De LCD a MicroLED: Revelando los principios básicos y la evolución de las principales tecnologías de visualización

Fundamentos y clasificación de las tecnologías de visualización

El núcleo de la industria de las pantallas planas (FPD) reside en la tecnología de conversión electroóptica, que genera y modula la luz mediante señales eléctricas para producir imágenes. Las principales tecnologías de visualización actuales incluyen principalmente LCD, OLED y MicroLED. Todas estas tecnologías se basan en el principio de mezclar los tres colores primarios —rojo, verde y azul (RGB)— para lograr la coloración.

La pantalla LCD (pantalla de cristal líquido), la solución de visualización más consolidada y ampliamente adoptada, funciona según el siguiente principio fundamental: una unidad de retroiluminación emite luz blanca, que pasa a través de polarizadores y una capa de cristal líquido antes de alcanzar los filtros de color RGB para producir los tres colores primarios. Finalmente, el brillo de cada píxel se ajusta controlando la orientación de las moléculas de cristal líquido mediante la aplicación de voltaje. Este proceso se basa en la coordinación de varios componentes principales: la unidad de retroiluminación, la matriz TFT, la capa de cristal líquido y los filtros de color.

Análisis en profundidad y evolución de la tecnología LCD

Las estructuras LCD tradicionales presentan limitaciones inherentes en sus sistemas de retroiluminación: todo el panel permanece iluminado constantemente, lo que genera un consumo de energía relativamente alto. Para solucionar esto, la industria introdujo la tecnología de mejora de la retroiluminación MiniLED, que divide la retroiluminación en cientos o incluso miles de zonas controladas independientemente, cada una equipada con diminutos chips LED que pueden encenderse o apagarse individualmente, mejorando significativamente el contraste y la eficiencia energética. La tecnología de puntos cuánticos (QLED) es otro avance importante, donde la luz azul excita nanomateriales de puntos cuánticos (2-10 nm) de diferentes tamaños para producir luz roja y verde pura, que luego se combina con la luz azul para formar luz blanca de alta calidad. Esta tecnología fue galardonada con el Premio Nobel de Química en 2023.

En cuanto a las matrices TFT, la evolución de los materiales de los canales semiconductores ha impulsado directamente las mejoras en el rendimiento de las pantallas. Desde el silicio amorfo inicial (a-Si:H) hasta el silicio policristalino de baja temperatura (LTPS, fabricado mediante un proceso de recocido láser excimer de XeCl3 a 308 nm), y posteriormente a los semiconductores de óxido (como el a-IGZO), el continuo aumento de la movilidad de los portadores ha permitido que las pantallas admitan resoluciones y frecuencias de actualización más altas. Las innovaciones en los materiales de las capas de cristal líquido son igualmente cruciales, con diferentes métodos de alineación (como el nemático trenzado TN, la conmutación en el plano IPS y la alineación vertical VA) que ofrecen diferentes ángulos de visión, tiempos de respuesta y características de contraste.

Comparación de tecnologías y modularización de pantallas

Un módulo LCD (Módulo LCD) funciona como una solución de visualización completa, integrando una pantalla LCD, circuitos integrados de controlador, un sistema de retroiluminación e interfaces de conexión. Cabe destacar que MiniLED y QLED aún se clasifican como tecnología LCD, lo que representa mejoras en el sistema de retroiluminación, mientras que IPS/TN/VA se refieren a innovaciones en materiales de capa de cristal líquido. En comparación con la tecnología OLED, las pantallas LCD, aunque requieren un sistema de retroiluminación, ofrecen ventajas en cuanto a vida útil y costo. MicroLED se considera la tecnología de visualización de próxima generación, ya que combina la alta estabilidad de la LCD con las ventajas de autoemisión de la OLED, aunque aún enfrenta desafíos en la tecnología de producción en masa.

Como fabricantes de pantallas LCD, debemos seleccionar soluciones tecnológicas adecuadas según los escenarios de aplicación. Al personalizar las pantallas LCD, es fundamental considerar exhaustivamente la combinación de tipo de retroiluminación (LED convencional/MiniLED/punto cuántico), material TFT (a-Si/LTPS/Óxido) y modo de cristal líquido (TN/IPS/VA) para satisfacer las necesidades específicas del cliente en cuanto a consumo de energía, resolución, frecuencia de actualización y coste. Este enfoque modular de la tecnología es la base del desarrollo de pantallas modernas.

Acerca de CNK

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