Смартфонның бүктелетін экранын жасау процесі
Соңғы жылдардағы смартфондардың дамуы тек камераны жақсартуға немесе процессордың өнімділігіне ғана емес, сонымен қатар дизайндағы инновацияларға да бағытталған. Ең қызықты жетістіктердің бірі - бүктелетін дисплейлері бар смартфондардың пайда болуы. Бұл футуристік көрінетін өнімдердің артында бірнеше қабатты озық материалдардан тұратын күрделі, жоғары дәлдіктегі өндіріс процесі жатыр. Бұл мақалада бүктелетін смартфон дисплейлерінің қалай жасалатыны, материалды таңдаудан бастап, шығарылым алдындағы беріктік сынақтарына дейін талқыланады.
1. Бүктелетін экранның негізгі тұжырымдамасы: икемді, тек жұқа емес
Қатты әйнекті пайдаланатын кәдімгі смартфон экрандарынан айырмашылығы, бүктелетін экрандар визуалды дисплейге немесе сенсорлық функцияға айтарлықтай зақым келтірмей мыңдаған немесе жүздеген мың рет майыса алуы керек. Сондықтан, бүктелетін экранның негізі - әдетте OLED (органикалық жарық шығаратын диод) негізіндегі икемді дисплей панелі. OLED технологиясы әрбір пиксельге артқы жарықсыз өз жарығын шығаруға мүмкіндік береді, бұл экран құрылымын LCD-ге қарағанда жұқа және икемді етуге мүмкіндік береді.
Дегенмен, тек икемділік жеткіліксіз. Экран сонымен қатар сызаттарға төзімді, жарықшақтарға төзімді және пайдалануға ыңғайлы болуы керек. Ең үлкен қиындық материал ең үлкен механикалық кернеуге ұшырайтын қыртыста туындайды.
2. Икемді артқы панельдер мен электрондық қабаттарды жасау
Икемді OLED панелін өндіру процесі пиксельдердің қосылуын және өшірілуін реттейтін жұқа пленкалы транзисторларды (TFT) қамтитын артқы панельді жасаудан басталады. Икемді дисплейлерде бұл артқы панель кәдімгі панель сияқты әйнекке емес, полиимид (PI) сияқты арнайы, ыстыққа төзімді пластикалық негізге салынған. Полиимид таңдалады, себебі ол тұндыру және литография процестерінің жоғары температурасына төтеп бере алады, сонымен қатар аяқталғаннан кейін икемді болып қалады.
Бұл кезең әдетте келесі процестерді қамтиды:
– Негіз жабыны: белгілі бір қалыңдықтағы полиимид қабаты жағылады.
– Қатайту (қыздыру): құрылымды нығайту және өлшемдік тұрақтылықты арттыру үшін.
– Фотолитография және ою: микроскопиялық жолмен TFT тізбек үлгілерін қалыптастыру.
– Өткізгіш және оқшаулағыш қабаттардың шөгуі: әрбір пиксельдегі электр тогын дәл басқаруға болады.
Бұл кезеңдегі дәлдік өте маңызды, себебі кішігірім ақаулар пиксельдердің өлі болуына немесе жарықтықтың айырмашылығына әкелуі мүмкін.
3. OLED қабатының тұндыру тәсілі: дисплейдің негізгі бөлігі
Артқы панель аяқталғаннан кейін, OLED қабаты қосылады. OLED-лер әрқайсысының белгілі бір функциясы бар бірнеше өте жұқа органикалық қабаттардан тұрады: электронды инъекция қабаты, жарық сәулелену қабаты және тесік тасымалдау қабаты. Бұл қабаттар артқы панельге вакуумдық булану сияқты тұндыру әдістері немесе жоғары деңгейдегі тазалықты сақтайтын басқа әдістер арқылы тұндыру әдістерін қолдана отырып тұндыру арқылы орналастырылады.
Бұл процесс әдетте шаң бөлшектерін қатаң бақылаумен вакуумдық камерада жүзеге асырылады, себебі тіпті ең аз ластану панельді зақымдауы мүмкін. Бұл кезең сонымен қатар қызыл, жасыл және көк субпиксельдік өрнектердің пайда болуын қамтиды. Жиі қолданылатын әдістердің бірі - түс өрнектерін жасау үшін ультра жұқа «трафарет» түрі болып табылатын жұқа металл масканы (FMM) пайдалану.
4. Инкапсуляция: OLED-ді негізгі жаулардан қорғайды
OLED қабаттары су мен оттегіге өте сезімтал. Ылғалдың әсері тозуға, қара дақтарға және тіпті панельдің істен шығуына әкелуі мүмкін. Сондықтан, OLED қабаты дайын болғаннан кейін, дисплейді инкапсуляция процесі арқылы қорғау қажет.
Бүктелетін дисплейлерде капсуляциялау кәдімгі панельдер сияқты қалың әйнекті пайдалана алмайды. Өндірушілер кезектесіп тұратын жұқа қабаттардан тұратын жұқа қабықшалы капсуляцияны (TFE) пайдаланады: бейорганикалық материал тосқауыл ретінде және органикалық материал кернеуді сіңіргіш ретінде. Бұл қабатты құрылым майысқан кезде икемді болып қалу үшін жасалған, сонымен бірге ылғалдың енуіне жол бермейді.
TFE процесі өте дәл қалыңдықты бақылауды және қайталанатын сапаны тексеруді қажет етеді, себебі тіпті кішігірім ағып кетулер де панельдің қызмет ету мерзімін күрт қысқартуы мүмкін.
5. Майыса алатын сенсорлық қабат
Бүктелетін смартфон дисплейлері тек кескіндерді көрсетіп қана қоймай, сонымен қатар жанасуға да жауап беруі керек. Міне, осы жерде икемді сенсорлық қабат қажет. Сенсорлық сенсорлар әдетте ITO (Индий қалайы оксиді) сияқты мөлдір, өткізгіш материалдардан жасалады. Дегенмен, ITO бірнеше рет майысқан кезде салыстырмалы түрде сынғыш болады, сондықтан кейбір өндірушілер металл тор немесе басқа икемді өткізгіш материалдар сияқты баламаларды пайдаланады.
Содан кейін сенсорлық қабат дисплей панеліне мөлдір оптикалық желім (OCA/LOCA) арқылы ламинатталады, ол көпіршіксіз болуы және түстің бұрмалануына жол бермеуі керек. Бұл ламинация процесі шаңның жиналуына жол бермеу үшін біркелкі қысым мен таза ортаны қажет етеді.
6. Экран қақпағы: UTG және қорғаныс пленкасы
Экранды сызаттарға төзімді ету үшін заманауи бүктелетін смартфондар әдетте екі тәсілді қолданады:
1. UTG (Аса жұқа әйнек): белгілі бір дәрежеде майысып қалатын өте жұқа әйнек.
2. Қорғаныш полимерлі пленка: көбінесе зауытта орнатылған «экран қорғағышы» ретінде көрінетін үстіңгі қабат.
UTG әйнекті жұқару, химиялық нығайту және дәл кесуді қамтитын арнайы процесс арқылы жасалады. Бұл әйнек кәдімгі смартфон әйнегіне қарағанда әлдеқайда жұқа, бірақ таза пластикке қарағанда берік сезім береді.
UTG орнатылғаннан кейін, өндірушілер сызаттар мен микрожарықтардың пайда болу қаупін азайтуға көмектесетін арнайы қорғаныс пленкасын қосады. Бұл қабаттар жоғары дәлдіктегі ламинациямен орнатылады, себебі тіпті ең кішкентай қателік қыртыстардың пайда болуына немесе экранның біркелкі емес болып көрінуіне әкелуі мүмкін.
7. Ілмектермен және рамамен интеграция: бүктеу тәжірибесінің кілті
Бүктелетін торлар топсаның дизайнымен тығыз байланысты. Топса бүктелетін радиусты, панельге түсетін қысым мөлшерін және көрінетін қыртыстардың көлемін анықтайды. Торды жақтауға бекіткен кезде өндірушілер мыналарды қамтамасыз етеді:
– экран біркелкі қолдау табады,
– бүктеме аймағында қозғалуға жеткілікті орын бар,
– жабылған кездегі қысым ішкі қабатқа зақым келтірмейді.
Кейбір заманауи топса конструкциялары телефонды бүктеп тұрғанда шаңның кіруіне жол бермеу үшін саңылауды азайтуға тырысады. Шаң - бүктелетін экрандардың маңызды жауы, себебі ұсақ бөлшектер панельге ішінен басып, тұрақты із қалдыруы мүмкін.
8. Сапаны тексеру: қайталанатын бүктеуден бастап экстремалды температураға дейін
Бүктелетін дисплейлер сатылымға шығарылмас бұрын бірқатар қатаң беріктік сынақтарынан өтеді. Бұл сынақтар дисплейдің ұзақ мерзімді пайдалану кезінде жұмыс істеуін қамтамасыз етуге бағытталған. Кейбір кең таралған сынақтарға мыналар жатады:
– Бүктеуге төзімділік сынағы: құрылғы экранды ондаған немесе жүздеген мың рет бүктейді.
– Температура мен ылғалдылық сынағы: әртүрлі климаттағы пайдаланушы жағдайларын модельдейді.
– Қысым және бұралу сынағы: сөмкедегі немесе қалтадағы қысымға төзімділікті тексереді.
– Сызық сынағы: үстіңгі қабаттың өткір заттарға төзімділігін өлшейді.
– Дисплейдің біркелкілігін тексеру: түстердің біркелкілігін, жарықтығын және өлі пикселдерді тексереді.
Егер ұсақ сызықтар, жыпылықтау немесе жауап бермейтін жанасу аймақтары сияқты ақаулар табылса, панель бөлшектеліп, мәселенің көзін, капсуладан, ламинациядан немесе артқы панельден болсын, табу үшін талданады.
9. Өндіріс саласындағы қиындықтар және инновациялық бағыттар
Бүктелетін экрандарды өндіру дәстүрлі дисплейлерге қарағанда қиынырақ және қымбатырақ болып қала береді. Шығымдылық деңгейі жоғары болуы мүмкін, себебі бірнеше қабаттар икемді болып қала отырып, мінсіз туралануы керек. Сонымен қатар, қыртыстардың пайда болуы әлі де шешілмей келе жатқан мәселе болып қала береді.
Болашақта инновация келесі нәтижелерге әкеледі деп күтілуде:
– қаттырақ, бірақ сонда да икемді қорғаныс материалы,
– қатпарларды минимумға дейін қысатын топсалы құрылым,
– берік сенсорлар мен инкапсуляция қабаттары,
– сондай-ақ аса икемділікті қажет ететін оралатын экрандарды әзірлеу.
Қорытынды
Бүктелетін смартфон дисплейін жасау процесі дисплей технологиясының, материалтанудың және механикалық инженерияның өте күрделі үйлесімі болып табылады. Артқы панельге арналған полиимидті негізді қолданудан бастап, сезімтал OLED қабатын жағуға, ылғалдан қорғау үшін жұқа капсулалауға, UTG орнатуға және топсамен біріктіруге дейін барлығы жоғары дәлдікті қажет етеді. Бүктелетін смартфонның табысы тек сыртқы дизайнмен ғана емес, сонымен қатар мыңдаған бүктемелерге төтеп бере алатын және айқын кескіндер мен дәл сенсорлық реакцияны көрсете алатын дисплей өндірісінің сапасымен де анықталады.
Қаласаңыз, мен осы мақаланың техникалық нұсқасын (зауытқа ұқсас процесс тізбегімен) немесе жалпы оқырманға арналған жеңілдетілген нұсқасын жасай аламын.
