Qué es una pantalla IGZO y qué tiene que ver con las OLED y LCD

Las pantallas son un componente que nos rodea por todas partes, desde un ordenador o móvil hasta una pulsera un reloj. La tecnología IGZO promete mejorar su calidad pero… ¿qué es? ¿por qué mejora?

En un momento donde la tecnología avanza a pasos agigantados, raro es no ver algo que mejore. En las pantallas aún estamos con el debate de si es mejor una LCD o una OLED, aunque hay más cosas a tener en cuenta.

La tecnología LCD cuenta de una capa capaz de cambiar de color junto a una iluminación que le da brillo. También podemos encontrar LCDs sin iluminación trasera y que por tanto solo se ven con luz ambiente, como las de algunos relojes digitales no muy modernos. OLED por su parte son LEDs con compuestos orgánicos que se iluminan por su propia cuenta y del os colores necesarios.

IGZO, una evolución de a-Si y LTPS. ¿Qué es todo esto?

Entonces, cuando alguien ya empieza a entender que una pantalla o bien tiene cositas que hacen luces de colores (OLED) o bien una luz grande con cosas que cambian de color delante (LCD) se da cuenta de que no es todo.

Esas «cosas» no cambian de color por magia. Una pantalla no es algo transparente, sin nada, cual cristal, que de repente muestra colores. Cada pantalla tiene su «unidad de color», es como vamos a llamar a un componente capaz de cambiar de color. En el caso de una pantalla OLED, son LEDs pero muy pequeños.

No nos referimos a una unidad de color como un pixel porque lo que nosotros vemos en la pantalla como un punto, un pixel, suele estar formado por varias unidades como por ejemplo un LED rojo, otro verde y otro azul.

Pues bien, volvemos a lo nuestro. ¿Cómo están conectados todas esas unidades? Aunque no lo veamos, cada una tiene un transistor, un pequeño componente que deja pasar la electricidad o no. Además, cada transistor está conectado al resto en una malla cableada tan fina que es casi imperceptible. Algunas pantallas, vistas al reflejo del sol, pueden mostrar un patrón como cuadriculado que no es otra cosa que el reflejo de la luz en las zonas más «cableadas».

Como imaginarás y veremos luego, la capa de transistores puede ser más o menos transparente, perjudicando a la pantalla.

A esos transistores se les llama Thin Film Transistor (transistor de capa fina o TFT) y es muy importante de qué material semiconductor están hechos. Según el semiconductor o la técnica de fabricación tienen varios nombres como a-Si, LTPS o IGZO.

IGZO: Transistores de Indio Galio Zinc y Óxido

IGZO es un tipo de los dichos transistores TFT, desarrollado por un grupo de investigadores del Tokyo Institute of Technology (Instituto de Tecnología de Tokio) y la Japan Science and Technology Agency (Agencia de Tecnología y Ciencia de Japón o JST) en 2003.

Lo importante de los transistores son sus semiconductores, materiales que son capaces de transmitir o no la electricidad según se necesite. El semiconductor más utilizado te sonará, es el Silicio (Sillicon en inglés. Si). Los trasistores IGZO utilizan un compuesto de varios elementos: Indio (In), Galio (Ga), Zinc (Zn) y Oxígeno (O).

En 2011 Samsung adquirió una licencia para empezar a utilizar estos transistores. Le siguió en 2012 la japonesa Sharp. Han sido estos últimos quienes han empezado a fabricar pantallas IGZO LCD que ya hemos podido ver en móviles como el Razer Phone.

¿Qué ventajas ofrece IGZO frente a otros TFT?

Pero lo bueno de IGZO no es la novedad del momento, pues tiene ventajas que podemos disfrutar en nuestras pantallas. Los otros dos tipos de TFT y los más usados son a-Si (Silicio amorfo) y LTPS (Silicio policristalino a baja temperatura).

La mayoría de pantallas LCD son a-Si aunque las de mayor calidad suelen utilizar LTPS como transistores. Estas se muestran en las especificaciones como «LTPS LCD» mientras que las otras simplemente suelen mostrar «LCD».

En el mundo OLED, se usan transistores TFT en las OLED de matriz activa (AMOLED). Son trasistores LTPS puesto que los a-Si no cumplen las necesidades.

Las pantallas OLED necesitan que los electrones viajen a más velocidad dado que necesitan más información para funcionar que las LCD. Es ahí donde los a-Si TFT fallan y se usan LTPS TFT. Los transistores IGZO son entre 20 y 50 veces más conductivos que los a-Si pudiendose usar en AMOLED. Aunque los LTPS son 100 veces más rápidos que los a-Si.

No solo permiten una mayor conductividad sino que además son más pequeños. Al igual que ocurre con los procesadores, esto provoca que consuman menos para funcionar. Otro efecto de ser pequeños es que se pueden hacer pantallas de mayor densidad (píxeles por pulgada) de manera más sencilla y por lo tanto más barata. Además su capa de TFT es más transparente, ahorrando batería al no tener que hacer brillar más la pantalla.

La mayor conductividad permite transferir más rápidamente información a la pantalla. Por ello las pantallas IGZO tienen la capacidad de conseguir tasas de refresco más altas como los 120 Hz del iPad Pro 10.5″ o el Razer Phone.

Sharp además ha mejorado esta tecnología aumentando la retención de carga de los trasistores. De esta manera pueden mantener la carga que les ha llegado durante un tiempo mayor que en otras pantallas ahorrando así batería. También evitan de esta manera que la pantalla pierda intensidad en el momento de antes de refrescarse provocando un parpadeo (aunque normalmente imperceptible).

Un ejemplo real: Los beneficios de los paneles IGZO

Aunque el vídeo esté en japonés, se muestra de forma gráfica el beneficio de tener una mayor tasa de refresco. Las letras no se distorsionan al desplazarnos por la pantalla, gracias a la mayor fluidez. Además, los tiempos de respuesta táctiles ofrecen mejor realismo.

El impacto de IGZO en los fabricantes

Los a-Si TFT han sido lo más utilizado durante los últimos años dado su bajo coste de fabricación. En cambio, ahora que tenemos pantallas pequeñas de gran resolución y tecnologías que requieren mayor conductividad como AMOLED, a-Si está obsoleto.

LTPS era hasta ahora el único TFT capaz de usarse en pantallas AMOLED por su conductividad. Parten de los a-Si pero las pantallas LTPS son más difíciles y caras de producir. Aunque permiten grandes resoluciones y tasas de refresco.

IGZO llega para ofrecer una solución más barata para la producción de pantallas AMOLED, de altas tasas de refresco o de alta resolución. De esta manera se posiciona como el posible estándar del futuro.

Sharp es quien ya está vendiendo pantallas a dispositivos comerciales con IGZO. Estos ya ofrecen novedades como mejor sincronización con la GPU, mayor tasa de refresco y prometiendo menor consumo.

Samsung por su parte también tiene licencia para la fabricación y comercialización de pantallas con IGZO. Dado que es el único fabricante de pantallas AMOLED, también es una muy buena apuesta. Por el momento no hemos visto nada de su parte.

Dejando las cosas claras con IGZO, TFT, LCD…

He querido dejar claro desde el inicio qué es un transistor (TFT), para que se usa y que a-Si, LTPS e IGZO son tipos de ello. También ha quedado bastante claro que los TFT y las tecnologías LCD u OLED no son lo mismo. Puede existir una IGZO LCD o una IGZO AMOLED. Pero es común ver pantallas IPS LCD. ¿Tiene algo que ver?

Respuesta corta: no tienen nada que ver. Tanto los paneles IPS LCD como los TN LCD u otros como los PLS LCD son formas de implementar una matriz activa (con TFT) en pantallas LCD.

La expansión de IGZO, ¿hasta dónde llegará?

Sin duda IGZO es una tecnología con futuro y que ya podemos disfrutar en el presente. Su bajo consumo y posibilidad de hacer pantallas pequeñas de alta resolución hará que sea algo muy visto en móviles y tablets.

El primer móvil que vimos con esta tecnología fue en 2012 de manos de Sharp. Se trataba del Sharp Aquos Phone Zeta que incorporaba una pantalla IGZO de 4.9 pulgadas y 720×1280 píxeles.

Las pantallas IGZO con 120 Hz ofrecen mayor fluidez que un panel tradicional.

Apple empezó a incorporar IGZO en sus iPad a partir del iPad Air lanzado a finales de 2013. Fue con el iPad Pro en 2015 cuando consiguieron sacarle más partido permitiendo una mejor sincronización entre pantalla y gráfica. Ya con el iPad Pro 10.5″ (2017) nos mostraron las capacidades de los 120 Hz de refresco de pantalla.

En móviles los 120 Hz llegaron de la mano de un panel Full HD con IGZO este año en el Sharp Aquos R Compact. Aunque quizá el máximo exponente sea el Razer Phone con sincronización con la GPU, 120 Hz y resolución 1440p.

¿Qué nos depara el futuro? Por mi parte estoy expectante de ver su implementación a la tecnología OLED en su variante AMOLED, seguramente por parte de Samsung. Sus beneficios serán todavía mayores en esta aplicación dado que ya consume menos de por sí y que el no tener que hacer brillar tanto los LEDs retrasaría la aparición de quemazos o burn-in.