OLED，有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode）是一种新型的显示技术，它不需要背光源，具有更高的自发光亮度和更广的可视角度。OLED显示屏已经广泛应用在手机、电视、车载显示器、手表等各种设备上，为我们带来了高质量、沉浸式的显示体验。

但是，你知道OLED显示屏是如何工作的吗？它是由什么组成的？它是如何实现折叠和曲面的效果的？它是如何与手机的其他硬件和软件进行连接和控制的？本文将为你揭开OLED显示屏的奥秘，探索其工作原理、折叠曲面屏设计和手机硬件软件链接。

OLED的工作原理（包括像素点）

OLED由数个薄膜层组成，包括两个电极、有机半导体

层和发光层。如下图所示：

• 基层：基层用于支撑整个有机发光二极管。
• 阳极：当电流流过设备时，阳极消除电子。
• 有机层：有机层由有机分子或有机聚合物组成。
• 导电层：这一层由有机塑料分子组成，从阳极传输“空穴”。聚苯胺可以用作有机发光二极管的导电聚合物。
• 发射层：这一层由有机塑料分子组成，从阴极传输电子；发光过程发生在这一层。聚芴可以用作发射层聚合物。
• 阴极：当设备中有电流流动时，阴极会将电子注入电路。

OLED使用电流来激发有机材料中的电子，让它们从低能级跃迁到高能级，这时产生能量释放出光子实现发光。这种效应被称为电致发光。OLED的颜色取决于使用的有机分子，不同的分子可以发出不同颜色的光。

具体过程如下：

1. 有机发光二极管设备的电池或电源将在有机发光二极管上施加电压。
2. 电流从阴极流向阳极，并通过有机层。
3. 阴极向有机分子发射层输出电子。
4. 阳极从有机分子导电层吸收电子。（这可以看作是阳极向导电层输出空穴，两者效果相当。）
5. 在发射层和导电层的结合处，电子将与空穴结合。
6. 当电子遇到空穴时，它们会填充空穴。
7. 当这个过程发生时，电子会以光子的形式释放能量。
8. 有机发光二极管会发光。
9. 光的颜色取决于发射层中有机分子的类型。制造商将几个有机薄膜放在同一个有机发光二极管上，从而形成一个彩色显示器。
10. 光的亮度或强度取决于施加电流的大小。电流越大，光的亮度越高。

OLED像素点

每个OLED像素点是一个微小的有机发光二极管，由上述结构和原理组成。OLED显示器可以实现像素级的发光控制，这意味着在显示黑色时，像素点可以完全关闭，消除了传统液晶显示器的背光漏光问题，因此OLED显示器在显示深黑色和高对比度图像时非常出色。

OLED像素点的颜色可以通过三种方式实现：

• 白光OLED：使用一种能发出白光的有机材料，然后通过彩色滤光片来分离出红、绿、蓝三种颜色。这种方式的优点是制造简单，缺点是效率低，因为滤光片会吸收部分光线。
• 全彩OLED：使用三种能分别发出红、绿、蓝三种颜色的有机材料，然后将它们按照一定的排列方式组合成一个像素点。这种方式的优点是效率高，缺点是制造复杂，需要精确控制每种颜色的位置和数量。
• 可调谐OLED：使用一种能发出多种颜色的有机材料，然后通过调节电压来改变其发光波长。这种方式的优点是灵活性高，缺点是技术难度大，目前还处于研究阶段。

折叠屏和曲面屏原理

折叠屏和曲面屏是OLED技术的应用创新。

折叠屏原理

折叠屏手机采用可弯曲的OLED面板，通过复杂的工程设计和机械结构，在面板的一侧加入可折叠的屏幕部分，使得手机可以在展开时呈现大尺寸显示，而折叠起来时则变成便于携带的小尺寸。

如下图所示：

要实现折叠屏，需要解决以下几个技术难题：

• 屏幕材料：要求屏幕材料具有高度柔性和强度，能够承受多次折叠而不损坏。目前主要采用聚酰亚胺（PI）薄膜作为基底材料。
• 屏幕保护：要求屏幕保护层能够保护屏幕不被划伤或破裂，同时也要具有柔性和透明性。目前主要采用超薄玻璃或塑料作为保护层。
• 折叠机构：要求折叠机构能够实现平滑、精准、耐久的折叠动作，同时也要考虑到电路布线和散热问题。目前主要采用铰链或齿轮等机械结构来实现折叠。

曲面屏原理

曲面屏采用柔性OLED面板，通过将面板的两侧或四周弯曲，使得屏幕的边缘向手机机身弯曲，形成视觉上的无边框效果，提供更加沉浸式的显示体验。

如下图所示：

要实现曲面屏，需要解决以下几个技术难题：

• 屏幕材料：要求屏幕材料具有一定的柔性和强度，能够承受曲面的弯折而不损坏。目前主要采用聚酰亚胺（PI）薄膜作为基底材料。
• 屏幕保护：要求屏幕保护层能够保护屏幕不被划伤或破裂，同时也要具有柔性和透明性。目前主要采用超薄玻璃或塑料作为保护层。
• 屏幕形状：要求屏幕形状能够符合人体工程学和美学的原则，同时也要考虑到显示效果和触控功能的影响。目前主要采用双曲面或四曲面等不同的曲面设计。

在手机上的硬件链接（MIPI信号介绍）

在手机中，OLED面板需要与其他硬件部件（如处理器、图形芯片等）进行连接。这里使用MIPI（Mobile Industry Processor Interface）接口来进行数据传输。

MIPI接口

MIPI是一种专门用于移动设备的串行接口标准，它提供了高带宽和低功耗的特点。在OLED显示屏的应用中，MIPI DSI（Display Serial Interface）用于传输显示数据，MIPI CSI（Camera Serial Interface）用于传输摄像头数据。

如下图所示：

• MIPI DSI负责将图像数据从手机的处理器或图形芯片发送到OLED面板，确保高质量的显示效果。MIPI DSI支持多种数据格式，如RGB、YUV、RAW等，以及多种传输模式，如视频模式、命令模式等。
• MIPI CSI则负责将摄像头采集到的图像数据传输到手机的处理器进行后续处理。MIPI CSI支持多种摄像头类型，如并行、串行、模拟等，以及多种数据格式，如RAW、YUV、JPEG等。

MIPI信号

MIPI信号是指通过MIPI接口传输的电压信号，它包括时钟信号和数据信号。时钟信号用于同步数据信号的传输，数据信号用于携带图像数据或命令信息。

MIPI信号采用差分信号的方式来提高抗干扰能力和传输速率。差分信号是指使用两条线路来传输一个信号，其中一条线路为正向信号，另一条线路为反向信号。两条线路上的电压差就代表了信号的值。

如下表所示：

软件驱动

OLED显示屏需要特定的软件驱动来实现对像素点的精确控制。这些驱动程序与手机操作系统密切相关，负责将应用程序的图像数据转换为适合OLED面板的信号格式，并控制每个像素点的亮度和颜色。

通过软件驱动，手机可以实现对OLED显示屏的各项功能的控制，例如亮度调节、颜色校准、HDR（高动态范围）显示等。

软件驱动的主要组成部分如下：

• 应用层：应用层是指用户直接使用的软件，如游戏、视频、浏览器等。应用层的图像数据需要经过下层的处理才能显示在OLED面板上。
• 框架层：框架层是指操作系统提供的软件接口，如Android的SurfaceFlinger、Windows的GDI等。框架层负责管理应用层的图像数据，如合成、旋转、缩放等，并将其传递给下层的驱动层。
• 驱动层：驱动层是指与硬件部件交互的软件，如OLED面板的控制器驱动、MIPI接口的物理层驱动等。驱动层负责将框架层传递的图像数据转换为OLED面板能识别的信号，并发送给硬件部件。

总结

本文介绍了OLED显示屏的工作原理（包括像素点），折叠曲面屏原理，手机上的硬件链接（MIPI信号介绍）以及软件驱动的基本概念。这些技术是现代智能手机中不可或缺的关键部分，它们共同创造了我们在手机上所看到的高质量、沉浸式的显示体验。