OLED屏体电路原理(五)-AMOLED 原理详解

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什么是AMOLED

AMOLED是Active Matrix Organic Light Emitting Diode的缩写,即主动矩阵有机发光二极体。其核心依然是LED。在屏幕中,每个LED的尺寸非常小,被分为红、绿、蓝三个子像素群,然后组合成不同的颜色,子像素的排列方式会影响显示效果。

 

OLED发光原理

阴极、阳极夹有有机层,在有偏压时,阴极注入电子,阳极注入空穴,被注入的电子和空穴在有机层内以碰撞波的形式传输,并在发光层内复合,从而激发发光层分子产生单态激子,单态激子辐射衰减而发光。

 

OLED半导体材料

AMOLED使用的半导体材料是低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS)或者氧化物半导体(In-Ga-ZnO)。这两种材料的电子迁移率大大超过a-si。LTPS和IGZO具有更好的导电性能,支持更大的电流,是当前AMOLED必用的半导体材料。IGZO工艺难度及成本要比LTPS低,IGZO面板产线可在TFT-LCD面板产线改造而来。

 

OLED偏光片

OLED由于是自发光,原则上不需要像LCD那样使用偏光片。但当外界光线照射到屏幕上时,会被阴极(通常是金属)反射回来,影响对比度。为了解决这个问题,我们会使用偏光片和1/4波长片(这两者合称为圆偏光片)。1/4波长相位膜是关键材料,因为环境光的波长范围广泛,能够覆盖可见光的宽波域1/4波长的相位膜是首选。因此,OLED只需要一片上偏光片来解决反射问题。

 

AMOLED结构

AMOLED阴极为整面电极,通过驱动电路驱动阳极发光,大幅度减少了控制线路的数量,使其拥有低耗电、高解析、快响应等特色。AMOLED也因此逐渐成为OLED显示器的主流。AMOLED各个像素是同时发光的,这样单个像素发光亮度的要求就降低了。AMOLED拥有底发光与顶发光两种结构。顶发光结构中,光线不会受到驱动电路的遮挡,相比底发光结构拥有更高的开口率,从而在高解析度的应用中具有更大的优势,因此逐渐成为了AMOLED的主流。

 

AMOLED的彩色化

小分子OLED实现彩色化的方法主要有三种:

1)独立发光材料法:分别制备红、绿、蓝三原色的发光单元,然后调节三种颜色的不同程度的组合,产生彩色。

2)彩色滤光膜法:原理类似于TFT-LCD。首先制备出发白光的器件,然后通过彩色滤光膜得到三原色,重新组合三原色从而实现彩色显示。

3)光色转换法:首先制备发蓝关的器件,然后通过蓝光激发其他层材料分别得到红光和绿光,从而进一步得到彩色显示。

 

OLED与LCD区别

OLED是自发光,而LCD需要通过背光板照射才能显示。由于是自发光结构,故不需要背光源和液晶层,因此体积更轻薄。同时,也由于自发光的特性,使得 AMOLED 在暗画面时的功耗远低于LCD的恒定背光功耗,拥有节能的特性。

AMOLED的优缺点

优点:

1)对比传统LCD,AMOLED屏幕更轻薄,并且可以在屏幕中集成触摸层,做超薄机更有优势。

2)自发光,单个像素在显示黑色时不工作,显示深色时低功耗。

3)可作成柔性屏,比起玻璃基板的LCD屏幕不易损坏。

4)色域广,可以达到110% NTSC。

5)对比度高,而且不会漏光。

6)响应速度极快,响应时间只有LCD的1/1000到1/100。

7)可视角度大。

8)为固态器件,无类似液晶之类的物质,抗压和抗震能力强,能经受振动、加速度,高低温冲击。

 

缺点:

1)早期的OLED存在烧屏、色彩不真实等问题。

2)低温多晶硅(LTPS TFT)技术存在尺寸增大时良品率低导致价格过高的问题。

3)Super AMOLED技术基本被三星垄断。

 

Q1:OLED与Retina相比的优势是什么?

A1:在色彩、色域、可视角度和最高与最低亮度等方面,当前的OLED技术胜过Retina。

 

Q2:OLED需要几片偏光片?

A2:OLED只需要一片上偏光片。

 

Q3:OLED需要背光源和液晶层吗?

A3:OLED是自发光结构,因此不需要背光源和液晶层。

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