AMOLED發光原理
發光器件設計原則
AMOLED成像要素
顯示面板的功能就是圖像顯示，所以談到面板的技術參數，成像是繞不過去的一關�
視覺世界里最重要的屬性是亮度和色彩。顯示器可以發出紅色、綠色、藍色三種波長的光，并控制這三種光的比例，屏幕上的所有顏色都由這三種光按照不同比例混合而成的。對于人眼來說，視錐細胞主要分布在視網膜上最敏感的黃斑上，人眼使用紅色、綠色、藍色三種視錐細胞來解析光線，不同顏色的光激發起的電流不同，大腦接收到電刺激后，將這些信息還原成顏色�
AMOLED中的光學微腔
有機電致發光F-P光學微腔，使發光材料在特定波長處實現輻射，實現強度的增大和譜線的壓窄。其中，發光光譜受x、L影響較大�
HTL通常為光學調整層，EML材料的本征光譜固定時，可通過HTL厚度調整腔長，從而調整光色。不同發光材料對膜厚敏感性不同，為保證顏色的穩定性，有機層膜厚的控制尤為重要�
色彩設計與光學模擬軟�
選定效率高、波長范圍合適、壽命較好的EML材料后，考慮到量產穩定性，需做光學調整層的DOE，驗證光色隨腔長（L）的變化趨勢。此過程中，光學模擬軟件可起到輔助收斂的作用�
舉例說明�
應用模擬軟件，分析發光材料的光色變化趨勢及大致window�
其他器件參數固定，調整光學調整（共通）�,對RGB色標影響如下。腔長越長，光色越向長波長方向偏移。其中光色對腔長的敏感度，是按GBR排序，G CIE的變化軌跡，在CIE1931色品圖拐角處，其變動幅度遠大于B&R�
#p#分頁標題#e#*注：GBR膜厚變動范圍相同，為突出趨勢差異，膜厚變動值較大，已超出正常制程水平，僅供參考�
色彩設計過程中，綠光的特殊性：
根據視覺理論，楊氏三色學說，錐狀細胞�380-780納米內不同波長的光具有不同敏感程度，明視覺（5nit以上），眼睛�550nm的黃綠色部分感受性最高，對紫光、相對不敏感�
從模擬及實踐結果均可知，隨膜厚（腔長）的變化，綠光色標在CIE1931中有較大變動，且人眼對綠色較為敏感，故在設計中需選用window較大的材料，生產過程中，需重點管控有機層膜厚均一性�
由于CIE1931的色品圖不均勻性，根據麥克亞當橢圓�1931的分布，對G光色的規格設定，可考慮色彩寬容度等概念，或采用1976等更均勻的色彩空間�
色彩設計中的光譜
下圖為某支綠光材料發光光譜�
設計過程中首先需考慮發光材料的波峰與半波寬是否合適�
選定材料體系后，需進行視角光譜驗證。因為不同視角下，光程出現變化，腔長L改變，所以跟正視相比，大視角下光譜有偏移�
材料體系固定時，視角�0°→60°變化，偏移的規律性較強�
所以在色彩設計過程中，除了CIE中值，及膜厚均一性的考慮外，還需注意視角光譜的波動與本征光譜的關系�
AMOLED光學畫質
目前應用AMOLED屏幕的電子產品越來越多，預定及銷售均出現了火爆情況。很多電子產品官網給出了兩周以上的發貨等待期。其中包含終端商的營銷策略，也體現了AMOLED供不應求的局靀�
終端公司對顯示器的光學要求，已不僅僅是亮度、色域等基礎規格，而是OLED屏幕的整體畫質。用戶對視覺效果的高要求，決定了提升畫質的必要性�
#p#分頁標題#e#
圖：應用OLED屏幕的智能手�
隨著應用OLED屏幕的電視、智能手機、VR Phone等產品的層出不窮� OLED的缺陷也逐漸被用戶所察覺，從消費者的投訴頁面上可發現，大部分用戶口中�“畫質�”是色彩不均伴有區域性亮度不均的，即mura�
AMOLED面板的mura，多為電性不均、面板內外高低差等引起，多數出現于Array/OLED制程中。隨著更高分辨率，更大尺寸發展趨勢，即便持續提升制程均一性，mura問題仍然根深蒂固。亮度的不均，也令觀察者很容易注意到色彩不均，易有臟屏、花屏等感受，從而影響到畫質�
畫質問題�------色彩不均
跟AMOLED色彩相關的主要問題為混色、色彩均一性差等�
混色：因與FMM、張網均有關，且隨著分辨率越來越高，邊框越來越窄，對FMM的精細度有很高的要求，混色的良率很難控制�
色彩均一性差：受限于蒸鍍機臺及管控程度，其良率受panel尺寸等影響�
單色的色彩不均，是因為OLED蒸鍍制程不均一，導致發光器件的光學微腔被影響，從而影響到光色。白光的高灰階不均，有IR-drop之影響。低灰階的色彩不均，另有VGH/VgammaH設計問題等原因�
以上色彩問題，均為OLED段難關，很難在后端進行彌補。目前已可將yield loss降至較低水平�
畫質問題�------亮度不均
以下是OLED TV連續運行一小時后，使用儀器分析的亮度分布圖：
成因分析�與設計及制程均有關。IR drop、電路設計、成膜均一性等原因，區域性或整面屏均可見。低灰階時工藝上的偏差，將體現的尤為明顯� 且Vdata電壓、ELVDD、ELVSS、GIP驅動信號壓降造成高灰階向低灰階過渡，亮度均勻性亦會呈現固定的規律性�
解決方式�改造電路、提升制程穩定性，可在一定程度上改善�
畫質問題�------Mura
AMOLED面板中，區域性的亮度、色彩不均，均可稱為mura。改造電路等方式可改善亮度均一性，但幾乎無法解決mura。Mura的隨機性、頑固性，是影響光學畫質的最大殺手之一�
國內AMOLED面板已從無到有，技術難題攻克的同時 ，面板商間將進入拼良率的階段。在良率爬坡過程中，產生的mura形態累計有上百種。改善的同時，也在逐漸產生新型的mura。各家面板商機臺、制程均有差異性，所以mura的分類收斂也各有不同�#p#分頁標題#e#
常見的有牛頓環、條狀mura、帶狀mura、S mura、沙狀mura等等，后續隨著柔性屏批量，LTPS/IGZO、LLO過程中可能產生更多不可預測的mura形態。除明顯的paticle和固定位置的規律性mura外，根據mura形態，很難分析成因，也很易造成漏檢�
圖：mura示意
AMOLED畫質提升途徑
終端商與消費者希望看到絢麗漂亮的屏幕，而高標準的畫質直接拖動良率�
在畫質上，除了在OLED廠端做艱難的色彩提升，也可以在亮度均一性、mura補償的方式去均衡�
畫質提升方法
目前已在探索多種補償方式，以提升屏幕光學畫質。如內部像素電路補償、外部電訊號補償，及外部光學式補償等�
在AMOLED的面板設計、Array 制程等多處可技術切入。其中電路設計的修改，時程較長，專利風險較大；在制程中進行電訊號補償，可彌補電性不均，但在之后的制程中，可能出現其他的不均，疊加后，補償結果并未體現在FOG/Full MDL之上�
而外部光學式補償，由于其不需更改電路設計，不需大改制程，且補償效果靈活可控，目前占有很大的優勢�
多家主流IC廠商已將含De-mura功能� IC列入開發及驗證時程，如Raydium、Focal、Himax等。設備方面， IIX、cybernet等公司已積極投入資源，國內亦有多家公司開始布局，著重進行相關技術的自主研發，如先導智能等自動化設備龍頭企業�
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外部光學式補償相關廠� |
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類別 |
廠商 |
支持領域 |
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Driver IC |
Raydium |
含De-mura功能 IC |
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Himax |
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…… |
…… |
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De-mura相關設備 |
IIX |
檢測&De-mura設備、算� |
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Cybernet |
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先導智能 |
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…… |
…… |
表：外部光學式補償相關廠�
畫質提升效果預估
依目前面板商對mura的大致分類，能利用De-mura技術消除的，大致為：ELA等固定方向性mura、黑斑、黑色帶狀mura等。以上mura也是目前影響良率較多的�
很難用De-mura技術消除的，一般為顏色類的彩斑、混色、色彩不均等，補償亮度后會有輕微改善，但色彩的問題仍會被人眼察覺，色彩問題僅能改善，很難補償至人眼不可見�
De-mura可針對面板廠、終端客戶的需求，實現多個灰階下的識別補償。實際效果可由AOI設備商、IC商、面板商的合作下，進行持續驗證。保守估計，可提升模組段10%左右的良率�
后續待柔性產品量產，由于3D Lamination、LLO等制程原因，在良率爬坡階段中，越后端，成本將越高。而后端的檢測、補償不僅能提升光學畫質，更能提升良率、大幅降低成本，有機會成為性價比最高的對策�
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