这几天翻到一块废弃的OLED屏幕,突然萌生了探究一下它细节的想法,于是有了这篇文章。
在显示屏领域有许多的分类。从早期的CRT阴极射线管到FPD平板显示器,电子显示经历了许多的变化和发展。在我们常规见到的显示屏中LCD和OLED是相对比较常见的种类,他们以显示效果优秀,启动功耗低等各种优势占据了广大的消费市场。
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LCD和OLED在发光原理上有着本质的区别。下图是LCD和OLED的结构图。
LCD的显示原理是通过液晶的物理特性(即液晶分子的排列在电场作用下发生变化,通电时排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过),将液晶置于两片导电玻璃基板之间,靠两个透明电极间电场的驱动引起液晶分子扭曲向列的电场效应,在电源接通断开控制下影响其液晶单元的透光率或反射率,从而控制光源透射或遮蔽功能,依此原理控制每个像素,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。
相对来说OLED的显示原理更加的简单,可以把它理解为一颗又一颗的LED灯,通过直接控制三原色LED灯珠的亮灭来控制图形的显示。相比于LCD屏幕,它不需要背光板,可以自发光。由于自发光因此可以做到非常高的对比度,功耗相对LCD也会低很多。
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OLED又区分为Passive Matrix(PM)无源矩阵驱动和Active Matrix(AM)有源矩阵驱动。
下图为PMOLED的结构图示。有阴极条、有机层和阳极条等构成。所述阳极条与所述阴极条垂直布置。阴极和阳极的交叉点构成了光发射的像素点。外部电路将电流应用于选定的阳极和阴极条,确定哪些像素打开,哪些像素保持关闭。同样,每个像素的亮度与施加的电流成正比。PMOLED很容易制造,但它们比其他类型的OLED消耗更多的功率,主要是由于外部电路所需的功率。PMOLED在显示文本和图标时效率最高,最适合小屏幕(对角线2到3英寸),比如你在手机、pda和MP3播放器上看到的屏幕。即使使用外部电路,无源矩阵OLED也比目前为这些设备供电的LCD消耗更少的电池功率。
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下图为AMOLED的结构图示。AMOLED有完整的阴极、有机分子和阳极层,但阳极层覆盖在薄膜晶体管(TFT)阵列上,形成矩阵。TFT阵列本身就是决定哪些像素被打开以形成图像的电路。有机层AMOLED比PMOLED消耗更少的功率,因为TFT阵列比外部电路需要更少的功率,所以它们对于大型显示器是友好的。AMOLED也有更快的刷新率适合视频的播放。AMOLED的最佳用途是电脑显示器、大屏幕电视和电子标牌或广告牌。
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说完了前面我们来看这个OLED屏幕。很明显它是COG封装的屏幕,驱动芯片绑定在玻璃基板和FPC柔性版交接处,覆盖有黑色胶带。并且查找参数手册发现,它是一块PMOLED屏幕,像素颗粒大,亮度高,适合做小尺寸要求下的显示部分。
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下图为FPC软排线和玻璃基板绑定交接处,黑色胶带下覆盖的是PMOLED的驱动芯片。
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在软排线上印有屏幕的型号及参数、ROHS标志以及引脚方向和数量。在该排线上并不是常规的导线样式,在排线上有走线过孔以及末端绑定。
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我们放大来看PIN引脚图像,边缘清晰,整洁度挺好的。
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我们继续放大来看,
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我们看FPC软排线的阻焊交界处,他们的边缘非常清晰,阻焊吸附良好。
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软排线的丝印在放大后,可以看到它的边缘在张力的吸附下并不是非常润滑。
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接下来我们看看软排线上的过孔,有细有粗,还可以看到背面的导线情况。过孔中间不清楚是赛油还是什么工艺。
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我们继续放大,可以看到过孔的中心情况。导线在过孔处边缘顺滑,过渡自然。
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我们看显示屏绑定交界处,可以看到有密密麻麻的细线。从驱动芯片连接向屏幕四周。
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下图中一块一块的小个子就是每个像素块了。这块屏幕是白色单色屏。我们把横线设为X轴,把竖线设为Y轴。可以清楚的看到X轴在Y轴的上方。当给X轴和Y轴通电时,对应方格的有机发光物就会被电亮。改变X和Y轴不同导线的次序就可以在显示屏上扫描出一幅图案。
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我们继续放大这些细线,他们的间距远比我们绘制PCB的走线间距要小的多的多的多。这些导线应该是采用COG封装工艺蚀刻上去的,就像制造芯片一样。
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我们看每个像素块,可以看到X轴和Y轴的上下差异,他们在相交处会有一个个微小的连接点,通过这些点,连接到中间的有机发光物。
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这幅图可以清晰看到底边导线和屏幕的连接情况。一条道线对应一根轴。
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我们看侧边的连接处。可以看到在这里还有一些尖刺。我不太清楚这些东西是什么,但是可以看到,这些导线从侧面连接到Y轴,并且位于底层。
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在屏幕的边缘,可以看到一些细密的导线,封胶的边缘有紧致细密的气泡连接。
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一不下心手指按在了屏幕上面留下来了一些指纹。非常明显,在高倍镜下可以观察到灰尘和油脂的细节。
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一个指纹沟槽的宽度大小大概和这块屏幕的一个像素宽度大小差不多。
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缩小来看发现在屏幕上留下的指纹是这么的明显呀。
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这次拆解从另外一个角度看到了我们常见的OLED单色屏,观察到了许多的细节信息,也了解了OLED的分类和驱动方式。是让我印象深刻而又收获不少的一次记录。