La historia de la tecnología LCD

¿Quién inventó la pantalla LCD y cuándo?

La investigación del cristal líquido de la década de 1960 se caracterizó por la descubrimiento y experimentos sobre las propiedades de los cristales líquidos. George H. Heilmeier de la RCA basó su investigación en la de Williams, sumergiéndose en la naturaleza electroóptica de los cristales. Después de muchos intentos de usar los cristales líquidos para mostrar diferentes colores, creó la primera pantalla LCD funcional usando algo llamado modo de dispersión dinámica (DSM) que, cuando se aplica voltaje, convierte la capa de cristal líquido transparente en un estado más translúcido. Por lo tanto, Heilmeier fue considerado el inventor de la pantalla LCD.

Evolución de LCD e hitos importantes

A fines de la década de 1960, el Royal Radar Establishment (RRE) del Reino Unido descubrió el cristal líquido de cianobifenilo, un tipo que se adaptaba al uso de LCD en términos de estabilidad y temperatura. En 1968, Bernard Lechner de RCA creó la idea de una pantalla LCD basada en TFT, y ese mismo año, él y varios otros hicieron realidad esa idea utilizando la pantalla LCD DSM de Heilmeier.

Después de la entrada de la pantalla LCD en el campo de la tecnología de visualización, la década de 1970 estaban llenos de investigación expansiva para mejorar la pantalla LCD y hacerlo apropiado para una mayor variedad de aplicaciones. En 1970, el efecto de campo nemático retorcido fue patentado en Suiza con inventores acreditados como Wolfgang Helfrich y Martin Schadt. Este efecto nemático retorcido (TN) pronto se unió a productos que ingresaron a los mercados internacionales como la industria electrónica de Japón. En los EE. UU., James Fergason presentó la misma patente en 1971. Su empresa, ILIXCO, conocida hoy como LXD Incorporated, fabricó LCD con efecto TN que creció hasta eclipsar los modelos DSM. Las pantallas LCD TN ofrecían mejores funciones, como voltajes operativos y consumo de energía más bajos.

A partir de ahí, el primer reloj digital, o más específicamente un reloj de pulsera electrónico de cuarzo, que usaba un TN-LCD y constaba de cuatro dígitos, fue patentado en los EE. UU. y lanzado a los consumidores en 1972. Sharp Corporation de Japón, en 1975, comenzó la producción en masa de relojes y calculadoras de bolsillo TN LCD y, finalmente, otras corporaciones japonesas comenzaron a subir en el mercado de pantallas de relojes de pulsera. Seiko, por ejemplo, desarrolló el primer reloj de cuarzo LCD basado en TN de seis dígitos, una actualización del reloj original de cuatro dígitos.

El crecimiento de las pantallas LCD en la década de 1990 se centró más en las propiedades ópticas de estas nuevas pantallas en un intento de mejorar su calidad y capacidades. Los ingenieros de Hitachi fueron parte integral del análisis de conmutación en el plano(IPS) en matrices activas TFT, un concepto que ampliaría los ángulos de visión de los dispositivos que utilizan esta técnica, especialmente los LCD de pantalla grande. Otra técnica que se desarrolló en los años 90 fue multidominio. alineamiento vertical (MVA), desarrollado por Samsung. Tanto la técnica IPS como la MVA ganaron popularidad debido a su capacidad para ampliar los ángulos de visión, lo que hace que las pantallas sean más deseables y útiles. A medida que avanzaba esta investigación, la industria de LCD, anteriormente centrada en Japón, comenzó a expandirse y avanzando hacia Corea del Sur, Taiwán y más tarde también China.

¿Cuándo se hicieron populares los monitores LCD? 

A medida que entramos en el nuevo siglo, la prominencia de las pantallas LCD se disparó. Superaron a las pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT) anteriormente populares tanto en calidad de imagen como en ventas en todo el mundo en 2007. Se siguieron realizando otros desarrollos, como la fabricación de pantallas aún más grandes, la adopción de materiales transparentes y flexibles para hardware LCD. y la creación de más métodos para ampliar los ángulos de visión (O-película).

¿Cómo funciona una pantalla LCD?

A día de hoy, las pantallas LCD se han desarrollado bastante, pero se han mantenido consistentes en su estructura. Iluminada por una luz de fondo, la pantalla consta, desde el exterior hasta el interior, de dos polarizadores, dos sustratos (típicamente vidrio), electrodos y la capa de cristal líquido. Más cerca de la superficie a veces también hay un filtro de color, usando un esquema RGB. A medida que la luz pasa a través del polarizador más cercano a la luz de fondo, ingresa a la capa de cristal líquido. Ahora bien, dependiendo de si existe un campo eléctrico dirigido por los electrodos, el cristal líquido se comportará de manera diferente. Ya sea que use una pantalla LCD TN, IPS o MVS, el campo eléctrico del electrodo alterará la orientación de las moléculas de cristal líquido para luego afectar la polarización de la luz que pasa. Si la luz está polarizada correctamente, pasará completamente a través del filtro de color. y polarizador de superficie, mostrando un cierto color. Si está parcialmente polarizado correctamente, mostrará un nivel medio de luz o un color menos brillante. Si no se polariza correctamente, la luz no pasará por la superficie y no se mostrará ningún color.

Los hitos de la tecnología LCD se enumeran a continuación,

1888: Friedrich Reinitzer, un botánico austriaco descubrió el fenómeno de transición de fase de cristal líquido

1889: Otto Lehmann, físico en Alemania, acuñó el término “cristal líquido”

1911: Charles Mauguin, Universidad de París, descubrió la alineación única que adopta el material de cristal líquido en varias superficies.

1922: Georges Friedel en Francia nombró a las tres fases principales de cristal líquido esméctica, nemática y colestérica.

1927: Vsevolod Frederiks en ruso ideó la válvula de luz conmutada eléctricamente, llamada transición Fréedericksz, el efecto esencial de toda la tecnología LCD.

1929: Zocher y Birstein en Alemania estudiaron por primera vez los efectos de los campos magnéticos y eléctricos en los cristales líquidos.

1936: Barnett Levin y Nyman Levin, Marconi Wireless Telegraph Company en Inglaterra, obtienen la primera patente de una válvula de luz de cristal líquido.

1959: Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs inventaron MOSFET (transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido de metal).

1962: Paul Weimer desarrolló el primer transistor de película delgada (TFT) en el Centro de Investigación David Sarnoff de RCA.

1962: George Gray, Universidad de Hull en Inglaterra, publicó el primer libro sobre la estructura y las propiedades del cristal líquido.

1963: Richard Williams informó sobre la formación de dominios en un cristal líquido nemático bajo excitación eléctrica.

1966: Joseph Castellano y Joel Goldmacher desarrollaron el primer material de cristal líquido de l cianobifenilos que funcionaba a temperatura ambiente o por debajo de ella.