德国研究所开发多堆叠OLED架构提升AR眼镜亮度与延长寿命

70000尼特

（ 映维网Nweon 2025年01月15日 ）AR眼镜必须在明亮的环境中提供清晰、高对比度的图像，而且所有这一切都必须在有限的功率预算内完成。针对所述挑战，德国弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS的研究人员开发一种新颖的多堆叠OLED架构。

这种设计不仅提供了非凡的亮度水平（单色微型显示器超过70000尼特），而且提供了降低功耗和延长设备寿命的途径。

对于AR显示器，沿着光学传输路径的每个光学元件都可以降低到达用户眼睛的光的强度。所以，初始亮度必须非常高，特别是在户外。

同时，AR眼镜/头显通常由电池供电，不能长时间提供大电流。这就产生了一个基本的设计挑战：如何在不显著提高功耗或影响显示器使用寿命的情况下提高亮度。

德国弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS的研究人员已经证明，堆叠单个OLED单元可以解决一系列的问题。在串联OLED结构中，OLED层是串联排列，当相同的电流流过堆叠时，每一层都会发光。亮度随着每增加一层而有效地增加，因为总发射是所有层发射的总和。至关重要的是，每一层内的电流密度可以保持与单层设计相同，从而减少每个发射单元的总体应力。

这一原理允许研究人员在中等电流密度下实现非常高的亮度，为延长设备寿命铺平了道路，因为较低的电流密度通常会导致较慢的退化，在灵活的操作条件下，这允许显示器在需要时以极高的亮度驱动或以较低的亮度驱动。

定量数据强调了堆叠OLED的实际收益：例如工作寿命的显著增加：例如在50000尼特时，从1单元变为2单元的设计将LT95（亮度下降5%的时间）从900小时提高到1300小时。

当然，随着OLED厚度增加，比如在串联结构中，光串扰（光从一个像素泄漏到相邻像素）的风险就会增加。

所以研究人员正在研究创新的光学隔离方法（例如保护屏障、微结构、先进的平面化技术）来减轻这种像素间的干扰。解决串扰问题是保持微型显示器高对比度和色彩保真度的关键。

堆叠多个OLED单元的另一个优点是在高亮度下具有窄带发射的潜力。窄带发射可以显著减少不需要的光谱成分，这有利于波导耦合（提高效率）或依赖精确波长的全息元件。通过精确调整有机材料，研究人员可以优化整体发射光谱，以适应特定的AR光学结构。