La mayoría de las pantallas en dispositivos móviles, computadoras portátiles y televisores de pantalla plana utilizan tecnología similar, que es una combinación de métodos LED y LCD.
La parte del LED constituye la luz de fondo. Esto emite luz blanca, que luego se filtra por la parte LCD para producir luz de color.
Los LED funcionan al hacer que los electrones (de la corriente suministrada) caigan en “agujeros” dentro del material semiconductor. Cuando los electrones hacen esto, pierden algo de energía, que se emite como fotones: luz. La luz blanca está formada por todas las longitudes de onda, por lo que el diseñador hace que la energía de los fotones varíe en todo el espectro visible para producir luz blanca.
La parte LCD es mucho más compleja. Un “cristal líquido” es un material intercalado entre dos electrodos transparentes. Cuando se aplica un voltaje a los electrodos, todas las moléculas en el cristal líquido se alinean, atraídas por las cargas + y -. Cuando están alineados, permiten que la luz los atraviese. Cuando no se aplica voltaje, las moléculas se mezclan sin alineación particular y bloquean la luz. Al variar el voltaje en los electrodos, se puede hacer que las moléculas se alineen parcialmente, lo que permite que pase algo de luz: el voltaje variable se convierte en transparencia variable.
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Si colocamos un filtro transparente de color después de la pantalla LCD y colocamos una luz blanca detrás de él, podemos hacer que una celda tenga una cantidad variable de ese color, que varía de negro (sin transmisión) a completo (cualquiera que sea el filtro de color).
Si colocamos tres celdas separadas una al lado de la otra, con filtros rojo, verde y azul, con una luz blanca detrás, podemos hacer cualquier color que nos guste variando la proporción de rojo, verde y azul que deja pasar.
Ahora hacemos estos trillizos de células extremadamente pequeños, y hacemos miles y miles de ellos, dispuestos en una cuadrícula. Podemos establecer el color de cada celda de forma independiente, y así reproducir cualquier imagen. Cada celda RGB es un píxel en la imagen.
Un problema con los cristales líquidos es que usan dos placas paralelas, a ambos lados de un material no conductor. Eso es un condensador, por lo que las células de cristal líquido tienen las propiedades de un condensador, incluido el almacenamiento de carga. Debido a la necesidad de llenar la carga y eliminarla a medida que cambia el voltaje y, por lo tanto, la transparencia, las células LCD son inherentemente lentas en responder. Para solucionar ese problema, necesitamos una forma de forzar activamente la carga dentro y fuera de la celda de cristal líquido rápidamente. Hacemos esto usando un transistor, uno por celda roja, verde o azul individual. Este transistor hace que la pantalla sea ‘activa’ en lugar de ‘pasiva’, que es lo que significa cuando ve que las pantallas LCD se describen como activas. Este transistor controlador está integrado directamente en la pantalla LCD y es tan pequeño y delgado que es transparente, por lo que no bloquea la transmisión de luz.
Una vista ampliada de un panel LCD, que muestra los transistores del controlador y las celdas de colores.
Eso significa que un panel LCD es en realidad un gran gran circuito integrado, y debe tener un rendimiento perfecto del 100% en esa área para que todos los píxeles funcionen. El hecho de que esto sea posible, en gran número, a bajo costo es uno de los puntos más importantes de la tecnología hasta la fecha.
Un panel HD de 1920 x 1080 tiene 2.073.600 píxeles, cada uno compuesto por tres celdas, con tres transistores, es decir, 6.220.800 de ellos.