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La historia del monitor LCD y cómo empieza su evolución con los TFT

Queríamos contaros la historia del monitor LCD, teniendo en cuenta la aparición de los míticos TFT. Se siguen produciendo a destajo y la primera vez que se crean fue en 1964.

A bote pronto, pensamos en el panel LCD y creemos que ya es historia, pero ni mucho menos. Es cierto que hay fabricantes que han dejado de producirlos, como son Panasonic o Samsung. Sin embargo, se siguen vendiendo monitores y televisores con estos paneles, ¿por qué?

1964, RCA Laboratories: el comienzo del LCD

lcd historia

El primer capítulo de esta historia empieza con George Heilmeier descubriendo el DSM, una pantalla de cristal líquido. Se aplicaba un campo eléctrico a través de 2 placas transparentes que conducían la electricidad e intercalaban cristales líquidos nemáticos negativos.

Las moléculas LC entran aleatoriamente y dispersan una luz en la placa, iluminando la pantalla con un color blanco. Lógicamente, RCA convoca una conferencia de prensa en 1968, Nueva York, para difundir este descubrimiento. A partir de aquí, los científicos de todo el mundo que estaban trabajando en pantallas, deciden investigar sobre ello.

1970, Wolfgang Helfrich: la aparición del TN

TN historia

Este físico alemán cobraría gran parte de protagonismo en la historia del monitor LCD, ya que existía un problema por resolver: el DSM no mostraba imágenes a color. Por tanto, decidió cambiar la luz polarizada, relajando una alineación retorcida de cristales líquidos a través de la aplicación de un campo eléctrico llamado TN (Twisted-Nematic).

Wolfgang trabajó con Martin Schadt de Hoffmann-La Roche para la construcción de este dispositivo. Un año después, Wolfgang publicó el artículo y maravilló a los investigadores, quienes se pusieron a trabajar.

1971 relojes DSM: un producto fallido

reloj seiko LCD

La década de los 70 está llena de experimentos de este tipo porque era eso, una época experimental. Optel y Microma comercializaron relojes con esta tecnología, pero dejaban de funcionar por un problema de hidrólisis de los LC.

Justo en 1973, la marca SuwaSeikn comercializó el primer reloj digital utilizando el modo TN inventado por Wolfgang Helfrich.

Más tarde, se descubrió que los materiales LC se hidrolizaban fácilmente, por lo que se optó por sellarse herméticamente para mayor fiabilidad.

1973, Sharp: la 1ª calculadora con pantalla LCD y el primer TFT

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Los japoneses estuvieron listos y “rápidos” desde la noticia de RCA, así que casi 10 años después, comercializaron una calculadora de bolsillo basada en el DSM de Heilmeier. Fue un éxito comercial y tenía un contraste bastante bajo.

Dependiendo del país en el que nos encontráramos, la televisión a color no había llegado, mientras que en Estados Unidos sí que estaba implantada, así como en Reino Unido y en España.

Rápidamente se pensó en usar esta tecnología en televisores, pero había un problema: el DSM no mostraba imágenes a color.

lcd historia

Justo en este año, hay que destacar el trabajo del equipo encabezado por George Gray, formado por el RRE y la Universidad de Hull. Este equipo sintetizó los cristáles líquidos de cianobifenilo, resolviendo el problema de las bases de Schiff: el monitor LCD estaba casi preparado.

Por otro lado, Peter Brody, de Westinghouse, construyó la primera pantalla TFT de 6 x 6 pulgadas, y utilizó como material base el CdSe.

1979-1988, Sharp y Universidad Dundee: el nacimiento del monitor LCD

Sharp LCD

En primer lugar, la Universidad de Dundee escocesa inventó el silicio amorfo con hidrógeno para poder usarlo en TFT, sustituyendo el CdSe de Westinghouse. Gracias a esta aplicación, pudimos ver el primer televisor, o monitor, LCD. Todo esto ocurrió en 1979.

Los primeros televisores iban desde 2.3 pulgadas hasta 12.5 pulgadas de tamaño, pero todo cambiaría con Sharp. En 1988, mostró una pantalla de 14 pulgadas a todo color y movimiento, siendo en aquel entonces un tamaño bastante bueno (hoy es escaso).

Por aquel entonces, todos los monitores y televisores llevaban tecnología CRT (tubo de rayos catódicos), conocidos como “televisores de tubo”. Samsung fue de las primeras en invertir millones de dólares en investigar las pantallas LCD para comercializarlas en masa.

Los primeros televisores LCD fueron desarrollados en Japón:

  • Hattori Seiko, en 1980.
  • Seiko Epson, lanzó la Epson TV Watch, la primera televisión LCD.
  • Sharp, introdujo el TN-LCD en 1983.

1992, Gunter Bauer propone el IPS para el monitor LCD

LCD IPS

Gunter Bauer estaba trabajando en el Instituto Fraunfofer de Alemania por entonces y propuso una tecnología llamada In-plane Switching, ¿por qué? Básicamente, porque todas las investigaciones de los 90 respecto al LCD, tienen que ver con los malos ángulos de visión de los TN LCD: se perdía contraste y calidad de imagen.

De esta manera, se empezó a investigar sobre varias tecnologías, pero 2 se quedaron para siempre: Vertical Alignment (VA) e In-plane Switching (IPS). Volviendo al IPS, las moléculas de LC rotan horizontalmente dentro del plano entre placas, lo que ayuda a ampliar el ángulo de visión.

En 1995, Samsung creaba la primera pantalla LCD y Sony, que no tenía idea de las TFT-LCDs, propuso a ésta una colaboración para crear el S-LCD.

1997, Okamoto mejora la VA para fortalecer el monitor LCD

LCD historia VA

No queda claro quién inventa el VA, pero sí quien lo mejora: Fujitsu. La idea era introducir protuberancias en las placas para controlar la dirección de inclinación de las moléculas de LC cuando se aplica voltaje.

Todo esto ocurriría en 1997, y es que el CRT no tenía pérdidas en el ángulo de visión, al contrario que el monitor LCD. Más tarde, se empezó a comprobar que había un problema de rastreo en los objetos que se movían rápido, dejando como una especie de estela.

Por tanto, las mejoras para hacer los LCD más competitivos pasaron por:

  • Uso de gas de celda estrecho para mejorar el tiempo de respuesta.
  • Mejoras en el material LC.
  • CL Fluorada.
  • Aplicar una sobretensión para que las moléculas de LC se muevan rápido a la orientación deseada.
  • Poner una pantalla negra entre los cuadros.

¿Qué es un TFT LCD?

lcd historia TFT

Básicamente, es una variante de un panel LCD que usa la tecnología “thin-film-transistor” (TFT) para mejorar la calidad de la imagen, su direccionamiento y su contraste. Se le considera una matriz activa de LCD.

2000, la aparición del LED para la retroiluminación

lcd historia LED

Inicialmente, el LCD estaba retroalimentado por una luz fluorescente instalada en el fondo. En la década de los 2000 se empezó a usar diodos de LED para retroiluminar el panel, ¿por qué?

Principalmente, porque la retroiluminación se podía controlar de forma dinámica, aumentando el rango dinámico, el brillo, etc. No profundizaremos en la historia del panel LED porque es otro capítulo a parte.

2001-2011, la evolución de la industria del LCD

ventas paneles LCD

Conforme veis en el gráfico, lo que más se fabricaba eran monitores y televisores CRT al inicio del siglo XXI. La fabricación del LCD era testimonial: por cada 290.000 televisores CRT, se fabricaban 20.000 LCD.

La cosa va cambiando a partir de 2003, cuando se experimenta una bajada importante de la industria CRT. Como dato curioso, justo a partir del 2002, aparecen las primeras unidades OLED, pero era una tecnología que se tenía que pulir muchísimo.

A partir de 2006, se hace patente que comprar un panel con tecnología CRT es una pérdida de dinero. Por tanto, empezamos a ver en masa a los míticos monitores LG FLATRON de 15 y 17 pulgadas.

volumen ventas lcd

Realmente, los monitores LCD TFT se empezarían a vender mucho más a partir de 2007, representando un pico muy alto. Veréis que de 2007 a 2009 hay una bajada de millones de dólares, creemos que es por la crisis inmobiliaria que se desató por los bonos basura.

Estados Unidos fue quien empezó el camino, pero Europa y Japón tuvieron un papel esencial en la evolución del LCD. Después, Corea y Taiwán se han quedado con la industria, aunque Japón se resiste con Sony y Panasonic. Dicho esto, quien tiene el dominio de la industria de los paneles es Corea del Sur, con Samsung y LG al mando.

La industria del LCD ha dejado más de 9.4 mil millones de unidades por todo el mundo, siendo una de las invenciones más reputadas del siglo XX.

Esperamos que haya sido de ayuda esta información. Si tenéis alguna duda, podéis comentar más abajo y os responderemos.

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¿Qué os parece esta historia? ¿Pensáis que el LCD está acabado?

Fuente
IEEE Xplore

Ángel Aller

Graduado en Derecho y estudiando el máster de Abogacía. Amante de los videojuegos y geek inconformista. Leal a Alt+F4. Alicante.
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