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　　RGB SBS(Side By Side)是最常見(jiàn)的像素排列方式。該種排列的優(yōu)點(diǎn)是成像細(xì)膩, 且不會(huì)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(shí), 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(guò)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(zhǎng)了其壽命。

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

　　Pentile 和RGB 與BGR 相比有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):

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

　　• 因?yàn)檩^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(shí), 其飽和度與對(duì)比度也會(huì)提升。

　　Pentile (S-Pentile) 在帶來(lái)以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí), 該類共享子像素型排列方式設(shè)計(jì)則會(huì)有以下缺點(diǎn):

　　• 細(xì)膩度問(wèn)題: 與RGB SBS 排列在相同PPI 的情況下, Pentile 的子像素?cái)?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(huì)降低細(xì)致度。

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

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

　　比如在顯示紅色橫線時(shí), 因?yàn)榧t色子像素分隔得太遠(yuǎn), 導(dǎo)致結(jié)果顯顯示圖像覺(jué)得不連貫。而在顯示斜線時(shí), 因?yàn)椴糠窒袼氐娜笔Ш烷g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(guò)相鄰像素共用子像素的方式, 通過(guò)減少子像素個(gè)數(shù)的方式來(lái)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(shí), Pentile 的缺點(diǎn)就會(huì)顯露無(wú)遺。比較明顯的缺陷是導(dǎo)致小號(hào)字體無(wú)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(jì)的屏幕必須需要擁有足夠高的分辨率，才可以彌補(bǔ)過(guò)大子像素點(diǎn)距紋理帶來(lái)的視覺(jué)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(wèn)題

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

　　隨著印刷顯示的興起, 溶液制程技術(shù)對(duì)Pixel 的設(shè)計(jì)和排列帶來(lái)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(gè)特點(diǎn):

　　• 因?yàn)橹瞥坦に嚨牟煌? 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?yàn)槿芤褐瞥躺婕暗揭后w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(dòng)性提供了更多的像素加工工藝與方法。

　　間距問(wèn)題

　　以FMM 方式制作像素時(shí), 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(shí), 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(guò)溶液法制作子像素時(shí), 其往往要采取PDL/Bank 的結(jié)構(gòu)來(lái)限定墨水的流動(dòng)。

　　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(jì)為例(Fig2)。

Fig 2 簡(jiǎn)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(shí)因相鄰像素過(guò)近/Bank 疏液較差/印刷墨

　　水過(guò)多/打印錯(cuò)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(jiàn)。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?jiàn)在現(xiàn)有印刷工藝上, 溶液法制成暫時(shí)還達(dá)不到FMM 制程的分辨率。

　　像素形貌問(wèn)題

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

　　傳統(tǒng)長(zhǎng)條形像素設(shè)計(jì)對(duì)印刷工藝的影響主要有以下2 個(gè)方面。

　　長(zhǎng)軸方向液面的不穩(wěn)定

　　常規(guī)的長(zhǎng)條形設(shè)計(jì)容易導(dǎo)致液體在像素內(nèi)干燥時(shí)邊緣向內(nèi)收縮。

　　根據(jù)Plateau Rayleigh Phenomenon 定則可知, 若有長(zhǎng)為L(zhǎng)、底面半徑為R 的液體圓柱(L 無(wú)限長(zhǎng)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(shí), 圓柱表面積開(kāi)始大于球體表面積, 同時(shí)系統(tǒng)能量開(kāi)始升高變得不穩(wěn)定。

　　當(dāng)能量上升足夠高時(shí), 液體在表面張力作用下收縮表面積的同時(shí)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(shí)出現(xiàn)不均勻。

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

Fig 4 像素長(zhǎng)軸方向上收縮

　　長(zhǎng)短軸揮發(fā)的差異

　　常規(guī)的長(zhǎng)條形設(shè)計(jì)亦會(huì)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(gè)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(shí), 考慮液面上A、B、C 和D 個(gè)點(diǎn)處的揮發(fā)情況, 其中A 處于長(zhǎng)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?yàn)橄袼匮豿 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(gè)液面位置上存在分壓:

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　若在初始狀態(tài)時(shí), 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(shí)液體逐漸內(nèi)部溶液中部逐漸向邊緣流動(dòng)并沉積。

　　當(dāng)液面厚度進(jìn)一步下降且因?yàn)镻C 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(dòng)呈現(xiàn)以下性質(zhì):

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

　　• J𝐷 > J𝐵且J𝐶 > J𝐴, 中部墨水會(huì)向邊緣涌動(dòng), 但是因?yàn)榱魉貿(mào) 和厚度e3 成正比且邊緣處墨水厚度很薄, 則墨水不會(huì)從A 處向C 處流動(dòng)。

Fig 5 墨水在常規(guī)像素圖案內(nèi)的不對(duì)稱流動(dòng)

　　溶液在單個(gè)情況下, 液體在長(zhǎng)條形的像素設(shè)計(jì)內(nèi)也會(huì)在揮發(fā)時(shí)產(chǎn)生不對(duì)稱的流動(dòng), 并導(dǎo)致最終的成膜不均問(wèn)題。

　　液體的流動(dòng)性問(wèn)題

　　與蒸鍍不同, 以溶液法制作像素時(shí), 墨水會(huì)在像素坑內(nèi)擴(kuò)散與鋪展。該液體的流動(dòng)性給像素和設(shè)計(jì)創(chuàng)新帶來(lái)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(huì)上展出的新型高分辨率像素排列版圖 。Fig 6 中A 類型通過(guò)共享像素的方式來(lái)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(dòng)和擴(kuò)展性來(lái)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?yàn)橛惺枰簩拥拇嬖? 墨水在Bank 內(nèi)鋪展和干燥時(shí)會(huì)被分割成幾個(gè)獨(dú)立子像素區(qū)(每個(gè)子像素下有獨(dú)立TFT 且可獨(dú)立發(fā)光）。

　　此類型像素排列雖然可以在不增加打印時(shí)長(zhǎng)的同時(shí)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(diǎn)是在于IC 和走線的設(shè)計(jì)。

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

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)