Micro LED,AR下一个新战场
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文/VR陀螺 万里 自从2012年谷歌推出首款面向大众消费者的AR眼镜以来,AR眼镜的硬件在不断进行着更新迭代。 AR眼镜的光学方案经历了棱镜、自由曲面、BirdBath,光波导的演进。对于显示技术而言,当前有L-CoS、DLP以及Micro OLED等方案,而下一个极具潜力的迭代方向是Micro LED。 由于Micro LED拥有高分辨率、高亮度、寿命长的一系列优秀特性,无疑是未来AR眼镜理想的显示技术。苹果、Snap、Meta、谷歌等巨头也在加紧Micro LED相关布局,以望在未来AR市场中拔得头筹。 高分辨率、高亮度、寿命长 AR当前理想显示屏:Micro LED 前面提到,目前AR眼镜中,常见的显示技术包含了:L-CoS、DLP、Micro OLED以及Micro LED这几种,其中前三种方案是当前的主流。 L-CoS(Liquid Crystal on Silicon)又称为硅基液晶显示器,是一种反射式投影显示技术。目前采用L-CoS方案的AR眼镜包含了微软HoloLens 1代以及Magic Leap 2等。 DLP(Digital Light Processing),又称为数字光处理技术,常见于投影仪设备。它与L-CoS一样,工作时需要提供外部光源。采用该显示技术的AR眼镜有Vivo AR眼镜等。 Micro OLED,又称为硅基OLED,拥有自发光等特性,今年国内推出的AR眼镜产品大多都采用了该方案,比如雷鸟Air、影目Air以及Rokid Air等。 前面提到的这三种显示技术都有各自的优缺点,比如L-CoS在响应时间上不尽人意、DLP体积较大、Micro OLED寿命较短。相比之下,今天所介绍的Micro LED各项综合指标都比较亮眼。 Micro LED学名为微发光二极管,也有人称之为μLED,根据《LED显示屏通用技术规范》标准,Micro LED芯片尺寸需要控制在50μm以内。 亮度高是Micro LED的一大特点。目前主流的Micro OLED显示技术亮度仅能达到1000-6000尼特,最终入眼亮度可能只有200-300尼特。 反观Micro LED,去年发布的OPPO Air Glass,搭载了单绿色Micro LED,它的最高亮度达到了300万尼特,平均入眼亮度1400尼特,远优于目前市面上的Micro OLED产品,已能很好满足室外的使用需求。 此外,Micro LED在寿命以及响应速度上也有很大优势,L-CoS响应时间为毫秒级、Micro OLED响应时间为微秒级,而Micro LED能实现纳秒级响应。 除此之外,Micro LED在对比度、色彩饱和度、寿命等指标上都有不错的优势。
图源:VR陀螺 虽然Micro LED理论参数很好,但它离真正产业化还有很长的路要走。在技术方面,它有两个主要难点需要突破:巨量转移、红光效率。 由于制造工艺的限制,制造Micro LED显示面板时,需要把LED芯片转移到硅基面板上,如果我们以一个4K RGB排列的Micro LED屏幕为例,里面的芯片总数为3840X2160X3,约2400万颗微米级芯片需要进行转移工作,其难度可想而知。 安信证券报告指出,通常巨量转移技术的转移效率要求在每小时数十KK级以上,而现有的LED机械式转移效率仅在每小时百K级别。围绕巨量转移,行业出现了流体装配转移技术、弹性印模转移技术、选择性释放转移技术、滚轴转印转移技术等解决方案。
图源:eLux Display Micro LED的第二个技术难点是红光效率问题。伴随着LED芯片设计尺寸的下降,LED的EQE(外量子效率)数值会出现显著降低,红光芯片这一现象尤为明显,这也就导致了目前市面上所能看到的Micro LED微显示器绝大多数只能显示单色,并且以绿色居多。 Micro LED概念产品居多,商用化之路有待时日 根据陀螺研究院统计,2021年全年VR出货量1110万台,预计2025年全球出货量将超过1亿台。对于AR头显,2021年出货量57万台,未来随着AR头显进入消费级市场,它的出货量将迎来爆发式增长。 伴随着硬件的爆发式增长,它对周边上下游产业的发展带动潜力不容小觑。知名技术研究机构Omdia也发了一份研究报告,它预计2027年Micro LED全球市场产值将超过105亿美元。Omdia指出,2021年是Micro LED初步实现产业化的一年,2022年它的行业产值或将以4-5倍的速度高速增长。
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