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AMOLED原理介紹
1. OLED發(fā)光原理
OLED(Organic Light Emitting Display,有機(jī)發(fā)光顯示器)是指有機(jī)半導(dǎo)體材料在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下,通過(guò)載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。其基本原理是用ITO(Indium tin oxide,氧化銦錫)透明電極和金屬電極分別作為器件的陽(yáng)極和陰極,在一定電壓驅(qū)動(dòng)下,讓電子和空穴分別從陰極和陽(yáng)極注入到電子和空穴傳輸層,電子和空穴分別經(jīng)過(guò)電子和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層,并在發(fā)光層中相遇,電子進(jìn)入空洞時(shí),會(huì)以光的形式釋放出多余的能量。
OLED是有機(jī)分子薄膜組成的,可以由電產(chǎn)生光的固態(tài)設(shè)備。與傳統(tǒng)的LED和LCD相比,由OLED所做成的屏幕會(huì)更亮,更薄,色彩鮮艷度更高,并且能耗會(huì)更低。
OLED結(jié)構(gòu)
·Substrate基板:通常是玻璃或者透明塑料。
·Anode陽(yáng)極:這一層主要的功能是:提供吸收電子的空穴; 透明,允許放出來(lái)的光通過(guò)。
·Conductive Layer 導(dǎo)電層:傳遞由Anode而來(lái)的空穴,吸收由conductive layer來(lái)的多余電子。材料主要是有機(jī)聚合物。
·Emission Layer 發(fā)光層:有機(jī)物半導(dǎo)體,他們具有特殊的能帶結(jié)構(gòu),可以在吸收Cathode過(guò)來(lái)的電子后再散發(fā)出來(lái)一定波長(zhǎng)的光子,而這些光子進(jìn)入我們眼睛就是我們看到的色彩。
·Cathode 陰極:通常是低逸出功的合金,在給定電壓下產(chǎn)生電子。這部分必須對(duì)于上層的有機(jī)物而言是極其穩(wěn)定的。
OLED按驅(qū)動(dòng)方式分為有源驅(qū)動(dòng)(AMOLED主動(dòng)式)和無(wú)源驅(qū)動(dòng)(PMOLED被動(dòng)式)兩種模式。
PMOLED
PMOLED 具有條狀的陽(yáng)極,以及條狀的陰極。并且陰極條和陽(yáng)極條處于相互垂直的位置。上圖中,每個(gè)陰極條和陽(yáng)極條的相重疊的部分,表示的是PMOLED的一個(gè)像素。對(duì)于這一單一的像素點(diǎn),它需要外加電路對(duì)其特定的陽(yáng)極條陰極條輸出電流,從而使這個(gè)像素點(diǎn)發(fā)光。而發(fā)光的強(qiáng)度與施加的電流相關(guān)。
PMOLED的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,每個(gè)像素點(diǎn)由分立的陰極陽(yáng)極控制,不需要額外的驅(qū)動(dòng)電路,但是太多的控制線(xiàn)路限制其在大尺寸高分辨率屏幕上的應(yīng)用。但是無(wú)論如何,PMOLED 的耗能是比之前的LCD要低很多。
AMOLED
AMOLED則是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管,最大程度的減少了控制線(xiàn)路的數(shù)量,使其具備低能耗,高分辨率,快速響應(yīng)和其他優(yōu)良光電特性,因此AMOLED逐漸成為OLED顯示的主流技術(shù)。
AMOLED 是英文Active-matrix organic light emitting diode的簡(jiǎn)寫(xiě),中文全稱(chēng)是有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體或主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極體。AMOLED屏幕在發(fā)展過(guò)程中衍生出了很多不同的版本,比如AMOLED、SuperAMOLED、SuperAMOLEDPlus以及SuperAMOLEDAdvanced等等。
AMOLED屏幕的構(gòu)造有三層,AMOLED屏幕+TouchScreenPanel(觸控屏面板)+外保護(hù)玻璃。AMOLED是OLED技術(shù)的一種,OLED代表著它是自發(fā)光顯示器,利用多層有機(jī)化合物來(lái)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立R、G、B三色光。
AMOLED 并沒(méi)有條狀的陽(yáng)極,陰極。并且它是整層的陽(yáng)極陰極。但是它特別的地方是,在陰極和屏幕中間多了一層薄膜晶體管陣列。這一層TFTA決定上方哪個(gè)像素亮還是不亮。
因?yàn)門(mén)FTA 相比PMOLED 的外加電路要耗費(fèi)更少的能量,并且具有更快的變色反應(yīng)速率。
AMOLED與PMOLED相比,優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電壓低,發(fā)光元件壽命長(zhǎng),缺點(diǎn)是成本較高以及制作工藝復(fù)雜。AMOLED適用于大型顯示屏幕&快刷新率屏幕,如電腦顯示器、大屏幕電視、電子信號(hào)或廣告牌。PMOLED的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以有效降低制造成本,缺點(diǎn)是外部電路驅(qū)動(dòng)電壓高,不適合應(yīng)用在大尺寸與高分辨率面板上。PMOLED適用于文本、圖標(biāo)顯示,小屏幕(對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)2-3英寸)。
2. AMOLED器件結(jié)構(gòu)
LTPS-AMOLED的與LCD的結(jié)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)基本相同,但由于AMOLED是自發(fā)光結(jié)構(gòu),不需要背光源,因此體積更輕薄。同時(shí),也由于自發(fā)光的特性,使得暗畫(huà)面下的功耗遠(yuǎn)低于LCD的背光恒定功耗,使AMOLED顯示面板擁有節(jié)能的特性。
AMOLED也擁有底發(fā)光與頂發(fā)光兩種結(jié)構(gòu)。頂發(fā)光結(jié)構(gòu)中,光線(xiàn)不會(huì)受到驅(qū)動(dòng)電路的遮擋,相比底發(fā)光結(jié)構(gòu)擁有更高的開(kāi)口率,從而在高解析度的應(yīng)用中具有更大的優(yōu)勢(shì),因此逐漸成為了AMOLED的主流。
3. AMOLED工藝流程
LTPS-AMOLED的制作工藝囊括了顯示面板行業(yè)的諸多尖端技術(shù),其主要分為背板段,前板段以及模組段三道工藝。 背板段工藝通過(guò)成膜,曝光,蝕刻疊加不同圖形不同材質(zhì)的膜層以形成LTPS(低溫多晶硅)驅(qū)動(dòng)電路,其為發(fā)光器件提供點(diǎn)亮信號(hào)以及穩(wěn)定的電源輸入。其技術(shù)難點(diǎn)在于微米級(jí)的工藝精細(xì)度以及對(duì)于電性指標(biāo)的極高均一度要求。
鍍膜工藝是使用鍍膜設(shè)備,用物理或化學(xué)的方式將所需材質(zhì)沉積到玻璃基板上(2);
曝光工藝是采用光學(xué)照射的方式,將光罩上的圖案通過(guò)光阻轉(zhuǎn)印到鍍膜后的基板上(3、4、5);
蝕刻工藝是使用化學(xué)或者物理的方式,將基板上未被光阻覆蓋的圖形下方的膜蝕刻掉,最后將覆蓋膜上的光阻洗掉,留下具有所需圖形的膜層(7、8)。
驅(qū)動(dòng)背板工藝流程圖
前板段工藝通過(guò)高精度金屬掩膜板(FMM)將有機(jī)發(fā)光材料以及陰極等材料蒸鍍?cè)诒嘲迳?,與驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合形成發(fā)光器件,再在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行封裝以起到保護(hù)作用。蒸鍍的對(duì)位精度與封裝的氣密性都是前板段工藝的挑戰(zhàn)所在。
高精度金屬掩膜板(FMM):其主要采用具有極低熱變形系數(shù)的材料制作,是定義像素精密度的關(guān)鍵。制作完成后的FMM由張網(wǎng)機(jī)將其精確地定位在金屬框架上并送至蒸鍍段(2);
蒸鍍機(jī)在超高真空下,將有機(jī)材料透過(guò)FMM蒸鍍到LTPS基板限定區(qū)域上(3);
蒸鍍完成后將LTPS基板送至封裝段,在真空環(huán)境下,用高效能阻絕水汽的玻璃膠將其與保護(hù)板進(jìn)行貼合。玻璃膠的選用及其在制作工藝上的應(yīng)用,將直接影響OLED的壽命(5、6)。
有機(jī)鍍膜段工藝流程圖
模組段工藝將封裝完畢的面板切割成實(shí)際產(chǎn)品大小,之后再進(jìn)行偏光片貼附、控制線(xiàn)路與芯片貼合等各項(xiàng)工藝,并進(jìn)行老化測(cè)試以及產(chǎn)品包裝,最終呈現(xiàn)為客戶(hù)手中的產(chǎn)品。
·切割:封裝好的AMOLED基板切割為面板(pannel)(1);
·面板測(cè)試:進(jìn)行面板點(diǎn)亮檢查(2);
·偏貼:將AMOLED面板貼附上偏光板(3);
·IC+FPC綁定:將驅(qū)動(dòng)IC和柔性印刷線(xiàn)路板(FPC)與AMOLED面板的鏈接(4);
·TP貼附:將AMOLED面板與含觸控感應(yīng)器的強(qiáng)化蓋板玻璃(cover Lens)貼合(5);
·模組測(cè)試:模組的老化測(cè)試與點(diǎn)亮檢查(6)。
模組段工藝流程圖