Περίληψη
Σήμερα, που τα smartphones καταλαμβάνουν τη βασική θέση της ανθρώπινης ψηφιακής ζωής, μια οθόνη 6 ιντσών ενσωματώνει το αποκορύφωμα της επιστήμης των υλικών, της οπτικής μηχανικής και της τεχνολογίας της μικροηλεκτρονικής. Αυτό το άρθρο θα αναλύσει σε βάθος τις 12 ακριβείς διαδικασίες των οθονών OLED από την επεξεργασία του γυάλινου υποστρώματος έως τη βαθμονόμηση χρώματος, θα αποκαλύψει τον μηχανισμό συσχέτισης μεταξύ της τεχνολογίας κβαντικών κουκκίδων και της οθόνης ευρείας χρωματικής γκάμας και θα δείξει πώς η σύγχρονη κατασκευή οθονών μπορεί να επιτύχει κάλυψη χρωματικής γκάμας 110% DCI-P3 και διάσπαση αντίθεσης εκατομμυρίων επιπέδων μέσω δεδομένων από έγκυρα ιδρύματα όπως τα Corning Laboratories και DisplayMate.
1. Μοριακή ανακατασκευή γυάλινου υποστρώματος
Η Corning Gorilla Glass χρησιμοποιεί τη διαδικασία ανταλλαγής ιόντων (Ion Exchange Process) για να αντικαταστήσει τα ιόντα νατρίου στην επιφάνεια του γυαλιού με ιόντα καλίου σε υψηλή θερμοκρασία 680°C, σχηματίζοντας ένα στρώμα συμπιεστικής τάσης με βάθος 40 μικρομέτρων. Αυτή η τεχνολογία, πιστοποιημένη από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Υλικών (πηγή: corning.com), βελτιώνει την αντοχή της οθόνης σε πτώση 5 φορές περισσότερο από την αντοχή του συνηθισμένου γυαλιού από σόδα και ασβέστη. Τα εργαστηριακά δεδομένα της Samsung Display (πηγή: samsungdisplay.com) δείχνουν ότι τα χημικά ενισχυμένα γυάλινα υποστρώματα μπορούν να επιτύχουν ακραία ακτίνα κάμψης 0,05 mm.
2. Χάραξη κυκλωμάτων νανοκλίμακας στην πλάτη TFT
Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία πολυκρυσταλλικού πυριτίου χαμηλής θερμοκρασίας (LTPS), μέσω εξοπλισμού ανόπτησης με λέιζερ excimer, δημιουργείται σε γυάλινο υπόστρωμα μια συστοιχία τρανζίστορ με κινητικότητα ηλεκτρονίων 100cm²/Vs. Η έρευνα του προμηθευτή της Apple, JDI, δείχνει (πηγή: j-display.com) ότι η πυκνότητα κυκλωμάτων pixel της οθόνης της σειράς iPhone Pro έχει φτάσει τα 458ppi και το πλάτος ενός μεμονωμένου κυκλώματος υπο-pixel είναι μόλις 2,4 microns, το οποίο ισοδυναμεί με το 1/30 της διαμέτρου μιας ανθρώπινης τρίχας.
3. Εξάχνωση υπό κενό του οργανικού στρώματος εκπομπής φωτός OLED
Σε περιβάλλον υπερυψηλού κενού 10^-6 Pa, η μάσκα ακριβείας (FMM) ελέγχει την ακρίβεια εναπόθεσης κόκκινων, πράσινων και μπλε οργανικών υλικών με ακρίβεια ±1,5 microns. Σύμφωνα με την τεχνική λευκή βίβλο της ULVAC (πηγή: ulvac.com), η πιο πρόσφατη πηγή γραμμικής εξάτμισης μπορεί να αυξήσει τη χρήση υλικών από 30% σε 85% και μια μόνο συσκευή μπορεί να εξοικονομήσει οργανικά υλικά αξίας άνω των $2 εκατομμυρίων ετησίως.
4. Επανάσταση χρωμάτων με κβαντική κουκκίδα
Η τεχνολογία QD-OLED διεγείρει τα υλικά κβαντικών κουκίδων μέσω μπλε OLED για να επιτύχει καθαρότερη φασματική έξοδο από τα παραδοσιακά φίλτρα. Οι δοκιμές από την ομάδα Ε&Α Crystal LED της Sony δείχνουν (πηγή: sony-semicon.com) ότι η μεμβράνη κβαντικών κουκίδων μπορεί να επεκτείνει τη χρωματική γκάμα σε 80% του προτύπου BT.2020 και ο όγκος χρώματος είναι 3,2 φορές υψηλότερος από αυτόν των συνηθισμένων LCD.
5. Συνεργιστικό αποτέλεσμα της οπτικής μεμβράνης πολλαπλών στρώσεων
- Πολωτικό φιλμ: TP3T (Πηγή: nittodenko.com)
- Ταινία καθυστέρησης φάσης: Αντισταθμίζει τη διαφορά φάσης του φωτός διαφορετικών μηκών κύματος και διευρύνει τη γωνία θέασης σε 178 μοίρες.
- Αντιθαμβωτική επίστρωση: και η ανακλαστικότητα του καθρέφτη μειώνεται σε λιγότερο από 0,5%
6. Εξέλιξη της υπολογιστικής ισχύος των τσιπ οδήγησης οθόνης
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα οδήγησης Novatek NT36672 (Πηγή: novotek.com) ενσωματώνει έναν ειδικό επεξεργαστή διαχείρισης χρωμάτων, ο οποίος μπορεί να αναλύσει την απόκλιση της καμπύλης γάμμα σε 4096 επίπεδα φωτεινότητας σε πραγματικό χρόνο. Τα δεδομένα μέτρησης δείχνουν ότι το τσιπ μπορεί να ολοκληρώσει τη διόρθωση 3D-LUT βάθους χρώματος 10 bit μέσα σε 0,8 ms, έτσι ώστε η τιμή της χρωματικής ακρίβειας ΔE να είναι σταθερή κάτω από 0,8.
7. Ευφυής προσαρμογή του αισθητήρα φωτός περιβάλλοντος
Ο φασματικός αισθητήρας TCS3408 της ams (πηγή: ams.com) είναι εξοπλισμένος με ένα οπτικό φίλτρο 16 καναλιών, το οποίο μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια το φως του περιβάλλοντος με πολλαπλά λευκά σημεία από D65 έως D93. Οι εργαστηριακές δοκιμές της OPPO δείχνουν ότι αυτή η λύση βελτιώνει την ορατότητα της οθόνης κάτω από έντονο φως κατά 300% και μειώνει την ποσότητα ακτινοβολίας μπλε φωτός κατά 42%.
8. Βιομηχανοποίηση της βαθμονόμησης χρώματος
Οι απαιτήσεις πιστοποίησης A+ της DisplayMate (πηγή: displaymate.com) περιλαμβάνουν:
- Απόλυτη χρωματική ακρίβεια: sRGB/Adobe RGB μέσος όρος ΔE <1
- Σταθερότητα λευκού σημείου: offset <2% στην περιοχή 5000K-6500K
- Ομοιομορφία φωτεινότητας: διαφορά από άκρη σε άκρη <5%
- Σφάλμα παρακολούθησης καμπύλης γάμμα: <±0,5% σε όλη την έκταση
Περίληψη
Από την ενίσχυση των ιόντων της έκτης γενιάς Gorilla της Corning Γυαλί στην αντιστάθμιση χρώματος σε πραγματικό χρόνο του τσιπ οδήγησης οθόνης της Novatek, η σύγχρονη κατασκευή οθόνης κινητών τηλεφώνων έχει διαμορφώσει ένα πλήρες τεχνικό σύστημα που καλύπτει 20 κλάδους. Τα στοιχεία δείχνουν (πηγή: DSCC) ότι οι παγκόσμιες επενδύσεις Ε&Α σε πάνελ οθόνης κινητών τηλεφώνων θα φθάσουν τα $7,8 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023, οδηγώντας την πυκνότητα pixel προς 2000ppi και το βάθος χρώματος προς 12bit. Όταν γλιστράμε με τα δάχτυλά μας σε αυτή την αποκρυστάλλωση της ανθρώπινης τεχνολογίας αιχμής, αγγίζουμε στην πραγματικότητα τα συγκεκριμένα αποτελέσματα της συνεργατικής καινοτομίας στην επιστήμη των υλικών, την οπτική μηχανική και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα.