AMOLED

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AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)是有源矩陣有機發光二極體面板。相比傳統的液晶面板,AMOLED具有反應速度較快、對比度更高、視角較廣等特點。AMOLED代表了一類顯示技術,通常也用來表示用此技術製造的顯示面板。AMOLED的確是很有魅力的產品,許多國際大廠都很喜歡,甚至是手機市場最熱門的產品iPhone,都對AMOLED有興趣,相信在良率提升之後,iPhone也會考慮採用AMOLED,尤其AMOLED在省電方面的特色,很適合手機,AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成(但是白光狀態下AMOLED螢幕更費電),未來技術還有再下降的空間。

技術介紹

三星Galaxy Note全線使用AMOLED顯示屏三星Galaxy Note全線使用AMOLED顯示屏
AMOLED(有源矩陣有機發光二極體或主動矩陣有機發光二極體,英語:Active-matrixorganiclight-emittingdiode),是一種套用於電視和移動設備中的顯示技術。其中OLED(有機發光二極體)描述的是薄膜顯示技術的具體類型-有機電激發光顯示,AM(有源矩陣體或主動式矩陣體)指的是背後的像素定址技術。

繼薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)之後,主動有機發光二極體(AMOLED)被視為柔性顯示的最佳技術。隨著技術的不斷成熟,AMOLED顯示套用領域已經從智慧型手機擴展至智慧型電視、可穿戴設備等領域,CITE2014上,眾多搭載AMOLED顯示屏的消費電子產品也將集中亮相。從全球看,AMOLED顯示產業正在不斷走向成熟。

目前除了三星電子LG飛利浦以發展大尺寸AMOLED產品為主要方向外,三星SDI、友達等都是以中小尺寸為發展方向。
日前夏普(Sharp)社長片山乾雄被問到對OLED未來發展的看法,他說5年內不可能,個人認為他說的在TV市場可能是事實,但是在中小尺寸市場,AMOLED很有機會在2年內與TFT LCD並存,如果未來AMOLED的良率能夠達到跟TFT LCD一樣的水平,那取代TFT LCD絕對是指日可待。

我國AMOLED產業發展迅猛。產線建設取得突破性進展,京東方鄂爾多斯5.5代線建成投產,天馬、國顯以及和輝光電等產線建設進展順利,我國OLED產業已逐步由技術研發向規模化生產過渡。國內AMOLED配套產業和技術創新不斷進步,掩膜板,驅動晶片、有機發光材料等關鍵技術取得新進展,電視用30英寸以上AMOLED面板和LTPS柔性AMOLED全彩顯示屏研製成功,進一步加快追趕國際先進的步伐。三是是以韓國為首的三國四地產業格局初步形成。2013年的韓國仍然引領全球AMOLED顯示市場,三星以超過95%的市場占有率雄踞榜首。韓國企業通過積極投資韓國本地設備廠商,在產業鏈上下游配合下開展製程與設備的共同開發,提高本土AMOLED設備企業的專業化和大型化;同時在OLED發光材料本土化方面,韓國也取得非常顯著的成效。日本憑藉其研發實力,在核心材料、關鍵設備等方面占據OLED戰略高地。我國台灣地區2013年在AMOLED面板良率方面取得突破性進展,目前已經小批量供應市場。

性能

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因為AMOLED不管在畫質、效能及成本上,先天表現都較TFT LCD優勢很多。這也是許多國際大廠儘管良率難以突破,依然不放棄開發AMOLED的原因。目前還持續投入開發AMOLED的廠商,除了已經宣布產品上市時間的Sony,投資東芝松下Display(TMD)的東芝,以及另外又單獨進行產品開發的松下,還有宣稱不看好的夏普。
顯示效能方面,AMOLED反應速度較快、對比度更高、視角也較廣,這些是AMOLED天生就勝過TFT LCD的地方;另外AMOLED具自發光的特色,不需使用背光板,因此比TFT更能夠做得輕薄,而且更省電;還有一個更重要的特點,不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模組成本。AMOLED可做成彎曲螢幕,且顯示圖像不變形,有利於開發新型顯示產品。
AMOLED的確是很有魅力的產品,許多國際大廠都很喜歡,甚至是手機市場最熱門的產品iPhone,都對AMOLED有興趣,相信在良率提升之後,iPhone也會考慮採用AMOLED,尤其AMOLED在省電方面的特色,很適合手機,目前AMOLED面板耗電量大約僅有TFT LCD的6成,未來技術還有再下降的空間。
當然AMOLED最大的問題還是在良率,以目前的良率,AMOLED面板的價格足足高出TFT LCD 50%,這對客戶大量採用的意願,絕對是一個門檻,而對奇晶而言,現階段也還在調良率的練兵期,不敢輕易大量接單。

區別

AMOLED對比LCD

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1.AMOLED比LCD省電。AMOLED螢幕本身用電量是LCD螢幕的60%。黑底閱讀,那是相當省電。因為不用背光,有需要顯示的像素才亮燈。
2.AMOLED屏顏色“鮮艷”,而LCD色彩比較“淡”。
3.AMOLED對比度高,色彩層次好,而LCD好像“霧蒙蒙”的。
4.採用pentile排列的AMOLED屏字型顯示模糊!因為AMOLED的技術特點是主動發光,每個像素需要3個發光點。而採用pentile排列的AMOLED屏每個像素只有2個子像素,缺少紅色或藍色子像素,缺少的子像素需要鄰近的子像素補償,實際上只有標稱解析度的2/3子像素點。而RGB排列的LCD屏解析度和標稱解析度一致,小字細膩銳利。
5.AMOLED色域高,但顯示內容大都基於低色域顯示設備的s-RGB標準製作,畢竟絕大多數人的顯示設備都是廉價LCD,色域到72%s-RGB就不錯了。這些內容在高色域的AMOLED屏上就顯得色彩有所失真,而普通LCD屏色彩還原相對比較準確。不過高色域顯示屏可以調整色域標準,而LCD本來色域就低,根本就沒有調整空間。
6.AMOLED長時間顯示不動的影像會留下殘影,這是自發光顯示屏的通病,目前還沒有解決。而背光的LCD沒有這個問題。

技術優缺點

優點

AMOLED在技術上的優勢幾乎是傳統LCD難以企及的。
1.對比傳統LCD,AMOLED螢幕非常薄,並且可以在螢幕中集成觸摸層(比如In-Cell技術),做超薄機更有優勢。
2.AMOLED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.AMOLED可作成柔性屏,比起玻璃基板的LCD,採用塑膠基板的AMOLED可彎曲螢幕不易損壞。
4.AMOLED和SUPERAMOLED的色域都非常廣,可以達到110%NTSC。一些在LCD上無法準確還原的顏色,在AMOLED上可以表達出來。比如盛開的油菜花,到過婺源的有感受,在普通LCD上是顯示不出來的,因為超出了顯示屏的色域範圍。夏普的高檔液晶屏為了解決這個問題,特意增加黃色子像素來表達鮮艷的黃色。
5.AMOLED具有高對比度,理論上對比度可以無窮大,而且不會漏光。
6.AMOLED具有極快回響速度,回響時間只有LCD的1/1000到1/100。
這些都是AMOLED在技術上特有的優勢,其他至於亮度高不高,陽光下是否可視那是其他工藝的加成了。

缺點

AMOLED優點非常明顯,而且那些優點都是勝過LCD數倍數十倍的,除了產能問題,更多是其讓人皺眉的大缺點。
1.AMOLED工藝不成熟,良品率很低。
2.AMOLED驅動電路不成熟,色階過度不均勻,低光區域不易控制。
3.AMOLED因為是自發光,所以在老化過程中可能會出現不同像素老化程度不一樣,導致亮度不一樣,可能導致顯示屏留下殘影。而藍色子像素衰減較快也會導致色溫漂移的問題。而背光板發光的LCD螢幕則無此憂慮。
4.AMOLED上網更費電。網頁大多是白背景,所以AMOLED顯示白色時比LCD耗電要大!
5.AMOLED過於鮮艷,由於AMOLED色域高,但顯示內容大都基於低色域顯示設備的s-RGB標準製作,適宜普通LCD上顯示。這個其實不算缺點,高色域可以調成低色域。
6.AMOLED發光材料壽命不均,而且部分材料壽命較短,制約了面板的使用壽命。

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材料結構

在了解了AMOLED與TFTLCD的主要性能差別後,通過技術層面來分析造成差別的主要原因。由於AMOLED是OLED技術的一種,以OLED的工作原理來進行分析。OLED(OrganicLight-EmittingDiode,有機發光二極體)是指利用有機半導體材料和發光材料在電場驅動下,通過載流子注入和複合導致發光的二極體。OLED發光原理是用ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極,在一定電壓驅動下,電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子和空穴傳輸層,電子和空穴分別經過電子和空穴傳輸層遷移到發光層,並在發光層中相遇,形成激子並使發光分子激發,後者經過輻射弛豫而發出可見光。輻射光可從ITO一側觀察到,金屬電極膜同時也起了反射層的作用。
TFT液晶這邊,以TN液晶面板工作原理為代表進行介紹。TN液晶組件結構為:向列型液晶夾在兩片玻璃中間。這種玻璃的表面上先鍍有一層透明而導電的薄膜(ITO)以作電極之用。在有ITO的玻璃上鍍表面配向劑,以使液晶順著一個特定且平行於玻璃表面之方向排列。利用電場可使液晶鏇轉的原理,在兩電極上加上電壓則會使得液晶偏振後方向轉向與電場方向平行。因為液態晶的折射率隨液晶的方向改變而改變,其結果是光經過TN型液晶以後其偏振性會發生變化。可利用電的開關達到控制光的明暗。這樣會形成透光時為白、不透光時為黑,字元就可以顯示在螢幕上了。很顯然,兩種面板的採用了不同的光源,OLED為自身發光,而LCD則採用了背光源,兩者的成像機理是完全不一樣的。通過對比不難發現,OLED具有更薄更輕、主動發光(不需要背光源)、無視角問題、高清晰、高亮度、回響快速、能耗低、使用溫度範圍廣、抗震能力強、成本低和可實現柔軟顯示等特點,其中不少特性是LCD液晶面板難以實現的。

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