От ЖК-дисплеев к MicroLED: раскрытие основных принципов и эволюция основных технологий отображения

Основы и классификация технологий отображения

Основу индустрии плоских дисплеев (FPD) составляет технология электрооптического преобразования, которая генерирует и модулирует свет посредством электрических сигналов для создания изображений. К современным основным технологиям дисплеев относятся, главным образом, ЖК-дисплеи, OLED-дисплеи и MicroLED-дисплеи. Все эти технологии основаны на принципе смешения трёх основных цветов — красного, зелёного и синего (RGB) — для достижения цветности.

ЖК-дисплей (жидкокристаллический дисплей), как наиболее зрелое и широко распространённое решение для отображения информации, работает по следующему фундаментальному принципу: блок подсветки излучает белый свет, который проходит через поляризаторы и слой жидких кристаллов, прежде чем попасть на цветные RGB-фильтры для получения трёх основных цветов. Яркость каждого пикселя регулируется путём управления ориентацией молекул жидкого кристалла посредством подачи напряжения. Этот процесс основан на слаженной работе нескольких основных компонентов: блока подсветки, матрицы TFT, слоя жидких кристаллов и цветных фильтров.

Углубленный анализ и эволюция ЖК-технологии

Традиционные ЖК-дисплеи имеют присущие им ограничения в системах подсветки: вся панель подсветки постоянно светится, что приводит к относительно высокому энергопотреблению. Для решения этой проблемы в отрасли была разработана технология улучшения подсветки MiniLED, которая разделяет подсветку на сотни или даже тысячи независимо управляемых зон, каждая из которых оснащена миниатюрными светодиодными чипами, которые можно включать и выключать по отдельности, что значительно повышает контрастность и энергоэффективность. Технология квантовых точек (QLED) – ещё одно важное достижение, при котором синий свет возбуждает наноматериалы квантовых точек (2–10 нм) разного размера, создавая чистый красный и зелёный свет, который затем смешивается с синим светом, образуя высококачественный белый свет. Эта технология была отмечена Нобелевской премией по химии в 2023 году.

Что касается TFT-матриц, эволюция полупроводниковых канальных материалов напрямую способствовала повышению производительности дисплеев. От первоначального аморфного кремния (a-Si:H) к низкотемпературному поликристаллическому кремнию (LTPS, изготовленному с использованием процесса отжига эксимерным лазером XeCl с длиной волны 308 нм), а затем к оксидным полупроводникам (таким как a-IGZO), непрерывный рост подвижности носителей заряда позволил дисплеям поддерживать более высокие разрешения и частоты обновления. Инновации в области материалов для слоёв жидких кристаллов не менее важны, поскольку различные методы выравнивания (например, скрученный нематик TN, плоскостное переключение IPS и вертикальное выравнивание VA) обеспечивают различные углы обзора, время отклика и контрастность.

Модульность дисплеев и сравнение технологий

ЖК-модуль (ЖК-модуль) представляет собой комплексное решение для отображения информации, объединяющее ЖК-экран, микросхемы драйверов, систему подсветки и интерфейсы подключения. Стоит отметить, что MiniLED и QLED, по сути, по-прежнему относятся к категории ЖК-технологий, представляя собой усовершенствования в системе подсветки, в то время как IPS/TN/VA относятся к инновациям в области материалов для слоёв жидких кристаллов. По сравнению с технологией OLED, ЖК-дисплеи, хотя и требуют системы подсветки, обладают преимуществами в сроке службы и стоимости. MicroLED рассматривается как технология отображения информации нового поколения, сочетающая высокую стабильность ЖК-дисплеев с преимуществами самоизлучающей способности OLED, хотя и сталкивается с трудностями в технологии массового производства.

Как производители ЖК-дисплеев, мы должны выбирать подходящие технологические решения, исходя из конкретных условий применения. При разработке ЖК-дисплеев необходимо всесторонне учитывать сочетание типа подсветки (обычные светодиоды/MiniLED/квантовые точки), материала TFT (a-Si/LTPS/Oxid) и режима работы жидких кристаллов (TN/IPS/VA), чтобы удовлетворить конкретные требования заказчика к энергопотреблению, разрешению, частоте обновления и стоимости. Модульный подход к технологии лежит в основе разработки современных дисплеев.

О CNK

Компания CNK Electronics (сокращенно CNK), основанная в Шэньчжэне в 2010 году, в 2019 году расширила свой ведущий мировой завод в Лунъяне, провинция Фуцзянь. Это специализированное и инновационное предприятие, специализирующееся на проектировании, разработке, производстве и продаже дисплеев. CNK предоставляет клиентам по всему миру полный спектр экономически эффективных дисплеев малого и среднего размера, решений и услуг превосходного качества. Ориентируясь на технологии и высокое качество, CNK поддерживает устойчивое развитие, стремясь предоставлять клиентам более качественные и стабильные услуги.