¿Por qué no han triunfado las pantallas transflectivas?

[Vainaimoinen]

Desde los principios de la tinta electrónica se ha hablado del sistema reflectivo en el que se basan los ereaders, y también en ocasiones se ha hablado de la tecnología transflectiva, sin que la mayoría de las veces se haya explicado muy bien que es. Una pantalla transmisiva es la más conocida por todos, pero tampoco se han descrito muy bien sus características.

 

Hoy vamos a intentar explicar estos tres conceptos de la manera más simple posible.

 

La tecnología transmisiva consiste en una pantalla que está retroiluminada, es decir que millones de píxeles emiten luz para combinándose formar las imágenes, textos, etc. las pantallas LED son un exponente de esto que hablamos las pantallas OLED se componen también de diodos electrónicos que emiten luz pero en este caso son orgánicos. Las pantallas LCD también necesitan una retroiluminación para visualizarse. Otra tecnología la constituyen los paneles TFT.

 

La tecnología que está imperando últimamente es la AMOLED consiste en un conjunto de píxeles OLED que se depositan o integran en una serie de transistores de película fina (TFT) para formar una matriz de píxeles, que se iluminan cuando han sido activados eléctricamente, controlados por los interruptores que regulan el flujo de corriente que se dirige a cada uno de los píxeles. El TFT continuamente regula la corriente que fluye por cada uno de los píxeles, para así caracterizar el píxel con el nivel de brillo que mostrará.

 

Generalmente esa corriente se controla mediante dos TFT por píxel, uno para empezar y parar de cargar el condensador, y el otro para proveer el nivel necesario de tensión al píxel para así crear una corriente de valor constante y poder evitar los picos de alta corriente que requiere un OLED pasivo para las operaciones en la matriz de píxeles.

Cuantos más píxeles contenga la pantalla, más nitidez tendrán las imágenes y más calidad en la representación de los colores. La alta definición (HD Hight Definition en inglés) supone que cada línea horizontal de la pantalla tiene 1920 píxeles y en vertical suman 1080 pixeles 1920×1080 = 2.073.600 píxeles  visualizados. La 4K tiene 4096 píxeles en horizontal x 2160 en vertical con lo que una pantalla de este tipo contendrá 8.847.360 píxeles. Por último la última resolución de 8 K corresponde a 8192 píxeles en horizontal por 4320 en vertical por lo que una pantalla 8K contendrá 35.389.440 algo más que suficiente para la proyección cinematográfica (al aumentar la superficie de la pantalla, aumenta el tamaño del pixel bajando la nitidez) y desde luego casi excesivo para una pantalla grande de TV. Algunas investigaciones han demostrado que la mayoría de consumidores no distingue las diferencias entre el 4K y el 8K.

Sea como fuere podemos afirmar que la característica de las pantallas transmisivas es que están compuestas por millones de píxeles o diodos electrónicos que emiten luz para poder ser visualizadas, no dependen de la luz del sol o del medio inmediato para poder visionarlas, y además tienen una riqueza de variaciones de colores increíble además de ser capaces de reproducir imágenes en movimiento, es decir vídeos.

A pesar de emitir luz propia, a plena luz del sol la mayoría tiene problemas para visualizarse ya que los diodos no pueden competir con la luz del sol mucho más brillante que las pantallas transmisivas, por eso nos cuesta tanto ver la hora en un reloj digital o ver una tablet bajo el sol.

 

El otro problema que tienen es que al emitir luz, producen fatiga visual. Si pasamos mucho tiempo mirando una pantalla transmisiva es como si estuviéramos mirando una bombilla fijamente durante ese tiempo, por eso nuestros ojos sufren con las pantallas.

 

Por último el inconveniente es que energéticamente no son tan eficientes como las reflectivas consumen mucha electricidad en relación a la tinta electrónica.

 

La tecnología Reflectiva consiste en pantallas que no necesitan emitir luz para ser visualizadas sino que funcionan reflejando la luz ambiente al igual que lo hace por ejemplo la hoja de papel de un libro. Por lo tanto, no producen fatiga visual y consumen muy poca energía, solo lo hacen cuando refrescan la pantalla, por lo tanto las cargas de la batería se pueden extender bastante en el tiempo, según el uso varios días o semanas.

 

Para formar las imágenes se recurre principalmente a tres métodos:

 

La electroforesis

Las pantallas están formadas por tres capas, una con microtransmisores eléctricos, otra con el polímero y la tercera con una lámina protectora. En el polímero encontramos una matriz de millones de cápsulas que están flotando en un gel que permite que sean estimuladas electromagnéticamente. Mediante esta estimulación cada cápsula pasa a mostrar su cara blanca o negra, de manera que en la pantalla se representa un texto o gráfico.

 

1 Capa superior 2 Capa de electrodo transparente 3 Micro-cápsulas transparentes 4 Pigmentos blancos de carga positiva 5 Pigmentos negros de carga negativa 6 Aceite transparente 7 Capa de electrodos de los pixel 8 Capa inferior de soporte 9 Luz 10 Blanco 11 Negro

 

El procedimiento viene mejor explicado en la web de la empresa Eink

 

Este sistema es el que usan todas las marcas de ereaders Kindle, Kobo, Pocket y todas las demás llevan incorporados en sus ereaders pantallas de tinta electrónica de este tipo.

 

Se han incorporado mejoras como la velocidad de refresco, la adicción de otros colores como el rojo y el amarillo a las pantallas, el uso de filtros para la reproducción de color, que no dan resultados muy eficientes, pero hasta la fecha se sigue sin poder

 

Reflexión en membranas metálicas.

 

El sistema Mirasol, es muy curioso y está basado en la naturaleza, imita el fenómeno de las alas de las mariposas. Parece ser que realmente el color que vemos en algunas alas de estos insectos, en realidad no existen en sus alas, no son pigmentos que vemos, sino reflejos de estas membranas que al curvarse de una determinada manera se perciben con unos matices de color determinados.

 

Mirasol realiza lo mismo en sus aparatos, pero dio un salto hacia adelante perfeccionando esta técnica. En un principio, cada pixel de sus pantallas estaba compuesto por tres microcelúlas que contenían unas pequeñísimas membranas que se curvaban de una determinada forma para reflejar la luz, mediante una corriente eléctrica que determinaba que se formaran los colores básicos (rojo, verde y ciam) que combinados formaban los matices de los colores.

 

 

Después se eliminaron las tres microcélulas de cada pixel, y cada uno con una sola membrana es capaz de reproducir una amplia gama de colores, de hecho, según parece cualquier gama de colores ya que el sistema IMOD, ha conseguido afinar de tal manera el ajuste del voltaje suministrado a la membrana, que controla totalmente la curvatura de la misma, alcanzando millones de tonos de color dentro del píxel que hace las veces de un espejo que refleja la luz. Lo mostramos en la imagen de abajo. Esto se llama “Modulador de Interferometría” o IMOD según sus siglas en INGLES

 

 

 

Esto tiene básicamente dos ventajas: Por un lado la escalada en la resolución de las pantallas de este tipo, y por otro la capacidad de reproducción de video, si se cuenta con un chip lo suficientemente potente.

 

Se comercializó un ereader con esta tecnología el Kyobo que se distribuyó en Corea del Sur, pero lamentablemente no ofreció los resultados prometidos, el software falló y el ángulo de visualización era bastante estrecho, para ver bien la pantalla había que ubicarse en una posición perpendicular a la misma.

 

No hemos vuelto a saber más de estas pantallas para ereaders de la empresa Qualcomm fabricante de estos aparatos.

 

La empresa BODLE también ha desarrollado una línea similar de la que informamos hace poco en esta página.

 

 

La tecnología basada en aceites coloreados.

 

Esta tecnología ha sido desarrollada por la empresa Liquavista funciona con aceites de colores que varían su estado cuando se le aplica una corriente eléctrica, esta técnica llamada electrohumectación, (Electro Wetting en inglés),  las pantallas EW permitirán reproducir video en alta definición, superando a la tinta electrónica  basadas en tecnología electroforética (EPh).

 

Las pantallas EW consisten en pilas verticales de varias capas. Tres capas de aceites rojos, verdes y azules están separadas por dos capas intermedias de agua. Estas capas, junto con otras capas hidrófilas y otras hidrófobas forman una especie de bocadillo con los electrodos. Las capas de aceite coloreado también están divididas en filas alineadas para crear píxeles separados. Los investigadores construyeron dos prototipos de 1000-2000 píxeles, con tamaños de píxel de 200×600 µm2 y 300×900 µm2.

 

 

 

 

De esta tecnología ya informamos anteriormente en 2010

 

 

Liquavista se fundó en 2006 como una spin-off de Philips. En 2010 fue adquirida por Samsung y en 2013 Amazon compró esta empresa a la multinacional coreana finalmente en 2018 Amazon cerró Liquavista, sin indicar que sucedió con la tecnología desarrollada hasta ese momento, así que de momento no vemos mucho futuro a la electrohumectación para la fabricación de pantallas reflectivas.

 

La tecnología transflectiva

 

Respecto a las pantallas transflectivas teóricamente son las ideales porque tendrían las virtudes de las pantallas transmisivas y reflectivas, en realidad sería una suma de las dos, tal como se muestra en el dibujo esquemático de la cabecera.

 

Consiste en una pantalla que se vuelve transmisiva cuando las condiciones lumínicas lo requieren para transformarse en reflexiva en exteriores pudiéndose ver perfectamente bajo la luz solar.

 

 

El paradigma de esta tecnología lo constituyó la empresa Pixel Qi, de la que hablamos hace unos días según creo recordar hasta tenían un botón para pasar de un modo a otro a voluntad del usuario y un modo automático en el que el propio aparato detectaba la luz ambiente y regulaba el modo transflectivo automáticamente.

 

 

¿Por qué no se ha impuesto esta tecnología en todas las pantallas que se fabrican? ¿Algo que parecería de toda lógica? En cuanto a Pixel Qi ya lo hemos explicado, pero no han sido los únicos intentos ha habido más y se han comercializado, demos un repaso de algunos de ellos.

 

Solarbon Una compañía que comercializa una pantalla transflectiva gracias a un filtro que recoge la luz solar y la utiliza para mostrar la imagen Shine-Out de LG un dispositivo que también refleja la luz del sol además de la mostrada con leds

 

NEC LCD Technologies con su sistema "ST-NLT” que según dicen utilizaban la luz natural ya en 2006

Panasonic también comercializa aparatos con la tecnología transflectiva “Circulumin” basándose también en un filtro de luz polarizada

 

Dell también comercializa pantallas transflectivas con su propia tecnología transflectiva Direct Vue

 

Motorola igualmente usa pantallas transflectivas en su reloj Moto 360

 

Como se puede ver las pantallas transflectivas no son una tecnología muerta, lo extraño es que no hayan tenido una difusión mayor y se haya generalizado su uso en las tablets, teléfonos móviles y relojes de pulsera, tres dispositivos que tenemos que usar muchas veces bajo la luz del sol.

 

Con unos costes racionales, sin duda acabarían con el mercado de ereaders, pero como dice el dicho: "Doctores tiene la Iglesia"

 

Isidro López Neira

 

 

 

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