有機(jī)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(shè)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(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?yàn)樵O(shè)備太笨重而不實(shí)用，或顯示是不夠亮在陽(yáng)光下運(yùn)行。兩種方法正在開發(fā)以解決顯示照明挑戰(zhàn)。第一，來(lái)自美國(guó)，是LED背光源的傳統(tǒng)，但小的液晶屏。第二，來(lái)自歐洲，使用OLED(有機(jī)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(yīng)用。然后，將側(cè)重于先進(jìn)設(shè)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(shù)字和圖形的OLED顯示單元從紐黑文顯示國(guó)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)的用于這種類型的應(yīng)用的潛力。的演示板(NHDEV)也可讓設(shè)計(jì)人員能夠評(píng)估該產(chǎn)品。

市場(chǎng)機(jī)會(huì)

據(jù)透明市場(chǎng)Research¹在可穿戴技術(shù)的最新報(bào)告，該市場(chǎng)到2018年預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到$ 5.8十億，給予40.8%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率令人印象深刻。對(duì)于顯示器，尤其是柔性顯示器，在可穿戴市場(chǎng)機(jī)會(huì)主要集中在信息娛樂(lè)和軍事/航空航天領(lǐng)域看到。隨著技術(shù)，如智能手表和智能眼鏡的出現(xiàn)，TMR預(yù)計(jì)信息娛樂(lè)部門接管的可穿戴技術(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(biāo)準(zhǔn)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(fèi)者在信息娛樂(lè)領(lǐng)域特別強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)程序，而健康監(jiān)測(cè)的顯而易見的好處將繼續(xù)刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，在醫(yī)療和福利領(lǐng)域。

通用航空

得克薩斯，美國(guó)的初創(chuàng)公司，Aerocross系統(tǒng)，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(duì)輕型飛機(jī)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(tái)樣機(jī)，亮眼睛里的數(shù)據(jù)的眼鏡架輕型飛機(jī)飛行員，采用了LED背光液晶。隨著為軍事設(shè)計(jì)顯示器為基礎(chǔ)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(diǎn)。阿帕奇直升機(jī)飛行員，例如，使用一個(gè)相當(dāng)笨重頭盔單片眼鏡設(shè)計(jì)用于顯示定向數(shù)據(jù)，并且成本過(guò)高。由谷歌和它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，開發(fā)能夠安裝到標(biāo)準(zhǔn)的眼鏡小，彩色液晶屏，以及面向消費(fèi)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(gòu)建輕量級(jí)的東西，可以很容易磨損的體力考驗(yàn)。第二個(gè)挑戰(zhàn)是低成本光學(xué)的設(shè)計(jì)，使最終產(chǎn)品實(shí)惠。第一個(gè)原型，采取了單眼方式，設(shè)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(shè)計(jì)。從圖像的光行進(jìn)通過(guò)將光聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)處的光學(xué)模塊，并將其注入到光波導(dǎo)內(nèi)置于眼鏡的玻璃或聚碳酸酯鏡片。試驗(yàn)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(shuō)，總會(huì)有飛行員人口的一小部分誰(shuí)是無(wú)法調(diào)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(duì)遠(yuǎn)程傳感器或數(shù)字設(shè)備的無(wú)線鏈路接收的數(shù)據(jù)的圖像處理器。雖然樣機(jī)展示工作在充滿陽(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，正在開發(fā)的弗勞恩霍夫中心在德國(guó)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(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(yīng)使大眾市場(chǎng)，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(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，虛擬圖像具有平滑地融合在一起，日光環(huán)境。所設(shè)想的數(shù)據(jù)眼鏡應(yīng)用包括手術(shù)，這種手術(shù)要求訪問(wèn)參考定期數(shù)據(jù)其它醫(yī)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(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(shí)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(shí)識(shí)別用戶交互。這種相互作用可以是由眼球運(yùn)動(dòng)或表情。

OLED的潛力

甲較近期的技術(shù)，有機(jī)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(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(duì)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(yīng)時(shí)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(guò)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(gè)屏障，有可能會(huì)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(duì)于大多數(shù)其他顯示器應(yīng)用，有機(jī)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(jī)材料置于兩個(gè)導(dǎo)體之間的。這兩個(gè)導(dǎo)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(參見圖3)。

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

當(dāng)電流被施加到兩個(gè)導(dǎo)體中，有機(jī)材料產(chǎn)生了一個(gè)明亮，電致發(fā)光的光。當(dāng)能量傳遞從帶負(fù)電荷的層(陰極)，以通過(guò)該有機(jī)材料的陽(yáng)極層，電子移動(dòng)到從導(dǎo)電層的發(fā)射層。的“洞”保留在導(dǎo)電層“跳”到在發(fā)射層和復(fù)合帶電子。其結(jié)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。為了使有機(jī)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(lán)色子像素。通過(guò)調(diào)節(jié)電流的強(qiáng)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(guó)際提供一系列的字符和圖形應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)是一個(gè)兼容的替代LCD或VFD模塊，它有三種型號(hào)可供選擇，藍(lán)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(nèi)置的字體表。全彩色有機(jī)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，聲稱呈現(xiàn)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，由于快10微秒響應(yīng)時(shí)間。全功能于一身的低功耗設(shè)計(jì)，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(shè)備只需要一個(gè)接口電源(3或5 V)。開發(fā)板，NHDev，也可用于評(píng)估和原型紐黑文的字符和圖形OLED顯示器。董事會(huì)已預(yù)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(gè)SD卡預(yù)裝的圖像和文本文件。

結(jié)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(yīng)用。低功耗，高對(duì)比度，快速響應(yīng)時(shí)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(shè)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(fèi)和汽車信息娛樂(lè)應(yīng)用的可穿戴式設(shè)備，而且在醫(yī)療和航空電子領(lǐng)域。