemas de proceso automático de datos. Se trata de un dispositivo hardware conectado al ordenador, compuesto por una superficie rectangular de cristal, sobre la que aparecen los caracteres y los gráficos o imágenes, en forma similar a la empleada por los aparatos de TV doméstica.
Los monitores que generalmente se emplean en el ámbito del PC son todos ellos los llamados “raster-scan-devices”, en los cuales la pantalla se constituye de multitud de puntos pequeños, ordenados en una retícula rectangular.
Pantalla CRT de color o B/N: Tubo de Rayos Catódicos, que es lo mismo que la gigantesca bombilla de las TV, con la parte anterior más o menos plana.
Pantalla plana tipo LCD: Pantalla de Cristal Líquido. Es la que suelen usar PC portátiles, porque es plana y pesa poco. Pero también las hay para PC normales.
Pantalla TFT: Pantalla de Cristal líquido. Presentan una buena calidad de imagen y una alta definición.
Pantalla de fósforo monocolor: Son de color verde, naranja o blanco, ya casi ni se ven se utilizaban como monitores de sistema, suelen ser de buena resolución (se leen bien).
Pantalla de plasma: Son pantallas extraplanas de alta calidad y de precio muy elevado.
Pantallas de modo texto y de modo gráfico: Las primeras sólo entienden letras y números. Las de modo gráfico son las pantallas habituales.
Es el caso de la convergencia entre los tres rayos de electrones de distinto color, provenientes del colector, que debe ser perfecta en el momento en que atraviesan la máscara de sombra. Esto significa que los tres rayos tienen que superponerse, por completo. Mientras atraviesan la máscara, para llegar después cada uno al punto de fósforo que le corresponde en la tríada que forma el píxel.
Esto provoca un continuo temblor de la pantalla a consecuencia de que a frecuencia vertical total, unos 87 Hz en una resolución de 1.024 x 768 píxeles, es en realidad de la mitad (de aproximadamente unos 43,5 Hz en cada uno de los barridos). Lo más habitual es que los monitores incorporen un sistema de trabajo no entrelazado.
Máscaras y tamaño del punto
La máxima resolución de un monitor es dependiente no sólo por su frecuencia de refrescado, sino que también está limitada por la distancia física existente entre grupos adyacentes de fósforos, conocida como "Dot Pitch", que está típicamente entre los 0.25mm y los 0.28mm. Cuanto más pequeño es el número, será más fino el detalle.
Existe más de una manera de agrupar tres gotas de fósforo coloreado (y de hecho, no hay razón para que sean gotas circulares). Un número de esquemas diferentes está en uso actualmente, y hay que tener cuidado al comparar la especificación el dot pitch entre tipos diferentes. Con máscaras estándares de puntos, el dot pitch es la distancia de centro a centro entre dos puntos de fósforo vecinos del mismo color que se mide en diagonal. La distancia horizontal entre puntos es 0.866 veces el dot pitch. Para máscaras que utilizan tiras en vez de puntos, el pitch equivale a la distancia horizontal. Esto significa que el dot pitch en un monitor CRT estándar con máscara de puntos debe ser multiplicado por 0.866 antes de ser comparado con el dot pitch de otros tipos de monitor.
Trío de puntos
La gran mayoría de monitores de computadoras utilizan gotas circulares de fósforo y los agrupan en formación triangular. Estos grupos son conocidos como tríadas y el ordenamiento es un diseño del trío de puntos. La máscara de sombra está localizada directamente enfrente de la capa de fósforo (cada perforación correspondiendo a tríos de puntos de fósforo) y asisten en enmascarar electrones innecesarios, evitando la sobrecarga y distorsión de la imagen final.
Debido a que la distancia entre el origen y el destino del rayo de electrones es menor en el centro de la pantalla que en los bordes, el área correspondiente a la máscara se calienta más. Para prevenir distorsiones, y redireccionar los electrones equivocadamente, los fabricantes los construyen de Invar, una aleación con un coeficiente de expansión muy bajo.
Esto está muy bien, exceptuando que la máscara de sombra ocupa una gran parte de la pantalla. En los puntos donde hay máscara no existe fósforo que brille y esto significa una imagen de menor calidad.
El brillo de la imagen importa mucho para vídeo y multimedia, los cuales se han vuelto un mercado importante, y se han inventado una serie de mejoras para hacer al diseño de la máscara del trío de puntos más brillante. Muchos de los acercamientos que minimizan el resplandor envuelven filtros que también afectan al brillo. Los nuevos esquemas filtran el resplandor sin afectar mucho al brillo.
El Microfilter CRT de Toshiba pone un filtro separado sobre cada punto de fósforo y hace posible utilizar un filtro de color diferente para cada punto de color. Los filtros sobre los puntos rojos, por ejemplo, dejan pasar a través la luz roja, pero absorben los otros colores de la luz ambiental que brillan en la pantalla, que de otro modo se reflejan como resplandor. El resultado son colores más brillantes, puros, y con menos resplandor. Otras compañías ofrecen mejoras semejantes. El Crystal Vision CRT de Panasonic utiliza una tecnología llamada "fósforo de tinta encapsulada", que pone un filtro a cada partícula de fósforo, y Viewsonic ofrece una capacidad equivalente como parte de sus pantallas SuperClear.
Grilla de apertura
En 1960, Sony desarrolló una tecnología de tubo alternativa conocida como Trinitron. Combinaba tres cañones de electrones independientes en un único dispositivo. Lo más interesante de todo, es que los tubos Trinitron fueron hechos de secciones de un cilindro, verticalmente planos y horizontalmente curvos, en forma opuesta a los tubos convencionales que utilizan secciones de una esfera, curva en ambos ejes. En vez de agrupar los puntos en tríadas de rojo, verde y azul, los tubos Trinitron ponían sus fósforos coloreados en tiras verticales ininterrumpidas.
Consecuentemente, en vez de utilizar una hoja sólida perforada, los tubos Trinitron utilizan máscaras que separan tiras enteras en vez de puntos. Esta tecnología fue llamada "Grilla de Apertura", que reemplazó a la máscara de sombra, permitiendo una serie de tiras correr verticalmente por dentro del tubo. En vez de utilizar tríos de puntos de fósforo, los tubos basados en Grilla de Apertura tienen líneas de fósforo sin cortes horizontales, y en eso se basa la puntería del rayo de electrones para definir los ejes de arriba y abajo de un píxel. Debido a que menos de la pantalla está ocupada por la máscara, y el fósforo está ininterrumpido verticalmente, más de él puede brillar, resultando en una imagen más brillante. Con la grilla de apertura, la medida equivalente a dot pitch en los monitores es conocida como "Stripe Pitch".
Debido a que las tiras de la grilla de apertura son muy finas, existe la posibilidad de que puedan moverse, debido a la expansión o vibración. En intento por eliminar esto, alambres horizontales se implantan para incrementar la estabilidad. Esto reduce las posibilidades de un desalineamiento de la grilla de apertura, que podría causar una mala imagen. El lado malo de esto es que debido a que los alambres obstruyen el flujo de los electrones a los fósforos, ellos son visibles con una inspección minuciosa. Los tubos Trinitron de 17 pulgadas se arreglan con un cable, pero modelos mayores requieren dos.
Máscara Ranurada
Capitalizando las ventajas de ambos tipos de máscara, NEC desarrolló un tipo de máscara híbrida que utiliza un diseño de máscara ranurada tomada de una tecnología de monitor de TV originada a finales de 1970 por RCA y Thorn. Prácticamente todos los televisores que no son Trinitron utilizan fósforos de forma elíptica agrupados verticalmente y separados por una máscara ranurada. Para permitir que una mayor cantidad de electrones pase a través de la máscara de sombra, las perforaciones circulares estándares son reemplazadas con ranuras alineadas verticalmente. El diseño de los Tríos también es diferente, y permite fósforos rectilíneos que se ordenan para hacer mejor uso de la mayor cantidad de electrones.
El diseño de la máscara ranurada es mecánicamente estable debido al cruce de las secciones horizontales, pero expone más fósforo que el diseño tradicional. El resultado no es tan brillante como la grilla de apertura, pero mucho más estable y brillante que el trío de puntos.
Dot Pitch Aumentado (EDP)
Desarrollado por Hitachi, el mayor diseñador y fabricante de CRTs en el mundo, EDP es la nueva tecnología de máscara, saliendo al mercado en 1997. Toma un acercamiento un poco diferente, concentrándose más en la implementación del fósforo que en la máscara de sombra o la grilla de apertura.
En un CRT con máscara de sombra típica, los tríos de fósforo están más o menos ordenados de forma equilátera, creando grupos triangulares que son distribuidos de forma pareja dentro de la superficie del tubo. Hitachi redujo la distancia entre los puntos de fósforo en la horizontal, creando un trío de puntos que se parece más a un triángulo isósceles. Para evitar dejar huecos entre los tríos, que podrían reducir las ventajas de este orden, los puntos son alargados, lo que los convierte en ovales en vez de redondos.
La ventaja principal del diseño EDP es notable en la representación de líneas verticales finas. En los CRTs convencionales, una línea que es dibujada desde arriba de la pantalla hasta abajo a veces zigzaguea de un punto a otro del grupo de abajo, y luego vuelve a ordenarse. Trayendo los puntos horizontales más cerca, se reduce esto, y se obtiene una mayor claridad en las imágenes.
La máscara de sombra es la más común y la que ofrece una mejor relación calidad precio. Esta formada por multitud de perforaciones en forma de tríadas, cada una de las cuales da acceso a tres puntos (rojo, verde y azul), cuya combinación genera un píxel.
La resolución de un monitor depende de múltiples factores. Los más importantes son:
Apertura de punto
En un CRT con Máscara de sombra, es la medida entre los grupos de puntos de fósforo RGB adyacentes (o tríadas). Así, cuanto más pequeña sea la apertura de punto, habrá más puntos por pulgada y el potencial de resolución del monitor será mayor. En un CRT de Rejilla de apertura, la apertura de punto es la distancia entre dos grupos de filamentos de fósforo adyacentes. Esto quiere decir que las dos medidas no son exactamente comparables, de tal forma que no es recomendable basar la decisión de compra únicamente en la apertura de punto.
Con el ancho de banda se mide la habilidad de los circuitos de vídeo del monitor para encender y apagar un píxel. Las señales para los 3 haces deben pasar a través de los amplificadores de vídeo del monitor a los cañones. Aunque la señal haya sido formada correctamente, siempre habrá algún deterioro. Ahora bien, la calidad de la imagen resultante se verá afectada en mayor medida si se utiliza una mala tarjeta de vídeo.
La nitidez de la imagen depende del enfoque del monitor, si bien no existe un acuerdo en el sector acerca de la mejor manera de evaluar este aspecto del rendimiento de una pantalla. Lo que resulta evidente es que con los monitores más económicos se producen variaciones incómodas de enfoque entre el centro y los bordes de la pantalla. Esto se puede paliar ajustando continuamente la longitud focal del haz mientras realiza el barrido de arriba hacia abajo y de un lado a otro del CRT, y también se puede controlar - y corregir de ser necesario - los puntos de convergencia de los 3 haces.
Los fabricantes utilizan diversos tratamientos de superficie para reducir el reflejo y los destellos, si bien los mejores monitores son aquellos con Revestimiento Antirreflectante (AR), y algunos también poseen paneles AR. Los Revestimientos AR están hechos con dos finas capas de sílice, cada una con un índice de refracción distinto, colocadas en la superficie del tubo. Las pantallas para Especialistas utilizan también paneles AR - 3 capas de filtros con multirevestimiento en un panel de cristal especial, unido al lateral del CRT. Así se elimina casi toda la luz reflejada visible, sin degradar la imagen, aunque resulta un procedimiento caro.
Reflejos producidos en la superficie de los puntos de fósforo, en el interior del panel frontal de cristal, lo que reduce el contraste y disminuye la legibilidad. Para reducir los destellos, lo mejor es utilizar cristal tintado, y para asegurarse de la profundidad correcta de la tinta, lo mejor es apagar la pantalla y observar el grado de oscuridad en la misma.
Geometría y Distorsión
Si el monitor va a ser utilizado para Autoedición o aplicaciones CAD/CAM habrá que tener en cuenta la exactitud y precisión de la geometría de pantalla, si bien su determinación puede resultar complicada. Muchos usuarios opinan que las pantallas planas ofrecen una mejor reproducción geométrica. La distorsión aparece cuando el barrido del haz no es linear en toda la pantalla. Se puede detectar fácilmente, ya que aparece un círculo en pantalla - un disco deformado fácil de localizar.
Los monitores y las impresoras trabajan fundamentalmente con dos modelos de color diferentes. Los monitores utilizan varias combinaciones de Rojo, Verde y Azul para crear el negro, el blanco y el resto de los colores. Las impresoras utilizan el modelo de color CMYK, en el que se incluyen 4 tonalidades diferentes: Cyan, Magenta, Amarillo y Negro (ya que las 3 primeras no pueden combinarse para producir un negro perfecto). El resultado de estos sistemas diferentes es la imposibilidad de una correspondencia perfecta entre los colores del monitor y la impresora.
Para obtener un color de alto rendimiento en toda la pantalla, el color de cada punto de fósforo debe ser puro. Las irregularidades y los "parches" RGB (debido a alineaciones incorrectas de los haces provocadas por fuerzas magnéticas) pueden contrarrestarse mediante las funciones automáticas y manuales de desmagnetización y otras funciones de corrección digital, eliminando así el efecto del magnetismo residual.
Para la mayoría de los usuarios, que pasan muchas horas al día frente a sus monitores, el diseño, la facilidad de utilización y la flexibilidad son aspectos que deben tenerse en cuenta.
Los pivotes de inclinación y rotación que se incluyen en la mayoría de los monitores permiten ajustar fácilmente la altura y el ángulo de visión, por lo que el usuario podrá adoptar una postura correcta, cómoda y relajada. Aunque es mejor mirar a la pantalla de arriba abajo, los reflejos procedentes de fuentes de luces altas deben ser minimizados.
Como las pantallas son cada vez más grandes, los CRTs son cada vez más anchos. No obstante, con un diseño planificado cuidadosamente, y con controles y cables de salida situados estratégicamente, se puede reducir la anchura total de la carcasa del monitor.
Trabajar sin "parpadeos"
En la pantalla de un monitor, la imagen se renueva continuamente varias veces por segundo, y este parpadeo puede resultar molesto si el monitor no cuenta con un índice de refresco de 72-75 Hz (fotogramas por segundo).
Además de ser sensibles a los campos magnéticos externos, los monitores también emiten sus propios campos. Estas emisiones pueden reducirse colocando unos dispositivos espirales especiales (conocidos como Yugos de Desviación).
Actualmente, la mayoría de los monitores poseen On-screen Display (OSD) que permiten ajustar diversos controles de la pantalla, aunque la sencillez de su uso varía dependiendo de los modelos.
LCD (Liquid Cristal Displays)
Los LCDs tienen una gran ventaja para las tecnologías de pantalla plana y un uso irrefutable en notebooks y en Palmtops, disponible en dos formas:
- Dual Scan Twisted Nematic (DSTN), conocida como "matriz pasiva".
- Thin Film Transistor (TFT), conocida como "matriz activa".
Los LCDs siguen un conjunto de reglas diferentes a los monitores CRT, ofreciendo ventajas en termino de tamaño, energía utilizada y titileo, además de una geometría perfecta. Tiene la desventaja de ser mucho más caros, tener un ángulo de visión reducida y una calidad de color menos precisa.
Mientras los CRT son capaces de mostrar un rango de resoluciones y escalarlas para que se ajusten a la pantalla, un panel de LCD tiene un número fijo de celdas de cristal liquido y pueden mostrar solo un resolución en pantalla completa utilizando una celda por píxel. Resoluciones menores pueden ser mostradas utilizando una proporción de la pantalla. Por ejemplo un panel de 1024x768 puede mostrar una resolución de 640x480 utilizando solo un 66% de la pantalla. La mayoría de los LCDs son capaces de escalar imágenes de resolución baja llenando la pantalla a través de un proceso conocido como expansión radiomática. Sin embargo, esto trabaja mejor con imágenes de tono continuo, como fotografías, que con texto e imágenes detalladas, donde podemos tener objetos con mal aliasing. Los mejores resultados se logran con LCDs que "resamplean" la pantalla cuando realizan el escalamiento hacia arriba, creando un antialiasing en la imagen cuando agregan píxeles. Sin embargo, no todos los LCDs pueden hacer esto.
A diferencia de los monitores de CRT, las medidas diagonales del LCD equivalen exactamente al área visible, por lo que no existe pérdida en los bordes y se aprovecha mejor el tamaño de la pantalla.
Un CRT tiene tres cañones de electrones cuyos rayos deben converger sin error para poder crear una imagen correcta. No existen problemas de convergencia con un panel LCD, debido a que cada celda se enciende y apaga individualmente. Esta es una de las razones por las que el texto se observa tan duro en un monitor de LCD. No hay necesidad de preocuparse por refrescado y titileo en un panel de LCD, ya que las celdas están simplemente encendidas o apagadas, por lo que la imagen se puede refrescar a una velocidad tan baja como 40-60Hz sin notar diferencia con una de 75Hz.
Inversamente, es posible que una o más celdas del panel LCD estén falladas. En un monitor de 1024x768, existen tres celdas por cada píxel (una por cada color), lo que da un total de 2.4 millones de celdas (1024x768x3=2.359.296). Existe una posibilidad muy pequeña de que todas las celdas sean perfectas, es mas, algunas pueden quedarse encendidas (creando un efecto de brillo) o apagadas (resultando un defecto de oscuridad). Algunos usuarios pueden pensar que el alto costo de un LCD trae consigo pantallas perfectas, lo que en realidad nos es cierto.
Los monitores LCD tienen otros elementos que no se encuentran en los CRT. Los paneles son tubos fluorescentes encendidos que serpentean detrás de la unidad. A veces una pantalla puede exhibir líneas más finas en algunas partes de la pantalla que en otras. También es posible ver "fantasmas", donde una imagen particularmente luminosa u obscura puede afectar porciones adyacentes de la pantalla. Patrones finos como imágenes con dither pueden crear moiré o patrones de interferencia.
Los problemas del ángulo de vista en los LCDs ocurren debido a que la tecnología es un sistema transmisor que trabaja modulando la luz que pasa a través de la pantalla, mientras que el CRT es emisor.
Con los dispositivos emisores, existe un material que emite luz en el frente de la pantalla, fácilmente visible desde grandes ángulos. En un LCD, al pasar por el píxel especificado, la luz emitida oblicuamente pasa a través de píxeles adyacentes, causando distorsión en el color.
Actualmente, la mayoría de los monitores LCD se conectan a la computadora a través del puerto VGA analógico normal, usando un convertidor ADC para transformar la señal en una forma que el panel pueda utilizar. Sin embargo, VESA esta trabajando en una especificación para un puerto de video que se convertiría en estándar. Es razonable esperar que los LCD incorporen ambas entradas una vez que el estándar se apruebe. Al convertirse más populares los monitores LCD, los puertos digitales para la
PC en las tarjetas graficas deberían empezar a utilizarse.
Monitores DSTN
Una matriz pasiva normal LCD comprende un número de capas. La primera es una hoja de vidrio cubierta con un óxido de metal transparente. Éste opera como una grilla de electrodos en filas y columnas que pasa la corriente necesaria para activar los elementos en la pantalla. Encima de esto, se aplica un polímero que tiene una serie de ranuras paralelas corriendo a través de él para alinear las moléculas de cristal líquido en la dirección apropiada, y para proveer la base en la cual las moléculas se fijarán. Esta es conocida como la capa de alineamiento y se repite en otra placa de vidrio que tiene un número de puntos "espaciadores", que mantendrán una distancia uniforme entre las dos hojas de vidrio cuando se pongan juntas. Los ejes son entonces sellados con pegamento, pero se deja un hueco en una esquina. Esto permite que el material de cristal líquido se inyecte entre las hojas (en vacío) antes de que las placas se sellen completamente. En modelos antiguos, este proceso solía tener fallas, resultando en píxeles perdidos o fijos donde el cristal líquido fallaba en llegar en la pantalla.
Luego, las capas de polarización se aplicaban en las superficies externas de cada vidrio para encajar con la orientación de las capas de alineación. En el DSTN, la orientación de las capas de alineamiento varía entre 90 y 270 grados, dependiendo de la rotación total de los cristales líquidos entre ellos. Una luz trasera se agrega, típicamente en la forma de tubos fluorescentes de cátodo frío montados a lo largo y ancho de los ejes del panel utilizando una luz plástica o prisma como guía.
La imagen que aparece en la pantalla es creada por la luz al pasar a través de las capas del panel. Sin energía aplicado al panel LCD, la luz es verticalmente polarizada por el filtro trasero y refractada por las cadenas moleculares en el cristal líquido, de tal manera que emerge del filtro polarizado horizontalmente en el frente. Aplicando un voltaje se realinean los cristales, de tal manera que la luz no pueda pasar, produciendo un píxel oscuro. Los monitores LCD color utilizan filtros coloreados adicionales en tres elementos LCD separados para crear un píxel multicolor.
Sin embargo, la respuesta del LCD es en sí misma muy lenta respecto al esquema de matriz pasiva. Cuando el contenido de la pantalla cambia rápidamente, como en el vídeo o en movimientos rápidos del ratón, normalmente ocurren borrones, debido a que el monitor no logra manejar los cambios de contenido. Además, la matriz pasiva causa fantasmas, un efecto en el que un área de píxeles encendidos causa una sombra en los píxeles apagados en las mismas filas y columnas.
El problema de los fantasmas puede ser reducido considerablemente dividiendo la pantalla en dos y refrescando las mitades independientemente. Otras técnicas han sido creadas han sido desarrolladas por diferentes fabricantes.
Los nuevos algoritmos de procesamiento de señales que se utilizan en los monitores LCD analizan las señales de entrada y corrigen la distorsión que causa el "streaking" (las líneas fantasmas que continúan a través de la pantalla luego de que la línea real terminó).
La mayoría de los monitores DSTN utilizan materiales que tienen un tiempo de respuesta de alrededor de 300 ms, casi el tercio de un segundo. Esta respuesta entrecortada y su velocidad de decaimiento es responsable de los fantasmas o las trazas en la imagen que hacían inaceptables las notebooks para aplicaciones con vídeo en tiempo real. Otros materiales LCD ofrecen tiempos de respuesta de hasta 150 ms, pero simplemente utilizar un material más rápido sin hacer otros cambios causa titileo.
Para poder crear las tonalidades requeridas para un monitor a todo color, tienen que existir algunos niveles intermedios entre que la luz pase o no pase. Los niveles variantes de brillo requeridos para crear una pantalla a todo color se logran cambiando la fuerza del voltaje aplicado a los cristales. Los cristales, en efecto, se destuercen a una velocidad directamente proporcional a la fuerza del voltaje, por lo tanto permitiendo que se controle la cantidad de luz que pasa. En la práctica, sin embargo, la variación de voltaje de los LCDs actuales pueden ofrecer únicamente sólo 64 diferentes tonalidades por elemento (6 bit), opuestamente a los CRTs a todo color que pueden crear 256 tonalidades (8 bit). Usando tres elementos por píxel, esto resulta en una cantidad de colores máxima de 262.144 (18 bit), comparada al color verdadero de los monitores CRT, 16.777.216 (24 bit).
Al expandirse el uso de aplicaciones multimedia, el uso de paneles LCD con color verdadero de 24 bits se ha convertido en un tema central. Mientras que 18 bits está bien para la mayoría de las aplicaciones, es insuficiente para trabajar con vídeo o fotografías. Algunos diseños de LCD logran expandir la profundidad del color a 24 bits mostrando tonalidades alternas en refrescados sucesivos, una técnica conocida como FRC (Frame Rate Control). Sin embargo, si la diferencia es muy grande, se percibe una distorsión.
Hitachi desarrolló una técnica, en la que el voltaje es aplicado a celdas adyacentes para crear cambios de patrones muy levemente a través de tres o cuatro cuadros. Con él, Hitachi puede simular no 256 escalas de grises, pero una cifra respetable de 253 escalas de grises, que se traduce en más de 16 millones de colores, prácticamente indistinguible del color verdadero de 24 bits.
Muchas compañías adoptaron la tecnología TFT para mejorar las pantallas color. En una pantalla TFT, también conocida como matriz activa, una matriz extra de transistores está conectada al panel LCD, con un transistor por cada color (RGB) del píxel. Estos transistores manejan los píxeles, eliminando de una vez los problemas de fantasmas y respuesta lenta que afligen a las pantallas LCD normales. El resultado son tiempos de respuesta en pantallas de 25 ms y radios de contraste de alrededor de 140:1.
Los monitores TFT pueden fabricarse mucho más delgados que los LCD, haciéndolos más livianos, y su velocidad de refrescado se aproximan a los de CRT, o sea, unas diez veces más rápido que las pantallas DSTN. Las pantallas VGA requieren 921.000 transistores (640x480x3), mientras que en resoluciones de 1024x768 se necesitan 2.359.296 y cada uno tiene que ser perfecto. Si una falla, el píxel quedará permanentemente encendido o apagado.
En una pantalla LCD normal donde un lado del cristal está fijo y un voltaje se aplica, el cristal se destuerce, cambiando el ángulo de polarización de la luz transmitida. Hitachi, Hosiden y NEC desarrollaron productos basados en una técnica llamada IPS (In Plane Switching) que mejora el ángulo de visión de los monitores LCD. Con IPS, los cristales son horizontales en vez de verticales, y el campo eléctrico se aplica entre cada final del cristal. Esto mejora los ángulos de vista considerablemente, pero significa que dos transistores se necesitan por cada píxel, en vez del único que se necesita para el monitor TFT. Usar dos transistores significa que más del área transparente está bloqueada para transmitir luz, por lo que se necesitan luces más potentes para lograr un buen brillo, incrementando el consumo de energía y haciendo las pantallas poco útiles para notebooks.
A finales de 1996, Fujitsu reveló un LCD que utilizaba un nuevo tipo de material LC que es naturalmente horizontal y tiene el mismo efecto que el IPS, pero sin la necesidad de transistores extra. Además de obtener un ángulo de vista de alrededor de los 140 grados, el nuevo material ofrece mejores tiempos de respuesta y un radio de contraste de 300:1, sin consumir más energía.
A mediados de 1997 Sharp aumentó el límite máximo de la tecnología TFT uniendo dos paneles de 29" para formar un prototipo de 40". Estas unidades se mantienen como ejercicios de prueba y no están disponibles comercialmente. Por el mismo tiempo NEC lanzó un LCD de una pieza de 20" basado en la tecnología TFT convencional. El LCD2000 es capaz de mostrar 1280x768 píxeles en 24 bits de color, mostrando como la tecnología de producción y el mercado creciente impacta en los precios. Mientras que el LCD2000 tiene un precio alto, de todos modos reemplazó al modelo anterior de 15" que se vendía al mismo precio. Esto representa un incremento del tamaño de pantalla de 75% sin incremento del precio.
Existe un problema grave a la hora de obtener grandes pantallas de matriz activa. Al aumentar las resoluciones, también lo hace uno de los elementos más costosos: La tecnología manejadora externa. La matriz de 1024x768 píxeles está manejada por dos conjuntos de conectores: 1024 columnas y 768 filas. Esto significa que existen casi 2000 conectores que deben correr de la pantalla hasta otro conjunto de componentes electrónicos que proveen el manejo de la señal. Planes a largo plazo incluyen integrar la electrónica de manejo con la electrónica del TFT para reducir costos y mejorar la fabricación.
Nuevos tipos de LCD
Varias compañías intentan tapar el hueco dejado entre las pantallas DSTN y TFT. EL HPD (Hybrid Passive Display) de Toshiba, construido con Sharp, utiliza una formulación diferente de material de cristal líquido para proveer una mejoría incremental y significante en la calidad de la imagen con un costo no tan elevado. Un cristal líquido de viscosidad menor significa que el material puede cambiar entre estados más rápidamente. Combinado con un número incrementado de pulsos de manejo aplicado a cada línea de píxeles, el HPD puede superar al DSTN y acercarse a la performance de la matriz activa. Por ejemplo, las celdas DSTN tienen un tiempo de respuesta de 300ms, comparado con una celda HPD de 150ms y una de TFT de 25 ms. El contraste se mejora del típico previo radio de 40:1 a un 50:1.
Otro acercamiento es una técnica llamada "multiline addressing", que analiza la señal de vídeo entrante y cambia el panel tan rápido como la imagen específica lo permita. Sharp ofrece una versión propietaria de esta técnica llamada Sharp Addressing, ahora conocida bajo otros nombres en monitores de clientes de Sharp. Esta nueva generación de paneles eliminan casi todos los fantasmas, y generalmente provee calidad de vídeo y ángulos de vista semejantes a los de las pantallas TFT. La versión de Hitachi se llama HPA (High Performance Addressing).
Canon produjo con éxito una forma de LCD que utiliza cristales ferroeléctricos. Mientras que los tradicionales DSTN tienen un tiempo de respuesta de alrededor de 300 ms, los ferroeléctricos son alrededor de 1000 veces más rápidos. Otra propiedad única de esta tecnología es que es bi-estable, en otras palabras, un píxel no requiere energía continua para mantenerse encendido o apagado. La energía se necesita únicamente para cambiar entre estados. Esto ayuda mucho en ahorrar electricidad para las computadoras portables. Sin embargo, la fabricación de este tipo de pantallas se ha mostrado bastante más difícil que la de los LCD normales.
Recientemente un número de compañías japonesas produjeron una nueva versión de LCDs. Al principio, puede sonar un poco atrasado: fue la baja aceptación de los primeros LCDs reflectivos monocromos lo que forzó al desarrollo de la luz trasera y de las matrices activas. El nuevo pensamiento, sin embargo, es el de combinar la matriz pasiva con la luz trasera es lo que va por el mal camino. LCDs sin luces traseras serían más finos, livianos y consumirían menos energía, con la importancia obvia para las computadoras portátiles.
Metas específicas se han puesto para la nueva iniciativa de LCDs reflectivos: vida de la batería incrementada y la reflectividad semejante a una impresión de periódico. La reflectividad buscada es del 60%, y los desarrolladores esperan un radio de contraste de 5:1.
Paneles de Polisilicona
Los transistores TFT que manejan las celdas individuales en la capa sobre el cristal líquido en las pantallas de matriz activa tradicionales están formados de silicona (a-Si) amorfa depositada en un substrato de vidrio. La ventaja de utilizar silicona amorfa es que no requiere altas temperaturas, por lo que vidrio barato puede utilizarse como substrato.
Se sabía en la investigación inicial de los paneles planos que una silicona cristalina o policristalina sería una substancia mucho más deseable de ser utilizada. Desafortunadamente, esta sólo puede ser creada a altas temperaturas (más de 1000ºC), requiriendo el uso de cuarzo o un vidrio especial como substrato. Sin embargo, a finales de la década del 90 avances en la fabricación permitió el desarrollo de pantallas de polisilicona (p-Si) de baja temperatura, creadas alrededor de los 450º. Inicialmente, éstas eran utilizadas únicamente en dispositivos que requerían únicamente pequeñas pantallas, tales como proyectores y cámaras digitales.
Uno de los mayores costos en los paneles TFT estándares es la circuitería externa, requiriendo una gran cantidad de conexiones externas al panel de vidrio, debido a que cada píxel tiene su propia conexión a la circuitería del manejador. Esto requiere que los chips de lógica discreta se ordenen alrededor de la periferia de la pantalla, limitando el tamaño de la caja que los rodea. El mayor atractivo de la tecnología p-Si es que la eficiencia incrementada de los transistores permite que los circuitos del manejador y la electrónica periférica se haga una parte integran de la pantalla. Esto reduce considerablemente el número de componentes para una pantalla individual. Toshiba estima un 40% menos de componentes y sólo un 5% más de interconexiones que en un panel tradicional. La tecnología permitirá paneles más planas, brillantes, con radios de contraste mejor, y permitiendo que paneles de mayor tamaño capaces de caber en las cajas actuales. Debido a que las pantallas utilizando p-Si también son más duras que las a-Si, es posible que la tecnología permita cajas de plástico más baratas que las actuales, basadas en aleaciones de magnesio.
Para 1999, la tecnología se movió al mundo de las PCs, con el anuncio de Toshiba del primer producto comercial de 8.4" y 10.4" LTPS (Low Temperature p-Si) útil para notebooks. El avance siguiente que se espera ver es LTPS depositadas en substratos de plástico flexible, lo que permitiría pantallas onduladas o circulares.
Comparación de capacidades con CRT
Abajo se muestra una tabla que compara las características generales de los LCD de matriz pasiva (PMLCD), los de matriz activa (AMLCD) y un monitor CRT de 15 pulgadas:
El radio de contraste es una medida de cuanto brillo de diferencia tiene un blanco puro con un negro puro. Cuanto mayor sea el contraste, mejor será la nitidez de la imagen y más puro el blanco. Comparado con los LCD, el CRT tiene un radio de contraste mucho mayor.
El tiempo de respuesta se mide en milisegundos y se refiere al tiempo que toma a cada píxel responder a los comandos que recibe del controlador del panel. El tiempo de respuesta se utiliza exclusivamente al discutir sobre LCDs, debido a la manera en que tratan su señal. Un AMLCD tiene un mucho mejor tiempo de respuesta que un PMLCD. Inversamente, el tiempo de respuesta no se aplica a los CRT debido a la manera que manejan la información de pantalla (un rayo de electrones excitando fósforos).
Existen muchas formas diferentes de medir el brillo. Cuanto mayor sea el nivel de brillo (representado en la tabla como un número), mayor será el brillo mostrado por el color blanco.
Cuando se habla de la vida de un LCD, nos referimos al tiempo entre fallas para la pantalla. Esto significa que si es utilizada continuamente debería tener una vida promedio de 60.000 horas antes de que la luz se queme. Esto es igual a 6.8 años. Comparativamente, los CRT duran mucho tiempo más que eso.
Matrices activas y pasivas
En el direccionamiento de la matriz pasiva, las líneas transparentes que forman las columnas y filas de la matriz se aplican al cristal, por encima y por debajo del material de cristal líquido (LC). Cuando se aplica un voltaje entre estos dos puntos, el cristal realinea y cambia la transmisión de la luz. Para poder configurar diferentes niveles de brillo en los píxeles individuales, las filas se disponen de manera secuencial. Esto puede producir un parpadeo en la pantalla, y aunque pueda ser subsanado utilizando un material LC con baja respuesta al voltaje, también puede generar problemas de "visión borrosa", impidiendo ver de manera clara los objetos en movimiento (por ej. vídeos). La disposición secuencial también origina otro problema: la diafonía. Esto quiere decir que grupos de píxeles especialmente oscuros o claros pueden interferir con los grupos adyacentes.
En el direccionamiento de la matriz activa se utilizan conmutadores electrónicos en cada píxel. Una vez el píxel encendido, el conmutador mantiene el campo de visión, por lo que se pueden utilizar materiales LC de alta velocidad, sin problemas de "visión borrosa". El conmutador - normalmente una fina lámina de transistor (TFT)- aísla también al píxel de los píxeles adyacentes, evitándose así la diafonía. En conclusión, los LCD de panel plano con TFT ofrecen unos niveles de rendimiento elevado para el vídeo en movimiento y otras aplicaciones multimedia, por lo que son los LCD de panel plano preferidos por la mayoría de los usuarios.
Los LCD de panel plano carecen de muchos de los inconvenientes asociados a los CRTs y ofrecen claras ventajas:
La formación de imágenes en pantalla es independiente de la generación de luz. Esto quiere decir que se puede aumentar el brillo de la pantalla sin afectar por ello a la calidad de la imagen.
Los LCD de panel plano no están sujetos a las fuerzas magnéticas que generan imperfecciones en la linealidad y geometría (como se ha visto en los CRTs). La razón es que utilizan un formato de píxel fijo, y su geometría ha sido definida claramente en el momento de su fabricación. Esto también explica porqué los LCD de panel plano están optimizados para un tipo determinado de resolución, llamado resolución "nativa".
La ergonomía de los LCD de panel plano es similar a la de los CRTs
Todos los LCD de panel plano deben estar equipados con un revestimiento antirreflectante para paliar los problemas del reflejo de la luz.
Al contrario de lo que sucedía con los CRTs, aquí no constituye un problema importante, ya que los píxeles permanecen en el mismo estado de manera constante, y una luz de fondo característica opera en frecuencias 1.000 veces más rápidas que la luz fuente de un CRT.
La mayoría de los LCD de panel plano utilizan un controlador de circuitos digital, por lo que normalmente se puede alcanzar un óptimo rendimiento utilizando un interfaz digital. El Interfaz de vídeo digital (DVI) es utilizado por la mayoría de los fabricantes de PCs y monitores.
Aspectos ha tener en cuenta a la hora de comprar un monitor LCD
Resolución: La resolución máxima de una pantalla LCD viene dada por el número de celdas de cristal líquido. Las resoluciones menores se consiguen por un sistema de escalado, pero no se pueden obtener resoluciones superiores.
Tamaño: El tamaño de una pantalla es un dato sumamente importante, pero, a diferencia de los monitores CRT, debemos tener en cuenta que la medida diagonal de una pantalla LCD equivale al área de visión. Es decir, el tamaño diagonal de la pantalla LCD equivale a un monitor CRT de tamaño superior. Aquí tenemos las equivalencias, junto con las resoluciones soportadas habitualmente:
Tipo de pantalla: DSTN (matriz pasiva) o TFT (matriz activa) Básicamente la construcción y funcionamiento de ambos tipos de pantalla es el mismo, pero las pantallas TFT añaden a las pantallas LCD básicas (representadas por las pantallas DSTN) una matriz extra de transistores, un transistor por cada color de cada píxel, eliminando el problema del bajo ángulo de visión y mejorando la pureza del color, el contraste y la velocidad de refresco. La diferencia entre ambas pantallas se puede observar en el siguiente cuadro:
La mayoría de los monitores actuales LCD de escritorio utilizan tecnología TFT, de ahí su precio, pero el aumento de ventas de este tipo de monitores está abaratando progresivamente su precio.
5. PANTALLAS TÁCTLES
Existen varias tecnologías para implementar los sistemas táctiles, cada una basada en diferentes fenómenos y con distintas aplicaciones. Los sistemas
táctiles más importantes son:
Cada capa conductora transparente tratada con un material conductor resistivo transparente, normalmente óxido de indio y estaño (In2O3)9(SnO2), tiene una barra conductora en dos lados opuestos como en la figura. Una de las capas sirve para medir la posición en el eje X y la otra en el eje Y.
Conectamos la entrada X+ a un convertidor analógico-digital.
Ponemos una tensión entre los terminales Y+ Y-
El convertidor analógico-digital digitaliza la tensión analógica generada al pulsar sobre la pantalla. Un microprocesador medirá esta tensión y calculará la coordenada "X" del punto de contacto.
Son los utilizados normalmente en los ordenadores portátiles para suplir al ratón. El touchpad está formado por una rejilla de dos capas de tiras de electrodos, una vertical y otra horizontal, separadas por un aislante y conectadas a un sofisticado circuito. Un dedo situado cerca de la intersección de dos electrodos modifica la capacidad mutua entre ellos al modificarse las propiedades dieléctricas de su entorno. El dedo tiene unas propiedades dieléctricas muy diferentes a las del aire.
La posición del dedo se calcula con precisión basándose en las variaciones de la capacidad mutua en varios puntos hasta determinar el centro de la superficie de contacto. La resolución de este sistema es impresionante, hasta 1/40 mm. Además se puede medir también la presión que se hace con el dedo. No se pueden usar lápices u otros materiales no conductores como punteros. Es muy resistente al entorno, soporta perfectamente polvo, humedad, electricidad estática, etc. Además es ligero, fino y puede ser flexible o transparente.
En estas pantallas se añade una capa conductora al cristal del propio tubo. Se aplica una tensión en cada una de las cuatro esquinas de la pantalla.
Una capa que almacena cargas se sitúa sobre el cristal del monitor. Cuando un usuario toca el monitor algunas cargas se transfieren al usuario, de tal forma que la carga en la capa capacitiva se decrementa. Este decrecimiento se mide en los circuitos situados en cada esquina del monitor. El ordenador calcula, por la diferencia de carga entre cada esquina, el sitio concreto donde se tocó y envía la información al software de control de la pantalla táctil. La principal ventaja de este sistema es que, al tener menos capas sobre el monitor, la visibilidad de la pantalla mejora y la imagen se ve más clara.
Como los LCD, los PDP (Plasma Display Panels), utilizan una grilla X e Y de electrodos para acceder a los elementos individuales de la imagen. Trabajan con el principio de que al pasar un voltaje alto a través de un gas a baja presión se genera luz. Los PDP son emisores, utilizan fósforo (como los CRT) y tienen excelentes ángulos de visión y rendimiento de color. Trabajan como las lámparas fluorescentes, con cada píxel siendo semejante a un pequeño foco coloreado. Un gas, como el Xenon, en una pequeña celda se convierte en plasma cuando se le aplica una carga. El gas cargado libera luz ultravioleta que golpea y excita fósforos RGB. Cuando estos fósforos regresan a su estado natural, emiten luz visible.
Las pantallas de plasma convencionales sufrían normalmente de un bajo contraste. Esto es debido a la necesidad de celdas "primas", aplicando un bajo voltaje constantemente a cada píxel. Sin esta tecnología, las celdas de plasma sufrirían el mismo mal tiempo de respuesta que ofrecen los tubos fluorescentes caseros, haciéndolos imprácticos. El efecto es, sin embargo, que los píxeles que deberían estar apagados todavía emiten un poco de luz, reduciendo el contraste. Pero ya existen algunas tecnologías que han logrado elevar el nivel de contraste a 400:1.
Su fabricación es más simple que los LCD y los costos son semejantes a los CRT. Sin embargo, la vida del monitor es de alrededor de 10.000 horas, un factor normalmente no considerado en el costo de las pantallas: costo por hora. Para usos esporádicos esto no es un problema, pero para PCs de escritorio de uso continuo, es un tema diferente.
Sin embargo, la limitación final de las pantallas de plasma es el tamaño del píxel. Los fabricantes no logran generar píxeles menores a los 0.3 mm. Por esta razón los PDP no pueden lograr penetrar en el mercado de las PC de escritorio. A mediano plazo tal vez logren establecerse como tecnologías de TV o presentadores de pantalla grande, entre 25 y 70 pulgadas.
Fujitsu está desarrollando un nuevo tipo de pantalla de plasma que sobrepasa los problemas de baja resolución de los PDP convencionales. La tecnología se llama ALiS (Alternate Lighting of Surfaces), y utiliza escaneados entrelazados en vez de progresivos. El mejor uso de esto es la introducción de la televisión digital. Si el plasma competirá en este nuevo y potencialmente lucrativo mercado, necesitará soportar el nivel de definición que esta tecnología demandará (alrededor de 960 líneas en la pantalla).
ALiS tiene la ventaja de requerir sólo la mitad del número de manejadores que su predecesor. Además, las tiras negras entre elementos de la pantalla PDP no están presentes, por lo que la imagen es mucho más brillante.
Un híbrido particular entre el PDP y LCD es el PALCD (Plasma Adressed Liquid Cristal Display). Sony está trabajando en él, junto a Tektronix, para convertir al PALCD en un producto viable para los mercados profesionales y caseros.
En vez de utilizar el efecto de ionización del gas contenido para producir la imagen, PALCD reemplaza el diseño de la matriz activa de LCDs TFT con una grilla de ánodos y cátodos que usan descargas de plasma para activar los elementos LCD de la pantalla. El resto del panel trabaja exactamente de la misma manera que el LCD estándar para producir la imagen. De nuevo, esto no apunta al mercado de los monitores de escritorio, sino a televisores y tableros de más de 42 pulgadas. La falta de controles semiconductores en el diseño permite a este producto ser construido sin demasiados requerimientos de limpieza, lo que reduce costo. Reclaman ser más brillantes que los LCD de plasma, manteniendo su finura.
FED capitaliza la tecnología bien establecida de cátodo-ánodo-fósforo de los CRT combinada con la construcción matricial celular de los LCDs. En vez de utilizar un único tubo enorme, FED utiliza "mini tubos" para cada píxel, y la pantalla tiene aproximadamente el mismo tamaño que una LCD.
Cada sub-píxel RGB es efectivamente un tubo de vacío en miniatura. Mientras el CRT utiliza un cañón único para todos los píxeles, un píxel FED tiene cientos de puntos catódicos detrás. Estos están hechos de un material como el molybdeno, del cual los electrones pueden ser arrancados muy fácilmente por una diferencia de voltaje, para golpear fósforos rojos, verdes y azules en la celda de enfrente. El color se muestra como "color secuencial de campo". La pantalla mostrará primero toda la información verde, luego repintará la pantalla con el rojo y finalmente con el azul.
E n un número de áreas, parece que los FED vencieron a los LCD. Debido a que los FED producen luz sólo en los píxeles encendidos, el consumo de energía depende directamente del contenido de la pantalla. Esto es una mejoría sobre los LCDs, donde la luz trasera está siempre encendida, sin importar el contenido de la pantalla. La luz trasera es en sí un problema que los FED no tienen.
La luz trasera de un LCD pasa a través de la pantalla por la matriz de cristal líquido. Es transmisora, y la distancia de la luz al frente contribuye a achicar el ángulo de vista. En contraste, FED genera luz desde enfrente al píxel, por lo que el ángulo de visión es excelente, 160º horizontales y verticales.
FEDs tienen además redundancia agregada a su diseño, utilizando cientos de emisores de electrones para cada píxel. Donde falle un transistor en un LCD, el píxel queda apagado o encendido permanentemente, mientras que los fabricantes de FEDs dicen que no existe pérdida de brillo inclusive si un 20% de los emisores falla.
Estos factores, unidos a tiempos de respuesta mayores que los TFT y una calidad de color semejante al CRT, hace que los FEDs sean una opción promisoria. El lado malo es que son difíciles de producir. Mientras el CRT tiene un único tubo de vacío, un FED SVGA necesita 480.000 de ellos. Para mantener la diferencia entre el vacío y la presión externa del aire, un FED debe ser fuerte mecánicamente y muy bien sellado.
CRTs Delgados
Las tecnologías norteamericanas llaman a su implementación del FED "ThinCRTs". La tecnología trabaja con los mismos principios de los tubos estándar utilizados en las computadoras de escritorio y televisores. Rayos de electrones son disparados de electrodos cargados negativamente (cátodos) a través de un tuvo al vacío. Los electrones chocan los fósforos enfrente al tubo, causando que brillen y creen una imagen de alta resolución.
Se reemplazaron los rayos de electrones, materiales deflectivos y máscara de sombra de los CRT convencionales con una hoja conductiva perforada a través de la cual emisores cónicos catódicos (conocidos como Cátodos Spindt) emergen. Pasando corriente a través de la hoja conductiva causa que los cátodos emitan un rayo de electrones, lo que causa que el fósforo brille de la misma manera que en una tubo típico.
Mientras que los CRT convencionales consisten en un gran tubo con forma de campana, un ThinCRT utiliza un tubo plano de apenas 3.5 mm delgado. Este consiste en dos hojas de vidrio separados por una ranura de 1 milímetro. Los soportes de la pantalla interna son paredes muy finas (0.05 mm) fabricadas de un material cerámico propietario. Son lo suficientemente fuertes para sostener 14 libras por pulgada cúbica de presión atmosférica, haciéndolas lo suficientemente durables para soportar el manejo mecánico durante la fabricación y lo suficientemente finas para quedar escondidas entre los píxeles si afectar los rayos de electrones. La placa visible está cubierta de fósforos CRT convencionales coloreados.
En lugar del único gran cátodo de los CRTs, existen millones de emisores microscópicos de electrones formados en la placa base. Los cátodos son muy pequeños (sólo 200 nm cada uno) y se necesitan varios para activar píxeles individuales en la pantalla, permitiendo fallas bastante frecuentes antes de una degradación visible. Esto hace al ThinCRT más viable en términos de fabricación que los LCD, con una pantalla completa del orden de los 8mm de ancho, una fracción de la profundidad de un CRT convencional.
La tecnología se llama "cátodo frío" debido a que los electrones se generan a temperatura ambiente sin el calentamiento necesario de los CRTs convencionales. Los emisores consumen sólo una fracción de la energía utilizada por los cátodos CRT calientes tradicionales. Esto resulta en una pantalla bastante eficiente en el consumo de energía. Más eficiencia se gana debido a la ausencia de la máscara de sombra utilizada en los CRTs convencionales, que puede desperdiciar un 80% de la energía.
Se afirma que cerca del 80% de las herramientas, equipo y procesos utilizados en la fabricación de los CRTs, LCD y semiconductores actuales se seguirán utilizando, cortando significativamente el costo de producción. A finales de 1998, se anunció una alianza entre Candescent y Sony que traería pantallas de 14" al mercado en el año 2000 a un precio semejante al de los TFT.
Polímeros Emisores de Luz
De todas las tecnologías de pantalla emergentes de los laboratorios, ninguna parece tener más importancia que las pantallas LEP (Light Emitting Polymer). Polímeros conjugados se han encontrado útiles como conductores en electrodos de baterías, coberturas transparentes conductivas, electrolitos de capacitores y conectores para placas impresas en ambos lados. Luego se descubrió que ciertos polímeros conjugados podían emitir luz además de transportar corriente eléctrica, enseguida apareció la idea de crear una tecnología de pantalla utilizando estas propiedades.
LEP está relacionado con los LED (Light Emitting Diode), pero mientras que el productor de luz de un LED es un material semiconductor tradicional, LEP usa polímeros especiales para lograr el mismo efecto. En términos simples, los polímeros conjugados son materiales plásticos con propiedades físicas que confieren propiedades conductivas. Al pasar la corriente a través de una celda fabricada con ellos, la estructura molecular del polímero es excitada, emitiendo luz. La eficiencia de la salida de este proceso se mejoró dramáticamente en los años recientes, hasta el punto en donde la emisión de luz a través del espectro del azul hasta casi el infrarrojo ha sido conseguida.
En términos de fabricación, los polímeros son extremadamente simples de producir, y sus circuitos no necesitan ser más complejos que los que se utilizan en los LCDs actuales. De hecho, la tecnología tiene muchas ventajas potenciales sobre el LCD: una hoja de plástico es requerida en vez de dos hojas de vidrio, los LEP no necesitan luz trasera, por lo que consumen menos energía, y debido a que la superficie del LEP es la que produce luz, ángulos de visión mayores son posibles. Además, no sólo puede aplicarse a superficies muy grandes, sino que además utilizan substratos flexibles, y por lo tanto las pantallas pueden ser curvas e inclusive flexibles.
Con todas estas ventajas, se anuncia que LEP reemplazará a las pantallas LCD tradicionales en los próximos años. Sin embargo, en términos de productos reales, recién se está iniciando su fabricación y prueba. Hasta ahora sólo existen prototipos monocromáticos, y pantallas del tamaño de una notebook no se esperan hasta el 2004 como mínimo.
DLP (Digital Light Processors)
El LDP de Texas Instruments, llamado el mirror chip, es una de las innovaciones más interesantes de la tecnología de pantallas, y ha sido explotada comercialmente últimamente con éxito. Fundamentalmente, el mirror chip es un diseño estándar de memoria estática. Los bits de memoria se guardan en silicona como una carga eléctrica en celdas. Una capa con un espejo es puesta sobre las celdas y luego se organiza para formar cuadrados planos individuales. Cuando un bit de memoria está activo, la carga de la celda atrae una esquina del cuadrado. Esto cambia el ángulo de la superficie reflejada y reflejando luz de él, pueden generarse imágenes.
Se necesita óptica compleja para convertir una imagen del tamaño de una postal en una pantalla o proyección. El calor es inevitable, debido a que para hacer la imagen lo suficientemente brillante, mucha luz se debe enfocar en el chip. Una gran cantidad de ventilación se necesita para enfriarlo, la cual es ruidosa, aunque los últimos proyectores tienen el chip puesto en un lugar anti-ruido.
El color es también una complicación, debido a que el mirror chip es básicamente un dispositivo monocromático. Para resolver esto, se pueden utilizar tres dispositivos separados, cada uno iluminado por un color primario, o alternativamente, un dispositivo puede ser puesto detrás de una rueda rotativa de colores con el chip desplegando los colores RGB secuencialmente. El chip es lo suficientemente rápido para hacer esto y la imagen resultante se ve bien en imágenes fijas, pero tiene problemas para manejar movimiento.
El desarrollo del DLP continúa, y los problemas actuales se irán resolviendo en el futuro. Mientras que el mirror chip ya se encuentra actualmente en proyectores, es probable que eventualmente aparezca en pantallas de escritorio.
Ventajas de las pantallas LCD frente a las CRT
60 por ciento menos de consumo
50 por ciento menos de peso
4 veces menos espacio necesario en el escritorio
Imagen sin distorsiones en las esquinas
Claridad de píxel
Influencias magnéticas mínimas
Características técnicas de los LCD
Interfaz analógico: colores ilimitados
Matriz activa de alta resolución (1280 x 1024 y 1024 x 768)
Tecnología FullScan: todas las resoluciones se visualizan a pantalla completa
Controles OSM
Xtraview: 160 grados de visión
Al no requerir el uso de un único tubo de imagen, los monitores LCD tienen un tamaño, especialmente un fondo mucho menor, haciéndolos ideales para PC portátiles y entornos donde escasea el espacio.
El consumo de estos monitores es también mucho menor, de ahí su uso en el mundo de las portátiles, donde la durabilidad de las baterías es de crucial importancia.
La geometría perfecta viene dada porque cada celda que contiene un cristal líquido se enciende o apaga individualmente, y por lo tanto no hay problemas de convergencia.
Las desventajas vienen dadas por el costo, el ángulo de visión, la menor gama de colores y la pureza del color.
Dado que la luz de las pantallas LCD es producida por tubos fluorescentes situados detrás de los filtros, en vez de iluminar la parte anterior como en los monitores CRT, con una visión diagonal la luz pasa a través de los píxeles (cristales) contiguos, por lo que la imagen se distorsiona a partir de un ángulo de visión de 100º en los monitores de matriz pasiva (DSTN) y a partir de 140º en los monitores de matriz activa (TFT).
Las variaciones de voltaje de las pantallas LCD actuales, que es lo que genera los tonos de color, permite menor cantidad de niveles por cada color con respecto a los monitores CRT.
Un problema adicional que afecta a la calidad de imagen en las pantallas LCD vienen dada por el funcionamiento actual de las placas de video y las pantallas LCD: la placa de video recibe una señal digital del procesador y la transforma a analógica para enviarla a la salida de señal; por su parte la pantalla LCD recibe esa señal analógica y la debe transformar a señal digital, con la lógica perdida que se produce entre ambas transformaciones.
Las pantallas LCD actuales se conectan a puertos analógicos VGA, pero se espera que en un futuro todas las placas de video incorporen también una salida digital.
Parámetros que influyen en la calidad de un monitor:
Se trata del número de puntos que puede representar el monitor en su pantalla, en horizontal x vertical. Así, un monitor cuya resolución máxima es de 1024x768 puntos puede presentar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, probablemente además de otras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600. Cuanto mayor sea la resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen en pantalla, y mayor será la calidad (y por consiguiente el precio) del monitor. La resolución debe ser acorde al tamaño del monitor; es normal que un monitor de 14" ó 15" no ofrezca 1280x1024 puntos, mientras que es el mínimo exigible a uno de 17" o superior. La siguiente tabla ilustra este tema:
Los valores recomendados para trabajar suelen ser de 1 o 2 niveles mas bajo al valor máximo exigible ya que son los más apropiados para tareas generales de oficina. Para otras más específicas como CAD, o en general cuando deseamos tener "mas espacio" en la pantalla, conviene utilizarlo a la resolución máxima o a lo sumo a 1 nivel inferior; por ejemplo, en los monitores de 17" se puede usar una resolución de 1280x1024 o 1024x768 sin mayores problemas.
La resolución está estrechamente relacionada con el número de colores representados en la pantalla, relacionado todo esto con la cantidad de memoria de la placa de video.
2. Refresco (refresh)
También se la llamada Frecuencia de Refresco Vertical. Se puede comparar al número de fotogramas por segundo de una película de cine, por lo que deberá ser lo mayor posible. Se mide en Hz (hertzios) y debe estar por encima de 60 Hz, preferiblemente 70 u 80. A partir de esta cifra, la imagen en la pantalla es sumamente estable, sin parpadeos, con lo que la vista sufre mucho menos. Antiguamente los monitores sólo podían presentar imágenes con unos refrescos de pantalla determinados y fijos, por ejemplo los monitores CGA o EGA y algunos VGA; hoy en día todos los monitores son multiscan, es decir, que pueden presentar varios refrescos de pantalla dentro de un rango determinado. Quien proporciona estos refrescos de pantalla es la placa de video, pero quien debe representarlos es el monitor. Si ponemos un refresco de pantalla que el monitor no soporta podríamos dañarlo, por lo que debemos conocer sus capacidades a fondo, para lo cual lo mejor es leer con detenimiento el manual o mirar otro parámetro denominado Frecuencia Horizontal, que debe ser lo mayor posible, entre unos 30 a 80 KHz. Por ejemplo, un monitor en que la frecuencia horizontal es de 30 a 65 KHz dará sólo 60 Hz a 1600x1200 puntos, mientras que uno en que es de 30 a 90 dará 75 o más.
Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. En ocasiones es diferente en vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos de color en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones. Lo mínimo exigible en este momento es que sea de 0,28 mm, no debiéndose admitir nada superior como no sea en monitores de gran formato para presentaciones, donde la resolución no es tan importante como el tamaño de la imagen. Para CAD o en general usos a alta resolución debe ser menor de 0,28 mm, idealmente de 0,25 mm (o menos). De todas formas, el solo hecho de ser inferior a 0,28 mm ya indica una gran preocupación del fabricante por la calidad del monitor.
Aunque cada vez es más común el uso de monitores con controles digitales, no debe ser algo determinante a la hora de elegir un monitor, si bien se dice que los monitores con dichos controles son los más avanzados. Una característica casi común en los monitores con controles digitales son los controles OSD (On Screen Control, controles en pantalla). Mensajes que nos indican qué parámetro estamos cambiando y qué valor le estamos dando. Son útiles, pero en absoluto imprescindibles (ni depende la calidad del monitor de incluir dicho sistema o no). Lo que sí suelen tener algunos monitores digitales (no todos) son memorias de los parámetros de imagen (tamaño, posición...), por lo que al cambiar de resolución no tenemos que reajustar dichos valores, lo cual puede ser bastante pesado. En cuanto a los controles en sí, los imprescindibles son: tamaño de la imagen (vertical y horizontal), posición de la imagen, tono y brillo. Son de agradecer los de "efecto barril" (para mantener rectos los bordes de la imagen) y control trapezoidal (para mantenerla rectangular).
Algunos monitores llevan acoplados parlantes, e incluso micrófono y/o cámaras de vídeo. Esto resulta interesante cuando se trata de un monitor de 15" ó 17" cuyo uso vaya a ser doméstico, para juegos o videoconferencia. Sin embargo, no nos engañemos: un monitor es para ver, no para oír. Ni la calidad de sonido de dichos parlantes es la mejor posible, ni su disposición la más adecuada, ni es mayor la calidad de un monitor con dichos agregados.
En líneas generales podríamos decir que existen 4 tipos principales de monitores, teniendo en cuenta que en la actualidad los de 14" no son muy recomendables:
Económicos (oficina, hogar)
Evidentemente, aparte del uso al que va a ser destinado el monitor, el auténtico factor limitante es el bolsillo. No hay duda que para jugar el mejor monitor pertenecería al último grupo, si pudiéramos pagar la fortuna que cuesta.
Si el monitor es importante para poder ver qué hacemos y lo que nos dice el sistema, más importante son nuestros ojos y nuestra salud. Está demostrado científicamente, y en la práctica, que trabajar ante un monitor produce cansancio, irritación de ojos, vista cansada, dolor de cabeza y visión borrosa. El monitor emite una serie de radiaciones y acumula en la pantalla electricidad estática, causantes de estos síntomas.
Los filtros de pantalla se encargan de reducir estos efectos de las radiaciones y de descargar la electricidad estática. Entre las radiaciones emitidas se encuentran la ultravioleta, la infrarroja, la visible (luminosidad), y VLF y ELF (generadas por los campos electromagnéticos que crea el sistema de alimentación). Entre las demás ventajas de instalar un filtro frente a nosotros destacan la eliminación de los reflejos en la pantalla, el aumento de la definición de los colores y caracteres y la reducción de la cantidad de polvo y suciedad que se fija a la pantalla (principalmente por el humo de tabaco) debido a la electricidad estática.
Los mejores están tratados por las dos caras, poseen filtro ortocromático, un cable para la descarga de la electricidad estática (generadas sobre todo al encender el monitor) y reducen la radiación emitida hasta en un 99%.
Los modelos de pantalla hacen referencia a las distintas formas y capacidades de reproducción que pueden mostrarse. Se consideran modos de alta resolución, los que permiten mostrar gráficos mediante puntos o píxeles en lugar de mediante caracteres de texto.
Significa que el barrido de electrones desde la esquina superior izquierda hasta a parte inferior de la pantalla, se realiza línea a línea a frecuencias verticales considerables. Por ejemplo, en una resolución de 640 x 480 píxeles, a frecuencia de 60 Hz hace que el barrido completo de la pantalla llegue a verificarse hasta 60 veces por segundo.
El número de píxeles que se usan horizontal y verticalmente para generar una imagen. El número de píxeles que se pueden visualizar en un monitor define la resolución de video del monitor.
DB-IS: Conector marcado por IBM, estándar en los monitores.
RGB: Monitor que acepta diferentes señales de verdes, rojos y azules
LCD: Pantalla de cristal liquido.
Hz: Frecuencia de refresco por segundo
Píxel: Tamaño de punto
AGP: Tarjeta grafica
Buffer: Sistema de salida de audio
BITMAP: mapa de bit
PIXMAP: mapa de píxeles
DVST: Tubo de almacenamiento de vista directa
CAD: Autocad; programa de dibujo
LED: Diodo de emisión de luz
DSTN: Dual Scan, matriz pasiva(tipo de pantalla de LCD)
TFT: Matriz activa(tipo de pantalla de LCD)
IPS: Tecnología que incrementa el ángulo de visión en los LCD
HDP: Pantalla híbrida pasiva
FED: Pantalla de emisión de campo
LEP: Pantalla de matriz de punto poliméricos (colores rojo, verde y azul)
VLF-ELF: Campo electromagnético que crea el sistema de alimentación
CGA: Son los primeros monitores gráficos con una resolución de 200x400 hasta 400x600. Son de 4 colores máximo
EGA: Monitores a color, 16 colores máximo o tonos grises, con resoluciones de 400x600, 600x800.
VGA: Monitores a colores 32 bits de color verdadero o en tonos grises, pasten de 600x800, 800x1200.
SVGA: Conocidos como súper VGA que incrementa la resolución y la cantidad de colores de 32 a64 bits de color verdadero, 600x400 a 1600x1800.
UVGA: No varia mucho del súper VGA, solo incrementa la resolución 1800x2000.
XGA: Son monitores de alta resolución, especiales para diseño, su capacidad grafica es muy buena, además la cantidad de colores es mayor.
InformáticaComputaciónHardwareComponentes periféricosPantallas CRT (Cathode Ray Tube) y TFT (Thin Film Transistor)Pantalla táctil y de plasma

References: resolución 
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