Резюме
Днес, когато смартфоните заемат централно място в човешкия цифров живот, 6-инчовият екран е върхово постижение на материалознанието, оптичното инженерство и микроелектронната технология. В тази статия ще бъдат задълбочено анализирани 12-те прецизни процеса на OLED екраните - от обработката на стъкления субстрат до калибрирането на цветовете, ще бъде разкрит механизмът на корелация между технологията на квантовите точки и дисплея с широка цветова гама и ще бъде показано как съвременното производство на екрани може да постигне покритие на цветовата гама 110% DCI-P3 и пробив в контраста на милион нива чрез данни от авторитетни институции като Corning Laboratories и DisplayMate.
1. Молекулярна реконструкция на стъклен субстрат
Стъклото Corning Gorilla Glass използва процеса на йонен обмен (Ion Exchange Process), за да замени натриевите йони на повърхността на стъклото с калиеви при висока температура от 680°C, като образува слой на натиск с дълбочина 40 микрона. Тази технология, сертифицирана от Американския институт по материалите (източник: corning.com), подобрява устойчивостта на екрана при падане до 5 пъти в сравнение с обикновеното натриево-варовиково стъкло. Данните от лабораторията на Samsung Display (източник: samsungdisplay.com) показват, че химически подсилените стъклени субстрати могат да постигнат екстремен радиус на огъване от 0,05 мм.
2. Наноразмерно гравиране на веригата на TFT таблото
С помощта на нискотемпературна технология за поликристален силиций (LTPS), чрез оборудване за отгряване с ексимерен лазер, върху стъклен субстрат се генерира транзисторен масив с електронна подвижност от 100cm²/Vs. Изследванията на доставчика на Apple JDI показват (източник: j-display.com), че плътността на пикселните вериги на екрана от серията iPhone Pro е достигнала 458ppi, а ширината на една субпикселна верига е само 2,4 микрона, което се равнява на 1/30 от диаметъра на човешки косъм.
3. Вакуумно изпаряване на OLED органичен светоизлъчващ слой
В среда на свръхвисок вакуум от 10^-6 Pa прецизната маска (FMM) контролира точността на отлагане на червени, зелени и сини органични материали в рамките на ±1,5 микрона. Според техническата бяла книга на ULVAC (източник: ulvac.com), най-новият източник за линейно изпарение може да увеличи използването на материали от 30% до 85%, а едно устройство може да спести органични материали на стойност над $2 милиона годишно.
4. Революция на цветовете, подобрена с квантови точки
Технологията QD-OLED възбужда материали с квантови точки чрез син OLED, за да се постигне по-чист спектрален изход от традиционните филтри. Тестовете на екипа за научноизследователска и развойна дейност в областта на кристалните светодиоди на Sony показват (източник: sony-semicon.com), че филмът с квантови точки може да разшири цветовата гама до 80% от стандарта BT.2020, а цветният обем е 3,2 пъти по-висок от този на обикновените LCD дисплеи.
5. Синергичен ефект на многослойния оптичен филм
- Поляризиращ филм: Използване на дихроични материали на основата на йод за увеличаване на светлинната пропускливост до 44% (Източник: nittodenko.com)
- Филм с фазово закъснение: Компенсира фазовата разлика на светлината с различна дължина на вълната и разширява ъгъла на гледане до 178 градуса
- Покритие против отблясъци: Формиране на 0,1-0,3 μm вдлъбнато-изпъкнала структура чрез гравиране на нано ниво, а отразяващата способност на огледалото е намалена до по-малко от 0,5%
6. Еволюция на изчислителната мощ на чиповете на драйверите на дисплеи
ИС на драйвера Novatek NT36672 (източник: novotek.com) интегрира специален процесор за управление на цветовете, който може да анализира отклонението на гама кривата при 4096 нива на яркост в реално време. Измерените данни показват, че чипът може да завърши 3D-LUT корекцията на 10-битова дълбочина на цвета в рамките на 0,8 ms, така че стойността на точността на цвета ΔE е стабилна под 0,8.
7. Интелигентно адаптиране на сензора за околна светлина
Спектралният сензор TCS3408 на ams (източник: ams.com) е оборудван с 16-канален оптичен филтър, който може точно да идентифицира околната светлина с множество бели точки от D65 до D93. Лабораторните тестове на OPPO показват, че това решение подобрява видимостта на екрана при силна светлина с 300% и намалява количеството на излъчването на синя светлина с 42%.
8. Индустриализация на калибрирането на цветовете
Изискванията за сертифициране A+ на DisplayMate (източник: displaymate.com) включват:
- Абсолютна точност на цветовете: sRGB/Adobe RGB средно ΔE <1
- Стабилност на бялата точка: изместване <2% в диапазона 5000K-6500K
- Равномерност на яркостта: разлика от ръба до центъра <5%
- Грешка при проследяване на Гама кривата: <±0,5% през цялото време
Резюме
От йонното укрепване на шестото поколение Gorilla на Corning Стъкло до компенсацията на цветовете в реално време на чипа за управление на дисплея на Novatek, съвременното производство на екрани за мобилни телефони е формирало цялостна техническа система, обхващаща 20 дисциплини. Данните показват (източник: DSCC), че глобалните инвестиции в научноизследователска и развойна дейност на панелите за мобилни устройства ще достигнат $7,8 милиарда щатски долара през 2023 г., което ще доведе до увеличаване на плътността на пикселите до 2000ppi и дълбочината на цвета до 12bit. Когато плъзгаме пръстите си по тази кристализация на човешката авангардна технология, ние всъщност докосваме конкретните резултати от съвместните иновации в областта на материалознанието, оптичното инженерство и интегралните схеми.