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再谈谈COE(CFOT)技术

 SAMadu0skmu7h7 2023-05-15 发布于四川

这一篇作为技术随笔,讨论一下COE技术目前值得注意的一些技术问题,基于个人的一些理解,欢迎大家批评指正。”问题1:COE技术会引起可视角变小,视角色偏变大吗?最初当我考虑这个问题的时候,脑子中的第一反应是“不会”。其理由是:TFE和OLED本身结构没有发生变化,只是在其上沉积彩膜和黑矩阵。黑矩阵的存在是有让大视角下光强减小的风险,但是考虑到子像素的开口尺寸为几十微米,而TFE膜层厚度不过微米级别,在结构上对视角是有一定的影响的,但我的研判是影响不大。但是网友指出,在论坛上看到有平板厂商提出这一问题,指出COE对可视角的影响不可忽略,所以今天我就来模拟一下看看COE对视角的影响。

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▲COE视角变化原理图

如上图所示的COE结构AMOLED叠层结构,当θ增大的时候,BM的影响将凸显出来,我们可以通过简单的几何关系来确定对视角的影响程度。

在θ角下,影响区域的宽度为L1,即宽度为L1的一个区域发出的光不能被人观察到。L1与BM厚度d1及TFE厚度d2的关系为:L1 = (d1+d2)*tanθ.

则相比于传统结构的OLED像素,其进入人眼的光的损失百分比为L1/L。

假设像素为矩形,其宽度L分别为30μm/45um/60um,BM厚度为2μm,TFE的厚度为2μm,则L1/L=(2+2)*tanθ/L,假设不同角度下出光的强度一致,则因为COE结构所造成的不同角度出光差异,在0-80°角度下的差异模拟如下图:

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▲COE视角变化模拟

可见,在大的角度下面出光会受到COE比较大的影响,且随着像素尺寸的变小,其影响趋于严重,因此COE的视角问题在高分辨率的OLED显示屏上会更加明显。

但这种因为结构造成的视角的问题是否不可接受?那倒也未必完全不能接受。

一方面现在的RGB OLED一般用于手机等屏幕,大部分处于正面观看。

另一方面OLED本身的出射光也不是向空间中均匀发射的,在不同视角下也有不同的光学表现。

如下图所示,随着视角的增大,OLED的出光强度也会随着降低,这与OLED的结构,包括微腔效应有关。在设计OLED的时候,OLED微腔经过精心设计,保证了出光的效率,但同时也需要折中光的空间分布。

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▲AMOLED视角变化

说到视角色偏,可以参考《Analysis and optimization on the angular color shift of RGB OLED displays》这篇文章。

视角色偏也是微腔效应的一个副产品(当然还有其它因素),OLED的R/G/B所发出的光并不是一个单波长的光,而是一个具有一定形状的光谱,设计的微腔不可能考虑到所有的波长,因此不同的波长在不同的角度下出射效率不一样。

如下就是这篇文章中不同器件在不同角度下,对不同波长出射光光强的记录图像,可以看到随着角度的变化,不同波长的光的强度都发生变化。而且最重要的是,不同光的变化是不一样的。

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▲AMOLED视角色偏

我们知道色度的测试原理,其数值从根源上来自于光谱的测试,如果光谱的形状发生了变化,其色度值也发生变化。因此,从上面不同角度下的色散图可以看出,随着角度变化将发生色偏。

如下面的图中所示,同样的颜色在不同的角度下具有不同的色度数值。

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不过大家可能注意到了,发生色偏的一个原因是微腔效应,那COE结构会让色偏更加严重吗?关于这一点还需要关注业界的动态,我没有相关的数据可以提供。

问题2:表面光栅衍射造成的mura?

这一点说的是采用COE结构的AMOLED屏,CF的周期结构形成一个表面光栅,因此可能成衍射的Mura。对于这一点,可能和设计的及制程工艺有关系,目前我还没有关于这方面的进一步信息,持续关注中,也希望有专家能够指点迷津。

问题3:工艺上的难点在什么地方?

要实现COE结构的OLED屏,需要在TFE之后开发photo制程工艺,其工艺开发的难点在于:

①R/G/B彩膜和BM矩阵和OC需要更多光刻制程,在TFE后延长制程工艺对良率管控的要求提升,任何在这个制程中因为良率而损失的产品,其成本都是比较高的。

②Photo的湿法制程有大量的化学药液,而OLED器件对水汽和杂质敏感,因此是否在TFE制程需要进行一些改进,以提升保护器件的能力,需要进一步讨论。

③OLED材料不适合高温,在高温下性质将发生变化。而常规的CF制程最高温度可达200℃以上,因此对于光刻胶需要采用低温制程。业界针对这种情况开发的低温光刻胶,其工艺状况目前我不太清楚,可能需要进行一些工艺开发的工作来满足量产需要。

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