Al otro lado de lo que vemos

Aunque tal vez la costumbre nos ha hecho perder conciencia de eso, las pantallas son componentes fundamentales de nuestra vida cotidiana. En efecto, éstas no sólo son las mediadoras que facilitan nuestra interacción con un dispositivo tecnológico: basta con pensar en las enciclopedias online o en los chats y videoconferencias para darnos cuenta de que también nos posibilitan, entre muchas otras cosas, la adquisición de información nueva y la comunicación con otras personas. En este artículo nos centraremos particularmente en las pantallas de cristal líquido.

¿Qué es el cristal líquido?

Según la física y la química, la materia tiene tres estados fundamentales: sólido, líquido y gaseoso.

Estado sólido: las partículas están fuertemente ligadas entre sí debido a fuerzas de atracción y repulsión. Éstas pueden realizar movimientos de vibración en torno a posiciones fijas.

Estado líquido: las partículas están débilmente ligadas ya que las fuerzas de cohesión existentes entre ellas no son tan potentes como en los sólidos. Los átomos están en constante movimiento y no adoptan una posición fija.

Estado gaseoso: las fuerzas de atracción entre los átomos son prácticamente nulas. Las partículas se mueven con total libertad.

Además de los tres estados fundamentales de la materia existen otros dos, los cuales no se presentan en condiciones ambientales naturales: plasma y condensado de Bose-Einstein. El primero se da cuando un gas es sometido a temperaturas altísimas o a grandes diferencias de potencial eléctrico; el segundo, en cambio, se obtiene cuando la materia se enfría a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15 °C).

 
Bose y Einstein fueron quienes postularon conjuntamente la existencia del condensado Bose-Einstein.

El cristal líquido puede ser manipulado a través de cargas eléctricas.

No obstante, bajo ciertas condiciones, existen algunas sustancias que no pueden encuadrarse en ninguno de los estados anteriormente mencionados. Dentro de este grupo de sustancias encontramos al cristal líquido, el cual presenta estados de organización de sus partículas menor que el de un cristal pero mayor que el de un líquido, y también comparte características propias tanto de los sólidos como de los líquidos. En este sentido, el cristal líquido se encuentra en una mesofase, es decir, una fase intermedia entre otras dos: la cristalina y la líquida.

Molécula de cristal líquido: benzoato de colesterilo. Gracias a su estructura molecular, el cristal líquido presenta propiedades muy particulares.

¿Qué propiedades tiene el cristal líquido?

Debido a sus características particulares, el cristal líquido se ha convertido en un componente tecnológico fundamental. Su gran utilidad depende principalmente de dos propiedades primordiales: su actividad óptica y su polaridad.

• El cristal líquido es ópticamente activo porque es capaz de desviar el plano de polarización de un haz de luz que lo atraviesa.

Un haz de luz está polarizado cuando sus ondas se propagan en un plano único, y no hacia todas partes. Podríamos decir que es un haz de luz direccionado.

• El cristal líquido es polar porque sus partículas pueden presentar una distribución no uniforme de cargas eléctricas; es decir, constituyen dipolos.

Estas dos características son muy importantes ya que, gracias a su polaridad, el cristal líquido puede ser manejado a partir de estímulos eléctricos, y gracias a su actividad óptica puede permitir o no el paso de ciertos haces de luz, lo que resulta fundamental para su aplicación en pantallas de todo tipo (monitores, calculadoras, relojes, etc.). En otras palabras, las propiedades ópticas de los cristales líquidos pueden ser manipuladas si éstos son sometidos a campos eléctricos, ya que son polares.

¿Cuáles son las aplicaciones tecnológicas del cristal líquido?

El cristal líquido, hoy en día, está presente en una gran cantidad de aparatos tecnológicos. Si bien su principal aplicación se da en pantallas, este tipo de sustancia también es empleado como componente de otros dispositivos.

Pantallas de cristal líquido (LCD)

El cristal líquido es conocido principalmente por su aplicación en pantallas. A éstas se las conoce por el nombre LCD, el cual es un acrónimo del inglés liquid crystal display (“pantalla de cristal líquido”, literalmente en español). Aunque hoy en día tendemos a relacionar a los LCD sólo con televisores o monitores modernos, las pantallas de cristal líquido tienen casi 50 años de historia.

El cristal líquido fue descubierto en 1888 por Friedrich Reinitzer, un químico y botánico que estudiaba el colesterol en las zanahorias. No obstante, en ese momento no se encontraron aplicaciones realmente importantes para este tipo de sustancia.

Recién en el año 1968, el científico Heilmeier diseña un panel de cristal líquido, el cual representa el primer antecedente de los monitores y televisores que empleamos hoy en día.

Entre los LCD de uso más frecuente podemos distinguir:

Televisores con pantalla de cristal líquido

Desde la década de los ’50 comenzaron a realizarse en Europa y Estados Unidos una gran cantidad de investigaciones sobre el cristal líquido y sus posibles aplicaciones tecnológicas. Por ejemplo, la empresa RCA, pionera en este tipo de indagaciones, organizó en el año 1965 un grupo de investigación dedicado particularmente a los LCD.

Los descubrimientos en esta área llevaron al perfeccionamiento de la tecnología de cristal líquido, y gracias a eso contamos hoy en día con televisores LCD con gran calidad de imagen y sumamente eficientes. Este tipo de televisores son los más producidos en la actualidad, desplazando así a los CTR (pantallas de tubo catódico).

Las investigaciones en LCDs han avanzado tanto que en la actualidad son frecuentes las TV con tecnología 3D.

Su resolución de imagen y la calidad de sus colores son muy buenas, y gracias a los avances tecnológicos son cada vez mejores. Además, frente a los televisores CTR, ocupan menos espacio físico y suelen presentar una estética más moderna.

El diseño del televisor y el lugar que éste ocupará en la casa son factores determinantes a la hora de elegir un dispositivo.

¿Qué debemos tener en cuenta para elegir un televisor?

A la hora de adquirir un televisor son varios los factores que debemos tener en cuenta si queremos que nuestra inversión sea eficiente:

Ubicación: debemos saber dónde irá ubicado.

Tamaño: en función del lugar donde se ubicará la TV debemos decidir su tamaño.

Uso: debemos saber qué uso le daremos: reproducción de películas, videojuegos, uso ocasional, etc.

Diseño: en ocasiones el diseño es muy importante. El color – que por lo general es gris o negro- puede acompañar al entorno o desentonar por completo con él.

Monitores con pantalla de cristal líquido

Los monitores con tecnología LCD no son muy distintos a los televisores. Al igual que estos últimos, también han desplazado a los monitores CTR y se instauran poco a poco como el tipo de monitor más empleado a nivel mundial.

Este impacto no es menor, ya que muchísimas personas alrededor del mundo trabajan frente a un monitor durante varias horas al día. Los monitores de cristal líquido, frente a sus pares de tubo catódico, presentan la ventaja de ser menos nocivos para la salud, debido a que dañan menos la vista de sus usuarios.

La exposición prolongada frente a una pantalla puede dañar la vista.

Teléfonos celulares y tablets

En la actualidad, los teléfonos celulares (en especial los smartphones) y las tablets se han convertido en dispositivos casi indispensables para una gran variedad de propósitos: telecomunicaciones, transferencia de datos, reproducción multimedia e incluso videojuegos. En estos dispositivos, las pantallas LCD tienen la ventaja de ser compactas, livianas, consumir poca carga de batería y no distorsionan la imagen en sus puntos geométricos.

Por otra parte, estos LCDs cuentan con pantallas táctiles, lo que permite una mejor interacción por parte del usuario con el dispositivo. Este tipo de pantallas funcionan a partir del contacto directo con la superficie.

Smartphones y tablets han logrado llegar a ocupar un lugar de suma relevancia en nuestra vida cotidiana.

Calculadoras y relojes

Estos dispositivos LCD, a diferencia de los que se mencionaron anteriormente, no producen retroiluminación; es decir, no tienen una luz de fondo que permita iluminar la pantalla. Este hecho presenta una gran ventaja: el ahorro de energía. En efecto, estos aparatos consumen pocas cantidades de energía eléctrica, por eso sus fuentes – por lo general pilas o baterías- tienen una larguísima duración.

Este tipo de dispositivos fueron los primeros con tecnología LCD en ser comercializados a gran escala: las primeras calculadoras LCD se produjeron en el año 1973, mientras que los primeros relojes de pulsera digitales en emplear esta tecnología se pusieron a la venta en 1976.

Otras aplicaciones del cristal líquido

Los dispositivos mencionados anteriormente comparten la característica de poseer pantallas que emplean el cristal líquido; no obstante, existen otros objetos que tienen por componente al cristal líquido, aunque no en una pantalla.

Algunos de los dispositivos que utilizan el cristal líquido pero carecen de pantalla son:

Termómetros

Existen termómetros fabricados con cristal líquido. Están conformados por una lámina plástica negra a la cual se le insertan gotas de diferentes cristales líquidos, guardando cierto espacio entre ellos. Sobre esto agrega una lámina plástica y transparente con la inscripción de los números que indicarán la temperatura. Los distintos valores de temperatura medidos harán que el cristal líquido refleje selectivamente la luz.

Termómetro que emplea cristal líquido.

Polímeros de cristal líquido

El cristal líquido Kevlar (poliparafenileno tereftalamida) es un polímero sintetizado de gran importancia comercial. Gracias a su alta resistencia, es empleado para producir tableros de automóviles, paragolpes y hasta chalecos antibalas.