OLED-Mikrodisplays: Der selbstemittierende Vorteil bei 0,42–2,42 Zoll

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20. Juni 2023

Ein LCD gibt kein Licht ab; es blockiert es nur. Ein OLED-Pixel strahlt sein eigenes Pixel aus, sodass Lichtleiter, Diffusor, Hintergrundbeleuchtungstreiber und all ihre Kosten, Dicke und Leistung auf einmal verschwinden.

Entfernen Sie die Hintergrundbeleuchtung und es folgen mehrere Dinge

Ein LCD gibt kein Licht ab; es blockiert es nur, weshalb es eine Hintergrundbeleuchtung benötigt. Ein OLED-Pixel sendet sein eigenes Pixel aus, sodass der Lichtleiter, die Diffusorfolien, der Hintergrundbeleuchtungstreiber und deren Strombudget auf einmal verschwinden. Was mit ihnen verschwindet, sind Dicke, Gewicht, Leistungsaufnahme und Reaktionszeit. Module können etwas mehr als einen Millimeter lang sein, dunkle Felder sind reines Schwarz statt tiefem Grau, der Blick von der Seite verändert die Farbe nicht und das Umschalten hinterlässt keine Schlieren.

Für ein batteriebetriebenes Gerät ergeben diese in ihrer Gesamtheit etwas ganz Besonderes. Ob ein Wearable ein- oder mehrmals am Tag aufgeladen werden muss, hängt direkt von der Leistungsaufnahme des Anzeigemoduls ab, während Dicke und Gewicht bei Ohr- und Brillenprodukten nahezu ausschlaggebend sind. Selbstemission ist in diesen Kategorien kein Bonus; es ist eine Voraussetzung.

Wie PMOLED und AMOLED die Arbeit aufteilen

Bei diesen Größen sind beide Technologierouten im Einsatz. PMOLED (Passivmatrix) hat eine einfache Struktur und direkte Ansteuerung, scannt Zeile für Zeile und Pixel für Pixel, was für kleine Displays mit relativ statischem Inhalt geeignet ist – ein Herzfrequenzfenster, eine Batterieanzeige, Statussymbole. Die Einschränkung liegt in der Größe: Wenn das Panel wächst, verkürzt sich die Zeit, die zum Beleuchten jeder Reihe zur Verfügung steht, die Helligkeit fällt zurück und die Scanlinien werden sichtbar.

AMOLED (Aktivmatrix) verfügt hinter jedem Pixel über ein TFT zur individuellen Ansteuerung, das eine höhere Auflösung, eine höhere Bildwiederholfrequenz und eine bessere Gleichmäßigkeit der Helligkeit unterstützt. Im gesamten Bereich von 0,42 bis 2,42 Zoll gibt es ausgereifte Lösungen, die für Produkte mit komplexen Schnittstellen, Animationen oder Videos geeignet sind. Die Kosten sind höher und das Fahren ist komplexer. Dieser Bereich – 0,42 bis 2,42 Zoll – ist genau der Bereich, in dem beide Ansätze die Anforderungen abdecken und Sie nach der Komplexität des Inhalts auswählen.

Welche Produkte es wirklich brauchen

Der Wert der Eigenemission muss durch die Produktform ausgezahlt werden. Wearables und Gesundheitsüberwachung sind der offensichtliche Fall: kleiner Bildschirm, batterieempfindlich und oft ein ständig aktives Element. Handheld-Terminals und Barcode-Scanner funktionieren bei gemischter Beleuchtung und müssen sowohl bei Sonnenlicht lesbar als auch bei Nacht blendfrei sein. Am Ohr getragene Geräte und Datenbrillen unterliegen strengen Dicken- und Gewichtsbeschränkungen. Kombiinstrumente mit ständig eingeschalteten Anzeigen können in dunklen Feldern mit nur wenigen Zeichen auf extrem niedrige Leistung fallen.

Das Gegenteil ist auch der Fall. Wenn es sich bei dem Produkt um ein fest installiertes Tischgerät mit stabiler Stromversorgung und einer großen Farbschnittstelle handelt, ist ein TFT-LCD wahrscheinlich die bessere Wahl. Der Vorteil von Mikrodisplay-OLEDs lässt sich in vier Worten zusammenfassen: klein, hell, effizient, dünn. Es zahlt sich nur im richtigen Antrag aus.

Geringer Stromverbrauch ist vorgesehen, nicht behauptet

Ein großer Betrachtungswinkel und Selbstemission sind mit der Struktur verbunden, aber die Umsetzung in Ihr Produkt erfordert das umgebende Design: einen Treiber-IC, der an die Auflösung, die FPC-Länge und die Pin-Definition angepasst ist, die durch den verfügbaren Platz festgelegt werden, eine Teilaktualisierungsstrategie zur Reduzierung der Aktualisierungsfrequenz sowie das Ruhe- und Wachverhalten im Standby-Modus. Einzeln sind diese klein; Zusammen können sie dreißig Prozent der Batterielebensdauer ausmachen.

All dies kann während der Individualisierung geregelt werden. Wir bieten sowohl PMOLED- als auch AMOLED-Lösungen in den Größen 0,42 bis 2,42 Zoll an, wobei Größe, Schnittstelle, Spannung, Blickrichtung, FPC und Hintergrundbeleuchtungskonfiguration an das Design angepasst werden können. Parameter sind typische Katalogwerte und die Anpassung folgt Ihrem Design. Geben Sie die Produktform und das Nutzungsszenario klar an, und der Vorschlag kann auf Anhieb richtig sein – was umso wichtiger ist für ein Projekt, bei dem OLED als Stromversorgungsquelle von vornherein ausgewählt wurde.

Always-On und Helligkeit: Die beiden wahren Grenzen auf kleinen Bildschirmen

Zwei Anforderungen entscheiden darüber, ob ein PMOLED realisierbar ist oder ob das Produkt noch etwas anderes benötigt. Der erste ist der Always-On-Betrieb. Eine ständig eingeschaltete Uhr auf einem OLED lässt die leuchtenden Pixel altern, und das Einbrennen ist dauerhaft. Es gibt Abhilfemaßnahmen – periodisches Verschieben der Anzeigeposition, Dimmen, Wechseln zwischen zwei Layouts –, diese müssen jedoch in die Anwendung integriert und nicht nachgerüstet werden. Der zweite Punkt ist die Lesbarkeit im Freien. Die OLED-Helligkeit wird bei einem bestimmten Verhältnis der beleuchteten Pixel angegeben, und ein Bildschirm mit dichtem Weißinhalt kann seinen Spitzenwert nicht halten; Die effektive Außenhelligkeit beträgt nur einen Bruchteil der Schlagzeilenzahl.

Beide können vor dem Festschreiben getestet werden. Fragen Sie nach der Helligkeit im tatsächlichen Inhaltsverhältnis, das Sie anzeigen möchten, und lassen Sie das Always-On-Layout einige hundert Stunden lang laufen, um das Alterungsmuster zu erkennen. Wir liefern die Helligkeit gemessen anhand der angegebenen Inhaltsmischung und nicht anhand der Katalogzahl und können eine Alterungsprüfung für ein ständig aktives Layout durchführen, bevor die Bestellung bestätigt wird.

Geringe Energie kommt von drei Orten, nicht nur vom Bildschirm

Die OLED-Einsparung ist strukturell, aber die Leistung, die das Produkt erhält, ergibt sich aus drei Dingen: Inhalt, Aktualisierungsstrategie und Antriebsparametern. Auf demselben Panel können sich ein vollweißes Bild und ein größtenteils dunkler Standby-Bildschirm um ein Vielfaches unterscheiden; Eine ständig eingeschaltete Uhr und eine bedarfsgesteuerte Hintergrundbeleuchtung sorgen für eine völlig andere Akkulaufzeit.

Der häufigste technische Fehler besteht darin, die Produktleistung anhand des Bildschirmdatenblatts zu berechnen und dann festzustellen, dass das Schnittstellendesign den Vorteil aufgezehrt hat. Die richtige Reihenfolge besteht darin, zuerst das Betriebsprofil festzulegen – was dauerhaft angezeigt wird, wie oft der Bildschirm leuchtet, wie hell das Umgebungslicht ist – und dann die Panel- und Antriebsparameter für dieses Profil auszuwählen. Teilweise Aktualisierung, dunkle Schnittstellen und bedarfsgesteuerte Hintergrundbeleuchtung zusammen bewirken in der Regel mehr als das Umschalten von Panels.

Wir greifen in dieser Phase ein: Schätzung des Verbrauchs anhand des Schnittstelleninhalts des Kunden und Beratung zu Antriebsparametern. Eine richtige Panel-Auswahl gepaart mit einer nicht optimierten Schnittstelle gibt die eingesparte Energie einfach zurück, und diese Art von Nachbesserung ist bei kleinen Geräten üblich.

Beschaffung von Mikrodisplays: Was der OEM-Einkauf in die Ausschreibung aufnehmen sollte

Mikrodisplays sind so klein, dass Käufer davon ausgehen, dass sie einfach zu beschaffen sind, aber das Gegenteil ist der Fall. Ein OEM-Beschaffungsleitfaden für ein 0,42- bis 2,42-Zoll-Panel muss Dinge regeln, die ein Datenblatt offen lässt: die Toleranz des aktiven Bereichs gegenüber dem Deckglasfenster, die Länge und Biegung des Flex-Tails, die Schnittstelle (SPI, I2C oder parallel), die Initialisierungssequenz, die die Firmware verwenden wird, und wer die Schriftart oder die Grafikbibliothek bereitstellt. Wenn Sie etwas falsch machen, wird der erste Prototyp nicht leuchten.

Das zweite RFQ-Element ist der Qualifizierungspfad. Ein Wearable und eine Instrumententafel können das gleiche Glas verwenden und erfordern unterschiedliche Nachweise: Falltest, Einweichen in Luftfeuchtigkeit, Betrieb bei niedrigen Temperaturen und für medizinische Arbeiten eine ISO 13485-Lieferkette hinter dem Modul. Fordern Sie die Testberichte zusammen mit dem Muster an, nicht erst nach der Bestellung, denn ein Lieferant, der sie hat, wird sie innerhalb eines Tages verschicken, und jemand, der sie nicht hat, wird sie für einen Monat versprechen.