Resumo
Atualmente, quando os smartphones ocupam a posição central da vida digital humana, um ecrã de 6 polegadas representa o auge da ciência dos materiais, da engenharia ótica e da tecnologia microeletrónica. Este artigo analisa em profundidade os 12 processos precisos dos ecrãs OLED, desde o processamento do substrato de vidro até à calibração da cor, revela o mecanismo de correlação entre a tecnologia de pontos quânticos e o ecrã com uma vasta gama de cores e mostra como o fabrico moderno de ecrãs pode alcançar uma cobertura de gama de cores DCI-P3 de 110% e um contraste de um milhão de níveis através de dados de instituições autorizadas, como os laboratórios Corning e DisplayMate.
1. Reconstrução molecular do substrato de vidro
O vidro Corning Gorilla Glass utiliza o processo de troca de iões (Ion Exchange Process) para substituir os iões de sódio na superfície do vidro por iões de potássio a uma temperatura elevada de 680°C, formando uma camada de tensão compressiva com uma profundidade de 40 microns. Esta tecnologia, certificada pelo Instituto Americano de Materiais (fonte: corning.com), melhora a resistência do ecrã a quedas para 5 vezes a do vidro de cal sodada normal. Os dados de laboratório da Samsung Display (fonte: samsungdisplay.com) mostram que os substratos de vidro quimicamente reforçados podem atingir um raio de curvatura extremo de 0,05 mm.
2. Gravação de circuitos à nanoescala da placa posterior do TFT
Utilizando a tecnologia de silício policristalino de baixa temperatura (LTPS), através de equipamento de recozimento por excimer laser, é gerada uma matriz de transístores com uma mobilidade eletrónica de 100 cm²/Vs num substrato de vidro. A investigação do fornecedor da Apple, JDI, mostra (fonte: j-display.com) que a densidade do circuito de píxeis do ecrã da série iPhone Pro atingiu 458ppi e que a largura de um único circuito de subpíxeis é de apenas 2,4 microns, o que equivale a 1/30 do diâmetro de um cabelo humano.
3. Evaporação no vácuo da camada orgânica emissora de luz OLED
Num ambiente de vácuo ultra-elevado de 10^-6 Pa, a máscara de precisão (FMM) controla a precisão da deposição de materiais orgânicos vermelhos, verdes e azuis com uma precisão de ±1,5 microns. De acordo com o livro branco técnico da ULVAC (fonte: ulvac.com), a mais recente fonte de evaporação linear pode aumentar a utilização de material de 30% para 85%, e um único dispositivo pode poupar mais de $2 milhões de materiais orgânicos por ano.
4. Revolução da cor melhorada pelos pontos quânticos
A tecnologia QD-OLED excita os materiais de pontos quânticos através do OLED azul para obter uma saída espetral mais pura do que os filtros tradicionais. Os testes realizados pela equipa de I&D da Crystal LED da Sony mostram (fonte: sony-semicon.com) que a película de pontos quânticos pode expandir a gama de cores para 80% da norma BT.2020 e o volume de cor é 3,2 vezes superior ao dos LCD normais.
5. Efeito sinérgico da película ótica multicamadas
- Película polarizadora: Utilização de materiais dicróicos à base de iodo para aumentar a transmissão da luz para 44% (Fonte: nittodenko.com)
- Película de atraso de fase: Compensa a diferença de fase da luz de diferentes comprimentos de onda e expande o ângulo de visualização para 178 graus
- Revestimento antirreflexo: Formar uma estrutura côncavo-convexa de 0,1-0,3μm através de gravação de nível nano, e a refletividade do espelho é reduzida para menos de 0,5%
6. Evolução da capacidade de computação dos chips controladores de ecrãs
O driver IC Novatek NT36672 (Fonte: novotek.com) integra um processador de gestão de cores dedicado, que pode analisar o desvio da curva gama sob 4096 níveis de brilho em tempo real. Os dados medidos mostram que o chip pode completar a correção 3D-LUT de profundidade de cor de 10 bits em 0,8 ms, pelo que o valor de precisão de cor ΔE é estável abaixo de 0,8.
7. Adaptação inteligente do sensor de luz ambiente
O sensor espetral TCS3408 da ams (fonte: ams.com) está equipado com um filtro ótico de 16 canais, que pode identificar com precisão a luz ambiente com vários pontos brancos de D65 a D93. Os testes de laboratório da OPPO mostram que esta solução melhora a visibilidade do ecrã sob luz forte em 300% e reduz a quantidade de radiação de luz azul em 42%.
8. Industrialização da calibração de cores
Os requisitos de certificação A+ da DisplayMate (fonte: displaymate.com) incluem:
- Precisão absoluta da cor: ΔE médio sRGB/Adobe RGB <1
- Estabilidade do ponto branco: desvio <2% na gama de 5000K-6500K
- Uniformidade de luminosidade: diferença entre o bordo e o centro <5%
- Erro de seguimento da curva gama: <±0,5% ao longo de
Resumo
Desde o reforço iónico do Gorilla de sexta geração da Corning Vidro Até à compensação de cor em tempo real do chip de controlo de ecrã da Novatek, o fabrico moderno de ecrãs para telemóveis formou um sistema técnico completo que abrange 20 disciplinas. Os dados mostram (fonte: DSCC) que o investimento global em I&D de painéis de visualização para telemóveis atingirá $7,8 mil milhões de dólares em 2023, aumentando a densidade de píxeis para 2000ppi e a profundidade de cor para 12bit. Quando deslizamos as pontas dos dedos sobre esta cristalização da tecnologia de ponta humana, estamos na realidade a tocar nos resultados concretos da inovação colaborativa na ciência dos materiais, na engenharia ótica e nos circuitos integrados.