Tecnología de visualización explicó: A-Si, LTPS, IGZO amorfa, y más allá

LCD o AMOLED, 1080p vs 2K? Hay un montón de temas polémicos cuando se trata de teléfono inteligente pantallas, todos los cuales tienen un impacto en el día a día de uso de nuestros smartphones. Sin embargo, un tema importante que a menudo se pasa por alto durante el análisis y la discusión es el tipo de tecnología de plano posterior utilizada en la pantalla.

Fabricantes de pantallas menudo arrojan alrededor de términos como A-Si, IGZO, o LTPS. Pero, ¿qué estas siglas significan realmente y cuál es el impacto de la tecnología de plano posterior en la experiencia de usuario? ¿Qué pasa con los desarrollos futuros?

Para mayor claridad, la tecnología de plano posterior se describen los materiales y diseños de montaje utilizados para los transistores de película delgada que impulsan la pantalla principal. En otras palabras, es la placa posterior que contiene una matriz de transistores que son responsables de convertir los píxeles individuales dentro y fuera, actuando por tanto como un factor determinante a la hora de mostrar la resolución, velocidad, consumo de energía y refrescar.

Tenga en cuenta los transistores en la parte superior de cada píxel de color.

Ejemplos de tecnología de plano posterior incluyen silicio amorfo (ASI), silicio policristalino de baja temperatura (LTPS) y galio indio óxido de zinc (IGZO), mientras que LCD y OLED son ejemplos de emisores de luz tipos de materiales. Algunas de las diferentes tecnologías de plano posterior se puede utilizar con diferentes tipos de visualización, por lo IGZO se puede utilizar con pantallas LCD o de cualquiera de OLED, aunque que algunas placas posteriores son más adecuados que otros.

a-Si

El silicio amorfo ha sido la salida al material para la tecnología de plano posterior durante muchos años, y viene en una variedad de diferentes métodos de fabricación, para mejorar su eficiencia energética, actualice velocidades, y el ángulo de visión de la pantalla. Hoy en día, a-Si pantallas constituyen entre el 20 y el 25 por ciento del mercado de las pantallas de teléfonos inteligentes.

Una comparación especificación de tipos de TFT comunes.

Para pantallas de teléfonos móviles con una densidad de píxeles inferior a 300 píxeles por pulgada, esta tecnología sigue siendo el plano posterior preferible de elección, principalmente debido a sus bajos costos y proceso de fabricación relativamente simple. Sin embargo, cuando se trata de pantallas de mayor resolución y las nuevas tecnologías como AMOLED, a-Si está empezando a luchar.

AMOLED pone más estrés eléctrico en los transistores en comparación con el LCD, y por lo tanto favorece las tecnologías que pueden ofrecer más actual para cada píxel. Además, los transistores de pixel AMOLED ocupan más espacio en comparación con los LCD, el bloqueo de las emisiones de más de luz para pantallas AMOLED, lo que hace a-Si en lugar inadecuado. Como resultado de ello, las nuevas tecnologías y procesos de fabricación se han desarrollado para satisfacer la creciente demanda de paneles de visualización en los últimos años.

LTPS

LTPS actualmente se sienta como el alta de la fabricación de barras de plano posterior, y puede ser visto detrás de la mayoría de la pantalla LCD de gama alta y AMOLED pantallas encuentran en los teléfonos inteligentes de hoy en día. Se basa en una tecnología similar a a-Si, pero una temperatura de proceso más alta se utiliza para la fabricación de LTPS, resultando en un material con propiedades eléctricas mejoradas.

Se requieren corrientes más altas para los paneles OLED estables, que a-Si cae por debajo de.

LTPS de hecho es la única tecnología que realmente funciona para AMOLED en este momento, debido a la mayor cantidad de corriente requerida por este tipo de tecnología de pantalla. LTPS también tiene mayor movilidad de los electrones, el cual, como su nombre indica, es una indicación de con qué rapidez / fácilmente un electrón puede moverse a través del transistor, con hasta 100 veces mayor movilidad que a-Si.

Para empezar, esto permite mucho más rápido de cambiar los paneles de visualización. La otra gran ventaja de esta alta movilidad es que el tamaño de los transistores se puede reducir hacia abajo, mientras que todavía proporciona la potencia necesaria para la mayoría de las pantallas. Este tamaño reducido puede o bien ser puesto hacia la eficiencia energética y reducir el consumo de energía, o se puede utilizar para exprimir más transistores en al lado del otro, permitir mucho mayores pantallas de resolución. Ambos aspectos son cada vez más importantes como los teléfonos inteligentes empiezan a ir más allá de 1080p, lo que significa que LTPS es probable que siga siendo una tecnología clave para el futuro previsible.

LTPS es, con mucho, la tecnología de plano posterior más utilizado, al combinar su uso en LCD y paneles AMOLED.

El inconveniente de LTPS TFT proviene de su proceso de fabricación y materiales cada vez más complicados costes, lo que hace la tecnología más caros de producir, especialmente como las resoluciones continúan aumentando. A modo de ejemplo, una pantalla LCD de 1080p basado en este panel la tecnología cuesta aproximadamente un 14 por ciento más de a-Si TFT LCD. Sin embargo, las cualidades mejoradas de LTPS todavía significa que sigue siendo la tecnología preferida para pantallas de mayor resolución.

IGZO

Actualmente, a-Si y pantallas LCD LTPS constituyen el mayor porcentaje combinado del mercado de las pantallas de teléfonos inteligentes. Sin embargo, IGZO se prevé que la próxima tecnología de elección para pantallas de móviles. Afilado comenzó originalmente producción de sus paneles LCD IGZO-TFT de nuevo en 2012, y ha estado empleando su diseño en smartphones, tabletas y televisores desde entonces. La compañía también ha mostrado recientemente fuera ejemplos de en forma de pantallas no rectangulares basado en IGZO. Sharp no es el único jugador en este campo - LG y Samsung están interesados ​​en la tecnología también.

Transistores más pequeños permiten mayores densidades de píxeles

El área donde IGZO, y otras tecnologías, a menudo han luchado es cuando se trata de implementaciones con OLED. ASi ha demostrado ser bastante inadecuados para conducir las pantallas OLED, con LTPS que proporcionan un buen rendimiento, pero al aumentar gasto como tamaño de pantalla y densidades de píxeles aumentar. La industria OLED es en la búsqueda de una tecnología que combina el bajo costo y la escalabilidad de a-Si con el alto rendimiento y la estabilidad de LTPS, que es donde entra en juego IGZO.

¿Por qué la industria de hacer el cambio a IGZO? Bueno, la tecnología tiene mucho potencial, especialmente para dispositivos móviles. Materiales de construcción de IGZO permiten un buen nivel de movilidad de los electrones, que ofrece entre 20 y 50 veces la movilidad de electrones de silicio amorfo (a-Si), aunque esto no es tan alto como LTPS, que te deja con un buen número de posibilidades de diseño. Por lo tanto, por las pantallas IGZO pueden reducido a tamaños más pequeños de transistor, lo que resulta en menor consumo de energía, que proporciona el beneficio adicional de hacer la capa IGZO menos visible que otros tipos. Esto significa que puede ejecutar la exhibición en un menor brillo para lograr el mismo resultado, lo que reduce el consumo de energía en el proceso.

Uno de los otros beneficios del IGZO es que es altamente escalable, permitiendo una muestra mucho mayor resolución con gran aumento de las densidades de píxeles. De Sharp ya ha anunciado planes para paneles con 600 píxeles por pulgada. Esto se puede lograr más fácilmente que con A-Si TFT tipos debido al tamaño transistor más pequeño.

La movilidad de electrones Superior también se presta a un mejor rendimiento cuando se trata de la frecuencia de actualización y el cambio píxeles por intervalos. Sharp ha desarrollado un método de hacer una pausa píxeles, lo que les permite mantener su carga durante períodos más largos de tiempo, que a su vez mejorarán la vida de la batería, así como ayudar a crear una imagen de alta calidad constante.

Pequeños transistores IGZO también están vendiendo aislamiento de ruido superior en comparación con a-Si, que debería dar lugar a una experiencia de usuario más suave y más sensible cuando se utiliza con pantallas táctiles. Cuando se trata de IGZO OLED, la tecnología está en el buen camino, ya que de Sharp acaba de presentar su nueva pantalla OLED 8K de 13,3 pulgadas en SID-2014.

Esencialmente, IGZO se esfuerza por alcanzar las ventajas de rendimiento de LTPS, manteniendo fabricaciones cuesta un precio tan bajo como sea posible. LG y Sharp están trabajando en la mejora de sus rendimientos de fabricación de este año, con el objetivo de LG 70% con su nuevo Gen 8 M2 fabuloso. Combinado con energía eficiente tecnologías de visualización como OLED, IGZO debe ser capaz de ofrecer un excelente equilibrio de costes, la eficiencia energética, y la calidad de la pantalla para dispositivos móviles.

¿Que sigue?

Innovaciones en placas madre de visualización no se detienen con IGZO, ya que las empresas que ya están invirtiendo en la próxima ola, con el objetivo de mejorar aún más la eficiencia energética y rendimiento de la pantalla. Dos ejemplos que vale la pena mantener un ojo están en son de metal amorfo resistencia no lineal Amorphyx '(RNAM) y CBRITE.

Smartphones de mayor resolución, como el G3 LG, están poniendo demandas cada vez mayores en la tecnología de transistor de detrás de las escenas.

A partir de la RNAM, un proyecto de escisión, que salió de la Universidad Estatal de Oregon, esta tecnología tiene como objetivo sustituir los transistores de película delgada comunes con un dispositivo túnel simplificada de dos terminales actual, que actúa esencialmente como un "regulador de intensidad".

Esta tecnología puede ser el desarrollo de la fabricación en un proceso que aprovecha a-Si TFT equipo de producción, que debe mantener los costos bajos cuando se trata de la conmutación de producción, mientras que también ofrece un coste 40 por ciento menor de la producción en comparación con a-Si. RNAM también está promoviendo un mejor rendimiento óptico de a-Si y una total falta de sensibilidad a la luz, a diferencia de IGZO. RNAM podría terminar ofreciendo una nueva opción rentable para pantallas de móviles, al tiempo que las mejoras en el consumo de energía también.

CBRITE, por otro lado, está trabajando en su propia TFT óxido de metal, que tiene un proceso material y que ofrece una mayor movilidad de los portadores de IGZO. La movilidad de electrones felizmente puede alcanzar 30cm² / V · s, alrededor de la velocidad de IGZO, y se ha demostrado alcanzar 80cm² / V · s, que es casi tan alto como LTPS. CBRITE también parece presta muy bien a la resolución más alta y disminuir las necesidades de consumo de energía de las futuras tecnologías de pantallas móviles.

LTPS vs CBRITE comparación de especificaciones para su uso con pantallas OLED

Además, esta tecnología está fabricado a partir de un proceso de cinco máscara, lo que reduce los costes incluso en comparación con a-Si y sin duda hacer que sea mucho más barato de fabricar que el proceso de 9 al 12 de máscara LTSP. Se espera CBITE para iniciar el envío de productos en algún momento de 2015 o 2016, aunque si esto va a terminar en dispositivos móviles tan pronto es actualmente desconocido.

Smartphones ya se benefician de las mejoras en la tecnología de la pantalla, y algunos podrían argumentar que las cosas ya son tan buenos como tienen que ser, pero la industria de las pantallas todavía tiene mucho que enseñarnos en los próximos años.