ltpo|高刷新率「姗姗来迟」,它如何才能让你的新 iPhone 更香?( 二 )


最后,因为有机分子跃迁到了不稳定的激发态,和焰色反应一样同样需要释放能量回到稳定的基态,并释放出光。
【 ltpo|高刷新率「姗姗来迟」,它如何才能让你的新 iPhone 更香?】不难看出整个过程里最基本的两个要素就是,作为开头的 TFT 薄膜晶体管和作为结尾的有机材料发光层了。
主流的 TFT 技术因此对于 OLED 来说,TFT 背板是除了发光材料以外,另一个面板显示的关键技术点。
近年来随着市场对显示效果和能力要求的不断提升,为了满足消费者对刷新率、分辨率以及能耗等多个方面的需求,TFT 技术也不断从结构、材料以及工艺方面寻求突破,不断优化着尺寸、迁移率、漏电以及稳定性等参数。这样一来,才有了我们时常在新闻中听到的一些陌生英文 a-Si、IGZO、LTPS、LTPO 等等,这些便是目前显示领域的常出现 TFT 技术。


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a-Si:简单成熟但不合适a-Si 是曾经显示领域的龙头技术,以往的 TFT-LCD ,也就是 LCD 的背光层几乎均以 a-Si 作为集成电路基底。它是一个比较成熟的方案,因此基于 a-Si 的 TFT 可以在维持高质量产出的同时,成本也相对很低。


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但 a-Si 弊端也比较明显,其电子迁移率约为0.5 cm^2/Vs,电子迁移率可以简单理解成空穴和电子穿过传输层的效率;而0.5 cm^2/Vs 单说这一个数值可能大家没有任何概念,可以和目前 OLED 中较为常见的 LTPS 进行对比,LTPS 的电子迁移率约为 100~200cm^2/Vs,比较之下就会发现 a-Si 的电子迁移率小了几百倍。
电子迁移率从根本上来说决定的是 TFT 器件的响应速度,迁移率越小,空穴和电子传输的速度也就越慢,响应速度自然越慢。这里可以简单打个不太准确的比方,我们可以把电子迁移率比作公路等级,空穴和电子比作汽车,等级越高的公路,在保证安全的前提下车可以开的速度自然也就越快。
为了保证器件的响应性能让用户可以接受,可以增大晶体管尺寸以提高迁移量,也就是增加车道数可以让同一时间又更多的车开过去。但是这将导致多出来的 TFT 器件会占据了显示区域像素的区域。
简单来说,单位区域内晶体管占的面积越大,单个像素占有面积越小(像素开口率),导致亮度越低。其次,因为体积无法做小的缘故,导致单位面积的像素个数也受到限制,即为像素密度过小,也就是我们所说的 ppi 过低。
虽然目前 a-Si 的市场占有率还是可观的,但因技术规格的限制和成本较低,主要是面向大尺寸以及低端手机面板领域。当然,目前仍有企业在尝试有关 a-Si 在 OLED 中的应用研发,例如 Matrix Technologies 近期展示 WOLED 技术便采用了 a-Si 作为基底,大幅降低背板成本。WOLED 工作原理其实和 LCD 很像(图片来自 UNIVERSAL DISPLAY)


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IGZO:性价比高但不足以支撑高刷新率IGZO 它首次提出可以追溯到 1985 年,但是首次量产已到了 2012 年(夏普),它的出现提高了 TFT 技术的水平上限。相较于最开始的 a-Si 来说,晶体管的体积大幅缩小,一个 a-Si TFT 的占位至少可以容纳 4 组 IGZO TFT ,虽然减小了器件体积,但是电子迁移率相较于非晶硅来说有显著的提升,约为 25cm^2/Vs,而且在漏电率上也是几种 TFT 技术中最为理想的,这样以来在像素无需工作的时候,IGZO 可以最大程度的节省能源损耗。

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