一种基于OLED显示屏的夜视兼容实现方法与流程

文档序号:15644718发布日期:2018-10-12 22:26阅读:2319来源:国知局

本发明属于用于机载显示设备的显示模块实现方法,具体涉及一种基于oled显示屏的夜视兼容实现方法。



背景技术:

oled是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件。其典型结构是在ito玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层,发光层上方有一层低功函数的金属电极。当电极上加有电压时,发光层就产生光辐射。为增强电子和空穴的注入和传输能力,通常又在ito和发光层间增加一层有机空穴传输材料或/和在发光层与金属电极之间增加一层电子传输层,以提高发光效率。

由于oled是自发光显示,因此其相对于lcd具有高发光效率、轻薄的特性。oled为全固态结构,没有液体物质,因此抗振性能更好。此外,oled还具有高对比度、超广视角、可使用温度范围大等优势。因此,在多种应用领域均得到广泛应用。

但是在机载应用环境中,各发光体必须满足夜视兼容性的相关要求。普通的显示器会因发射的ir(infra-red,红外)光,包括少量红光在其夜视成像系统可接收的范围内干扰夜视成象系统,并导致以下现象的发生:(1)夜视仪的目镜产生光晕现象,降低夜视成像系统图像的可读性;(2)降低夜视成像系统的敏感度和分辨率;(3)舱内光源通过显示面反射产生的ir会导致夜视成像系统重影。

因此,要确保夜视成像系统在飞行器上的成功应用,夜视兼容性的实现至关重要。衡量一个发光体是否满足夜视兼容性的两个主要指标是辐亮度(nr)和色度,其标准可参照国军标1394-92《与夜视成像系统兼容的飞机内部照明》。针对不同的分类,其夜视兼容要求也不同,具体指标参照相关标准。机载显示设备也是发光体,同样必须遵循此标准,满足夜视兼容性。

当前的oled显示屏受生产工艺和技术特性的限制,均无法满足夜视兼容要求,无法直接应用于机载使用环境。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于oled显示屏的夜视兼容实现方法,以解决其色度偏移、辐亮度超标的问题,从而满足机载显示设备的夜视兼容要求,实现oled屏在机载设备的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种基于oled显示屏的夜视兼容实现方法,包括以下处理步骤:

步骤一:根据原屏色坐标,定制对应的偏光片,贴合在裸屏表面,实现对色度的纠正;

步骤二:对贴合后的显示屏进行色坐标和光谱分布测量,选定光谱能量分布截止波长;

步骤三:根据确定的截止波长制作滤光玻璃;

步骤四:将滤光玻璃与oled屏进行对位绑定,实现oled的夜视兼容性。

进一步的,在步骤一中,首先测试oled显示屏的原屏色坐标,根据国军标1394-92《与夜视成像系统兼容的飞机内部照明》中关于夜视兼容色度的要求,计算其偏离程度,根据偏离程度定制与其互为补偿的偏光片,将偏光片贴合在原屏上,实现对色度的纠正,使贴合偏光片后的色坐标靠近国军标规定的中心点坐标,以符合国军标要求;

偏离程度计算公式如下:

式中,(u,v)为实测值,(u’,v’)为国军标规定的中心点坐标,将δr与标准要求的色坐标半径r’比较,δr≤r’则符合国军标要求。

进一步的,在步骤二中,首先,测出贴合后的显示屏的光谱的分布情况,找到亮度分布的主波峰的波长,将测得的自然光谱总的光谱能量分布记为s,将此时测得的色坐标和辐亮度分别记为(u,v)和p,

将光谱的左侧截止波长记为λ1,右侧截止波长记为λ2,对于单色oled,其主波峰λ远离625nm,因此在选择λ2时,根据需要在(λ+20nm)和625nm之间,根据需要选择λ2的值;

将左、右截止波长外侧的能量损失分别记为δsλ1-1和δsλ2-2,根据滤光玻璃特性,其光谱通过部分在临近截止波长存在一定斜率,将滤光特性曲线与oled光谱分布曲线重叠,选择截止波长后,在截止波长范围内实际造成的光谱损失大于理论值,将两侧在截止波长范围内的能量损失分别记为δsλ1-2和δsλ2-1,

滤除的右侧光谱能量分布:δs2=s2-s=δsλ2-1+δsλ2-2

由于单色光的波长与色坐标是一一对应的,得出对应的色坐标为(u2,v2),根据色坐标与初始测试值的差异,分别根据u坐标和v坐标,计算变化率k1和k2,

k1=(u2-u)/δs2

k2=(v2-v)/δs2……………………公式(2)

为了稳定色坐标,尽可能减少色坐标的变化,左侧的变化率与右侧保持一致,因此k1和k2作为定值,可以计算出左侧截止波长,

计算滤除的左侧光谱能量分布:δs1=s1-s=δsλ1-1+δsλ1-2

标准中规定的中心点色坐标为(u’,v’),滤除左侧光谱能量后,对应的色坐标为(u1,v1),根据公式(3),得出(u1,v1)值:

δs1=(u1-u’)/k1………………………公式(3)

δs1=(v1-v’)/k2

根据色坐标与波长对应关系得到左侧截止波长λ1。

进一步的,在步骤三中,根据计算结果制作的滤光玻璃实现的带通滤光效果为:在oled屏的主波长分布范围内,实现超过98%的高透光效果;主波长λ±20nm之外至截止波长,其过渡波长范围不应超过20nm;而在截止波长范围之外,需要达到近似全屏蔽的滤光效果。

本发明的优点和有益效果为:

由于oled显示屏为自发光的显示设备,无法采取类似lcd的单独的背光光学调整措施,并且其制作过程光谱分布难于控制,因此oled显示屏实现夜视兼容难于实现。

本专利从偏光效果和特定波长滤波两个角度对oled发出的光谱进行规整,从而实现oled屏的夜视兼容性,为oled屏在机载显示领域的应用提供了可能性,具备一定的推广使用价值。

附图说明

图1是oled显示屏剖面示意图。

图2是单色oled光谱分布示意图。

图3是滤光玻璃光谱截止示意图。

图4是带通滤光玻璃与单色oled光谱分布叠加示意图。

图5是滤光玻璃与oled屏绑定示意图。

其中:

1、oled裸屏;2、偏光片;3、oled显示屏;4、滤光玻璃;5、光学胶层。

对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

一种基于oled显示屏的夜视兼容实现方法,包括以下处理步骤:

(1)根据oled显示屏的色坐标,定制对应的偏光片,贴合在oled裸屏表面,实现对色度的纠正;

(2)对贴合后的显示屏进行色坐标和光谱分布测量,选定光谱能量分布截止波长;

(3)根据确定的截止波长制作滤光玻璃;

(4)将滤光玻璃与oled屏进行对位绑定,实现oled的夜视兼容性。

具体的说,在步骤(1)中,首先使用ol770光学系统测试oled显示屏的原屏色坐标,根据国军标1394-92《与夜视成像系统兼容的飞机内部照明》中关于夜视兼容色度的要求,计算其偏离程度,根据偏离程度定制与其互为补偿的偏光片(偏光片会对oled屏的色坐标产生影响),将偏光片贴合在原屏上,实现对色度的纠正,使贴合偏光片后的色坐标靠近国军标规定的中心点坐标,以符合国军标要求。

偏离程度计算公式如下:

公式(1)中,(u,v)为实测值,(u’,v’)为国军标规定的中心点坐标,将δr与标准要求的色坐标半径r’比较,δr≤r’则符合国军标要求。

在步骤(2)中,主要目标是实现辐亮度的达标。如图2所示,在自然状态下,oled的光谱分布虽然集中于主波峰附近,根据oled发光原理,其光谱能量主要分布在主波峰±20nm范围内,但其光谱的实际分布远远超出±20nm范围,根据夜视镜发光原理,以及国军标1394-92的要求,其辐亮度限值需要低于10-9量级,因此超出限值部分需要进行光学滤除。

首先,使用专业的光谱亮度仪器(一般为ol770)测出贴合后的显示屏的光谱的分布情况,找到亮度分布的主波峰的波长。如图2所示,将测得的自然光谱总的光谱能量分布记为s,将此时测得的色坐标和辐亮度分别记为(u,v)和p。

将光谱的主波峰波长记为λ,根据国军标标准,需要将大于625nm的光谱滤除,辐亮度即可满足要求。因此,需要滤除主波峰λ右侧的部分光谱能量,但滤除掉部分可见光后,会由于部分光谱能量的缺失,影响色坐标,因此在该方法实现过程中需要从两个方向进行滤光,以降低对色坐标的影响。

将光谱的左侧截止波长记为λ1,右侧截止波长记为λ2。对于单色oled,其主波峰λ远离625nm,因此在选择λ2时,可以根据需要在(λ+20nm)和625nm之间,根据需要选择λ2的值。

将左、右截止波长外侧的能量损失分别记为δsλ1-1和δsλ2-2。根据滤光玻璃特性,其光谱通过部分在临近截止波长存在一定斜率,将滤光特性曲线与oled光谱分布曲线重叠,如图4所示,可以看出选择截止波长后,在截止波长范围内实际造成的光谱损失大于理论值,将两侧在截止波长范围内的能量损失分别记为δsλ1-2和δsλ2-1。

滤除的右侧光谱能量分布:δs2=s2-s=δsλ2-1+δsλ2-2

由于单色光的波长与色坐标是一一对应的,可以得出对应的色坐标为(u2,v2),根据色坐标与初始测试值的差异,分别根据u坐标和v坐标,计算变化率k1和k2。

k1=(u2-u)/δs2

k2=(v2-v)/δs2……………………公式(2)

为了稳定色坐标,尽可能减少色坐标的变化,左侧的变化率应与右侧大致保持一致,因此k1和k2作为定值,可以计算出左侧截止波长。

计算滤除的左侧光谱能量分布:δs1=s1-s=δsλ1-1+δsλ1-2

标准中规定的中心点色坐标为(u’,v’),滤除左侧光谱能量后,对应的色坐标为(u1,v1)。根据公式(3),可以得出(u1,v1)值:

δs1=(u1-u’)/k1………………………公式(3)

δs1=(v1-v’)/k2

根据色坐标与波长对应关系得到左侧截止波长λ1。由此得出两侧的截止波长,使得滤光后的oled屏不仅满足辐亮度要求,也能得到更好的色坐标值。

在步骤(3)中,根据计算结果制作的滤光玻璃需要实现如图3的带通滤光效果,即在oled屏的主波长分布范围内,实现超过98%的高透光效果;主波长λ±20nm之外至截止波长,其过渡波长范围不应超过20nm;而在截止波长范围之外,需要达到近似全屏蔽的滤光效果。否则会造成较大的光损,影响正常显示效果。

在步骤(4)中,绑定过程需要选择高等级光学胶,满足机载环境指标要求,并且在长时间使用后不发生变色,避免对夜视兼容性的影响。

本专利从偏光效果和特定波长滤波两个角度对oled发出的光谱进行规整,从而实现oled屏的夜视兼容性,为oled屏在机载显示领域的应用提供了可能性,具备一定的推广使用价值。

以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

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