作者TanIsVaca (好好唸書吧！)
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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。
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內文開始：
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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
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
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
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
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
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
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_
http://ppt.cc/wTGN
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
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
此圖截錄於此影片的4分51秒
https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=5GMQ2ucHuxc#t=287s
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
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
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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
1F：推 windflye :推 02/15 19:29
2F：→ leouni :趁勢追擊 逼AMOLED自爆 這技術被三爽養起來 很恐怖 02/15 19:32
3F：推 waiting0912 :難怪三爽手機用久了好像會偏綠 02/15 19:55
4F：推 dichotomyptt:不錯 用心推 02/15 19:59
5F：推 joveryant :哪來那麼好的文章啊 拜托多發文啊!!!! 02/15 20:14
6F：推 ptpaco :推!長知識! 02/15 20:19
7F：推 banbanzon :oled的優點還少說幾樣了 可以看看阿婆註冊的oled專利 02/15 20:37
8F：→ banbanzon :某項優點相當關鍵(不是捲摺) 被三星練出來肯定起革命 02/15 20:41
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？
9F：推 littlelaba :推推 02/15 20:43
10F：→ banbanzon :不得不說阿婆賊又有遠見 嘴巴嫌amoled身體倒挺誠實XD 02/15 20:43
阿婆： iAMOLED_In_Cell_touch !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
http://www.oled-display.net/apple-files-three-oled-display-patents/
11F：推 stevepig100 :多上ptt XD 02/15 20:47
12F：推 asdfghj12345:超推 ~ 02/15 21:04
13F：→ musie :想不到stock版有如此專業的技術文章.. 02/15 21:23
14F：推 newlly :推推 02/15 21:31
15F：推 ljsnonocat2 : 02/15 21:38
16F：→ gigiflute :那要買哪一種螢幕最長遠? 02/15 21:40
17F：→ nicegrenade :史塔克版一堆專業文阿XD 02/15 21:51
18F：推 SeaNMiz : 02/15 22:04
19F：推 kenro :推專業文!很棒，真希望能多些這樣的文 02/15 22:25
20F：推 wolfspring :推推 強！ 02/15 22:36
21F：推 Angraecum :^^ 02/15 22:36
22F：推 volt27 : 02/15 22:50
23F：推 jakkx :那美克星面版XDDDDD 02/15 22:51
24F：推 kimigogo :只可惜解析度遇到瓶頸 02/15 23:04
25F：推 k29571159 :推生動的比喻XDDDDD 02/15 23:12
26F：推 banbanzon :No 是US20110267279 很多網站都說啥改善耗電三小的 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
27F：→ banbanzon :但仔細看專利內容並推敲就覺得這樣的設計很恐怖 02/15 23:17
28F：→ banbanzon :絕對是螢幕的二次革命 02/15 23:17
29F：→ kimigogo :其實有簡單的技術可以取代OLED... 02/15 23:27
30F：推 brightest :問題還這麼多 竟然還是被三爽炒起來 02/15 23:35
31F：推 bestben :超精闢 02/15 23:54
32F：推 Ghostwolf00 :推...長知識 02/15 23:55
補個ban大影片提到的OLED協會
http://www.oled-a.org/members.cfm
35F：推 Re12345 :不懂螢幕變得半透明除了炫以外有啥比較實質的意義=.= 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
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
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
36F：推 peja90123 :推 02/16 00:16
37F：推 rainley :什麼 這竟然是股票板不是手機版XD 還以為我跑錯了 02/16 00:55
38F：推 lililolo :用心值得推一下,不過驅動方式那有點問題,找時間再補 02/16 01:08
39F：→ lililolo :我再補充 02/16 01:08
期待大大的補充。
40F：推 takano :推好文分享 02/16 01:18
41F：推 azbl :讚!! 用心!! 02/16 01:20
42F：推 csaga :深入淺出的好文，不推不行 02/16 01:29
43F：推 lovein1 :推一下,oled的確有缺點,但研發就是要改善這些根本問 02/16 02:44
44F：→ lovein1 :題,LCD也經過長時間的研發才有今天,希望最終都可以 02/16 02:45
45F：→ lovein1 :走到自發光的顯示器 02/16 02:45
46F：推 fablife :推好文 02/16 03:57
47F：推 emi55884 :專業 02/16 06:30
48F：推 afters :期待自發光顯示器解決漏光問題，閱讀舒適度好很多 02/16 08:37
49F：推 littleheady :專業推 專利網站也不錯 不過更新時間也太久了.. 02/16 10:18
50F：推 a822305877 :看到專業文先推 不過是趨動還是驅動阿@@? 02/16 13:55
謝謝訂正。
51F：推 a822305877 :看到最後 多看PTT少看海是哪招XD 02/16 14:00
52F：推 t426899 :淺顯生動 02/16 14:13
53F：推 duter :為什麼win7預設的背景是藍色的，寶傑你說說看。 02/16 15:16
54F：推 accountingtn:那請問,有那幾家公司做這個的,股票投資者關心的是這 02/16 15:35
55F：→ accountingtn:個,不是技術,那是工程師在做的事 02/16 15:35
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。
56F：推 a822305877 :我認為樓上這種想法會導致被新聞牽著鼻子走 02/16 15:40
57F：→ a822305877 :了解技術內容及瓶頸 才能去思考應用面的廣度 02/16 15:41
58F：→ a822305877 :就像要多看PTT少看阿凡達這種省電細節 不也是這樣來 02/16 15:41
59F：推 LiDICO :推~ 02/16 16:07
60F：推 jova :看股市版 長知識 推一個 02/16 16:41
61F：→ jessti :藍光往後應該會走螢光材料 雖然壽命比較長 但是發光 02/16 17:44
62F：→ 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 02/16 17:49
63F：→ 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 02/16 17:50
64F：→ jessti :發當中 02/16 17:50
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
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.
65F：→ jessti :不得不說您真強大 尤其在這個看板看到這樣的資訊 02/16 20:10
66F：→ jessti :電激發時能量分部螢光佔25% 磷光佔75% 一般元件有20% 02/16 20:12
67F：→ jessti :的光取出效率 因此螢光外部的量子效率為5% 磷光材可 02/16 20:13
68F：→ jessti :進一步將螢光化為磷光 外部量子效率到20% 02/16 20:14
69F：→ jessti :但是藍光磷光電激發時容易分解 壽命比較慘 02/16 20:16
70F：→ jessti :日本他們現在做的是把磷光逆向轉回螢光 理論上一樣 02/16 20:17
71F：→ jessti :可以獲得20%的外部效率 目前藍光似乎已經到10%左右 02/16 20:18
謝謝您的補充。
72F：→ moodhunter :那想請問原po對包子跟戀人的看法? 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......................
73F：→ jessti :我是覺得OLED在製程上的專利比較值得注意 這東西直接 02/17 00:26
74F：→ jessti :影響良率跟成本 每個sub-pixel都要靠蒸鍍去做很可怕 02/17 00:28
http://www.oled-display.net/wp-content/uploads/2011/09/liti-fmm.jpg
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。
75F：推 switching :三爽跟3M授權了LTIT 雷射轉印技術 02/17 00:31
76F：→ switching :LITI 拼錯 可達到高解析度 降低蒸鍍的問題 02/17 00:32
77F：→ jessti :樓上可以多講一些嗎? 對製程技術沒什麼瞭解 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
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
78F：推 compuworld :推好文 02/17 00:55
79F：推 moodhunter :推...簡單說長期不太妙是嗎.. 02/17 02:25
80F：推 tab193 :Appreciate 02/17 11:11
81F：推 Struggle804 :推推 02/17 14:27
82F：→ gigiflute :說到線路，最近的50"面板應該有很多漏光，注意唷! 02/17 17:57
83F：推 bye2007 :推推 很有趣 02/17 19:17
84F：推 siarim :多謝分享專業知識 小弟受教了.. 02/17 23:25
85F：推 stella323 :我修完OLED的課真的覺得...還是少碰好了 XDD 02/18 07:59
86F：推 lovein1 :本篇算是少數寫oled內容正確性高的文章了,oled的技術 02/18 10:23
87F：→ lovein1 :真的很難以1.2篇文章概述,太多關鍵技術待研發 02/18 10:24
88F：推 espirit :看股版長知識，謝謝^^ 02/18 11:41
89F：推 kimfatt :大笑 推 02/18 12:12
90F：推 louisslash :讚!剛好跟我工作有關，長知識。 02/19 16:52
91F：推 louisslash :看完一便再推一次。 02/19 17:14
※ 編輯: TanIsVaca 來自: 1.168.226.15 (02/20 17:29)
※ TanIsVaca:轉錄至看板 Android 02/22 20:56
※ Exynos:轉錄至看板 MobileComm 02/22 21:44