引领技术革新,维信诺发布系列前沿研究成果

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SID DW作为全球显示行业最具影响力的技术盛会,不仅是前沿成果的展示平台,也是显示技术发展方向的风向标。今年SID,维信诺发布多篇在材料、器件、工艺、算法及可靠性验证等方向的论文成果,持续推进新型显示关键技术创新。

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PART. 01

视觉体验优化

随着OLED应用场景的持续拓展,对于技术与应用的定义正从单一参数指标,转向更真实、更舒适的综合视觉体验。

随着OLED的显示产品市场份额不断增加,消费者对视觉健康的关注度也越来越高。研究通过选用能够滤除有害蓝光的偏光片,将有害蓝光比例(HBLP-A)降低至3.7%。在实现极致低有害蓝光的同时,蓝光的亮度衰减比会导致视角性能劣化。基于此,我们通过优化微腔结构来调整视角,保障效果满足量产标准。

随着AMOLED产品的应用场景不断增加,低亮度、低灰阶下的拖影问题日益引起消费者关注。由于OLED器件的D-TFT迟滞效应以及OLED电容的影响,当页面滚动时,第一帧的亮度会下降,导致视觉上出现明显的紫红色或其他颜色的拖影。论文系统研究了影响拖影的多种因素,包括OLED材料、电容、开口率、横向串扰、数据电压设置等。通过OLED材料体系迭代、器件结构优化、工艺优化、时序与数据电压优化,最终将拖影的客观指标有效降低至9%,产品视觉效果从明显发紫改善到几乎不可见。

在AMOLED显示中,采用全局DC调光方式实现低亮度显示时,常出现低亮度Mura(亮度不均匀),严重影响画质。传统方法难以同时兼顾调光深度与显示均匀性,其中颜色不均匀性(ΔE)是核心瓶颈。通过优化薄膜晶体管亚阈值摆幅和Demura补偿技术,解决全DC调光下低亮Mura问题,经量产验证,该方案使ΔE改善超过35%,显著提升了全局DC调光下的显示均匀性。这一突破使得全范围DC调光(从高亮到极低亮度)具备了量产可行性,为无频闪、护眼的DC调光OLED显示产品的普及提供了关键技术支撑。

针对抗眩光盖板引起的闪点问题,本研究首先总结了三种典型防眩光(AG)工艺——光刻工艺、蒙砂蚀刻工艺和喷砂工艺对抗眩光(AG)盖板微观结构及闪点特性的影响规律。在此基础上,通过在OLED显示模组中引入匀光膜,并将其与蒙砂蚀刻工艺制备的AG盖板玻璃相结合,有效改善了闪点问题。

PART. 02

可靠性提升

当前OLED 已进入全面普及期,可靠性从可选指标升级为核心竞争力。维信诺围绕防水、抗静电、抗冲击、耐低温等量产痛点,形成从实验室突破到产线落地的全流程可靠性解决方案,为OLED稳定量产提供坚实技术支撑。

在消费电子领域,消费者对防水性能的需求日益增长。作为智能手机的关键组件,AMOLED模组的防水性能受到终端厂商的高度重视。为了满足防水要求,维信诺重新设计了关键位置的密封结构,包括柔性电路板(FPC)的最外侧区域,以及FOP(FPC on Panel,FPC与面板连接区)和COP(Chip on Panel,芯片在面板上)等电连接接口。此外,根据IPX8防水测试标准,通过特殊的模组防水设计、模组工艺,并设计防水测试方案,达成整机对单体的防水需求。

柔性OLED模组需要缓冲背板来减缓冲击损伤,机械发泡泡沫因其性能均衡而成为关键候选材料,但半开孔结构会带来器件气密/水密性方面的挑战,可能导致整机IP等级失效。通过表面活性剂调整来控制机械发泡泡棉泡孔结构,进而改善气密性。这一突破使其可用于COE(CF on Encapsulation,封装上彩膜)及超声波指纹模组中。

基于市场反馈,AMOLED手机显示模组中的静电失效问题已从早期的硬性ESD损伤演变为由摩擦静电场诱导的软性失效,典型情况包括屏幕发绿和绿色闪烁。通过分析失效场景,进而开发了两种测试方法,揭示了失效机理。最终提出了相应对策,包括:显示面板中引入BSM(背面屏蔽金属)层、优化三层膜(3L film)特性、调整BPF(背板膜)、提高PI层阻抗,并对模组制造环节的工艺改进。

随着AMOLED显示模组在移动终端向超薄化发展,其抗背面冲击能力成为制约产品耐用性的关键瓶颈。通过研究在背面落球冲击工况下,AMOLED显示模组出现碎量点失效机理,得出背板无机层所受拉应变超本身材料失效阈值,最终导致电流持续流经 OLED,使其以最高亮度持续发光,宏观表现为碎量点。从全模组材料角度对材料进行协同优化,尤其是硅凝胶,PSA等失效膜层上方材料,并分析各模组单体材料对背面抗冲击性能影响,筛选的优势堆叠其背面落球冲击极限高度提升至70mm(不改变Base模组总厚度前提下),显著改善了AMOLED显示屏的背面抗冲击性能,提升率达56%。

折叠屏手机在低温环境(如冬季户外)下长时间折叠后快速展开时,易出现屏幕波浪状外观甚至失效,成为制约其可靠性的关键问题。通过深度研究折叠屏体的低温失效机理及其影响因素,通过优化金属支撑层的设计及折叠模组的结构,能够显著增强折叠屏在低温下的机械可靠性,为下一代耐低温折叠显示产品的结构设计提供了关键指导。

在OLED柔性模组制造中,弯折区传统上采用MCL胶材作为应力缓冲与保护层,但其厚度及涂布工艺限制了屏幕边框的进一步收窄。通过提出以薄膜替代MCL胶材的技术方案,具体评估了AA Lami Film和Bending Lami Film两种薄膜方案,从力学、光学及材料学角度完成了初步验证。后续量产试验与可靠性测试结果表明:薄膜方案在弯折区保护性能上表现良好,同时成功将弯折区厚度减薄0.06mm,为窄边框OLED模组的设计与量产提供了可行的技术路径。

在高精度OLED蒸镀制程中,传统支撑金属掩模条在拼接方案中存在支撑能力有限、易发生侧向弯曲及虚焊等问题,影响蒸镀精度与良率。本研究提出了一种集成支撑与遮蔽功能的金属掩模条设计,旨在对拼接方案中掩模金属条进行结构优化与工艺验证。通过结构优化与有限元仿真,解决了集成式遮蔽金属条可能存在的侧向弯曲与虚焊问题,理论上验证了其技术可行性。实验验证结果表明,该集成式遮蔽金属条方案在张拉偏差、蒸镀阴影、对位精度(PPA)等关键指标上与传统设计方案表现相当,验证了其在高精度显示制造中的可行性与工程价值。该研究为拼接方案的制造提供了创新性解决方案,具有显著的工程应用前景。

随着智能手表、手机、平板等移动设备对屏幕耐用性要求的提升,盖板玻璃表面的硬度与耐刮擦性能成为关键指标。本研究聚焦于超硬介质涂层技术,通过系统筛选和优化不同类型的涂层材料,并结合多种层叠结构设计,成功开发出多套技术方案。这些方案可根据产品定位灵活应用于智能手表、手机及平板电脑。该工作为消费电子领域盖板玻璃的表面强化提供了可量产的解决方案,在提升抗划伤、抗磨损性能方面展现出显著工程价值。

为进一步减小模组厚度,降低OLED弯折过程中触摸传感器层断裂的风险。维信诺提出了一种将电容式触摸传感器集成在OLED显示器的薄膜封装(TFE)内部的新型结构。通过采用底切结构对阴极进行图案化,将显示区域与触摸感应区域分开,并在一块1.43英寸的屏幕上进行应用。相较于当前在TFE外部制造外挂触摸传感器的工艺,采用这种内嵌式(in-cell)结构进一步减小了整体模组的厚度。

PART. 03

材料 器件 算法协同优化

维信诺打通材料、器件结构、驱动算法,攻克存储压缩、补偿共享、叠层爆闪、防窥寿命补偿等难题,实现材料、器件、算法的系统级优化。

由于Flash闪存芯片及TCON IC(时序控制器集成电路)内部SRAM(静态随机存取存储器)容量有限,所存储的补偿数据需要尽可能压缩。然而,压缩方案不仅会增加硬件资源,还会因数据精度损失而影响补偿效果。论文基于Demura(显示均匀性补偿)和DBI(显示老化补偿)两种算法IP的工作特性,提出了一种允许两种算法共享补偿数据的电路设计方法。该方法不仅能减少约33% 的硬件存储资源,还能同时实现Mura外部补偿与显示老化补偿的效果。

在显示技术持续发展的背景下,显示面板 Demura补偿数据的存储效率已成为制约高端显示设备性能提升与成本控制的关键因素。为解决这一挑战,通过引入一种高效压缩方案,该方案将多维度特征提取优化与自适应编码策略协同结合。通过对图像补偿数据进行多尺度分离,并利用分割后图像间的结构相似性,实现Demura多亮度下补偿数据的压缩,压缩率9倍,解压后图像平均PSNR高达41.4dB、平均SSIM达0.950。降低SRAM存储,降低成本,该方法为高端显示及高分辨率场景下的 SRAM 存储优化提供了有效解决方案。

当前,已有应用新型IGZO(铟镓锌氧化物)技术制造集成主动防窥功能的中尺寸显示面板,以满足车规安全要求及平板电脑办公场景下的隐私需求。然而,IGZO产品的亮度寿命曲线在初始数百小时内会出现上升的异常,该偏差不符合产品出货标准。通过利用采集到的模组寿命曲线,设计了一种支持亮度升高与降低双向补偿的DBI算法,满足不同产品的寿命补偿需求。主动防窥显示屏将标准屏幕的像素分为两段,并集成遮光层以调控出光角度,实现主动防窥。由于防窥模式与共享模式下的显示内容不同,SRAM需要为每种内容类型存储不同的计数值。传统补偿方法无法满足这一需求,为此我们开发了针对双模补偿的专用DBI算法:分别累积两种显示模式下的老化量,将数值存储于Flash中,并根据当前激活的显示模式从Flash读取相应计数值至SRAM,从而实现主动防窥屏的有效寿命补偿。

叠层OLED在低灰阶画面切换时易出现亮度闪充现象,传统方法试图通过降低电荷产生层(CGL)中载流子的横向迁移率来抑制闪充,但会导致器件整体性能下降。通过设计新型OLED器件结构,在两OLED单元之间插入COL层,有效平衡上下单元的电荷产生效率与横向迁移率差异,从而从根源上改善叠层OLED中的亮度闪充问题。实验制备的两种新结构器件,其特性均略优于传统叠层器件,亮度爆闪值分别从496%降至103%和78%。该方案在不牺牲器件性能的前提下,显著提升了叠层OLED的显示质量,为高画质叠层产品提供了有效的器件级解决方案。

随着消费者对于显示效果的要求越来越高,宽色域OLED显示在多个领域展现出广阔的应用前景,但受限于现有的磷光技术,现有OLED技术很难满足高性能、高色纯度的市场需求。 维信诺基于pTSF技术制备了一系列的器件,制备的pTSF器件CIEx可达0.17,满足BT.2020广色域标准。此外,与目前量产的DCI-P3色域磷光器件相比,宽色域pTSF器件效率提升超 30%,寿命改善超50%。

PART. 04

下一代OLED显示技术

维信诺智能像素化技术(ViP)采用光刻工艺,摆脱了FMM的物理限制,此外同步推进高世代线建设,重构OLED制造工艺。

OLED在小尺寸领域已实现大规模应用,其向中大尺寸显示市场的拓展正成为下一重要增长引擎。然而,传统精细金属掩模版(FMM)工艺在向更大尺寸基板迁移时存在诸多限制。维信诺自主研发的智能像素化技术(ViP™)基于光刻工艺,无需金属掩模版即可实现高精度、高均匀性的独立像素图案化。目前,维信诺已经完成了ViP工艺在智能穿戴、手机、平板、笔电等尺寸的验证。基于ViP路线的G8.6代线也在稳步建设中。

结合实验结果、光学模拟与机理分析,论文介绍了利用ViP™技术提升OLED器件效率的最新研究进展与未来展望。通过材料调控、膜层厚度优化及器件机理匹配,基于ViP™技术制备的全独立化RGB OLED器件,相较于传统精细金属掩模版(FMM)工艺OLED器件,实现了更高的发光效率。

屏下红外显示技术是实现全面屏与传感融合的关键,要求显示屏允许特定波长红外光高效穿透且不损失显示性能。针对光线穿透时产生的散射、衰减及衍射导致的图像模糊与炫光问题,维信诺提出驱动电路与光学协同设计方案:该方案在驱动电路层设置了一整面覆盖显示区的金属VSS层,并在该层上于X与Y方向系统性规划了红外透光孔区。通过将驱动电路布线置于像素开口区下方,并将不透光的金属区域形状优化为近似圆形或八边形,以抑制特定方向的衍射;同时,将像素间传统的集中式信号走线改为由单一细线构成的分布式连接网络,使其近似等间距地均匀分布于X与Y方向的VSS开孔区域内,其间隔距离比例控制在0.4至2.5之间仿真与实验表明,该方案在940nm红外波段实现约9%的零级衍射效率,显著提升信噪比与图像质量,为屏下红外显示提供了高性能解决方案。

PART. 05

布局前沿显示

维信诺聚焦前沿显示技术,推动显示业务纵深发展,积极开拓XR微显示产品业务,拓宽显示增长新边界。

维信诺通过光刻辅助ITO(supplemental-ITO)实现的超高ppi微腔白光OLED技术,该技术将等效白光效率提升了2倍,色域覆盖范围达成DCI-P3>‌98%。此外,采用结合了折射率匹配的薄膜封装(TFE)结构与彩色滤光片的微腔白光OLED,使1500 ppi玻璃基“Real RGB”型VR显示器从单色演变为全彩显示器。未来,有助于推动低成本、高性能的VR产品开发。

为提升量子点发光显示器的性能,维信诺开发了从器件到显示屏的全套顶发射技术,使量子点发光显示器的效率和寿命均有显著提升。随后,开发了采用套刻(overlay)工艺的红、绿、蓝单色顶发射器件,各颜色器件之间几乎没有残留(交叉污染)。最终,成功展示了采用套刻工艺的1.42英寸全彩顶发射有源矩阵显示器。

研究发现,电子泄漏进入空穴传输层(HTL)是导致量子点发光二极管(QLED)工作寿命不佳的主要因素。维信诺提出了一种通过在量子点中掺入导电有机分子来提升器件寿命的有效策略。掺杂后的量子点薄膜展现出增强的空穴迁移率,从而消除了电子泄漏的通道。结果表明,基于掺杂量子点薄膜的绿色QLED,其寿命比原始器件提升了4倍以上。红色和蓝色QLED也观察到了类似的性能改善。

真正的技术积累,不仅体现在单项技术突破,更体现在持续构建系统化创新能力。此次SID 2026,维信诺围绕显示性能优化、柔性可靠性、系统协同创新及先进制造等方向展开多维度技术探索,进一步完善从材料、器件到工艺与系统集成的技术布局。未来,维信诺将继续聚焦OLED及前沿显示技术创新,推动显示技术向更高性能、更高可靠性与更多元化应用方向持续演进。

责编: 爱集微
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