CN110021240B - 基于光程匹配的oled的屏幕设计方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法和装置,其中,方法包括:通过获取待检测OLED的工作波长以及各层微结构的光学参数和几何参数,根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布,以确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构的在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。由此,通过对目标层微结构进行调整,直至调整后的目标层微结构在平行光束照射下满足相位均匀分布条件,从而抑制了使用屏下成像系统进行成像时由于OLED屏幕内的周期性结构而产生的重影和模糊现象,显著提高了成像质量。
Description
技术领域
本申请涉及透明有机发光二极管技术领域,尤其涉及一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法和装置。
背景技术
随着前置摄像头在手机及其他的便携式电子设备上的普及与发展、用户对电子设备外观设计品味的不断提升,在满足用户利用前置摄像头自拍需求的同时如何尽可能提高显示区域的屏占比、使手机及其他便携式电子设备的屏幕无限趋近于全面屏逐渐成为人们关注的问题。目前手机使用的OLED屏幕是一种由具有一定透过率的透明材料制作的多层显示器件,屏幕上分布的光学参数(折射率、透过率)和几何参数(厚度,平面结构)变化的像素单元和模组走线排布而成的阵列共同组成了几何结构及光学参数周期性变化的类光栅结构。由于使用屏下成像结构进行成像即用前置摄像头自拍时前置摄像头模组接收到的光信号含有不同波长的自然光。由自然光照明下的景物经过几何结构及光学参数周期性变化的类光栅结构组成的前置摄像头屏幕下成像系统时,不同波长的光会产生类似光栅衍射的色散分级现象,利用手机前置屏下成像系统自拍成像时表现为拍摄物体的重影现象。
在相关技术中,来自中国台湾产业技术研究院的YU-HSIANG TSAI团队通过优化改变 OLED屏幕中像素的几何结构及排布阵列,缩小透射光衍射级次之间的距离,即减弱光经过OLED阵列时产生的重影或分级现象。但是,在该工作中其优化结果像素尺寸较大,远大于手机OLED屏幕像素尺寸,不适用于高清晰度OLED手机屏的设计和生产。因此,在保证手机OLED屏幕清晰度的情况下,尽可能的抑制衍射重影现象成为了一个值得研究的问题。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本申请提出一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法和装置,以实现通过调整OLED中各层微结构,使得OLED的相位均匀分布,以解决现有技术中OLED屏内周期性结构而产生的重影和模糊现象,导致成像质量较低的技术问题。
本申请第一方面实施例提出了一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法,所述方法包括以下步骤:
获取待检测OLED的工作波长以及所述OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;
根据所述光学参数和几何参数获取所述OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;
根据所述远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;
根据预设的调整策略和所述预设相位均匀分布条件对所述目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构的在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。
本申请实施例的基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法,通过获取待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构的在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。由此,通过根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构后,对目标层微结构进行调整,直至调整后的目标层微结构在平行光束照射下满足相位均匀分布条件,从而抑制了使用屏下成像系统进行成像时由于OLED屏幕内的周期性结构而产生的重影和模糊现象,显著提高了成像质量。
本申请第二方面实施例提出了基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置,包括:
第一获取模块,用于获取待检测OLED的工作波长以及所述OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;
第二获取模块,用于根据所述光学参数和几何参数获取所述OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;
确定模块,用于根据所述远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;
调整模块,用于根据预设的调整策略和所述预设相位均匀分布条件对所述目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构的在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。
本申请实施例的基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置,通过获取待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构的在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。由此,通过根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构后,对目标层微结构进行调整,直至调整后的目标层微结构在平行光束照射下满足相位均匀分布条件,从而抑制了在使用屏下成像系统进行成像时由于OLED屏幕内的周期性结构而产生的重影和模糊现象,显著提高了成像质量。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请实施例提供的一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法的流程示意图;
图2为本申请实施例中OLED的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的OLED各层远场衍射分布测量示意图;
图4为本申请实施例提供的OLED第一层的远场衍射分布示意图;
图5为本申请实施例提供的OLED第二层的远场衍射分布示意图;
图6为本申请实施例提供的OLED第三层的远场衍射分布示意图;
图7为本申请实施例提供的OLED第四层的远场衍射分布示意图;
图8为本申请实施例提供的一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
本申请主要针对现有技术中OLED屏幕拍摄时由于OLED屏内的周期性结构而出现重影或者模糊的现象,导致拍摄质量较低的技术问题,提出了一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法。
本申请实施的基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法,通过调整远场衍射分布影响最大的目标层微结构的材料厚度,或者更换材料,以抑制成像重影现象,从而提高成像质量。
下面参考附图描述本申请实施例的基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法和装置。
图1为本申请实施例提供的一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法的流程示意图。
本发明实施例以基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法被配置于基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置中来举例说明,该基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置可以应用于任一计算机设备中,以使该计算机设备可以执行基于光程匹配的OLED的屏幕设计功能。
其中,计算机设备可以为个人电脑(Personal Computer,简称PC)、云端设备、移动设备、服务器等,移动设备例如可以为手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备等具有各种操作系统、触摸屏和/或显示屏的硬件设备。
如图1所示,该基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法包括以下步骤:
步骤101,获取待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数。
本申请实施例中,待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数可以为预先设置的。例如,可以选取人眼最为敏感的绿光波长作为工作波长。当然,实际操作时,工作波长包括但不限于绿光波长。OLED的光学参数可以包括各层材料在不同工作波长下的折射率、透射率和消光系数中的至少一个。OLED的几何参数可以包括各层材料的尺寸、厚度等参数中至少一个,其中,OLED的各层材料的尺寸和厚度需确保可以唯一定义OLED各层的三维形貌。
作为一种示例,参见图2,图2为本发明实施例中OLED的结构示意图。其中,该OLED具有周期性结构层,例如,一个像素对应一个结构层,一千个像素对应一千个相同结构层。针对每个像素对应的结构层,具有4种光学特性的不同材料。
其中,1为透明导电氧化物层(ITO);2为OLED屏幕衬底层;3为不透光层(SPC); 4为填充材料层;5为OLED的发光层及补偿材料;6为透明像素定义层(PDL)。OLED 其余部分因不具有周期结构而未在图2中示出,这些部分共同构成OLED器件实现顶发光。
如图2所示,假设OLED的工作波长为绿光的工作波长,PDL的初始厚度可以为2μm,ITO的初始厚度可以为0.1μm。
步骤102,根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布。
本发明实施例中,在确定OLED各层微结构的光学参数和几何参数后,可以根据上述光学参数和几何参数,获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布。
作为一种示例,参见图3,结合实际便携式设备显示像素密度需求,建立OLED显示单元第i层结构的阵列,将该阵列记为Ai。利用光学仿真软件对本实施例中的OLED屏幕分层阵列样品建立仿真光路。如图3所示,根据光学原理,单色光源产生的波长为λ0、直径为1mm的平行光束经过Ai后,在探测平面即理想透镜的后焦面上,可获得Ai对入射光的远场夫琅禾费衍射分布。依照此操作,依次获得每一层OLED像素单元分层阵列在平行光束照射下的远场衍射分布。
如图4为第1层,材料为衬底材料对应的透射光衍射分布。图5为第2层,材料为 ITO+PDL层对应的远场衍射分布。图6为第3层,PDL+OLED层对应的远场衍射分布。图7为第4层对应的远场衍射分布。
步骤103,根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构。
本申请实施例中,可以根据OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布,确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构。
继续以上述示例为例,根据OLED中每层微结构阵列的透射光远场衍射分布结果,可确定显著影响衍射光强分布的OLED微结构层为第3层,即OLED+PDL组成的微结构层。
步骤104,根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构在平行光束照射下满足预设相位均匀分布条件。
本申请实施例中,根据OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布确定显著影响光强分布的OLED微结构层为目标层微结构。进而根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构在平行光束照射下满足预设相位均匀分布条件。
作为一种可能的实现方式,可以根据目标层微结构的光学参数和几何参数,获取工作波长下目标层微结构的光程和相位。
作为一种示例,可以通过预设公式对目标层微结构的光学参数和几何参数进行计算,获取工作波长下目标层微结构的光程和相位,其中,预设公式为:
其中,目标层微结构为第i层,OPi表示OLED第i层的光程,φi(xi,yi)表示OLED 第i层的相位,kλ0表示工作波长λ0下的波数,Δ(xi,yi)表示OLED第i层的几何参数, T(xi,yi)表示OLED第i层的光学参数。
因此,在获取到OLED各层微结构的光学参数和几何参数后,可以通过上述公式计算得到工作波长下各层微结构的光程和相位。
进一步的,根据光程、相位和预设相位均匀分布条件确定目标层微结构的厚度调整参数,并根据厚度调整参数调整目标层微结构的厚度。
举例来说,根据OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布,根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构为第三层时,根据第三层的微结构的光学参数和几何参数,获取工作波长下第三层微结构的光程和相位,改变第三层材料的厚度,使得第三层相位分布均匀,即光程匹配。同时,由于更改厚度后OLED像素单元结构变化,产生的厚度差距可通过对光程影响较小的补偿材料进行补偿。
作为另一种可能的实现方式,可以根据目标层微结构确定全部其他可替代目标层的多个候选材料,并获取各候选材料对应的折射率。然后,根据折射率和预设相位均匀分布条件,确定目标折射率,以根据目标折射率对应的目标材料替换目标层微结构的原材料。
因此,本申请实施例中,可以根据实际情况,确定通过调整目标层微结构的材料厚度或者更换目标层微结构的材料,以使OLED的屏幕在工作波长下的平行光束照射下相位分布均匀。
本申请实施例的基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法,通过获取待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构在平行光束照射下满足预设相位均匀分布条件。由此,通过根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构后,对目标层微结构进行调整,直至调整后的目标层微结构在平行光束照射下满足相位均匀分布条件,从而抑制了使用屏下成像系统进行成像时由于OLED屏幕内的周期性结构而产生的重影和模糊现象,显著提高了成像质量。
为了实现上述实施例,本申请实施例还提出基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置。
图8为本申请实施例提供的一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置的结构示意图。
如图8所示,该基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置包括:第一获取模块110、第二获取模块120、确定模块130以及调整模块140。
第一获取模块110,用于获取待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数。
第二获取模块120,用于根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布。
确定模块130,用于根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构。
调整模块140,用于根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构在平行光束照射下满足预设相位均匀分布条件。
作为一种可能的情况,调整模块140,具体用于:
根据所述目标层微结构的光学参数和几何参数,获取所述工作波长下所述目标层微结构的光程和相位;
根据所述光程、相位和所述预设相位均匀分布条件确定所述目标层微结构的厚度调整参数,并根据所述厚度调整参数调整所述目标层微结构的厚度。
作为另一种可能的情况,调整模块140,还可以具体用于:
获取所述目标层微结构对应的多个候选材料;
获取各候选材料对应的折射率,根据所述折射率和所述预设相位均匀分布条件,确定目标折射率;
根据所述目标折射率对应的目标材料替换所述目标层微结构的原材料。
作为另一种可能的情况,光学参数包括折射率、透射率和消光参数中至少一个。
作为另一种可能的情况,几何参数包括所述OLED各层材料的尺寸和厚度中至少一个。
作为另一种可能的情况,第二获取模块120,具体用于:
通过预设公式对所述目标层微结构的光学参数和几何参数计算,获取所述工作波长下所述目标层微结构的光程和相位,其中,所述预设公式为:
其中,所述目标层微结构为第i层,OPi表示所述OLED第i层的光程,φi(xi,yi)表示所述OLED第i层的相位,kλ0表示所述工作波长λ0下的波数,Δ(xi,yi)表示所述OLED 第i层的几何参数,T(xi,yi)表示所述OLED第i层的光学参数。
本申请实施例的基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置,通过获取待检测OLED的工作波长以及OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;根据光学参数和几何参数获取OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;根据预设的调整策略和预设相位均匀分布条件对目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构的在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。由此,通过根据远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构后,对目标层微结构进行调整,直至调整后的目标层微结构在平行光束照射下满足相位均匀分布条件,从而抑制了使用屏下成像系统进行成像时由于OLED屏幕内的周期性结构而产生的重影和模糊现象,显著提高了成像质量。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取待检测OLED的工作波长以及所述OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;
根据所述光学参数和几何参数获取所述OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;
根据所述远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;
根据预设的调整策略和所述预设相位均匀分布条件对所述目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构在所述平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据预设的调整策略和所述预设相位均匀分布条件对所述目标层微结构进行调整,包括:
根据所述目标层微结构的光学参数和几何参数,获取所述工作波长下所述目标层微结构的光程和相位;
根据所述光程、相位和所述预设相位均匀分布条件确定所述目标层微结构的厚度调整参数,并根据所述厚度调整参数调整所述目标层微结构的厚度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据预设的调整策略和所述预设相位均匀分布条件对所述目标层微结构进行调整,包括:
获取所述目标层微结构对应的多个候选材料;
获取各候选材料对应的折射率,根据所述折射率和所述预设相位均匀分布条件,确定目标折射率;
根据所述目标折射率对应的目标材料替换所述目标层微结构的原材料。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光学参数包括折射率和透射率。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述几何参数包括所述OLED各层材料的尺寸。
7.一种基于光程匹配的OLED的屏幕设计装置,其特征在于,所述装置包括以下步骤:
第一获取模块,用于获取待检测OLED的工作波长以及所述OLED中各层微结构的光学参数和几何参数;
第二获取模块,用于根据所述光学参数和几何参数获取所述OLED中每层微结构在平行光束照射下的远场衍射分布;
确定模块,用于根据所述远场衍射分布确定不满足预设相位均匀分布条件的目标层微结构;
调整模块,用于根据预设的调整策略和所述预设相位均匀分布条件对所述目标层微结构进行调整,以使得调整后的目标微结构在平行光束照射下满足所述预设相位均匀分布条件。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述调整模块,具体用于:
根据所述目标层微结构的光学参数和几何参数,获取所述工作波长下所述目标层微结构的光程和相位;
根据所述光程、相位和所述预设相位均匀分布条件确定所述目标层微结构的厚度调整参数,并根据所述厚度调整参数调整所述目标层微结构的厚度。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述调整模块,还具体用于:
获取所述目标层微结构对应的多个候选材料;
获取各候选材料对应的折射率,根据所述折射率和所述预设相位均匀分布条件,确定目标折射率;
根据所述目标折射率对应的目标材料替换所述目标层微结构的原材料。
10.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述光学参数包括折射率和透射率。
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