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　　RGB SBS(Side By Side)是最常見的像素排列方式。該種排列的優(yōu)點是成像細(xì)膩, 且不會發(fā)生鋸齒(狗牙)或彩邊的現(xiàn)象。

　　但是以RGB 方式制作高分辨的屏幕時, 其成本較高且制作工藝較為困難。由此各大廠商逐漸推出了各式各樣不同的像素排列形式。其中主流的幾種排列方式如Table 1 所示 。

　　Table1 常規(guī)制作工藝下的幾種像素排列方式

　　S-Strip BGR 雖然采用RGB 的排列方式, 但是它通過將把R & G 子像素變小和把藍(lán)色的子像素放大的方式以保持一種子像素分布平衡。在該種結(jié)構(gòu)下雖然藍(lán)色偏暗, 但是卻延長了其壽命。

　　Pentile (S-Pentile) 的排列方式是由紅綠組成一個像素, 再由藍(lán)綠組成一個像素。

　　Pentile 和RGB 與BGR 相比有如下幾個優(yōu)點:

　　• 在同樣尺寸的屏幕下可以容納更高的分辨率。同時由于子像素的減少, 該器件的壽命可能更長且生產(chǎn)成本可能較低。

　　• 因為較大的R & B 子像素尺寸, 當(dāng)圖像顯示紅色及藍(lán)色這些色調(diào)時, 其飽和度與對比度也會提升。

　　Pentile (S-Pentile) 在帶來以上優(yōu)點的同時, 該類共享子像素型排列方式設(shè)計則會有以下缺點:

　　• 細(xì)膩度問題: 與RGB SBS 排列在相同PPI 的情況下, Pentile 的子像素數(shù)量要比RGB 少造成圖像不細(xì)膩。

　　同一顯示范圍下, 若傳統(tǒng)RGB 排列下有9 顆子像素, Pentile 排列就只有6 顆, 故會降低細(xì)致度。

　　• 色準(zhǔn)問題: Pentile 排列AMOLED 屏幕有些子像素不能夠組成一個完整三原色像素點, 則此屏幕部分像素就無法顯示準(zhǔn)確的顏色。(比如圖像有些點欠缺紅色/藍(lán)色的同時多了綠色)

　　• 狗牙和彩邊現(xiàn)象: 在顯示特定圖像時會產(chǎn)生鋸齒(狗牙)和彩邊現(xiàn)象。一般顯示白色或圖像時, 這種顆粒感并不明顯, 但若顯示的是直線, 就會出現(xiàn)問題。

　　比如在顯示紅色橫線時, 因為紅色子像素分隔得太遠(yuǎn), 導(dǎo)致結(jié)果顯顯示圖像覺得不連貫。而在顯示斜線時, 因為部分像素的缺失和間距的加大。導(dǎo)致斜邊容易出現(xiàn)鋸齒(狗牙)和彩色條紋(彩邊)。

　　追其根本, Pentile 等共用子像素排列方法是一種通過相鄰像素共用子像素的方式, 通過減少子像素個數(shù)的方式來達(dá)到用低分辨率去模擬高分辨率的效果。

　　而一旦需要顯示精細(xì)內(nèi)容時, Pentile 的缺點就會顯露無遺。比較明顯的缺陷是導(dǎo)致小號字體無法清晰顯示和屏幕出現(xiàn)明顯的顆粒感。

　　所以 Pentile 等共享子像素設(shè)計的屏幕必須需要擁有足夠高的分辨率，才可以彌補(bǔ)過大子像素點距紋理帶來的視覺效果下降效果。

Fig 1 其他共享子像素的Pentile 像素排列結(jié)構(gòu)

　　印刷像素問題

　　（處于保密需要, 所有實例所列數(shù)據(jù)均非真實數(shù)據(jù)）

　　隨著印刷顯示的興起, 溶液制程技術(shù)對Pixel 的設(shè)計和排列帶來了新的思考和創(chuàng)新方向。

　　溶液制程技術(shù)中的像素和以FMM 方式制作的像素相比有以下幾個特點:

　　• 因為制程工藝的不同, 溶液法所制造的像素其相鄰子像素最小間距略大于FMM 方法制作的像素。

　　• 因為溶液制程涉及到液體的揮發(fā)成膜, 則子像素形狀的重要性被提高。

　　• 溶液的可流動性提供了更多的像素加工工藝與方法。

　　間距問題

　　以FMM 方式制作像素時, 其相鄰子像素的間距最小可以達(dá)到10 ~20 μm。

　　而以溶液法制作像素時, 其相鄰像素間最小間距大于FMM 制成的像素。

　　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(jié)構(gòu)。

　　• 子像素間安全避讓精度。

　　現(xiàn)階段通過溶液法制作子像素時, 其往往要采取PDL/Bank 的結(jié)構(gòu)來限定墨水的流動。

　　一般Bank 高度在1~2 μm,而其底面角度傾角也較小。以2 μm 高和底面傾角為30°的Bank 設(shè)計為例(Fig2)。

Fig 2 簡明Bank 結(jié)構(gòu)

　　可知l1 尺寸為3.5 μm。而為了避免Bridging 現(xiàn)象(Bridging 現(xiàn)象是指印刷時因相鄰像素過近/Bank 疏液較差/印刷墨

　　水過多/打印錯位而造成的相鄰像素間墨水融合現(xiàn)象Fig 3), l2 需取15 μm 以上。由此可見。在現(xiàn)階段溶液法制成的像

　　素其最小像素間距為:

　　2 × 3.5 + 15 = 22 μm

Fig 3 Bridging 現(xiàn)象

　　該間距明顯大于FMM 工藝制作的像素間距?？梢娫诂F(xiàn)有印刷工藝上, 溶液法制成暫時還達(dá)不到FMM 制程的分辨率。

　　像素形貌問題

　　溶液法涉及到揮發(fā)與成膜。則子像素的形狀設(shè)計與成膜均勻性息息相關(guān)。

　　傳統(tǒng)長條形像素設(shè)計對印刷工藝的影響主要有以下2 個方面。

　　長軸方向液面的不穩(wěn)定

　　常規(guī)的長條形設(shè)計容易導(dǎo)致液體在像素內(nèi)干燥時邊緣向內(nèi)收縮。

　　根據(jù)Plateau Rayleigh Phenomenon 定則可知, 若有長為L、底面半徑為R 的液體圓柱(L 無限長且L >>R), 后被形成

　　直徑為r 的球體, 則當(dāng)L 大于9/2倍R 時, 圓柱表面積開始大于球體表面積, 同時系統(tǒng)能量開始升高變得不穩(wěn)定。

　　當(dāng)能量上升足夠高時, 液體在表面張力作用下收縮表面積的同時收縮三相接觸線以降低能量, 從而導(dǎo)致成線的液面高度與線段邊緣同時出現(xiàn)不均勻。

　　由此可知當(dāng)像素設(shè)計其長寬比大于2.5 時, 液體液面會呈現(xiàn)一定程度的不穩(wěn)定現(xiàn)象。則當(dāng)液體在長條形像素內(nèi)干燥時, 其長邊會偶發(fā)性向內(nèi)收縮形成缺陷。

Fig 4 像素長軸方向上收縮

　　長短軸揮發(fā)的差異

　　常規(guī)的長條形設(shè)計亦會導(dǎo)致像素內(nèi)液體局部揮發(fā)差異, 從而導(dǎo)致成膜的不均。

　　假設(shè)在基板上存在一個單一像素, r 為邊界處彎曲半徑, 而d 為像素寬度。

　　當(dāng)像素被墨水填充滿時, 考慮液面上A、B、C 和D 個點處的揮發(fā)情況, 其中A 處于長邊上、B 為中部墨水頂端且和A 共橫截面、C 短邊邊緣而D 為墨水頂端處于邊緣彎曲處。

　　因為像素沿x 和y 軸方向上的分布差異, 則根據(jù)前文內(nèi)容可知, 在4 個液面位置上存在分壓:

#p#分頁標(biāo)題#e#

　　若在初始狀態(tài)時, 墨水在像素內(nèi)為飽和狀態(tài)。則:

　　若r =𝑑/2液面上方揮發(fā)速率J 有近似的:

　　則此時液體逐漸內(nèi)部溶液中部逐漸向邊緣流動并沉積。

　　當(dāng)液面厚度進(jìn)一步下降且因為PC 向PA逐漸變、邊緣處有較大的揮發(fā)速率, 則: 由此可知

　　則墨水內(nèi)的溶質(zhì)流動呈現(xiàn)以下性質(zhì):

　　• J𝐴 > J𝐵且J𝐶 > J𝐷, 則溶質(zhì)開始由中部向邊緣沉積;

　　• J𝐷 > J𝐵且J𝐶 > J𝐴, 中部墨水會向邊緣涌動, 但是因為流速Q(mào) 和厚度e3 成正比且邊緣處墨水厚度很薄, 則墨水不會從A 處向C 處流動。

Fig 5 墨水在常規(guī)像素圖案內(nèi)的不對稱流動

　　溶液在單個情況下, 液體在長條形的像素設(shè)計內(nèi)也會在揮發(fā)時產(chǎn)生不對稱的流動, 并導(dǎo)致最終的成膜不均問題。

　　液體的流動性問題

　　與蒸鍍不同, 以溶液法制作像素時, 墨水會在像素坑內(nèi)擴(kuò)散與鋪展。該液體的流動性給像素和設(shè)計創(chuàng)新帶來了的新思路, 各廠商亦以此為基礎(chǔ)提出了各種新型的復(fù)雜型高分辨像素排列形貌。

　　AUO 于2017 年SID 大會上展出的新型高分辨率像素排列版圖 。Fig 6 中A 類型通過共享像素的方式來達(dá)到提高分辨率的結(jié)果。

　　B 類型像素則利用了溶液在像素內(nèi)的流動和擴(kuò)展性來制作。其基本原理為在Bank 中預(yù)先制作部分疏液層, 其后在該Bank 形貌內(nèi)打印墨水。

　　因為有疏液層的存在, 墨水在Bank 內(nèi)鋪展和干燥時會被分割成幾個獨立子像素區(qū)(每個子像素下有獨立TFT 且可獨立發(fā)光）。

　　此類型像素排列雖然可以在不增加打印時長的同時大幅度的增加了子像素的數(shù)目, 并提高的PPI 分辨率, 但是其難點是在于IC 和走線的設(shè)計。

　　該類型像素排列復(fù)雜, 在基板設(shè)計和電極制作時需要進(jìn)行多次過孔, 無形中增加了器件設(shè)計和制作難度, 且有降低生產(chǎn)良率的風(fēng)險。

Fig 6 AUO 在SID 2017 上展出的2 種高分辨像素排列方案 (示意圖, 非正式圖片)