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