有機發(fā)光二極管抬頭眼鏡潛力

頭和貼近眼顯示器，主要目的地為航空電子設備和軍用市場(chǎng)可能最終成為一個(gè)可行的命題得益于LED和OLED技術(shù)。在商業(yè)世界中，產(chǎn)品的高調推出，如谷歌玻璃是平視顯示器(的HUD)以及頭盔顯示器的概念給予更多的信任。早期的嘗試成本效益的，可穿戴的HUD已經(jīng)失敗，主要可能是因為設備太笨重而不實(shí)用，或顯示是不夠亮在陽(yáng)光下運行。兩種方法正在開(kāi)發(fā)以解決顯示照明挑戰。第一，來(lái)自美國，是LED背光源的傳統，但小的液晶屏。第二，來(lái)自歐洲，使用OLED(有機LED)顯示技術(shù)，該技術(shù)避免了需要使用LED背光。本文將簡(jiǎn)要介紹這兩種方法的發(fā)展方向，無(wú)論是去往穿戴式顯示器應用。然后，將側重于先進(jìn)設備，最先進(jìn)的OLED顯示屏，解釋如何產(chǎn)生光而這種做法的優(yōu)點(diǎn)?？捎肗HD字母數字和圖形的OLED顯示單元從紐黑文顯示國際電流范圍將提供一個(gè)參考點(diǎn)。雖然還沒(méi)有在所需的HUD和眼鏡的外形，所述紐黑文顯示器顯示技術(shù)的用于這種類(lèi)型的應用的潛力。的演示板(NHDEV)也可讓設計人員能夠評估該產(chǎn)品。

市場(chǎng)機會(huì )

據透明市場(chǎng)Research¹在可穿戴技術(shù)的最新報告，該市場(chǎng)到2018年預計將增長(cháng)到$ 5.8十億，給予40.8%的年均復合增長(cháng)率令人印象深刻。對于顯示器，尤其是柔性顯示器，在可穿戴市場(chǎng)機會(huì )主要集中在信息娛樂(lè )和軍事/航空航天領(lǐng)域看到。隨著(zhù)技術(shù)，如智能手表和智能眼鏡的出現，TMR預計信息娛樂(lè )部門(mén)接管的可穿戴技術(shù)市場(chǎng)的領(lǐng)先收入來(lái)源由2018年的可穿戴技術(shù)取得成功的基本標準包括緊湊性，便攜性，靈活性和低電量?？焖偻ㄟ^(guò)這樣的技術(shù)在年輕消費者在信息娛樂(lè )領(lǐng)域特別強的驅動(dòng)程序，而健康監測的顯而易見(jiàn)的好處將繼續刺激經(jīng)濟增長(cháng)，在醫療和福利領(lǐng)域。

通用航空

得克薩斯，美國的初創(chuàng )公司，Aerocross系統，即將接近推出一個(gè)低成本的抬頭顯示器的通用航空業(yè)。所謂的亮眼睛里，這種近乎于眼頭戴式顯示器是針對輕型飛機飛行員，顯示傳統的“六包”的信息：海拔高度，航向，空速，垂直速度，水平方向和磁羅盤(pán)。

圖1：Aircross系統公司的第一臺樣機，亮眼睛里的數據的眼鏡架輕型飛機飛行員，采用了LED背光液晶。隨著(zhù)為軍事設計顯示器為基礎的產(chǎn)品的技術(shù)背景下，開(kāi)發(fā)商們熟知現有產(chǎn)品的缺點(diǎn)。阿帕奇直升機飛行員，例如，使用一個(gè)相當笨重頭盔單片眼鏡設計用于顯示定向數據，并且成本過(guò)高。由谷歌和它的競爭對手，開(kāi)發(fā)能夠安裝到標準的眼鏡小，彩色液晶屏，以及面向消費市場(chǎng)足夠便宜的啟發(fā)，Aerocross確信，它可以建立一個(gè)可行的平視顯示器。關(guān)鍵是要克服構建輕量級的東西，可以很容易磨損的體力考驗。第二個(gè)挑戰是低成本光學(xué)的設計，使最終產(chǎn)品實(shí)惠。第一個(gè)原型，采取了單眼方式，設有一個(gè)小型LCD與LED背光源，已經(jīng)證明了在平板電視的設計。從圖像的光行進(jìn)通過(guò)將光聚焦在無(wú)限遠處的光學(xué)模塊，并將其注入到光波導內置于眼鏡的玻璃或聚碳酸酯鏡片。試驗已經(jīng)表明，大多數人都可以看到的圖像清晰。然而，開(kāi)發(fā)商說(shuō)，總會(huì )有飛行員人口的一小部分誰(shuí)是無(wú)法調整到近于眼顯示器，或誰(shuí)將會(huì )遭受惡心和/或眼睛疲勞。最終產(chǎn)品將包括通過(guò)對遠程傳感器或數字設備的無(wú)線(xiàn)鏈路接收的數據的圖像處理器。雖然樣機展示工作在充滿(mǎn)陽(yáng)光，該公司正在通過(guò)提升背光液晶顯示屏增加亮度。

微型顯示器

另一種方法，正在開(kāi)發(fā)的弗勞恩霍夫中心在德國德累斯頓，是使用OLED材料，生產(chǎn)出高亮度(5000坎德拉/平方米)微型顯示器進(jìn)行數據的眼鏡。正交光刻工藝用于以200毫米的CMOS背板圖案形成OLED材料應使大眾市場(chǎng)，低成本生產(chǎn)。高亮度是足夠的，開(kāi)發(fā)者權利要求，為增強現實(shí)應用中，虛擬圖像具有平滑地融合在一起，日光環(huán)境。所設想的數據眼鏡應用包括手術(shù)，這種手術(shù)要求訪(fǎng)問(wèn)參考定期數據其它醫學(xué)或科學(xué)程序。

圖2：采用OLED微型顯示器弗勞恩霍夫的互動(dòng)雙眼數據的眼鏡。弗勞恩霍夫COMEDD已開(kāi)發(fā)使用其OLED微型(見(jiàn)圖2)雙目交互數據的眼鏡。用戶(hù)感知他的環(huán)境是正常的，但更多的信息呈現在微型顯示器。該裝置可以顯示，并在同一時(shí)間拍攝的圖像，以使得內容相關(guān)的信息可以不斷地呈現在顯示器上，同時(shí)識別用戶(hù)交互。這種相互作用可以是由眼球運動(dòng)或表情。

OLED的潛力

甲較近期的技術(shù)，有機發(fā)光二極管顯示器具有它們無(wú)需背光操作的主要優(yōu)點(diǎn)，使他們能夠比傳統的LCD更薄更輕。最近OLED的發(fā)展產(chǎn)生在裝置的兩側透明或半透明的接觸可以極大地提高對比度，使之更容易查看顯示在明亮的陽(yáng)光下。其它優(yōu)點(diǎn)包括更快的響應時(shí)間，更寬的視角和改善的顏色外觀(guān)，包括顯示真正的黑色的能力。通過(guò)引入可伸縮大規模生產(chǎn)方法，生產(chǎn)成本，這是一次一個(gè)屏障，有可能會(huì )比傳統的LCD低。此外，OLED顯示器通常消耗，其中顯示主要為黑色的圖像的LCD的不到一半的功率。對于大多數其他顯示器應用，有機發(fā)光二極管消耗的LCD的6080%的功率。在施工中，OLED顯示器是由一層有機材料置于兩個(gè)導體之間的。這兩個(gè)導體(陽(yáng)極和陰極)，然后在玻璃頂板(密封)和一個(gè)玻璃底板(基板)之間夾(參見(jiàn)圖3)。

圖3：如何有機發(fā)光二極管發(fā)光。資料來(lái)源：紐黑文顯示國際。

當電流被施加到兩個(gè)導體中，有機材料產(chǎn)生了一個(gè)明亮，電致發(fā)光的光。當能量傳遞從帶負電荷的層(陰極)，以通過(guò)該有機材料的陽(yáng)極層，電子移動(dòng)到從導電層的發(fā)射層。的“洞”保留在導電層“跳”到在發(fā)射層和復合帶電子。其結果是，額外的能量被釋放作為光即透過(guò)玻璃的最外層可見(jiàn)。為了使有機發(fā)光二極管來(lái)顯示顏色，電流是需要的刺激有關(guān)的像素的OLED顯示器上。的陰極和陽(yáng)極被布置彼此垂直，以形成像素矩陣。施加到陽(yáng)極和陰極的選擇條電流確定哪些像素被激活，并且其中像素保持在關(guān)斷狀態(tài)。每個(gè)像素被劃分為紅色，綠色和藍色子像素。通過(guò)調節電流的強度中的每個(gè)子像素的不同顏色和漸變的可以被創(chuàng )建。每個(gè)像素的亮度正比于施加的電流的量。

液晶屏更換

紐黑文顯示國際提供一系列的字符和圖形應用的OLED顯示模塊。雖然還沒(méi)有適合于即將到來(lái)的可穿戴的應用，如數據眼鏡或頭戴式顯示器，紐黑文的顯示已經(jīng)顯示出OLED技術(shù)的潛力。該NHD-0216KZW是在公司范圍內的最小標準尺寸的字符顯示的一個(gè)，尺寸僅為80×36毫米，僅為10毫米的深度。設計是一個(gè)兼容的替代LCD或VFD模塊，它有三種型號可供選擇，藍色，黃色或綠色的雙行16字符顯示屏。他們使用串行或并行MPU接口，配備液晶兼容的指令，包括四個(gè)內置的字體表。全彩色有機發(fā)光二極管也可提供。該NHD-1.27-12896UGC3措施45×45×5毫米，128×96像素顯示262 k種顏色。這些18位彩色無(wú)源矩陣顯示器，擁有160o的視角，聲稱(chēng)呈現更清晰，更清晰的圖像時(shí)相比，液晶顯示器，更快，更流暢的圖形動(dòng)畫(huà)，由于快10微秒響應時(shí)間。全功能于一身的低功耗設計，其中包含所有必要的邏輯模塊，包括控制器，內置睡眠模式。該設備只需要一個(gè)接口電源(3或5 V)。開(kāi)發(fā)板，NHDev，也可用于評估和原型紐黑文的字符和圖形OLED顯示器。董事會(huì )已預編程，支持范圍內的顯示器。根據該STM332F103的Cortex-M3微控制器，主板包括一個(gè)SD卡預裝的圖像和文本文件。

結論

如果沒(méi)有背光源的需求，OLED顯示器可以制成非常薄，最終，靈活，使它們非常適合耐磨應用。低功耗，高對比度，快速響應時(shí)間和白天觀(guān)看額外可取的功能，如數據的眼鏡，頭戴式顯示器設備。最后，低成本，大批量制造工藝將使OLED的商業(yè)化不僅用于消費和汽車(chē)信息娛樂(lè )應用的可穿戴式設備，而且在醫療和航空電子領(lǐng)域。