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可能最終成為一個可行的命題得益于LED和OLED技術(shù)。在商業(yè)世界中，產(chǎn)品的高調(diào)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用，或顯示是不夠亮在陽光下運行。兩種方法正在開發(fā)以解決顯示照明挑戰(zhàn)。第一，來自美國，是LED背光源的傳統(tǒng)，但小的液晶屏。第二，來自歐洲，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。本文將簡要介紹這兩種方法的發(fā)展方向，無論是去往穿戴式顯示器應用。然后，將側(cè)重于先進設備，最先進的OLED顯示屏，解釋如何產(chǎn)生光而這種做法的優(yōu)點?？捎肗HD字母數(shù)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參考點。雖然還沒有在所需的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。

市場機會

據(jù)透明市場Research¹在可穿戴技術(shù)的最新報告，該市場到2018年預計將增長到$ 5.8十億，給予40.8%的年均復合增長率令人印象深刻。對于顯示器，尤其是柔性顯示器，在可穿戴市場機會主要集中在信息娛樂和軍事/航空航天領域看到。隨著技術(shù)，如智能手表和智能眼鏡的出現(xiàn)，TMR預計信息娛樂部門接管的可穿戴技術(shù)市場的領先收入來源由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^這樣的技術(shù)在年輕消費者在信息娛樂領域特別強的驅(qū)動程序，而健康監(jiān)測的顯而易見的好處將繼續(xù)刺激經(jīng)濟增長，在醫(yī)療和福利領域。

通用航空

得克薩斯，美國的初創(chuàng)公司，Aerocross系統(tǒng)，即將接近推出一個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(tǒng)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。

圖1：Aircross系統(tǒng)公司的第一臺樣機，亮眼睛里的數(shù)據(jù)的眼鏡架輕型飛機飛行員，采用了LED背光液晶。隨著為軍事設計顯示器為基礎的產(chǎn)品的技術(shù)背景下，開發(fā)商們熟知現(xiàn)有產(chǎn)品的缺點。阿帕奇直升機飛行員，例如，使用一個相當笨重頭盔單片眼鏡設計用于顯示定向數(shù)據(jù)，并且成本過高。由谷歌和它的競爭對手，開發(fā)能夠安裝到標準的眼鏡小，彩色液晶屏，以及面向消費市場足夠便宜的啟發(fā)，Aerocross確信，它可以建立一個可行的平視顯示器。關(guān)鍵是要克服構(gòu)建輕量級的東西，可以很容易磨損的體力考驗。第二個挑戰(zhàn)是低成本光學的設計，使最終產(chǎn)品實惠。第一個原型，采取了單眼方式，設有一個小型LCD與LED背光源，已經(jīng)證明了在平板電視的設計。從圖像的光行進通過將光聚焦在無限遠處的光學模塊，并將其注入到光波導內(nèi)置于眼鏡的玻璃或聚碳酸酯鏡片。試驗已經(jīng)表明，大多數(shù)人都可以看到的圖像清晰。然而，開發(fā)商說，總會有飛行員人口的一小部分誰是無法調(diào)整到近于眼顯示器，或誰將會遭受惡心和/或眼睛疲勞。最終產(chǎn)品將包括通過對遠程傳感器或數(shù)字設備的無線鏈路接收的數(shù)據(jù)的圖像處理器。雖然樣機展示工作在充滿陽光，該公司正在通過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)微型顯示器進行數(shù)據(jù)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，低成本生產(chǎn)。高亮度是足夠的，開發(fā)者權(quán)利要求，為增強現(xiàn)實應用中，虛擬圖像具有平滑地融合在一起，日光環(huán)境。所設想的數(shù)據(jù)眼鏡應用包括手術(shù)，這種手術(shù)要求訪問參考定期數(shù)據(jù)其它醫(yī)學或科學程序。

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

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需背光操作的主要優(yōu)點，使他們能夠比傳統(tǒng)的LCD更薄更輕。最近OLED的發(fā)展產(chǎn)生在裝置的兩側(cè)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光下。其它優(yōu)點包括更快的響應時間，更寬的視角和改善的顏色外觀，包括顯示真正的黑色的能力。通過引入可伸縮大規(guī)模生產(chǎn)方法，生產(chǎn)成本，這是一次一個屏障，有可能會比傳統(tǒng)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(shù)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導體之間的。這兩個導體(陽極和陰極)，然后在玻璃頂板(密封)和一個玻璃底板(基板)之間夾(參見圖3)。

圖3：如何有機發(fā)光二極管發(fā)光。資料來源：紐黑文顯示國際。

當電流被施加到兩個導體中，有機材料產(chǎn)生了一個明亮，電致發(fā)光的光。當能量傳遞從帶負電荷的層(陰極)，以通過該有機材料的陽極層，電子移動到從導電層的發(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(jié)果是，額外的能量被釋放作為光即透過玻璃的最外層可見。為了使有機發(fā)光二極管來顯示顏色，電流是需要的刺激有關(guān)的像素的OLED顯示器上。的陰極和陽極被布置彼此垂直，以形成像素矩陣。施加到陽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)。每個像素被劃分為紅色，綠色和藍色子像素。通過調(diào)節(jié)電流的強度中的每個子像素的不同顏色和漸變的可以被創(chuàng)建。每個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。雖然還沒有適合于即將到來的可穿戴的應用，如數(shù)據(jù)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(nèi)的最小標準尺寸的字符顯示的一個，尺寸僅為80×36毫米，僅為10毫米的深度。設計是一個兼容的替代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，包括四個內(nèi)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位彩色無源矩陣顯示器，擁有160o的視角，聲稱呈現(xiàn)更清晰，更清晰的圖像時相比，液晶顯示器，更快，更流暢的圖形動畫，由于快10微秒響應時間。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(nèi)置睡眠模式。該設備只需要一個接口電源(3或5 V)。開發(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。董事會已預編程，支持范圍內(nèi)的顯示器。根據(jù)該STM332F103的Cortex-M3微控制器，主板包括一個SD卡預裝的圖像和文本文件。

結(jié)論

如果沒有背光源的需求，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，快速響應時間和白天觀看額外可取的功能，如數(shù)據(jù)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信息娛樂應用的可穿戴式設備，而且在醫(yī)療和航空電子領域。