Origenes y evolucion de las Tecnologias LCD

En los últimos años fuimos testigos de la evolución de los televisores LCD clásicos a los LED, una tecnología que forma parte de la nueva era de la iluminación. Los LED que técnicamente son un miembro de la familia LCD permiten fundamentalmente ahorrar energía, mientras ofrecen una calidad de imagen superior.

A simple vista los televisores LCD (Liquid Crystal Display) y LED (Light-Emitting Diode) son muy similares. Sus pantallas están hechas de cristal líquido y comparten un estilo refinado y moderno, pero su gran diferencia radica en la pantalla y en las diferentes técnicas de retro-iluminación.

El tipo de iluminación que se utiliza en el panel de un televisor LCD tradicional se logra a partir de las lámparas fluorescentes de cátodos fríos (CCFL). En la nueva generación de televisores de alta definición LED, se utilizan los Diodos Emisores de Luz para iluminar el panel. Estos diodos son capaces de apagarse en las zonas donde no son necesarios, consiguiendo así perfilar con mayor precisión los colores en la pantalla. La retro-iluminación LED contribuye a lograr un índice de contraste dinámico, capaz de ofrecer negros más realistas y matices de grises más sutiles.

Al igual que los LCD que usan distintas formas de iluminación, los LED cuentan con dos configuraciones principales.
En los televisores de tipo Edge la iluminación LED se encuentra en los bordes de los equipos, permitiendo reducir el grosor del televisor. Los LED con atenuación lumínica local permiten que el sistema pueda apagar y encender zonas más concretas, consiguiendo así mejores contrastes.

La diferencia entre los LCD y los LED, en el área de contrastes, se ve sobre todo en niveles de negro. Los LED proporcionan verdaderas zonas negras y mejores detalles en las escenas oscuras.

Por otro lado, en el tema de la reproducción de video rápido no existe ninguna diferencia en el desempeño de ambas tecnologías. La calidad al mostrar un video de rápido movimiento depende del tiempo de respuesta (“response time”) y de la velocidad de regeneración (“refresh rate”) y en este caso todos los televisores por igual.
Donde quizás se pueden observar las más claras ventajas que ofrecen los LCD y los LED es en el consumo eléctrico y el impacto al medio ambiente.
 
El trabajo pionero en cristales líquidos se realizó en la década de 1960 por el "Royal Radar Establishment" de Reino Unido en Malvern. El equipo de RRE apoyó la labor en curso por George Gray y su equipo de la Universidad de Hull, quien finalmente descubrió la cyanobiphenyl de los cristales líquidos (que tenía unas propiedades correctas de estabilidad y temperatura para su aplicación en los LCDs).La primera gran publicación en inglés sobre el tema "Estructura Molecular y Propiedades de los Cristales líquidos", por el Doctor George W. Gray.

Richard Williams de RCA encontró que había algunos cristales líquidos con interesantes características electro-ópticas y se dio cuenta del efecto electro-óptico mediante la generación de patrones de bandas en una fina capa de material de cristal líquido por la aplicación de un voltaje. Este efecto se basa en una inestabilidad hidrodinámica formada, lo que ahora se denomina "dominios Williams" en el interior del cristal líquido.En el otoño de 1964 George H. Heilmeier, cuando trabajaba en los laboratorios de la RCA en el efecto descubierto por Williams se dio cuenta de la conmutación de colores inducida por el reajuste de los tintes de dicroico en un cristal líquido homeotrópicamente orientado. Los problemas prácticos con este nuevo efecto electro-óptico hicieron que Heilmeier siguiera trabajando en los efectos de la dispersión en los cristales líquidos y, por último, la realización de la primera pantalla de cristal líquido de funcionamiento sobre la base de lo que él llamó la dispersión modo dinámico (DSM). La aplicación de un voltaje a un dispositivo DSM cambia inicialmente el cristal líquido transparente en una capa lechosa, turbia y estatal. Los dispositivos DSM podrían operar en modo transmisión y reflexión, pero requieren un considerable flujo de corriente para su funcionamiento.

El 4 de diciembre de 1970, la patente del efecto del campo twisted nematic en cristales líquidos fue presentada por Hoffmann-LaRoche en Suiza (Swiss patente N º 532.261), con Wolfgang Helfrich y Martin Schadt (que trabajaba para el Central Research Laboratories) donde figuran como inventores. Hoffmann-La Roche, entonces con licencia de la invención se la dio a la fabrica suiza Brown, Boveri & Cie, quien producía dispositivos para relojes durante los 1970's y también a la industria electrónica japonesa que pronto produjo el primer reloj de pulsera digital de cuarzo con TN, pantallas LCD y muchos otros productos. James Fergason en Kent State University presentó una patente idéntica en los EE.UU. del 22 de abril de 1971. En 1971 la compañía de Fergason ILIXCO (actualmente LXD Incorporated) produjo los primeros LCDs basados en el efecto TN , que pronto sustituyó a la mala calidad de los tipos DSM debido a las mejoras en los voltajes de operación más bajos y un menor consumo de energía.