Display AMOLED OnePlus Nord tinta verde [spiegazione]

OnePlus Nord, oltre ad essere uno degli smartphone più pubblicizzati fino ad oggi, ha anche ricevuto la sua quota di critiche per avere una cornice in plastica, fotocamere nella media e quella che viene sproporzionata di più, una tinta verde "problema ” sul suo pannello di visualizzazione. Intendiamoci, il display del OnePlus Nord è in realtà un ottimo pannello soprattutto considerando il prezzo. È un display AMOLED 1080P con una frequenza di aggiornamento di 90 Hz, doppia fotocamera perforata e certificazione HDR 10.

Sebbene le specifiche del display siano buone, ciò che sta destando preoccupazione nella mente di molte persone è il fatto che in un ambiente buio, quando la luminosità del telefono è impostata su un valore inferiore al 10-15% e c'è uno sfondo grigio sul schermo, alcune aree del display appaiono verdi invece di mostrare il colore effettivo che è grigio. Questo accade solo a bassi livelli di luminosità, quindi se la luminosità viene aumentata o lo sfondo ha una tonalità diversa, questo effetto di colorazione scompare e i colori sembrano normali.

In uno scenario pratico, le condizioni sopra menzionate per replicare questa tinta verde sul display si verificano raramente e non sono molto evidenti a meno che non si vada effettivamente a cercarla. In circa due settimane di utilizzo di OnePlus Nord, non abbiamo riscontrato la colorazione dello schermo anche durante l'utilizzo del telefono in una stanza con tutte le luci spente. È solo quando abbiamo visto i rapporti sui social media che abbiamo cercato di replicarli e siamo stati in grado di individuarli a un'ispezione ravvicinata.

Ora, mentre questo dovrebbe essere un problema per la maggior parte degli utenti, un argomento valido è che tutti vogliono uno smartphone perfetto quando pagano una buona somma di denaro per questo. Nessuno vuole un telefono con un display difettoso o con problemi. Ma la domanda qui è, è anche un problema? Abbiamo cercato di approfondire il processo di produzione dei display OLED e ancora di più sui singoli LED e abbiamo pensato di documentare le nostre scoperte per spiegare il fenomeno della colorazione.

Vale la pena ricordare che alcuni concetti che discuteremo in questa sede richiedono una comprensione di base dei semiconduttori e del modo in cui funzionano. Cercheremo di scomporlo alle basi per una migliore comprensione.

Funzionamento dei semiconduttori

Cominciamo col comprendere prima i semiconduttori e le loro proprietà di base. I semiconduttori, come suggerisce il nome, sono materiali che non sono né completamente conduttivi né isolanti completi. I materiali semiconduttori come il silicio e il germanio si comportano come isolanti in condizioni normali, ma quando sono sottoposti a energia termica, il che significa sostanzialmente che quando la temperatura dei materiali aumenta, iniziano a mostrare proprietà conduttive.

Il motivo della natura conduttiva di questi materiali alle alte temperature è dovuto alle particelle cariche che vengono chiamate elettroni e lacune. Gli elettroni portano una carica negativa mentre i buchi sono essenzialmente vuoti che portano una carica positiva. Ora, se ricordi ancora un po' di chimica del liceo, ogni elemento della tavola periodica ha un numero atomico. Per un atomo scarico, il numero atomico indica anche il numero di elettroni che l'atomo possiede. Il silicio, ad esempio, ha un numero atomico 14 che significa che in un atomo di silicio ci sono 14 elettroni.

Questi elettroni risiedono in orbite circolari attorno al centro (nucleo) dell'atomo. Ci sono più orbite attorno al nucleo poiché ogni orbita (banda) può ospitare solo un numero fisso di elettroni. La prima band può ospitarne due, le bande successive possono ospitarne otto ciascuna. Nell'esempio che abbiamo considerato, dove il silicio ha 14 elettroni, due di essi occupano la prima banda seguiti dai successivi otto che occupano la seconda banda e i restanti quattro occupano la banda finale. Siamo interessati solo alla banda finale che è chiamata banda di valenza e gli elettroni che risiedono nella banda di valenza sono conosciuti come elettroni di valenza.

Quando il calore viene applicato a un semiconduttore, gli elettroni nella banda di valenza vengono "eccitati", il che significa che sono liberi di muoversi e non sono più vincolati dalla forza del nucleo. A causa dell'energia termica e del fatto che ora sono liberi di muoversi, gli elettroni nella banda di valenza saltano a qualcosa noto come banda di conduzione. Questo movimento di elettroni dalla banda di valenza alla banda di conduzione è ciò che rende conduttivi i semiconduttori.

I semiconduttori puri, più comunemente noti come semiconduttori intrinseci, tuttavia, non sono di per sé conduttivi e non possono essere utilizzati per scopi elettronici. Quindi, subiscono un processo chiamato doping che li trasforma in semiconduttori estrinseci. Doping significa essenzialmente aggiungere impurità al semiconduttore per renderlo più conduttivo. Il modo per rendere un materiale più conduttivo è aggiungere più particelle cariche, ad esempio aggiungendo più elettroni liberi o lacune.

Ciò dà inoltre origine a due tipi di semiconduttori: semiconduttori di tipo n in cui sono presenti elettroni in eccesso e semiconduttori di tipo p con lacune in eccesso. I semiconduttori di tipo N sono drogati utilizzando elementi come fosforo, arsenico, antimonio, ecc. I semiconduttori di tipo P sono drogati con elementi come boro, alluminio, gallio, ecc. Questi prerequisiti dovrebbero essere sufficienti per comprendere ulteriori concetti di cui discuteremo .

Diodi

Un diodo è un dispositivo a semiconduttore che viene utilizzato per limitare il flusso di corrente in una particolare direzione consentendo il flusso di corrente nella direzione opposta. Il motivo per cui stiamo cercando di capire il funzionamento di un diodo è che i LED sono fondamentalmente diodi a emissione di luce. Un diodo è costituito da un semiconduttore di tipo p fuso con un semiconduttore di tipo n. Ciò dà origine a una regione di esaurimento in cui avviene un processo chiamato ricombinazione quando la tensione viene fornita attraverso le estremità del diodo. In parole povere, gli elettroni si combinano con le lacune per rilasciare energia. Questa energia rilasciata a causa della ricombinazione è sotto forma di luce (fotoni) nei LED.

Di solito, i LED non sono fatti di silicio. Invece, usano il nitruro di gallio che è anche un semiconduttore. Gli OLED utilizzano un composto organico per produrre luce, ma il principio di funzionamento di base è lo stesso.

Riproduzione del colore in un LED

Se ti stai chiedendo perché abbiamo spiegato così tanto in dettaglio il funzionamento di un semiconduttore, ti servirà per capire come i LED producono colori diversi. Ora, ci sono due modi in cui questo viene fatto. I display sono costituiti da pixel che producono luce e quindi più pixel contribuiscono a produrre un'immagine completa. Un pixel ha anche sub-pixel che producono individualmente colori diversi. Questi sub-pixel possono essere organizzati in diversi modelli, il più comune è RGGB. Un LED rosso, due LED verdi e un LED blu. Per prima cosa, diamo un'occhiata a come questi singoli LED in un pixel producono il colore.

Ci sono due variabili da considerare qui: il drogante utilizzato per drogare il semiconduttore e anche il gap di banda del semiconduttore che è la distanza tra la banda di valenza e la banda di conduzione. Questi due fattori determinano il colore di un LED. Ad esempio, se il gap di banda è piccolo, il LED risultante potrebbe illuminarsi di rosso. Se il gap di banda è ampio, il LED risultante potrebbe illuminarsi in verde. Fondamentalmente, diversi bandgap rilasciano energie diverse.

Tensione variabile: primo metodo

Affinché questi LED emettano luci di diversi colori, devono essere alimentati con una certa tensione. Questa tensione è fornita dalla batteria di un telefono che sarebbe regolata tramite un circuito dedicato. È inoltre importante notare che l'intensità di ogni singolo LED è direttamente proporzionale alla tensione ad esso fornita. Se la tensione fornita è alta, il LED emetterà una maggiore intensità di luce, ed è così che funziona il dispositivo di scorrimento della luminosità sul telefono.

Tornando alla tinta verde su OnePlus Nord, è possibile che quando lo slider della luminosità è al valore minimo, la tensione che viene fornita ad alcuni sub-pixel (LED) verdi non si riduca proporzionalmente in alcune aree che può portare a una maggiore intensità di luce verde in quelle aree specifiche del display. Tuttavia, non si ferma solo a questo.

Mascheratura colore/Modello maschera ombra – Secondo metodo

Esiste un altro metodo per consentire agli OLED di visualizzare il colore e questo consiste nell'utilizzare un processo noto come patterning della maschera d'ombra. Questo metodo prevede il deposito di livelli di emissione RGB su ciascun pixel bianco. La luce bianca prodotta dal pixel viene quindi filtrata dal deposito RGB in base al colore che dovrebbe essere visualizzato sullo schermo.

Il modo in cui ciò avviene è disponendo i livelli rosso, verde e blu che emettono luce in ogni pixel del display OLED. Come abbiamo menzionato in precedenza sui LED che sono disposti come sub-pixel all'interno di un pixel in uno schema, allo stesso modo anche questi strati che emettono luce sono disposti secondo uno schema particolare, ad esempio RBG. Ciò significa che ogni sub-pixel ha un colore individuale.

Perché si verifica la tinta del display?

Durante questo processo è quando si verifica l'errore che porta alla tinta verde sul display di OnePlus Nord. Questi strati colorati vengono depositati sui LED utilizzando uno stencil denominato maschera colorata. Se la maschera è disturbata o posizionata in modo non accurato durante la deposizione, può esserci un errore nella spaziatura dei depositi di colore che provoca un'uscita del colore non uniforme sul display come si può vedere dall'immagine.

Questo non deve essere solo verde. Ci sono casi in cui alcuni telefoni, in particolare il telefono ROG 2 dell'anno scorso, avevano una sfumatura rosata sul display. Inoltre, ci sono casi in cui si osserva la colorazione anche sui televisori OLED.

È davvero un problema?

Tornando alla domanda iniziale, è davvero un problema? I produttori di smartphone acquistano i loro pannelli di visualizzazione da diversi fornitori. Poiché questi fornitori producono display su larga scala, questi difetti di cui abbiamo parlato sono regolari e non facili da evitare. La produzione di display OLED è un processo complesso e richiede molta precisione.

Se chiedi perché i dispositivi Samsung o Apple o altri non hanno le tinte del display, è probabilmente perché il processo di produzione utilizzato in quei pannelli OLED è diverso (ci sono anche altri modi per produrre display OLED come il filtro colore o l'utilizzo di fasci di elettroni) o il metodo utilizzato è più preciso e annulla qualsiasi errore umano.

Poiché la tinta del display si verifica durante la produzione stessa, diventa essenzialmente una caratteristica del pannello. Con milioni di display prodotti da un unico fornitore, non è possibile eliminare i pannelli con difetti così lievi che altrimenti funzionano normalmente. Quindi, questi display superano anche il test QC poiché difficilmente si noterebbe la tinta negli scenari normali.

Dovresti ottenere OnePlus Nord nonostante la tinta del display?

Se il tuo disturbo ossessivo compulsivo si attiverà dopo aver individuato la tinta verde di tanto in tanto, durante l'utilizzo di OnePlus Nord, questo potrebbe sembrarti un problema. Per tutti gli altri, la tinta verde non è visibile durante l'utilizzo regolare del telefono su base giornaliera o durante il consumo di contenuti sul display, quindi questo non dovrebbe essere un rompicapo. Se sei fortunato, la tua unità OnePlus Nord potrebbe non avere nemmeno una sfumatura se il display è stato prodotto con precisione.

Ad ogni modo, speriamo che l'intero scenario della tinta verde ti sia ora più chiaro e tu sappia il vero motivo per cui si verifica. Non è un problema di per sé, è solo un sottoprodotto del complesso processo di produzione.