displaydaily报道称，随着增强现实 (AR) 设备的快速发展，对显示的要求也越来越高。AR 眼镜必须在光线充足的环境中提供清晰、高对比度的图像，并且功耗预算非常有限。弗劳恩霍夫光子微系统研究所 (IPMS) 的研究人员通过开发一种新型多层堆叠 OLED 架构解决了这些挑战。这种设计不仅提供了非凡的亮度水平（单色微显示器的亮度超过 70,000 尼特，参考基板的亮度超过 200,000 尼特），而且还提供了降低功耗和延长设备寿命的途径。

与传统的桌面或电视显示器不同，AR 微型显示器用于投射或引导发射光通过波导、全息元件或其他光学元件的设备。路径上的每个光学元件都可以降低到达用户眼睛的光强度。因此，初始亮度必须非常高才能保持清晰可见，尤其是在户外。

与此同时，微型可穿戴设备（例如 AR 眼镜或耳机）通常由电池供电，而电池无法长时间提供大电流。这带来了一个基本的设计挑战：如何在不大幅增加功耗或影响显示器使用寿命的情况下提高亮度。

弗劳恩霍夫光子学与材料科学研究所的研究人员已经证明，堆叠单个 OLED 单元可以解决许多此类问题。在串联 OLED 配置中，OLED 层串联排列，当相同电流流过堆叠时，每层都会发光。亮度会随着每增加一层而有效增加，因为总发射是所有有源层发射的总和。至关重要的是，每个单独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压力。

该原理使研究人员能够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灵活的操作条件下的性能下降，从而允许显示器在需要时以极高的亮度驱动（例如在阳光直射下），或以较低的亮度驱动以提高效率。

来自弗劳恩霍夫 IPMS 团队的定量数据凸显了堆叠式 OLED 的切实优势：例如使用寿命显著增加：例如，在 50,000 尼特时，从 1 单元设计转变为 2 单元设计可将 LT95（亮度下降 5% 的时间）从 900 小时改善到 1300 小时。

高分辨率微型显示器的像素间距通常为微米级。在某些 AR 应用中，它们甚至可以更小，以适应更高的像素密度，从而获得更清晰的图像。当 OLED 厚度增加时（例如在串联结构中），光学串扰（光从一个像素泄漏到相邻像素）的风险会增加。

弗劳恩霍夫光子晶体系统研究所的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），以减轻这种像素间干扰。解决串扰问题是保持微显示器高对比度和色彩保真度的关键。

堆叠多个 OLED 单元的另一个优势是具有高亮度窄带发射的潜力。窄带发射可以显著减少不需要的光谱成分，这对波导耦合（提高效率）或依赖精确波长的全息元件非常有益。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 光学架构。

（来源：displaydaily；图片：pixabay）