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※ 本文為 GeniusKiKi 轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2013-02-22 21:19:39
看板 Android
作者 TanIsVaca (好好唸書吧!)
標題 Fw: [其他] 淺談  AMOLED   PHOLED   OLED
時間 Fri Feb 22 20:56:36 2013


※ [本文轉錄自 Stock 看板 #1H7XimVb ]

看板 Stock
作者 TanIsVaca (好好唸書吧!)
標題 [其他] 淺談  AMOLED   PHOLED   OLED
時間 Fri Feb 15 19:25:33 2013



本文並不長,看起來很長是因為底下鄉民推文很多所致。

本文寫得淺顯易懂,而且還引用了很多插圖來解說。就算是社會組的朋友,看完這篇也可

以對AMOLED產業,及此技術的優缺點,有基本的瞭解。



我整理這些資料的目的是為了提升台灣人民對光電產業的知識。所以我把本文的版權送給

所有台灣人民。


歡迎大家任意轉貼此文至各bbs、臉書、部落格、論談,或各大網站。以幫助推廣光電知

識。


我所寫的文字大家可以任意複製,但是本文所附的圖片您如果要複製,請您得詢問一下該

圖片的網站是否同意。




謝謝大家。


=============================================================================
內文開始:
=============================================================================


淺談 AMOLED   PHOLED   OLED



簡介

OLED是「有機發光二極體」的英文縮寫,它的「有機」二字不是有機蔬菜那種有機,是有

機化學那種有機,就是苯啊、塑膠啊那種,你去看OLED的分子結構,可以看到苯環和金屬

原子加其他原素的化合物。所以「有機發光二極體」不能拿來吃。



OLED的發光模式可以分成螢光(Fluorescent)和磷光(Phosphorescent)兩種。磷光OLED有

人把它簡稱為PHOLED。



紅、綠、藍三原色的OLED可以拿來做顯示器的畫素。因為可以用電路控制它們發光的亮度

,所以紅、綠、藍三原色的OLED就可以直接取代TFT LCD中的背光源、液晶、彩色濾光片

這三層結構的功能。



驅動OLED顯示器的方法,可以分成被動(Passive-matrix OLED)和主動

(Active-matrix OLED)兩種。被動的可以簡稱為PMOLED,主動的可以簡稱為AMOLED。


所以說,主動趨動的磷光OLED,應該也可以叫PHAMOLED吧?只是沒人那麼囉嗦……科科

目前市面上看到的AMOLED通常是使用磷光材料(PHOLED)來做它的畫素。





OLED材料


目前,螢光(Fluorescent)和磷光(Phosphorescent)兩種OLED相比,磷光的發光效率較高。

但可惜,目前還未找到又長命發光效率又高的藍色磷光材料。



OLED材料業的主導廠商是日本的「出光產興」和美國的「UDC」,它們也是各有在做

AMOLED的面板廠的材料供應商與技術來源。


我們來看一下UDC的網站公布的材料數據:
http://www.universaldisplay.com/default.asp?contentID=604

表中Operating Lifetime(hrs)的LT95%和LT50%分別代表,用了多久後亮度會衰退5%和衰退

50%。藍色很慘,用700個小時亮度就衰退5%了,如果你每天用AMOLED手機8小時,700個小

時還不到三個月。



有人測日系品牌的OLED電視:
http://ppt.cc/BBmn
OLED TV estimated lifespan shorter then expected - HDTV Info Europe HDTV Info Europe - Your source for the latest HDTV news and info ...
 
用1000個小時後,藍色OLED已經衰退10%以上了。

所以從OLED材料的基本特性就可以看出,藍色的老化速度太快,是發展OLED顯示器的根本

問題。



附上UDC近幾年的財報。
http://ppt.cc/oy9t
Growth, Profitability, and Financial Ratios for Universal Display Corporation (PANL) from Morningstar.com See Universal Display Corporation's 10 year historical growth, profitability, financial, efficiency, and cash flow ratios. ...
 
近三年營收簡直是用飆的。


另外,UDC和PPG在生產磷光OLED材料上有合作
http://www.universaldisplay.com/default.asp?contentID=624
PPG是化學大廠
http://www.ppg.com/en/Pages/home.aspx






AMOLED


先講他的老祖宗PMOLED。
http://static.ddmcdn.com/gif/oled-passive.gif
[圖]
 
在三原色下面接正極電路,上面接負極電路。這個設計很直覺,就是從外部電源對特定的

正負極供電,那顆特定的畫素就會被點亮。





再講AMOLED:

工研院的這篇文章的圖1,就是AMOLED的結構剖面:
http://www.itri.org.tw/chi/lib/DownloadFile.aspx?AttNBR=6706

AMOLED的結構簡單來說,是由上玻璃、OLED、下玻璃,三層所構成。下玻璃裝有TFT矩陣,

負責控制他樓上的OLED,OLED負責發光,因為OLED很脆弱,所以OLED樓上要再裝個上玻璃

保護它不會碰到氧氣和水氣。上玻璃和OLED接處的那一面,鍍有一層透明的導電材料,作

為和下玻璃TFT矩陣對應的負極。



講的有點複雜,看下圖就知道啦:
http://static.ddmcdn.com/gif/oled-active.gif
[圖]
 
用一整片導電材料當負極。然後正極則是用TFT矩陣(沒錯,就是TFT LCD中的那個TFT)。

所以AMOLED點亮各畫素的原理就類似TFT LCD控制各畫素裡面的液晶分子的原理。






至於TFT LCD的原理為何?這個已經可以google到一堆中文的文獻了,大家可以自己去找

找看。


譬如說這篇「南台科技大學」網站上的TFT與彩色濾光片介紹:
http://eshare.stut.edu.tw/EshareFile/2010_5/2010_5_b4cf00bc.pdf






AMOLED面板的優缺點


AMOLED的三原色自己會發光,所以不需要背光源,它的黑色就是直接熄滅掉該畫素。所以

它的黑可以黑到跟「把手機關掉」一樣黑。如下圖,右邊那隻。

http://ppt.cc/0zr2
[圖]
 

這個好處就是畫面中的暗色可以很暗,讓畫面對比很好。而且暗色時是直接減少該畫素的

發光度,所以暗色時很省電。不像TFT LCD暗色時背光源還是開著的。




「OLED材料」那段有講到,藍色老化速度很快。所以「如何讓脆弱的藍色活久一點」是

AMOLED設計上的大難題。


在2010年,材料業者UDC建議各AMOLED廠下圖這個方案:
http://ppt.cc/yvXa
[圖]
 

把RGB三原色改成RGBb,用一個淺藍和一個深藍來分擔工作量。從此,AMOLED陣營就開始

了「三原色大小不相同」的艱苦旅程。所以,你看到「三原色大小不相同」且排列方式花

招百出的面板,並不是那樣比較先進,那是不得已。



來幾張「放大鏡下的AMOLED面板」當例子:
http://ppt.cc/3L3_
[圖]
 
http://ppt.cc/wTGN
[圖]
 

這些花招百出的RGB設計,在解析度上也會出現一些問題,下面網址有討論此話題的專文:
http://www.wretch.cc/blog/KisPlay/1978162
Galaxy S3畫面沒有iPhone 4S細緻! PenTile是禍首? - KisPlay Blog: 3C & Tech 部落格 - 無名小站
[圖]
最近紅透半邊天的Samsung Galaxy S3轟動登場, 在規格與應用部分, 都算的上是目前的旗艦等級之列, 而且使用的還是目前旗艦機必備的HD 720(1,280x720) 4.8" 螢幕, 但為人詬病的是, 還是使用PenTile螢幕. 之前介紹過不少關於PenTile螢幕技術, 這邊特地整...
 



有的人把藍色做得很大,一開始是阿凡達面板,然後藍色一點點老化後會變成正常面板,

然後藍色老化更顏重後變納美克星面板。


有的人在電路設計上改良,命令它在高亮度時,以綠色來提供較高比例的亮度。所以命令

這些面板發白光,可以看到藍色或綠色的色偏。


http://ppt.cc/U_MR
[圖]
 

此圖截錄於此影片的4分51秒
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=5GMQ2ucHuxc#t=287s
[istevencom] 三星 Galaxy S3 评测 - YouTube
感谢所有人的支持与帮助,我爱你们。:) Blog: www.i-steven.com Email: steven@i-steven.com Sina Weibo: @istevencom Twitter @istevncom

 



AMOLED因為不需要背光源,所以被認為比光從背光源發出,還要經過重重阻礙(導光板、

偏光片、TFT玻璃、液晶層、彩色濾光片)才能從面板裡射出的TFT LCD面板省電。



但是,從另一個角度想,AMOLED是直接用三原色發光,不依賴白光背光源,所以AMOLED要

顯示白色就要三原色一起發光,它的紅光和藍光發光效率不佳,如果要逼他們兩個發得跟

綠光一樣強,那會很耗電。

http://files.tested.com/photos/2012/03/16/55-6041-amoled.jpg
[圖]
 

這個2010年的測試,AMOLED發白光時耗電量是TFT LCD的3倍。



當然,AMOLED是很好的面板,只是站在材料特性的角度,如果要讓你的AMOLED活久一點。

要少上以白色為底色的網站,多上ptt。並且要少看藍色的圖片,不要看海的照片,不要看

晴天的照片,不要看海灘遊俠和海綿寶寶。多看七龍珠在納美克星那段,那邊大部份的人

和景物都是綠的,佛力扎的氣功大部份是紅色的,紅色發光效率雖然不好,但是壽命很長

,沒有關係。




展望:

希望UDC、出光產興等材料業者可以早日找到更好的藍色磷光材料。



註:那美克星是大長老的故鄉,那邊的海和天空及陸地都是綠色的。
http://ext.pimg.tw/kopfamily/4b42fa3a594da.jpg
[圖]
 

--
股市上漲1%,投資人就會高估自己的智商1%。


股市下跌1%,投資人就會低估總統的智商1%。

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 1.168.198.186
windflye    :推1F 02/15 19:29
leouni      :趁勢追擊 逼AMOLED自爆 這技術被三爽養起來 很恐怖2F 02/15 19:32
waiting0912 :難怪三爽手機用久了好像會偏綠3F 02/15 19:55
dichotomyptt:不錯 用心推4F 02/15 19:59
joveryant   :哪來那麼好的文章啊 拜托多發文啊!!!!5F 02/15 20:14
ptpaco      :推!長知識!6F 02/15 20:19
banbanzon   :oled的優點還少說幾樣了 可以看看阿婆註冊的oled專利7F 02/15 20:37
banbanzon   :某項優點相當關鍵(不是捲摺) 被三星練出來肯定起革命

補個專利搜尋網站
http://www.patentlens.net/patentlens/structured.html

在title輸入 OLED
在applicant/assignee輸入 apple

就可以看到該公司的OLED專利。
b大說的專利有在這幾個專利裡面嗎?

littlelaba  :推推9F 02/15 20:43
banbanzon   :不得不說阿婆賊又有遠見 嘴巴嫌amoled身體倒挺誠實XD10F 02/15 20:43

阿婆: iAMOLED_In_Cell_touch !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
http://www.oled-display.net/apple-files-three-oled-display-patents/
Apple files three OLED Display patents
It looks like Apple want to introduce OLEDS in the near future in their products, because Apple files free different ...
 

stevepig100 :多上ptt  XD11F 02/15 20:47
asdfghj12345:超推 ~12F 02/15 21:04
musie       :想不到stock版有如此專業的技術文章..13F 02/15 21:23
newlly      :推推14F 02/15 21:31
ljsnonocat2 :15F 02/15 21:38
gigiflute   :那要買哪一種螢幕最長遠?16F 02/15 21:40
nicegrenade :史塔克版一堆專業文阿XD17F 02/15 21:51
SeaNMiz     :18F 02/15 22:04
kenro       :推專業文!很棒,真希望能多些這樣的文19F 02/15 22:25
wolfspring  :推推  強!20F 02/15 22:36
Angraecum   :^^21F 02/15 22:36
volt27      :22F 02/15 22:50
jakkx       :那美克星面版XDDDDD23F 02/15 22:51
kimigogo    :只可惜解析度遇到瓶頸24F 02/15 23:04
k29571159   :推生動的比喻XDDDDD25F 02/15 23:12
banbanzon   :No 是US20110267279 很多網站都說啥改善耗電三小的26F 02/15 23:16

我把專利文件的連結附上,給有興趣的板友看。
http://www.google.com/patents/US20110267279
Patent US20110267279 - POWER EFFICIENT ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY - Google Patents The present disclosure relates to the use of a solid background layer in conjunction with a transparent display panel. In one such implementation, a layer that is switchable between opaque and transparent states is provided between the solid background layer and the transparent display panel. By swi ...
 

banbanzon   :但仔細看專利內容並推敲就覺得這樣的設計很恐怖27F 02/15 23:17
banbanzon   :絕對是螢幕的二次革命
kimigogo    :其實有簡單的技術可以取代OLED...29F 02/15 23:27
brightest   :問題還這麼多 竟然還是被三爽炒起來30F 02/15 23:35
bestben     :超精闢31F 02/15 23:54
Ghostwolf00 :推...長知識32F 02/15 23:55
banbanzon   :就上層http://is.gd/8cswFD 結合下層33F 02/15 23:59
Transparent OLED Screen for Samsung Notebooks - CES 2010 - YouTube Transparent OLED Screen Notebook  You'll have to see through it to believe it! This transparent display Samsung Notebook concept de...

 
                補個ban大影片提到的OLED協會 http://www.oled-a.org/members.cfm
banbanzon   :http://is.gd/cIN72P34F 02/15 23:59
Samsung's Transparent Smart Window with virtual blinds - YouTube Samsung's Transparent Smart Window is a giant, see-through touchscreen display, complete with digital blinds that open and close with a swipe of the finger. ...

 
Re12345     :不懂螢幕變得半透明除了炫以外有啥比較實質的意義=.=35F 02/16 00:10
                裝在擋風玻璃,就可以邊開車邊看A片惹!


感謝ban大分享,長知識惹。

這邊補一下ban大這個話題的東西。


UDC推出了透明的OLED
http://news.cnet.com/2300-1008_3-6111917-3.html
Transparent OLED screen - Photos: Lights going organic - CNET News Researchers are developing ways to use organic light-emitting diodes as a source for lighting up rooms. ...
 




透明OLED面板的結構剖面和原理,也順便講到可捲摺OLED
http://electronics.howstuffworks.com/oled4.htm
HowStuffWorks "Transparent OLEDs"
[圖]
Transparent OLEDs is made of transparent parts, and when they are turned off they are 85 percent clear. Find out how transparent OLEDs work. ...
 


相對現在AMOLED面板上用的磷光OLED(PHOLED),透明OLED (Transparent OLED)和

可捲摺OLED (Foldable OLED)的發光效率較差。

所以如果拿來做行動裝置可能會很耗電。


但是透明OLED (Transparent OLED)如果拿來做桌上型裝置,應該很好玩。如Apple下面那

個專利:

Apple申請了「多層結構透明OLED面板專利」,這可以拿來做裸視3D。
http://www.flatpanelshd.com/focus.php?subaction=showfull&id=1311328327


peja90123   :推36F 02/16 00:16
rainley     :什麼 這竟然是股票板不是手機版XD 還以為我跑錯了37F 02/16 00:55
lililolo    :用心值得推一下,不過驅動方式那有點問題,找時間再補38F 02/16 01:08
lililolo    :我再補充
                期待大大的補充。
takano      :推好文分享40F 02/16 01:18
azbl        :讚!! 用心!!41F 02/16 01:20
csaga       :深入淺出的好文,不推不行42F 02/16 01:29
lovein1     :推一下,oled的確有缺點,但研發就是要改善這些根本問43F 02/16 02:44
lovein1     :題,LCD也經過長時間的研發才有今天,希望最終都可以
lovein1     :走到自發光的顯示器
fablife     :推好文46F 02/16 03:57
emi55884    :專業47F 02/16 06:30
afters      :期待自發光顯示器解決漏光問題,閱讀舒適度好很多48F 02/16 08:37
littleheady :專業推 專利網站也不錯 不過更新時間也太久了..49F 02/16 10:18
a822305877  :看到專業文先推 不過是趨動還是驅動阿@@?50F 02/16 13:55
謝謝訂正。
a822305877  :看到最後 多看PTT少看海是哪招XD51F 02/16 14:00
t426899     :淺顯生動52F 02/16 14:13
duter       :為什麼win7預設的背景是藍色的,寶傑你說說看。53F 02/16 15:16
accountingtn:那請問,有那幾家公司做這個的,股票投資者關心的是這54F 02/16 15:35
accountingtn:個,不是技術,那是工程師在做的事

美商和日商掌握最上游的材料科技。文中講的那幾家材料商股票都有上市。

台灣和韓國的面板業則是把這些材料應用來做面板。台日韓面板龍頭都有做這塊。

有的人技術和材料母廠來自美商,有的來自日商。

這些google一下應該就能找到中文的資料了。

a822305877  :我認為樓上這種想法會導致被新聞牽著鼻子走56F 02/16 15:40
a822305877  :了解技術內容及瓶頸 才能去思考應用面的廣度
a822305877  :就像要多看PTT少看阿凡達這種省電細節 不也是這樣來
LiDICO      :推~59F 02/16 16:07
jova        :看股市版  長知識  推一個60F 02/16 16:41
jessti      :藍光往後應該會走螢光材料 雖然壽命比較長 但是發光61F 02/16 17:44
jessti      :效率會比較低 日本九洲大學現在推的新型螢光在理論上
jessti      :是可以解決螢光材的效率問題 但是高效率的藍光還在開
jessti      :發當中

日本的出光產興,產品是以螢光材料為主。
http://www.idemitsu.com/products/electronic/el/performance.html
Performance chart of idel - Electronic materials - Idemitsu Kosan Global Idemitsu Kosan is an energy company that enriches people's lives. Idemitsu also supports the IT age by supplying unique advanced technologies in the electronic materials field, and our materials technologies are highly rated by industry. ...
 

至於螢光材料和磷光材料的特性和相關理論,我就看不太懂了Q_Q.
jessti      :不得不說您真強大 尤其在這個看板看到這樣的資訊65F 02/16 20:10
jessti      :電激發時能量分部螢光佔25% 磷光佔75% 一般元件有20%
jessti      :的光取出效率 因此螢光外部的量子效率為5% 磷光材可
jessti      :進一步將螢光化為磷光 外部量子效率到20%
jessti      :但是藍光磷光電激發時容易分解 壽命比較慘
jessti      :日本他們現在做的是把磷光逆向轉回螢光 理論上一樣
jessti      :可以獲得20%的外部效率 目前藍光似乎已經到10%左右

謝謝您的補充。

moodhunter  :那想請問原po對包子跟戀人的看法?72F 02/16 22:48

要先研究完台廠、日廠、韓廠的專利布局,才會有看法。


既然材料專利掌握在美國和日本材料業手上。

那面板廠的專利可能就只是一堆線路設計、RGB排列,之類的應用專利。這種專利對競爭者

的威脅會大嗎?

等到藍色材料突破後,那些因應藍色材料弱點的專利應該都會變垃圾吧......


難怪有人想等到材料技術成熟後才大舉切入此市場。

現在只先想些很潮的應用,然後把很潮的應用先申請專利來卡位......................

jessti      :我是覺得OLED在製程上的專利比較值得注意 這東西直接73F 02/17 00:26
jessti      :影響良率跟成本 每個sub-pixel都要靠蒸鍍去做很可怕

http://www.oled-display.net/wp-content/uploads/2011/09/liti-fmm.jpg
[圖]
 
這張圖,最左邊那個FMM法就是蒸鍍。

簡單來講就是把OLED材料氣化,讓它飄過小洞,黏到基板上我們要的位置。

中間的Ink_Jet法,就類似噴墨印表機。

右邊就是LITI (Laser Induced Thermal Imaging)法。

switching   :三爽跟3M授權了LTIT 雷射轉印技術75F 02/17 00:31
switching   :LITI 拼錯 可達到高解析度 降低蒸鍍的問題
jessti      :樓上可以多講一些嗎? 對製程技術沒什麼瞭解77F 02/17 00:34

LITI (Laser Induced Thermal Imaging)介紹:


先講個比喻再來解釋製程:

有一個幼稚園的小朋友,拿了白色、紅色、綠色、藍色,的色紙各一張。

他把紅色色紙放在白色色紙上,然後拿根筷子在紅色色紙上用力劃一條線。接著他拿開紅

色色紙,發現白色色紙上有一條紅線。

接著,他把綠色色紙放在白色色紙上,然後拿根筷子在綠色色紙上用力劃一條線,這樣,

白色色紙的紅線旁邊就出現一條綠線了。

然後再拿藍色色指來做一樣的事,這樣,白紙上就有紅綠藍三條線了。



然後開始講LITI:


請把玻璃基板類比成上文的白紙。三原色的Donor類比成上文的色紙。雷射光類比成上文

的筷子。


請跟這網頁最下面的插圖一起服用。
http://www.oled-a.org/news_details.cfm?ID=744
此圖的右半部描述的是「把紅色OLED原料鍍到基板上」


先把三原色OLED材料塗在塑膠板上,這個東西叫作Donor.

接著,把紅色Donor放到玻璃基板上,然後用雷射從他上面掃過去。

接著,把綠色Donor放到玻璃基板上,然後用雷射從他上面掃過去。

接著,把藍色Donor放到玻璃基板上,然後用雷射從他上面掃過去。

這樣就完成OLED三原色的鍍膜了。


這是另一個網站找到的步驟圖:
http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S1566119912003862-gr2.jpg
[圖]
 



不過實做上,現在藍色還是用蒸鍍的,紅色和綠色才是用LITI法。


大陸的網站是說這方法可以讓AMOLED的解析度從300ppi拉高到400ppi以上。

但是如果要在手機上顯示1080p的解析度,那需要440ppi以上才行。

所以就算有LITI,AMOLED陣營的工程師還是得血尿爆肝Q_Q.,才能跟TFT LCD一較高下。


不過話說回來,就算解析度提高了。但是藍色OLED材料壽命太短這個問題還是AMOLED這個

技術的最大弱點。


註:1080p是什麼意思?
http://zh.wikipedia.org/wiki/1080p
1080p - 維基百科,自由的百科全書
[圖]
1080p是一種視訊顯示格式。字母p意為逐行掃描(progressive scan)[1][2],有別於1080i的隔行掃描(interlaced scan)。數字1080則表示垂直方向有1080條水平掃描線。通常1080p的畫面解析度為1920× 1080。 ...
 


compuworld  :推好文78F 02/17 00:55
moodhunter  :推...簡單說長期不太妙是嗎..79F 02/17 02:25
tab193      :Appreciate80F 02/17 11:11
Struggle804 :推推81F 02/17 14:27
gigiflute   :說到線路,最近的50"面板應該有很多漏光,注意唷!82F 02/17 17:57
bye2007     :推推 很有趣83F 02/17 19:17
siarim      :多謝分享專業知識 小弟受教了..84F 02/17 23:25
stella323   :我修完OLED的課真的覺得...還是少碰好了 XDD85F 02/18 07:59
lovein1     :本篇算是少數寫oled內容正確性高的文章了,oled的技術86F 02/18 10:23
lovein1     :真的很難以1.2篇文章概述,太多關鍵技術待研發
espirit     :看股版長知識,謝謝^^88F 02/18 11:41
kimfatt     :大笑 推89F 02/18 12:12
louisslash  :讚!剛好跟我工作有關,長知識。90F 02/19 16:52
louisslash  :看完一便再推一次。
※ 編輯: TanIsVaca       來自: 1.168.226.15         (02/20 17:29)

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※ 轉錄者: TanIsVaca (1.168.236.116), 時間: 02/22/2013 20:56:36

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