維信諾技術(shù)專家談顯示性能提升

SID國(guó)際顯示周（SID DW 2024）在美國(guó)加州圣何塞舉行。展會(huì)上，維信諾積極進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，并帶來(lái)11場(chǎng)高水平報(bào)告，一起聽報(bào)告。

器件是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為視覺(jué)信息的核心組件，器件的選擇與優(yōu)化離不開算法與仿真的支持，而算法與仿真則依賴于對(duì)器件工作原理的理解。兩者相輔相成，不僅能夠預(yù)測(cè)和優(yōu)化產(chǎn)品的性能，還能加速產(chǎn)品開發(fā)周期，降低設(shè)計(jì)成本，推動(dòng)顯示技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展。在SID技術(shù)論壇中，維信諾技術(shù)專家聚焦顯示性能提升進(jìn)行深入探討。

- 01 -器件精進(jìn)助力顯示性能升級(jí)

基于材料和工藝優(yōu)化的高性能pTSF器件

近年來(lái)，高性能磷光輔助的熱活化延遲熒光敏化熒光（pTSF）器件受到廣泛關(guān)注， pTSF技術(shù)能夠大幅提升器件效率、降低功耗。而工藝和材料的優(yōu)化，對(duì)加快推動(dòng)pTSF技術(shù)量產(chǎn)應(yīng)用至關(guān)重要。

工藝提升方面，維信諾就蒸發(fā)源排布對(duì)pTSF器件發(fā)光層內(nèi)材料分布及對(duì)器件性能的影響進(jìn)行研究。結(jié)果表明，優(yōu)化后的排布能夠顯著提升從輔助磷光材料到熒光染料的能量傳遞，抑制載流子在熒光染料上的捕獲，從而提升器件效率。材料設(shè)計(jì)方面，通過(guò)在熒光染料的外圍引入惰性取代基，能夠顯著增強(qiáng)pTSF器件內(nèi)從磷光到共振型熒光染料的F?rster能量傳遞，抑制Dexter能量傳遞。同時(shí)，還能夠顯著降低熒光染料對(duì)載流子的捕獲，從而進(jìn)一步提升器件效率。

柔性AMOLED LTPS背板中的多晶硅晶界凸起降低與顯示效果研究

在低溫多晶硅薄膜晶體管器件中，多晶硅薄膜晶界高度對(duì)器件性能與顯示殘影效果有較大影響。為了降低低溫多晶硅晶界高度，降低顯示殘影效果，維信諾基于非晶硅成膜過(guò)程與后續(xù)準(zhǔn)分子激光退火工藝，進(jìn)行無(wú)定形硅成膜參數(shù)優(yōu)化、無(wú)定形硅兩步法成膜與兩步法準(zhǔn)分子激光退火三種改善低溫多晶硅薄膜晶界高度的工藝優(yōu)化方法。

其中，最優(yōu)方法實(shí)現(xiàn)了67%的多晶硅薄膜晶界高度降低，降低了柵極與柵極絕緣層界面空穴缺陷密度。抑制了界面空穴捕獲過(guò)程，并最終實(shí)現(xiàn)了23.9%的中期殘影改善與17.4%的短期殘影改善效果，并為提高低溫多晶硅薄膜晶體管器件的有源層成膜質(zhì)量與相應(yīng)殘影改善提供了新的思路。

改善疊層OLED子像素間電串?dāng)_的研究

單/疊層OLED有機(jī)共通層（CMM）因橫向傳輸電荷導(dǎo)致子像素間發(fā)生電學(xué)串?dāng)_，屏體低亮度灰階下RGB色偏嚴(yán)重，顯示均一性變差。為了解決這一問(wèn)題，維信諾設(shè)計(jì)了適合的隔離柱排布方案，并通過(guò)多方位理論仿真以及工藝驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)隔離柱結(jié)構(gòu)可以有效抑制子像素間的電串?dāng)_現(xiàn)象，提高像素色純度，并將顯示色域大幅提高到94.6%。

- 02 -力學(xué)仿真助力彎折良率提升

柔性AMOLED模組下邊框力學(xué)仿真研究

力學(xué)仿真本身并不直接提升顯示性能（如分辨率、色彩準(zhǔn)確性等），但它通過(guò)確保顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)安全、耐用性、熱穩(wěn)定性和制造工藝的優(yōu)化，為實(shí)現(xiàn)更高性能的顯示技術(shù)提供了重要支撐。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)屏占比的極致追求，終端產(chǎn)品的邊框成為重要的研究方向。近五年，量產(chǎn)彎折半徑由0.3mm降低至0.15mm，預(yù)計(jì)未來(lái)2年，彎折半徑將降低至0.1mm，然而下邊框越小，彎折區(qū)金屬線越容易發(fā)生斷裂。通過(guò)搭建全流程仿真模型，準(zhǔn)確計(jì)算不同位置的最大應(yīng)力，識(shí)別不同位置斷裂風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過(guò)研究彎折軌跡計(jì)算方法，彎折軌跡仿真解決彎折過(guò)程中過(guò)拉/過(guò)壓的問(wèn)題，提高彎折良率。為提高彎折良率、疊層設(shè)計(jì)和更小彎折半徑設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

此外，通過(guò)研究緩沖值對(duì)金屬線、本壓下壓距離、彎折半徑、壓敏膠的影響，得出緩沖值的設(shè)計(jì)重要性，緩沖值可以改善應(yīng)力集中問(wèn)題，調(diào)節(jié)本壓下壓距離，并影響壓敏膠的選型。

- 03 -算法創(chuàng)新支撐需求落地

一種易于硬件實(shí)現(xiàn)的JPEG-LS近無(wú)損圖像壓縮算法

JPEG-LS是一種基于上下文建模的無(wú)損/近無(wú)損圖像壓縮算法，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、占用資源少、壓縮率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在連續(xù)色調(diào)靜止圖像的壓縮領(lǐng)域。因JPEG-LS算法在壓縮過(guò)程中需逐像素預(yù)測(cè)和上下文實(shí)時(shí)更新，使得單幅圖片壓縮存在明顯延時(shí)及硬件資源占用高的問(wèn)題，不利于算法IP化。

基于Demura補(bǔ)償數(shù)據(jù)壓縮需求，維信諾對(duì)JPEG-LS算法像素預(yù)測(cè)方式進(jìn)行了更改，并對(duì)上下文的更新進(jìn)行了推遲，以解決壓縮延遲及資源占用問(wèn)題。優(yōu)化后的算法（NJPEG-LS）Linebuffer資源占用降低了8/9，時(shí)鐘頻率達(dá)到140MHz以上，綜合壓縮率損失在4.5%以內(nèi)，滿足Demura補(bǔ)償數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮的需求。同時(shí)對(duì)壓縮流程中的k值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)k值分布非常規(guī)律，提出一種自適應(yīng)k值方案（KNJPEG-LS），進(jìn)一步簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)電路。

基于一種超快且準(zhǔn)確的仿真算法對(duì)屏上天線摩爾紋的優(yōu)化研究

摩爾紋效應(yīng)是由兩個(gè)（或多個(gè)）周期性結(jié)構(gòu)相互作用引起的一種現(xiàn)象。盡管在應(yīng)力分析、防偽和高精度測(cè)量等領(lǐng)域有所應(yīng)用，但摩爾紋效應(yīng)在顯示產(chǎn)業(yè)中極為不受歡迎，因?yàn)樗鼤?huì)降低顯示質(zhì)量。例如，在屏上天線技術(shù)中，顯示像素的周期與構(gòu)成天線的金屬網(wǎng)格的周期相互作用，導(dǎo)致摩爾紋圖案和顯示質(zhì)量下降。

通過(guò)研究，維信諾提出了一種可以模擬任何像素排列、子像素的形狀和大小、光學(xué)層數(shù)、每層的厚度和折射率、金屬網(wǎng)格線寬、線間距和交叉角度下摩爾紋圖案的超快速且準(zhǔn)確的仿真算法。相較于傳統(tǒng)的光線追跡結(jié)合傅里葉變換、對(duì)比度敏感函數(shù)濾波的方法，本算法能夠?qū)⒎抡鏁r(shí)間縮短到千分之一的水準(zhǔn)，并且目前市面上的筆記本內(nèi)存均足以支撐該仿真，無(wú)需大內(nèi)存工作站。