透明电子产品：微型显示器实现 45% 透明度

Josiah02

　　透明电子产品已在某些应用中提供可靠的服务。例如，它们可用作触摸显示屏的超薄层或用于移动通信的带有印刷天线的透明薄膜。然而，OLED 微型显示器迄今为止还不是透明的。
　　作为 HOT 项目（“用于光子和光学应用的高性能透明柔性微电子器件”）的一部分，开发了透明度为 20% 的 OLED 微型显示器。该技术现已进一步发展，首次在 CMOS OLED 微型显示器中实现了 45% 的透明度。
　　这种改善的背后是什么？
　　硅基 OLED 技术使用硅背板，其中包含用于像素的整个有源矩阵驱动电子元件。有机前板单片集成在最顶层的金属化层上，同时用作有机发光二极管的驱动触点。OLED 的第二个连接由所有像素共享的半透明顶部电极形成。
　　像素电路基于硅 CMOS 技术，需要多个金属层来连接嵌入在基板中的晶体管。这些金属连接由铝或铜制成。此外，OLED 的光学结构需要高反射底部电极，以确保向上的高光学效率。
　　这两个方面导致像素本身并不透明。
　　“然而，可以通过这种基本像素结构的空间分布设计来实现透明微显示器，在像素之间创建透明区域并最大限度地减少列和行布线，”弗劳恩霍夫 IPMS 的 IC 和系统设计组负责人 Philipp Wartenberg 解释说，“进一步优化 OLED 层，例如通过避免在透明区域使用 OLED 层、引入抗反射涂层和重新设计布线也有助于提高透明度。”
　　该研究成果已发表在《数字光学技术 2023》杂志上。此外，该研究成果还将在IMID 2024上发表。
　　透明 OLED 微型显示器。图片来源：Fraunhofer IPMS
　　在光学系统中实现半透明有两种基本方法：
　　像素方法：这涉及在各个像素之间创建透明区域。
　　群集方法：此方法将多个像素分组为一个较大的非透明群集。这些群集之间会创建较大的透明区域。
　　这两种方法在实践中适用于不同的应用。例如，像素方法适用于复杂光学系统中的图像叠加，其中图像插入其他图像平面之间。
　　集群方法特别适用于增强现实 (AR) 应用，例如数据眼镜，其中像素集群使用每个集群上的微光学元件组合成统一的虚拟图像。集群之间的透明区域不受光学元件的影响，可以清晰地看到真实环境。
　　透明微型显示器技术是为了支持这两种技术而开发的。IMID 上展示的微型显示器展示了采用新型 AR 光学器件的集群方法。
　　光学方法
　　通过微透镜阵列，单个像素簇光学组合成统一的虚拟图像。光学设计使设置靠近眼睛，与普通矫正眼镜的距离相似。