Las pantallas planas (FPD) se han convertido en la norma para los televisores del futuro. Si bien es una tendencia generalizada, no existe una definición estricta a nivel mundial. Generalmente, este tipo de pantalla es delgada y tiene la apariencia de un panel plano. Existen muchos tipos de pantallas planas. Según el medio de visualización y el principio de funcionamiento, se encuentran las pantallas de cristal líquido (LCD), las pantallas de plasma (PDP), las pantallas de electroluminiscencia (ELD), las pantallas de electroluminiscencia orgánica (OLED), las pantallas de emisión de campo (FED), las pantallas de proyección, etc. Muchos equipos FPD están hechos de granito, ya que la base de la máquina de granito ofrece mayor precisión y mejores propiedades físicas.
tendencia de desarrollo
En comparación con los tubos de rayos catódicos (CRT) tradicionales, las pantallas planas ofrecen ventajas como delgadez, ligereza, bajo consumo energético, baja radiación, ausencia de parpadeo y beneficios para la salud. Han superado a los CRT en ventas globales. Se estima que para 2010, la proporción de ventas entre ambos alcanzará 5:1. En el siglo XXI, las pantallas planas se convertirán en el producto principal del mercado. Según las previsiones de Stanford Resources, el mercado global de pantallas planas crecerá de 23.000 millones de dólares estadounidenses en 2001 a 58.700 millones de dólares estadounidenses en 2006, con una tasa de crecimiento anual promedio del 20% en los próximos cuatro años.
Tecnología de visualización
Las pantallas planas se clasifican en pantallas activas y pantallas pasivas. Las primeras se refieren a dispositivos de visualización cuyo propio medio emite luz y proporciona radiación visible, como las pantallas de plasma (PDP), las pantallas fluorescentes de vacío (VFD), las pantallas de emisión de campo (FED), las pantallas electroluminiscentes (LED) y las pantallas de diodos orgánicos emisores de luz (OLED). Las segundas, en cambio, no emiten luz por sí mismas, sino que utilizan el medio de visualización modulado por una señal eléctrica, cuyas características ópticas cambian, modulando la luz ambiental y la luz emitida por una fuente de alimentación externa (retroiluminación, fuente de luz de proyección), para proyectarla sobre la pantalla. Entre los dispositivos de visualización se incluyen las pantallas de cristal líquido (LCD), las pantallas de sistema microelectromecánico (DMD) y las pantallas de tinta electrónica (EL), entre otras.
LCD
Las pantallas de cristal líquido incluyen pantallas de cristal líquido de matriz pasiva (PM-LCD) y pantallas de cristal líquido de matriz activa (AM-LCD). Tanto las pantallas STN como las TN pertenecen a las pantallas de cristal líquido de matriz pasiva. En la década de 1990, la tecnología de pantallas de cristal líquido de matriz activa se desarrolló rápidamente, especialmente la pantalla de cristal líquido de transistor de película delgada (TFT-LCD). Como producto que reemplazó a la STN, tiene las ventajas de una velocidad de respuesta rápida y la ausencia de parpadeo, y se utiliza ampliamente en computadoras portátiles y estaciones de trabajo, televisores, videocámaras y consolas de videojuegos portátiles. La diferencia entre AM-LCD y PM-LCD es que la primera incorpora dispositivos de conmutación en cada píxel, lo que permite superar la interferencia cruzada y obtener una visualización de alto contraste y alta resolución. La AM-LCD actual utiliza un dispositivo de conmutación TFT de silicio amorfo (a-Si) y un esquema de condensador de almacenamiento, lo que permite obtener un alto nivel de gris y lograr una visualización de color real. Sin embargo, la necesidad de alta resolución y píxeles pequeños para aplicaciones de cámaras y proyección de alta densidad ha impulsado el desarrollo de pantallas TFT (transistor de película delgada) de polisilicio (P-Si). La movilidad del P-Si es de 8 a 9 veces mayor que la del silicio amorfo (a-Si). El pequeño tamaño de las pantallas TFT de P-Si no solo las hace adecuadas para pantallas de alta densidad y alta resolución, sino que también permite integrar circuitos periféricos en el sustrato.
En resumen, la tecnología LCD es ideal para pantallas delgadas, ligeras, pequeñas y medianas con bajo consumo de energía, y se utiliza ampliamente en dispositivos electrónicos como computadoras portátiles y teléfonos móviles. Se han desarrollado con éxito pantallas LCD de 30 y 40 pulgadas, y algunas ya están en funcionamiento. Tras la producción a gran escala de LCD, su costo se ha reducido continuamente. Un monitor LCD de 15 pulgadas está disponible por $500. Su desarrollo futuro apunta a reemplazar las pantallas de cátodo de las PC y aplicarlas en televisores LCD.
Pantalla de plasma
Las pantallas de plasma son una tecnología de visualización de luz que se basa en el principio de descarga de gas (como la atmósfera). Ofrecen las ventajas de los tubos de rayos catódicos, pero se fabrican sobre estructuras muy delgadas. El tamaño más común es de 40 a 42 pulgadas. Actualmente se están desarrollando modelos de 50 y 60 pulgadas.
fluorescencia de vacío
Una pantalla fluorescente de vacío es una pantalla ampliamente utilizada en productos de audio/video y electrodomésticos. Se trata de un dispositivo de visualización de vacío tipo tubo electrónico triodo que encapsula el cátodo, la rejilla y el ánodo dentro de un tubo de vacío. Los electrones emitidos por el cátodo son acelerados por el voltaje positivo aplicado a la rejilla y al ánodo, y estimulan el fósforo recubierto sobre el ánodo para que emita luz. La rejilla adopta una estructura de panal.
electroluminiscencia)
Las pantallas electroluminiscentes se fabrican mediante tecnología de película delgada de estado sólido. Se coloca una capa aislante entre dos placas conductoras y se deposita una fina capa electroluminiscente. El dispositivo utiliza placas recubiertas de zinc o estroncio con un amplio espectro de emisión como componentes electroluminiscentes. Su capa electroluminiscente tiene un espesor de 100 micras y puede lograr el mismo efecto de visualización nítida que una pantalla de diodo orgánico emisor de luz (OLED). Su voltaje de funcionamiento típico es de 10 kHz y 200 V CA, lo que requiere un circuito integrado controlador más costoso. Se ha desarrollado con éxito una micropantalla de alta resolución que utiliza un esquema de control de matriz activa.
condujo
Las pantallas LED constan de un gran número de diodos emisores de luz, que pueden ser monocromáticos o multicolor. Gracias a la disponibilidad de diodos emisores de luz azules de alta eficiencia, es posible fabricar pantallas LED a todo color de gran formato. Las pantallas LED se caracterizan por su alto brillo, alta eficiencia y larga vida útil, lo que las hace idóneas para pantallas de gran formato en exteriores. Sin embargo, esta tecnología no permite la fabricación de pantallas de gama media para monitores o PDA (ordenadores de mano). No obstante, el circuito integrado monolítico LED puede utilizarse como pantalla virtual monocromática.
MEMS
Se trata de una micropantalla fabricada con tecnología MEMS. En este tipo de pantallas, las estructuras mecánicas microscópicas se fabrican procesando semiconductores y otros materiales mediante procesos estándar. En un dispositivo de micromirror digital, la estructura consiste en un micromirror sostenido por una bisagra. Estas bisagras se accionan mediante cargas en las placas conectadas a una de las celdas de memoria inferiores. El tamaño de cada micromirror es aproximadamente el diámetro de un cabello humano. Este dispositivo se utiliza principalmente en proyectores comerciales portátiles y proyectores de cine en casa.
emisión de campo
El principio básico de una pantalla de emisión de campo es el mismo que el de un tubo de rayos catódicos: los electrones son atraídos por una placa y chocan con un fósforo recubierto en el ánodo para emitir luz. Su cátodo está compuesto por una gran cantidad de pequeñas fuentes de electrones dispuestas en una matriz, es decir, en forma de una matriz de un píxel y un cátodo. Al igual que las pantallas de plasma, las pantallas de emisión de campo requieren altos voltajes para funcionar, que oscilan entre 200 V y 6000 V. Sin embargo, hasta el momento, no se ha convertido en una pantalla plana de uso generalizado debido al alto costo de producción de sus equipos.
luz orgánica
En una pantalla de diodos orgánicos emisores de luz (OLED), se hace pasar una corriente eléctrica a través de una o más capas de plástico para producir luz similar a la de los diodos inorgánicos emisores de luz. Esto significa que un dispositivo OLED requiere una pila de películas de estado sólido sobre un sustrato. Sin embargo, los materiales orgánicos son muy sensibles al vapor de agua y al oxígeno, por lo que el sellado es esencial. Los OLED son dispositivos activos emisores de luz que presentan excelentes características de iluminación y un bajo consumo de energía. Tienen un gran potencial para la producción en masa mediante un proceso rollo a rollo sobre sustratos flexibles, lo que los hace muy económicos de fabricar. Esta tecnología tiene una amplia gama de aplicaciones, desde la iluminación monocromática de grandes áreas hasta pantallas de vídeo a todo color.
tinta electrónica
Las pantallas de tinta electrónica se controlan mediante la aplicación de un campo eléctrico a un material biestable. Consisten en numerosas microesferas transparentes selladas, de aproximadamente 100 micras de diámetro cada una, que contienen un líquido negro teñido y miles de partículas de dióxido de titanio blanco. Al aplicar un campo eléctrico al material biestable, las partículas de dióxido de titanio migran hacia uno de los electrodos según su estado de carga. Esto provoca que el píxel emita luz o no. Gracias a su biestabilidad, el material conserva la información durante meses. Dado que su estado de funcionamiento se controla mediante un campo eléctrico, el contenido de la pantalla se puede modificar con muy poca energía.
detector de luz de llama
Detector fotométrico de llama FPD (Detector fotométrico de llama, FPD para abreviar)
1. El principio de FPD
El principio de funcionamiento del detector FPD se basa en la combustión de la muestra en una llama rica en hidrógeno. Tras la combustión, los compuestos que contienen azufre y fósforo se reducen por acción del hidrógeno, generando los estados excitados S2* (estado excitado de S2) y HPO* (estado excitado de HPO). Estas dos sustancias excitadas emiten radiación en torno a los 400 nm y los 550 nm al regresar a su estado fundamental. La intensidad de este espectro se mide con un tubo fotomultiplicador, y dicha intensidad es proporcional al caudal másico de la muestra. El FPD es un detector altamente sensible y selectivo, ampliamente utilizado en el análisis de compuestos de azufre y fósforo.
2. La estructura de FPD
El FPD es una estructura que combina un detector de ionización de llama (FID) y un fotómetro. Inicialmente, se utilizaba como FPD de llama simple. Después de 1978, para subsanar las deficiencias del FPD de llama simple, se desarrolló el FPD de llama doble. Este último cuenta con dos llamas separadas de aire e hidrógeno: la llama inferior convierte las moléculas de la muestra en productos de combustión que contienen moléculas relativamente simples, como S2 y HPO; la llama superior produce fragmentos luminiscentes en estado excitado, como S2* y HPO*. Una ventana orientada hacia la llama superior detecta la intensidad de la quimioluminiscencia mediante un tubo fotomultiplicador. La ventana está hecha de vidrio templado y la boquilla de la llama es de acero inoxidable.
3. El rendimiento de FPD
El FPD es un detector selectivo para la determinación de compuestos de azufre y fósforo. Su llama es rica en hidrógeno, y el suministro de aire es suficiente para reaccionar con el 70 % del hidrógeno, por lo que la temperatura de la llama es baja para generar fragmentos de compuestos de azufre y fósforo excitados. El caudal del gas portador, hidrógeno y aire influye considerablemente en el FPD, por lo que el control del flujo de gas debe ser muy estable. La temperatura de la llama para la determinación de compuestos que contienen azufre debe rondar los 390 °C, lo que permite la generación de S2* excitado; para la determinación de compuestos que contienen fósforo, la relación hidrógeno/oxígeno debe estar entre 2 y 5, y esta relación debe ajustarse según la muestra. El gas portador y el gas de compensación también deben ajustarse adecuadamente para obtener una buena relación señal/ruido.
Fecha de publicación: 18 de enero de 2022