Du LCD au MicroLED : dévoilement des principes fondamentaux et de l'évolution des technologies d'affichage grand public

Fondamentaux et classification des technologies d'affichage

  Le cœur de l'industrie des écrans plats (FPD) réside dans la technologie de conversion électro-optique, qui génère et module la lumière via des signaux électriques pour produire des images. Les technologies d’affichage actuelles incluent principalement les écrans LCD, OLED et MicroLED. Toutes ces technologies reposent sur le principe du mélange des trois couleurs primaires – rouge, vert et bleu (RVB) – pour réaliser une colorisation.

L'écran LCD (Liquid Crystal Display), en tant que solution d'affichage la plus mature et la plus largement adoptée, fonctionne sur le principe fondamental suivant : une unité de rétroéclairage émet une lumière blanche, qui traverse des polariseurs et une couche de cristaux liquides avant d'atteindre les filtres de couleur RVB pour produire les trois couleurs primaires. Enfin, la luminosité de chaque pixel est ajustée en contrôlant l'orientation des molécules de cristaux liquides via la tension appliquée. Ce processus repose sur le travail coordonné de plusieurs composants principaux : l'unité de rétroéclairage, la matrice TFT, la couche de cristaux liquides et les filtres de couleur.

Analyse approfondie et évolution de la technologie LCD

  Les structures LCD traditionnelles présentent des limites inhérentes à leurs systèmes de rétroéclairage : l'ensemble du panneau de rétroéclairage reste constamment éclairé, ce qui entraîne une consommation d'énergie relativement élevée. Pour résoudre ce problème, l'industrie a introduit la technologie d'amélioration du rétroéclairage MiniLED, qui divise le rétroéclairage en centaines, voire en milliers de zones contrôlées indépendamment, chacune équipée de minuscules puces LED qui peuvent être allumées ou éteintes individuellement, améliorant ainsi considérablement le contraste et l'efficacité énergétique. La technologie des points quantiques (QLED) constitue une autre avancée majeure : la lumière bleue excite des nanomatériaux à points quantiques (2 à 10 nm) de différentes tailles pour produire une lumière rouge et verte pure, qui se combine ensuite avec la lumière bleue pour former une lumière blanche de haute qualité. Cette technologie a été récompensée par le prix Nobel de chimie en 2023.

  En ce qui concerne les matrices TFT, l'évolution des matériaux des canaux semi-conducteurs a directement entraîné des améliorations des performances d'affichage. Du silicium amorphe initial (a-Si:H) au silicium polycristallin à basse température (LTPS, fabriqué à l'aide d'un processus de recuit laser excimer XeCl de 308 nm), puis aux semi-conducteurs à oxyde (tels que l'a-IGZO), l'augmentation continue de la mobilité des porteurs a permis aux écrans de prendre en charge des résolutions et des taux de rafraîchissement plus élevés. Les innovations dans les matériaux des couches de cristaux liquides sont tout aussi essentielles, avec différentes méthodes d'alignement (telles que le nématique torsadé TN, la commutation dans le plan IPS et l'alignement vertical VA) offrant différents angles de vision, temps de réponse et caractéristiques de contraste.

Modularisation de l'affichage et comparaison des technologies

  Un module LCD (LCD Module) sert de solution d'affichage complète, intégrant un écran LCD, des circuits intégrés de pilote, un système de rétroéclairage et des interfaces de connexion. Il convient de noter que MiniLED et QLED relèvent essentiellement de la catégorie de la technologie LCD, ce qui représente des améliorations du système de rétroéclairage, tandis que IPS/TN/VA font référence à des innovations dans les matériaux des couches de cristaux liquides. Par rapport à la technologie OLED, les LCD, bien que nécessitant un système de rétroéclairage, offrent des avantages en termes de durée de vie et de coût. MicroLED est considérée comme la technologie d'affichage de nouvelle génération, combinant la haute stabilité de l'écran LCD avec les avantages auto-émissifs de l'OLED, même si elle reste confrontée à des défis dans la technologie de production de masse.

  En tant que fabricants d'écrans LCD, nous devons sélectionner des solutions technologiques appropriées en fonction de scénarios d'application. Lors de la personnalisation des écrans LCD, il est essentiel de prendre en compte de manière exhaustive la combinaison du type de rétroéclairage (LED conventionnelle/MiniLED/point quantique), du matériau TFT (a-Si/LTPS/Oxide) et du mode cristaux liquides (TN/IPS/VA) pour répondre aux exigences spécifiques des clients en matière de consommation d'énergie, de résolution, de taux de rafraîchissement et de coût. Cette approche modulaire de la technologie constitue la logique fondamentale du développement de produits d'affichage modernes.

À propos de CNK

  Fondée à Shenzhen en 2010, CNK Electronics (CNK en bref) a agrandi l'usine leader mondial à Longyan, Fujian en 2019. Il s'agit d'une entreprise spécialisée et innovante spécialisée dans la conception, le développement, la production et la vente de produits d'affichage. CNK fournit à ses clients une gamme complète de modules, de solutions et de services d'affichage de petite et moyenne taille rentables et d'excellente qualité dans le monde entier. Orienté vers la technologie et la haute qualité, CNK maintient un développement durable et s'efforce d'offrir aux clients des services meilleurs et stables.