聚合物有机LED催生首个片上全彩高分辨率微显示器

ME3204提供极低的功率消耗和高水平的图象质量(就对比度和象素化而言)。它既不需要背光，也不需要驱动芯片。由于采用了一种发射性技术，偏振现象也不用考虑了。并且，它也不需要复杂的光学系统。

ME3204在一个紧凑的对角线长度为6毫米(0.24英寸)的阵列中，提供QVGA的分辨率(320×240象素)，共230，000个点。它也具有4：3的幅型比。大约80％的占空因数(每个象素发光面积的比例)消除了其它微显示器常常遇到的移动彩色视频图象中的令人困惑的闪烁和模糊的问题。50～120帧/秒的视频帧频也是可能的。

ME3204尺寸仅为14×10毫米，并集成了一个50毫米的柔性橡胶电缆(图1)。它通过2.5V的电源工作，功耗为50mW——大约为其它可竞争LCD微显示器的四分之一。这相当于单个碱性AA电池30小时的理论寿命。

图1：小尺寸、低功耗、高品质的运动视频图象是MicroEmissive Displays研发的“眼镜屏幕”——ME3204 P-OLED微显示器的特征。

该产品被鉴定为可在-20°C到60°C之间工作。它也将可以完全转换为16:9的宽屏QVGA(WQVGA)分辨率，这是MED公司计划在未来实现的(见“Color P-OLEDs Scale Up To 21-in. TVs”)。它现在的幅型比是目前在移动和个人媒体播放器上的针对电视视频眼镜的标准比例。

紧密集成

ME3204集成了驱动电路和彩色滤波器(图2)。它还包含一个串行双线的RGB接口和一个与BT.656标准兼容的并行视频接口，形成一个数字信号通路。这样，设计工程师就可以集中精力进行软件设计。

图2：ME3204 P-OLED集成了驱动电路、彩色滤波器、一个串行双线RGB接口、和一个兼容BT.656 标准的并行视频接口。

这个数字信号通路不需要模数转换器(ADC)，因而也消除了由于模数转换而产生的复合视频信号动态范围的损失。如果应用要求，它所需要的，只是用于放大的光学系统。

如何制造？

ME3204将P-OLED材料以一种专利结构层叠在硅片上。它是基于无晶圆加工设计的。制造工艺始于获得一个亚洲供应商提供的光滑如镜的、被完全的CMOS工艺处理过的晶圆。这一层作为有源阵列驱动器后基板。

接着，一系列纳米级的涂层被沉积到晶圆上。其中一层含有P-OLED材料，它在有小电流通过时会发出白光。然后，阴极被沉积为一层薄而透明的金属层。

然后，一层保护性无机薄膜封装涂层被沉积到整个结构上来保护其不受外界元素的影响。

下一步是将硅晶圆压制在含有图象彩色滤波器的玻璃圆片上，这些彩色滤波器将白光滤波后提供RGB象素元来形成彩色显示。所有这些步骤用在MED公司位于德国德累斯顿的生产厂完成。最后一步是装配、集成柔性电缆，在亚洲的一个工厂进行。

P-OLED的发展路线图

MED公司的共同创始人基公司的战略市场负责人Ian Underwood认为，ME3204可以与穿透式薄膜晶体管(TFT)LCD和反射式(硅)片上液晶(LCOS)显示器。他相信，对于小象素尺寸，TFT LCD不能象P-OLED那样很好地缩放，因为在这种情况下，更低的总的光学效率和更低的占空比(小于25％)使象素化的人为痕迹更为明显。

此外，对于TFT LCD，只有低水平的集成是可能的，因为它们需要更多的支持芯片。Underwood还指出反射性LCOS单元会遇到复杂的光学问题以及由于顺序彩色造成的系统复杂化。

那么“眼睛屏幕”ME3204将走向何方？目标领域包括头戴式显示器和电子取景器(图3)。事实上，已经有很多“贴近眼睛”的视频图象产品，包括数码相机和夜视系统。采用了ME3204的视频眼镜和耳机的消费类应用包括通过个人媒体播放器观看DVD和视频片段，手持式电子游戏，通过移动电话看电视或上网等。

图3：医学工作者可以用一个彩色、运动视频P-OLED微显示器来观察手术进程，例如，通过戴在头上的眼镜装置。

“现在移动视频广播、视频点、以及微显示器和光学发展的融合，意味着技术和应用已经协调很多，在消费类视频眼镜类产品的重要的市场机会将最终到来”，Insight Media公司的创始人Chris Chinnock指出。Insight Media公司是专注于显示器的市场研究公司。

该产品的生产得到了位于英国剑桥的P-OLED技术的开发商Cambridge Display Technology(CDT)和日本Sumitomo Chemical的授权。二者的合资公司Sumation允许MED用CDT专有的P-OLED技术和Sumitomo的原料以及高质量的生产技术来生产ME3204。

以1,000为单位批量购买时，“眼睛屏幕”ME3204的单价是15.75美元。

作者：Roger Allan

来源：电子系统设计