随着三星显示器于2007年在世界上首次开始批量生产AMOLED,目前大多数主要智能手机都开始采用AMOLED显示器。经历多年的发展,人们可以通过高分辨率,高画质的显示器来确认许多信息,享受各种各样的娱乐。此外,通过OLED折叠的折叠式智能手机也登场了。今天,OLEDindustry想介绍一下OLED面板的设计,以了解这种OLED面板是如何制造的。
什么是AMOLED面板设计
从设计这个词中可以看出,基本上面板设计就是为制造产品制作图纸。但是不仅仅是单纯地设计图纸,而是根据规格参与了企划/设计/验证/制作/检查/分析等所有面板的制作过程。
更具体地说,OLED面板的设计根据智能手机的大小和形状,决定显示器面板的大小与形状,并根据其分辨率和显示器亮度,计划如何构建面板。并且在构成符合面板规格的电路后,通过验证,为下一代面板设计提供解决方案,并通过开发新的电路,改善提高OLED面板的特性。
此外,通过面板设计制作的photomask,按照下面图片一样的工程流程图制作面板,并根据规格的要求,验证和分析面板是否在工作。
OLED面板特性
OLED是由Red/Green/Blue有机发光的LED自身发光的结构,通过OLED的电流可以控制R/G/B的亮度。这里的亮度是观察者眼中的物体的表面单位面积的亮度,单位标示为nit,cd/平方米。有机发光二极管(OLED)本身的发光是指通过正极和正极向有机物薄膜注入电子和空穴,通过被注入的电子和空穴的再结合(recombination)形成激子,通过激子的能量产生特定波长的光的现象。即,通过正极和负极调节流通电,以达到RGB所希望的值,从而显示显示器的颜色。
OLED面板像素及电路工作原理
OLED面板使用的方式基本上是Active Matrix,利用数据信号和扫描信号控制各像素电流。使用“AMOLED”这个词也是用Active Matrix OLED来表示的。
FHD(1080X1920)分辨率能显示2,073,600个像素,分辨率越高,越能显示精细的图像。每个像素的颜色都要调节流通量,这时就使用像素电路。OLED像素电路最基本的电路是2T1C电路。
当Scan信号转变为High→Low电压时,T2 Transistor变成Turn on并在G node上写入Vdata,当Scan信号为Low→High时,T2 Transistor变成Turn off。使用在G node中的Vdata在剩余时间内被Cst (Storage capacitance) hold,并由T1 Transistor的Vgs(ELVDD - G node)电压决定T1 Transistor的流动电流通过。您可以通过控制T1 Transistor的Vgs来控制电流,从而显示您想要的值。
1 Frame时间由频率(frequency)决定,1 h时间由频率和分辨率决定。例如FHD分辨率的60Hz动作1 Frame为16.7ms, 1H为8.6us。每小时scan的信号都是Turn on/off,然后按其分辨率排列scan系列。
OLED面板像素结构
OLED面板的设计是一系列在Backplane上显示电路的过程。根据制造工程要求的Process Architecture的设计规律,配置晶体管,通过连接,完成和验证设计图纸。晶体管是由MOSFET(Metal Oxide semiconductor field effect transistor)组成的, 如图NMOS和PMOS所示。
可以通过MOSFET的电压来控制电流,并根据MOSFET电压的Vgs电压和元件的Vth(Threshold voltage)划分为线性区域和饱和区域,OLED像素电路在饱和区域工作。
OLED像素是由用作电路的背板结构和通过后续工艺制成的EL堆栈结构组成。
每个R/G/B的结构组成一个像素,再将分辨率个的像素聚集在一起以形成显示屏。然后这些像素以信号源(Source)连接到屏幕周围,完成面板设计,以便让这些像素工作。以这样完成的面板设计为标准来制造出面板,最后通过验证和分析来开发显示面板,使其正常工作以满足规格要求。
面板设计是为生产OLED显示屏而首先要做的第一步,重要的是按照顾客的要求制定标准并正确设计。
今后OLED产品市场的扩大更加令人期待,因此面板设计的作用可能会更加重要。
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