Desafíos de los micro LED
La tecnología Micro-LED promete superar a las pantallas OLED y LED-LCD, pero se enfrenta a retos clave que hay que abordar:
- Eficiencia del rojo
La eficiencia del rojo disminuye significativamente cuando se escala a tamaños micrométricos debido a la pérdida de portadores y a la recombinación no radiativa en los defectos de las paredes laterales. El resultado es una menor luminosidad y un mayor consumo de energía, lo que dificulta su adopción. - Brillo y gama de colores
Aunque en teoría los Micro-LED pueden alcanzar picos de brillo de hasta 10.000 Nits y cubrir el 100% de la gama de colores Rec-2020, los actuales LED rojos de AlInGaP tienen dificultades para alcanzar los 1.000 Nits en condiciones reales, lo que conlleva un elevado consumo de energía y una menor fiabilidad.
Pantallas LED de puntos cuánticos: Revolucionando la tecnología micro-LED
- Alta eficacia: Consigue >un 99% de pureza de color con capas ultrafinas de QD.
- Durabilidad mejorada: una densidad de flujo 8 veces menor garantiza un rendimiento duradero.
- Disipación térmica superior: El GaN nanoporoso permite una conductividad térmica de >100W/m-K.
- Rentable: Convierte los asequibles LED azules en RGB, reduciendo los costes de producción.
- Colores de precisión: control de longitud de onda de ±0,5 nm para una salida de color uniforme y vibrante.
¿Qué son los puntos cuánticos?
Los puntos cuánticos son partículas diminutas, fabricadas por el hombre, con propiedades especiales para emitir luz. Son increíblemente pequeñas, de entre 2 y 10 nanómetros de ancho (es decir, miles de veces más pequeñas que un grano de arena). Cuando la luz incide sobre un punto cuántico, éste brilla con un color específico. El color depende de su tamaño:Los puntos grandes emiten una luz rojizay los pequeños una luz verdosa. Esta capacidad de producir colores precisos hace que los Quantum Dots sean ideales para pantallas vibrantes y precisas.
Pantalla micro LED de puntos cuánticos
Una pantalla Micro-LED de puntos cuánticos utiliza el grabado electroquímico para crear una capa nanoporosa en el interior del LED de GaN. A continuación, esta estructura porosa se rellena con puntos cuánticos (QD) que emiten luz roja (R) o verde (G) cuando se excitan con luz azul. Como resultado, la pantalla consigue píxeles direccionables rojos, verdes y azules (R-G-B) dentro de un único chip monolítico, lo que proporciona un rendimiento cromático mejorado.
Las pantallas LED COB tradicionales se componen de chips rojos, verdes y azules, cada uno fabricado con materiales diferentes. Los chips verde y azul suelen utilizar nitruro de galio (GaN), mientras que el chip rojo está hecho de arseniuro de galio (GaAs). Estas diferencias de material dan lugar a variaciones en los ángulos de emisión de luz, la sensibilidad a la temperatura y los procesos de producción.
En cambio, las pantallas LED COB de puntos cuánticos utilizan luz azul para excitar los puntos cuánticos, que emiten luz roja. Los tres chips de color -rojo, verde y azul- están fabricados con nitruro de galio (GaN), lo que garantiza ángulos de emisión de luz uniformes en todo el espectro de color. Además, el brillo de estos chips muestra una sensibilidad mínima a las fluctuaciones de temperatura, lo que mejora la consistencia del color RGB incluso en condiciones de temperatura variables, y garantiza un rendimiento de pantalla estable y de alta calidad.
Pantalla LED COB de puntos cuánticos VS Pantalla LED COB tradicional
Pantalla LED COB de puntos cuánticos Características
Sin transferencia de sustrato-Rendimiento mejorado
Los chips Quantum Dot de luz roja y azul-verde comparten el mismo sustrato, lo que elimina la necesidad de transferir sustratos. En cambio, los chips tradicionales de GaAs requieren la conversión a sustratos de zafiro, un proceso que conlleva una importante pérdida de rendimiento y un aumento del coste.
Uniformidad de color superior con un ángulo de visión más amplio
La pantalla LED de puntos cuánticos ofrece un control preciso sobre su longitud de onda, lo que permite una distribución de longitud de onda excepcionalmente estrecha. Esto garantiza que la variación de la longitud de onda dentro de las obleas y entre ellas se limite a sólo ±0,5 nm, lo que da como resultado colores altamente uniformes y puros en toda la pantalla.
Ángulo de visión más amplio-Sin desviación del color
Al utilizar materiales uniformes para los tres colores, la emisión de luz es constante, lo que garantiza una calidad de visualización uniforme desde cualquier ángulo.
Cuando el ángulo de visión pasa de 0° (de frente) a 85°, la desviación del color de las pantallas de visión directa de puntos cuánticos se reduce 8 veces en comparación con las pantallas tradicionales, y las diferencias de temperatura de color son hasta 12 veces menores.
Precisión de color superior en todas las variaciones de temperatura
Gracias al control preciso del tamaño de los puntos cuánticos, los chips Quantum Dot generan un estrecho espectro de luz roja (2 nm), lo que garantiza una consistencia excepcional en la emisión de luz roja. En comparación con las pantallas tradicionales, la tecnología Micro-LED de puntos cuánticos (QD-mLED) es significativamente menos sensible a las fluctuaciones de temperatura. Como resultado, las variaciones de uniformidad del color causadas por los cambios de temperatura durante el encendido se reducen en un 20% en comparación con las pantallas convencionales, manteniendo una precisión del color superior en una amplia gama de temperaturas.
Pantallas LED de puntos cuánticos ecológicas
En las pantallas tradicionales, los materiales clave para el sustrato de luz roja son el Arseniuro de Galio (GaAs) y la Fosfina, ambos tóxicos.
En cambio, las pantallas LED de puntos cuánticos utilizan materiales ecológicos: Silicio (Si) o Zafiro para el sustrato de luz roja y gas Amoníaco (NH₃) para el crecimiento de la luz roja. Esto elimina el uso de sustancias nocivas como el arsénico y la fosfina durante el proceso de fabricación, lo que convierte a las pantallas LED de puntos cuánticos en una opción más sostenible desde el punto de vista medioambiental.
Reducción de los costes de alimentación
En las pantallas Quantum Dot Micro-LED (QD-LED), la tensión de conducción de la luz roja se alinea con la de los canales azul y verde, eliminando la necesidad de interfaces de doble tensión que suelen requerirse en las pantallas tradicionales de visión directa. Esta optimización del diseño supone una reducción del 15% en los costes totales de alimentación.
Color mejorado REC 2020
Los experimentos han demostrado que las pantallas LED COB de puntos cuánticos ofrecen un rendimiento excepcional de la gama de colores, alcanzando una cobertura del 80% del espacio de color Rec. 2020. Esto garantiza una reproducción del color vibrante y precisa, mejorando la experiencia visual general.
120Hz Nivel de difusión
Con una frecuencia de imagen de 120 Hz y un rendimiento de nivel broadcast, las pantallas LED de puntos cuánticos son perfectas para aplicaciones como cines, home cinema y estudios XR, ya que ofrecen un movimiento fluido y una calidad visual asombrosa.
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