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第06版:新型显示

谁是“近眼显示”之王?

本报记者 杨鹏岳

图为创维VR一体机应用场景

当地时间2月2日,Vision Pro在美国上市,苹果公司再次“站到”全球聚光灯之下。众多评测者对Vision Pro给出了“全世界已知最好头显”的超高评价,但同时也指出“色彩不够真实”“显示效果不佳”“视频透视可能模糊”的产品缺点……

正因意识到显示屏幕的重要性,苹果在推出起售价格高达3499美元(约合人民币2.5万元)的Vision Pro时,才心甘情愿将大约一半的成本,花费在两块1.3英寸的硅基OLED显示屏上。不过,现阶段其他头显设备厂商都选择了与Vision Pro不同的技术路线——Meta Quest3搭载了2064×2208分辨率的Fast-LCD双显示屏,索尼Playstation VR2则使用了OLED屏,雷鸟AR眼镜X2采用了双目全彩Micro-LED+光波导技术,Rokid MAX则选择了Micro-LED技术路线。

在各类VR/AR头显设备中,显示屏是最为核心的部件,是进入空间计算时代的第一道关卡。“显示技术是最关键因素之一,也是瓶颈最窄的地方。”燧光科技首席技术官戴景文博士向《中国电子报》记者指出,在推动虚拟现实行业发展过程中,光学问题才是根本。

Fast-LCD一统天下?

目前,市面上各类AR/VR头显设备采用了多种近眼显示技术方案,包括Fast-LCD、Micro-LED、硅基OLED、LCOS(硅基液晶)、OLED、DLP(数字光处理)、LBS(激光束扫描)等。

“目前的主力显示技术是Fast-LCD,其次是OLED和硅基OLED,此外还有Micro-LED。”中国电子视像行业协会秘书长董敏告诉《中国电子报》记者说,硅基OLED和Micro-LED最适合做XR设备的显示屏。AR设备多在室外使用,Micro-LED的优点是高亮度、高清晰度、使用寿命长等,与有机物OLED不同,无机物LED相对稳定,对水分与氧气的阻隔性较高。

事实上,VR设备长期受到“纱窗效应”的困扰。由于Fast-LCD屏幕的次像素间距更小,能够有效减轻纱窗效应。同时,改良后的Fast-LCD技术使用全新液晶材料与驱动技术,刷新率可提升至90Hz,具备产量高、产能稳定的优势。

此外,叠加Mini LED背光后,Fast-LCD显示效果明显提升。相较传统背光,Mini LED背光可以大幅提高显示屏整体亮度,有效缩短OD距离、降低整机厚度;同时,Fast-LCD结合精细的Local Dimming分区方案后,可实现更高的对比度。

“在VR领域,OLED屏幕曾经占据主流地位,但Fast-LCD问世后,成本较OLED降低不少,所以Fast-LCD很快就在VR设备上实现了大规模应用。”戴景文向记者表示。

根据市场研究机构群智咨询(Sigmaintell)的调研数据,2022年全球XR设备用显示面板出货量约1177万片,其中Fast-LCD占比高达94%,硅基OLED占比约为4%。

硅基OLED避免成为备胎

硅基OLED采用CMOS基板,可以实现普通OLED无法达到的像素密度(约为3000PPI以上,PPI为单位像素密度),具有性能稳定、使用寿命长、功耗低、像素密度高、响应时间快等优势。

尤为重要的是,硅基OLED屏幕的整体重量是LCD的十分之一,可以大幅降低VR设备的自重,但其制造工艺还不够成熟,良率水平较低,生产成本较高。

由于硅基OLED是CMOS与OLED 技术紧密结合的结果——属于无机半导体材料与有机半导体材料的高度融合,因此对工艺技术要求非常严苛,这也是其产能受限和成本高昂的直接原因。

此前,苹果公司为了给用户带来“如真如幻的沉浸感”,已向MR显示面板供应链提出更高要求——将硅基OLED亮度从原来的2800PPI提高至3500PPI。显示要求的提高让本就高昂的制造成本再次上升,从综合性价比来看,硅基OLED并不是十分理想的技术方案。

Micro-LED会是潜力股吗?

Micro-LED素有“终极显示技术”之称,在近眼显示领域也不例外,比如它在像素尺寸、发光效率、亮度等特性方面比硅基OLED表现更优,但最大问题是技术不成熟、难以全彩化、成本高等。

“Micro-LED目前还处于发展初期,目前只能做到单滤色,而硅基OLED技术可以做到全彩,因此现阶段硅基OLED在AR/VR设备应用方面更具优势。”群智咨询副总经理兼首席分析师陈军向《中国电子报》记者指出,Micro-LED方案在对比度、功耗、反应速率、使用寿命等多数规格上优于硅基OLED,因此在其技术取得突破后仍然会是更优的显示方案选择。

事实上,苹果、三星、微软等全球科技大厂都对Micro-LED寄予厚望。苹果在过去十多年的时间里已经累计投入至少10亿美元用于研发Micro-LED相关技术,并取得了一系列成果。

三星显示已在2023年开始研发可用于AR设备的LEDoS技术,并透露Micro-LED芯片尺寸可做到几微米的级别;微软在去年申请了一项新专利,旨在开发一种Micro-LED显示解决方案,以增强VR/AR/MR体验。

随着苹果发布采用硅基OLED屏幕的Vision Pro, 未来硅基OLED显示占比将会快速提升,Micro-LED也有望在2024年之后获得一定的市场份额。

孰优孰劣要看市场选择

“各种光学方案并没有所谓的优劣,还是要看大家的选择。”戴景文向记者表示。

在近眼显示的竞技场上,最初是性价比更高的LCD占据优势,OLED也曾后来者居上,随后升级版的Fast-LCD逐渐在VR领域大规模应用。硅基OLED被苹果垂青后一夜成名,但是Micro-LED一直被寄予厚望,未来可期。

在这种看似“风水轮流转”的近眼显示技术的演进中,究竟哪种近眼显示技术可以成为最终赢家,其实并不存在一个确定的终极答案。

显然,同时满足“视场角度大、分辨率高、功耗低、亮度高、体积小、重量轻”等要素于一体的显示方案并不存在。这些性能指标不可能全部都打钩,厂商只能选择其中最重要的几项。以苹果为例,尽管其长期押注优势更明显的Micro-LED,但是目前该技术成熟度不够,而硅基OLED已经符合初代Vision Pro的需求,相反Micro-LED的高亮度优势用在类VR产品上显得浪费。

“对于行业内的厂商,尤其是终端厂商而言,最重要的是从需求侧出发,从产品特性出发,根据应用场景和追求性能去进行选择。”戴景文强调道。

2024-02-20 本报记者 杨鹏岳 1 1 中国电子报 content_9447.html 1 谁是“近眼显示”之王? /enpproperty-->