Abstraktus
Šiandien, kai išmanieji telefonai užima pagrindinę žmogaus skaitmeninio gyvenimo vietą, 6 colių ekranas yra medžiagų mokslo, optinės inžinerijos ir mikroelektronikos technologijų viršūnė. Šiame straipsnyje bus nuodugniai išanalizuoti 12 tikslių OLED ekranų procesų nuo stiklo substrato apdorojimo iki spalvų kalibravimo, atskleistas kvantinių taškų technologijos ir plačios spalvų gamos ekrano sąryšio mechanizmas ir, remiantis tokių autoritetingų institucijų kaip "Corning Laboratories" ir "DisplayMate" duomenimis, parodyta, kaip šiuolaikinė ekranų gamyba gali pasiekti 110% DCI-P3 spalvų gamos aprėptį ir milijoninio kontrasto proveržį.
1. Stiklo pagrindo molekulinė rekonstrukcija
"Corning Gorilla Glass" stiklas naudoja jonų mainų procesą (Ion Exchange Process), kurio metu aukštoje 680 °C temperatūroje stiklo paviršiuje natrio jonai pakeičiami kalio jonais ir suformuojamas 40 mikronų gylio gniuždymo įtempimo sluoksnis. Ši technologija, sertifikuota Amerikos medžiagų instituto (šaltinis: corning.com), padidina ekrano atsparumą kritimui 5 kartus, palyginti su įprastu natrio-kalcio stiklu. Bendrovės "Samsung Display" laboratorijos duomenys (šaltinis: samsungdisplay.com) rodo, kad chemiškai sustiprinto stiklo substratai gali pasiekti ekstremalų 0,05 mm lenkimo spindulį.
2. TFT plokštės nano mastelio grandinių graviravimas
Naudojant žematemperatūrinio polikristalinio silicio (LTPS) technologiją, naudojant eksimerinio atkaitinimo lazeriu įrangą, ant stiklinio pagrindo sukuriamas tranzistorių masyvas, kurio elektronų judrumas yra 100 cm²/Vs. "Apple" tiekėjo JDI atlikti tyrimai rodo (šaltinis: j-display.com), kad "iPhone Pro" serijos ekrano pikselių grandinės tankis pasiekė 458 ppi, o vieno subpikselio grandinės plotis yra tik 2,4 mikrono, o tai atitinka 1/30 žmogaus plauko skersmens.
3. OLED organinio šviesą spinduliuojančio sluoksnio garinimas vakuume
Itin didelio 10^-6 Pa vakuumo aplinkoje tikslioji kaukė (FMM) kontroliuoja raudonų, žalių ir mėlynų organinių medžiagų nusodinimo tikslumą ±1,5 mikrono tikslumu. ULVAC techninėje baltojoje knygoje (šaltinis: ulvac.com) teigiama, kad naujausias linijinis garinimo šaltinis gali padidinti medžiagų panaudojimą nuo 30% iki 85%, o vienas įrenginys gali sutaupyti daugiau nei $2 milijonų vertės organinių medžiagų per metus.
4. Kvantinių taškų sustiprinta spalvų revoliucija
QD-OLED technologija sužadina kvantinių taškų medžiagas per mėlynąjį OLED, kad būtų pasiektas grynesnis spektrinis išėjimas nei tradiciniai filtrai. "Sony" Crystal LED tyrimų ir plėtros grupės atlikti bandymai rodo (šaltinis: sony-semicon.com), kad kvantinių taškų plėvelė gali išplėsti spalvų gamą iki 80% pagal standartą BT.2020, o spalvų apimtis yra 3,2 karto didesnė nei įprastų LCD ekranų.
5. Daugiasluoksnės optinės plėvelės sinerginis poveikis
- Poliarizacinė plėvelė: Jodo pagrindu pagamintų dichroinių medžiagų naudojimas šviesos pralaidumui padidinti iki 44% (Šaltinis: nittodenko.com)
- Fazės vėlinimo plėvelė: Kompensuoja skirtingų bangos ilgių šviesos fazių skirtumą ir išplečia matymo kampą iki 178 laipsnių.
- Nuo atspindžių apsauganti danga: Veidrodžio atspindžio koeficientas sumažėja iki mažiau nei 0,5%.
6. Ekrano tvarkyklių lustų skaičiavimo galios raida
"Novatek NT36672" tvarkyklės mikroschemoje (šaltinis: novotek.com) integruotas specialus spalvų valdymo procesorius, kuris gali analizuoti gama kreivės nuokrypį esant 4096 ryškumo lygiams realiuoju laiku. Išmatuoti duomenys rodo, kad lustas gali užbaigti 10 bitų spalvų gylio 3D-LUT korekciją per 0,8 ms, todėl ΔE spalvų tikslumo vertė stabiliai neviršija 0,8.
7. Pažangus aplinkos šviesos jutiklio pritaikymas
ams TCS3408 spektrinis jutiklis (šaltinis: ams.com) turi 16 kanalų optinį filtrą, kuris gali tiksliai nustatyti aplinkos šviesą su keliais baltos spalvos taškais nuo D65 iki D93. OPPO laboratoriniai bandymai rodo, kad šis sprendimas pagerina ekrano matomumą esant stipriam apšvietimui 300% ir sumažina mėlynos šviesos spinduliuotės kiekį 42%.
8. Spalvų kalibravimo industrializavimas
"DisplayMate" A+ sertifikavimo reikalavimai (šaltinis: displaymate.com):
- Absoliutus spalvų tikslumas: sRGB/Adobe RGB vidurkis ΔE <1
- Baltos spalvos taško stabilumas: poslinkis <2% 5000K-6500K diapazone
- Ryškumo tolygumas: skirtumas nuo krašto iki centro <5%
- Gama kreivės sekimo paklaida: <±0,5% per visą laiką
Santrauka
Nuo "Corning" šeštosios kartos "Gorilla" jonų stiprinimo Stiklas "Novatek" ekrano tvarkyklės lusto realaus laiko spalvų kompensavimą, šiuolaikinė mobiliųjų telefonų ekranų gamyba suformavo išsamią techninę sistemą, apimančią 20 sričių. Duomenys rodo (šaltinis: DSCC), kad 2023 m. pasaulinės investicijos į mobiliųjų ekranų skydelių mokslinius tyrimus ir plėtrą sieks $7,8 milijardo JAV dolerių, o pikselių tankis pasieks 2000 ppi, o spalvų gylis - 12 bitų. Kai pirštų galiukais prisiliečiame prie šios žmogaus pažangiausių technologijų kristalizacijos, iš tikrųjų paliečiame konkrečius bendrų inovacijų medžiagų mokslo, optinės inžinerijos ir integrinių grandynų srityse rezultatus.