OLED屏體電路原理(五)-AMOLED 原理詳解

關鍵字 :NovatekOLED

什麼是AMOLED

AMOLED是Active Matrix Organic Light Emitting Diode的縮寫,即主動矩陣有機發光二極體。其核心依然是LED。在螢幕中,每個LED的尺寸非常小,被分為紅、綠、藍三個子像素群,然後組合成不同的顏色,子像素的排列方式會影響顯示效果。

 

OLED發光原理

陰極、陽極夾有有機層,在有偏壓時,陰極注入電子,陽極注入空穴,被注入的電子和空穴在有機層內以碰撞波的形式傳輸,並在發光層內複合,從而激發發光層分子產生單態激子,單態激子輻射衰減而發光。

 

OLED半導體材料

AMOLED使用的半導體材料是低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS)或者氧化物半導體(In-Ga-ZnO)。這兩種材料的電子遷移率大大超過a-si。LTPS和IGZO具有更好的導電性能,支持更大的電流,是當前AMOLED必用的半導體材料。IGZO工藝難度及成本要比LTPS低,IGZO面板產線可在TFT-LCD面板產線改造而來。

 

OLED偏光片

OLED由於是自發光,原則上不需要像LCD那樣使用偏光片。但當外界光線照射到螢幕上時,會被陰極(通常是金屬)反射回來,影響對比度。為了解決這個問題,我們會使用偏光片和1/4波長片(這兩者合稱為圓偏光片)。1/4波長相位膜是關鍵材料,因為環境光的波長範圍廣泛,能夠覆蓋可見光的寬波域1/4波長的相位膜是首選。因此,OLED只需要一片上偏光片來解決反射問題。

 

AMOLED結構

AMOLED陰極為整面電極,通過驅動電路驅動陽極發光,大幅度減少了控制線路的數量,使其擁有低耗電、高解析、快響應等特色。AMOLED也因此逐漸成為OLED顯示器的主流。AMOLED各個像素是同時發光的,這樣單個像素髮光亮度的要求就降低了。AMOLED擁有底發光與頂發光兩種結構。頂發光結構中,光線不會受到驅動電路的遮擋,相比底發光結構擁有更高的開口率,從而在高解析度的應用中具有更大的優勢,因此逐漸成為了AMOLED的主流。

 

AMOLED的彩色化

小分子OLED實現彩色化的方法主要有三種:

1)獨立發光材料法:分別製備紅、綠、藍三原色的發光單元,然後調節三種顏色的不同程度的組合,產生彩色。

2)彩色濾光膜法:原理類似於TFT-LCD。首先製備出發白光的器件,然後通過彩色濾光膜得到三原色,重新組合三原色從而實現彩色顯示。

3)光色轉換法:首先製備發藍關的器件,然後通過藍光激發其他層材料分別得到紅光和綠光,從而進一步得到彩色顯示。

 

OLED與LCD區別

OLED是自發光,而LCD需要通過背光板照射才能顯示。由於是自發光結構,故不需要背光源和液晶層,因此體積更輕薄。同時,也由於自發光的特性,使得 AMOLED 在暗畫面時的功耗遠低於LCD的恆定背光功耗,擁有節能的特性。

AMOLED的優缺點

優點:

1)對比傳統LCD,AMOLED螢幕更輕薄,並且可以在螢幕中集成觸摸層,做超薄機更有優勢。

2)自發光,單個像素在顯示黑色時不工作,顯示深色時低功耗。

3)可作成柔性屏,比起玻璃基板的LCD螢幕不易損壞。

4)色域廣,可以達到110% NTSC。

5)對比度高,而且不會漏光。

6)響應速度極快,響應時間只有LCD的1/1000到1/100。

7)可視角度大。

8)為固態器件,無類似液晶之類的物質,抗壓和抗震能力強,能經受振動、加速度,高低溫衝擊。

 

缺點:

1)早期的OLED存在燒屏、色彩不真實等問題。

2)低溫多晶矽(LTPS TFT)技術存在尺寸增大時良品率低導致價格過高的問題。

3)Super AMOLED技術基本被三星壟斷。

 

Q1:OLED與Retina相比的優勢是什麼?

A1:在色彩、色域、可視角度和最高與最低亮度等方面,當前的OLED技術勝過Retina。

 

Q2:OLED需要幾片偏光片?

A2:OLED只需要一片上偏光片。

 

Q3:OLED需要背光源和液晶層嗎?

A3:OLED是自發光結構,因此不需要背光源和液晶層。

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