RGB SBS(Side By Side)是(shi)最(zui)常見的像(xiang)素排列(lie)方式。該種排列(lie)的優點是(shi)成像(xiang)細膩, 且(qie)不會發生鋸齒(狗牙)或彩邊(bian)的現象。
但(dan)是以RGB 方(fang)式(shi)制作(zuo)(zuo)高分(fen)辨(bian)的屏(ping)幕時, 其成本較(jiao)(jiao)高且(qie)制作(zuo)(zuo)工藝較(jiao)(jiao)為困(kun)難。由(you)此各大廠商逐漸推出了各式(shi)各樣不同的像素排列(lie)形式(shi)。其中(zhong)主流的幾種排列(lie)方(fang)式(shi)如Table 1 所(suo)示(shi) 。
Table1 常規制作(zuo)工藝下的(de)幾(ji)種像素排列方式(shi)
S-Strip BGR 雖(sui)然采用RGB 的(de)排列方式, 但是(shi)它通(tong)過將把(ba)R & G 子像(xiang)素變小和(he)把(ba)藍(lan)色的(de)子像(xiang)素放大的(de)方式以保持(chi)一種子像(xiang)素分布平衡。在該(gai)種結構(gou)下(xia)雖(sui)然藍(lan)色偏暗, 但是(shi)卻(que)延長了其壽命。
Pentile (S-Pentile) 的排(pai)列(lie)方(fang)式是由紅綠組成一(yi)個像素, 再由藍(lan)綠組成一(yi)個像素。
Pentile 和RGB 與BGR 相比有如下幾個優點:
• 在同樣尺(chi)寸的(de)屏幕下可(ke)以容納更(geng)高的(de)分(fen)辨(bian)率。同時由于(yu)子像素的(de)減少, 該(gai)器件(jian)的(de)壽命可(ke)能(neng)更(geng)長且生產(chan)成本可(ke)能(neng)較低。
• 因為較大的R & B 子像素(su)尺(chi)寸, 當圖像顯示紅色(se)及藍色(se)這些色(se)調時, 其飽和(he)度與對(dui)比度也會提(ti)升。
Pentile (S-Pentile) 在帶來以上優點的同時, 該類共享子像素型排列方式設計則會有以下缺點:
• 細膩度問題: 與RGB SBS 排列在相(xiang)同PPI 的(de)情(qing)況(kuang)下, Pentile 的(de)子像(xiang)素數量要比RGB 少造成圖像(xiang)不細膩(ni)。
同一顯示范圍(wei)下(xia), 若傳統RGB 排列(lie)下(xia)有9 顆子像素, Pentile 排列(lie)就只(zhi)有6 顆, 故會降低(di)細致(zhi)度。
• 色準問題: Pentile 排列AMOLED 屏(ping)幕(mu)有些子像素(su)不能(neng)夠(gou)組成一個完(wan)整三原(yuan)色像素(su)點, 則此屏(ping)幕(mu)部分(fen)像素(su)就(jiu)無法(fa)顯示準確的顏(yan)色。(比如圖像有些點欠缺紅(hong)色/藍色的同時多了綠色)
• 狗牙和彩邊現象: 在顯示(shi)特定圖(tu)像時(shi)會產(chan)生鋸齒(狗牙(ya))和彩邊現象。一般顯示(shi)白色或圖(tu)像時(shi), 這種(zhong)顆粒感(gan)并不明(ming)顯, 但若(ruo)顯示(shi)的是直線, 就會出現問(wen)題。
比如在顯(xian)(xian)示紅(hong)色橫線時, 因為紅(hong)色子像素分隔得(de)(de)太遠, 導(dao)致結果顯(xian)(xian)顯(xian)(xian)示圖(tu)像覺(jue)得(de)(de)不連貫。而在顯(xian)(xian)示斜線時, 因為部(bu)分像素的缺失和間距的加(jia)大。導(dao)致斜邊(bian)容易出現鋸齒(chi)(狗牙)和彩色條紋(彩邊(bian))。
追其根(gen)本(ben), Pentile 等共用(yong)子(zi)(zi)像素排列方(fang)法是一種通過相鄰像素共用(yong)子(zi)(zi)像素的(de)(de)方(fang)式, 通過減少子(zi)(zi)像素個(ge)數的(de)(de)方(fang)式來達到(dao)用(yong)低(di)分辨率(lv)去模擬(ni)高分辨率(lv)的(de)(de)效果。
而一(yi)旦需要顯示精細內容(rong)時, Pentile 的(de)缺(que)點就會(hui)顯露無遺。比較明(ming)顯的(de)缺(que)陷是導致小號(hao)字體無法清晰(xi)顯示和(he)屏幕(mu)出現(xian)明(ming)顯的(de)顆粒感。
所以(yi) Pentile 等(deng)共享子像素設計的(de)屏幕必須需要擁有足夠高的(de)分(fen)辨率(lv)，才可以(yi)彌補過大子像素點距紋理帶來的(de)視覺效果(guo)下降效果(guo)。
Fig 1 其他共(gong)享子像(xiang)素的Pentile 像(xiang)素排(pai)列結構
印刷像素問題
（處于保密需(xu)要, 所有實例所列數據均非真(zhen)實數據）
隨著印刷顯示的興起(qi), 溶液制程技術對Pixel 的設計(ji)和(he)排(pai)列帶來了新(xin)的思考和(he)創新(xin)方向。
溶液制程技術中的像素和以FMM 方式制作的像素相比有以下幾個特點:
• 因為制(zhi)程工藝的(de)不(bu)同, 溶液(ye)法所制(zhi)造的(de)像素其相鄰子像素最小間距略大(da)于(yu)FMM 方法制(zhi)作的(de)像素。
• 因為溶液制(zhi)程涉(she)及到液體的(de)揮發成膜, 則子像素(su)形狀的(de)重要性被提(ti)高(gao)。
• 溶液的(de)可(ke)流動性提(ti)供了更多的(de)像素加工工藝與(yu)方法。
間距問題
以(yi)FMM 方式制(zhi)作像素(su)時, 其相鄰子像素(su)的間(jian)距最小可以(yi)達到10 ~20 μm。
而以溶液法制作像(xiang)素時, 其相鄰像(xiang)素間(jian)最小(xiao)間(jian)距(ju)大于(yu)FMM 制成的(de)像(xiang)素。
主要影響溶液法制作子像素相鄰像素間最小間距的因素為:
• Bank 結構。
• 子像素(su)間安全避讓(rang)精度。
現階段(duan)通過(guo)溶(rong)液(ye)法制作子像(xiang)素時, 其往(wang)往(wang)要采取PDL/Bank 的結構(gou)來限(xian)定墨水(shui)的流動。
一般Bank 高度(du)在1~2 μm,而其底面角度(du)傾(qing)角也較小。以2 μm 高和底面傾(qing)角為(wei)30°的Bank 設計(ji)為(wei)例(Fig2)。
Fig 2 簡明Bank 結構
可知l1 尺寸為(wei)3.5 μm。而為(wei)了避免(mian)Bridging 現象(xiang)(Bridging 現象(xiang)是指(zhi)印(yin)刷時因相鄰像素過近/Bank 疏液較差/印(yin)刷墨
水過多/打(da)印(yin)錯位(wei)而造成的相(xiang)鄰像(xiang)素間墨水融合(he)現象Fig 3), l2 需(xu)取15 μm 以上(shang)。由此可見。在(zai)現階段溶液法制成的像(xiang)
素其最小像素間距為:
2 × 3.5 + 15 = 22 μm
Fig 3 Bridging 現象
該間距(ju)明(ming)顯大于FMM 工藝制(zhi)作的(de)像(xiang)素間距(ju)。可(ke)見在現有印刷工藝上(shang), 溶(rong)液法制(zhi)成(cheng)暫時還達不到(dao)FMM 制(zhi)程的(de)分辨(bian)率。
像素形貌問題
溶液法涉及到揮發(fa)與成(cheng)膜。則子像素的形(xing)狀設計與成(cheng)膜均勻性息息相關(guan)。
傳統長條形像素設計對印(yin)刷(shua)工藝的(de)影響主要有以下2 個(ge)方面。
長軸方向液面的不穩定
常規的長(chang)條(tiao)形設計容易導致液體在像素內干燥時邊緣向內收縮(suo)。
根據Plateau Rayleigh Phenomenon 定則可知, 若有長為(wei)L、底面半徑為(wei)R 的液體圓柱(L 無(wu)限長且L >>R), 后(hou)被形成(cheng)
直徑為(wei)r 的(de)球體(ti), 則當L 大(da)于(yu)9/2倍R 時, 圓柱表面積(ji)(ji)開(kai)始大(da)于(yu)球體(ti)表面積(ji)(ji), 同(tong)時系(xi)統能量開(kai)始升高(gao)變得不穩定(ding)。
當能(neng)量上升足夠高(gao)時(shi)(shi), 液體在(zai)表面(mian)張力作用下收(shou)縮表面(mian)積(ji)的同時(shi)(shi)收(shou)縮三相(xiang)接觸(chu)線以降低能(neng)量, 從而(er)導(dao)致成線的液面(mian)高(gao)度與(yu)線段邊緣同時(shi)(shi)出現不(bu)均(jun)勻。
由此可知當像素設計其長寬比大(da)于2.5 時, 液(ye)體液(ye)面會呈現一定程度的不(bu)穩定現象(xiang)。則當液(ye)體在長條形像素內(nei)干燥時, 其長邊會偶(ou)發(fa)性(xing)向內(nei)收縮(suo)形成(cheng)缺陷。
Fig 4 像素長(chang)軸方向上收縮(suo)
長短軸揮發的差異
常規的(de)長條(tiao)形設計亦會導致像素(su)內液體局部揮(hui)發差異, 從(cong)而導致成膜的(de)不均。
假設在(zai)基板(ban)上存在(zai)一(yi)個單(dan)一(yi)像素, r 為(wei)邊界處彎曲半徑(jing), 而(er)d 為(wei)像素寬度。
當(dang)像素被墨(mo)水(shui)填充滿時, 考慮液面上(shang)A、B、C 和(he)D 個點處的揮發(fa)情況, 其中(zhong)A 處于長邊(bian)上(shang)、B 為中(zhong)部墨(mo)水(shui)頂端(duan)且和(he)A 共橫截面、C 短邊(bian)邊(bian)緣而D 為墨(mo)水(shui)頂端(duan)處于邊(bian)緣彎曲處。
因為像素沿x 和(he)y 軸方向上的分布差異, 則(ze)根(gen)據前文內容可(ke)知, 在4 個液面位置上存在分壓:
#p#分頁標題#e#
若在初始狀態時, 墨水在像素內為飽和狀態。則:
若r =𝑑/2液面上方揮發速率J 有近似的:
則此時液(ye)體逐(zhu)漸(jian)(jian)內部溶(rong)液(ye)中(zhong)部逐(zhu)漸(jian)(jian)向邊緣(yuan)流(liu)動并沉積。
當(dang)液面(mian)厚度進一(yi)步下(xia)降且因為PC 向PA逐(zhu)漸(jian)變(bian)、邊緣處有較大的(de)揮發(fa)速率, 則: 由(you)此可知(zhi)
則墨水內的溶質流動呈現以下性質:
• J𝐴 > J𝐵且J𝐶 > J𝐷, 則溶質開始由中部(bu)向(xiang)邊緣沉積;
• J𝐷 > J𝐵且J𝐶 > J𝐴, 中部(bu)墨水(shui)會向邊緣(yuan)涌動(dong), 但是因為流速Q 和(he)厚度e3 成正比且邊緣(yuan)處墨水(shui)厚度很薄, 則(ze)墨水(shui)不會從A 處向C 處流動(dong)。
Fig 5 墨水在常規(gui)像素圖案內的(de)不對稱流動
溶液在(zai)單(dan)個情況下(xia), 液體在(zai)長條形的像素設計(ji)內也(ye)會在(zai)揮發時產生不對稱的流動, 并導致(zhi)最終的成膜不均問(wen)題。
液體的流動性問題
與蒸鍍不同(tong), 以溶液(ye)法制作像(xiang)(xiang)素(su)時, 墨水會在像(xiang)(xiang)素(su)坑內擴散與鋪展(zhan)。該液(ye)體的流動(dong)性給像(xiang)(xiang)素(su)和設(she)計(ji)創(chuang)新(xin)(xin)帶(dai)來了的新(xin)(xin)思路, 各廠商(shang)亦以此為基礎提出了各種新(xin)(xin)型(xing)的復雜型(xing)高分辨像(xiang)(xiang)素(su)排(pai)列(lie)形貌。
AUO 于(yu)2017 年SID 大會上展出的新型(xing)高分辨率像素排列版圖(tu) 。Fig 6 中A 類型(xing)通過共享像素的方(fang)式來達到提高分辨率的結果。
B 類型(xing)像(xiang)素則(ze)利用了溶液在像(xiang)素內的流動和擴(kuo)展性來制作(zuo)。其基(ji)本原(yuan)理(li)為在Bank 中預(yu)先制作(zuo)部分疏液層, 其后在該Bank 形(xing)貌(mao)內打印(yin)墨(mo)水。
因為有疏液層(ceng)的存(cun)在(zai), 墨(mo)水在(zai)Bank 內鋪展和(he)干燥時會被分割成幾個(ge)獨立子像(xiang)素區(每個(ge)子像(xiang)素下有獨立TFT 且可獨立發光）。
此類型像素(su)排列雖然可(ke)以(yi)在不(bu)增(zeng)加打印時長(chang)的(de)同時大幅度的(de)增(zeng)加了(le)子像素(su)的(de)數目, 并(bing)提高(gao)的(de)PPI 分辨(bian)率(lv), 但是其難點(dian)是在于IC 和走(zou)線的(de)設計。
該(gai)類型像素(su)排列復雜, 在基板設計和電極制(zhi)作時(shi)需要進行多次過孔, 無形中(zhong)增加(jia)了器件設計和制(zhi)作難(nan)度, 且(qie)有降低(di)生產良率的風險。
Fig 6 AUO 在SID 2017 上(shang)展出的2 種(zhong)高(gao)分(fen)辨像素排列(lie)方案 (示意圖(tu)(tu), 非正式(shi)圖(tu)(tu)片(pian))
關注我們
公眾號：china_tp
微信名稱：亞威資訊
顯示行業頂級新媒體
掃一掃即可關注我們
