當(dāng)?shù)貢r間2月2日,隨著Vision Pro正式在美國上市,蘋果公司再次站到全球聚光燈下。眾多評測者對Vision Pro給出了“全世界已知最好頭顯”的美譽,但同時也指出,“色彩不夠真實”“顯示效果不佳”“視頻透視可能模糊”……
正因為如此,蘋果在推出起售價格高達3499美元(約合人民幣2.5萬元)的Vision Pro時,才心甘情愿將大約一半的成本花費在了兩塊1.3英寸的硅基OLED顯示屏上。但其他頭顯設(shè)備廠商都選擇了與蘋果不同的技術(shù)路線。MetaQuest3配備了2064×2208分辨率的fast-LCD 雙顯示屏,索尼的Playstation VR2搭載了OLED屏,雷鳥AR眼鏡X2采用了雙目全彩Micro-LED+光波導(dǎo)技術(shù),Rokid MAX則選擇了Micro-LED路線。
在各類VR/AR頭顯設(shè)備中,顯示屏是最為核心的部件,是進入空間計算時代的第一道關(guān)卡。“顯示技術(shù)是最關(guān)鍵因素之一,也是瓶頸最窄的地方?!膘莨饪萍际紫夹g(shù)官戴景文博士向《中國電子報》記者指出,在推動虛擬現(xiàn)實行業(yè)發(fā)展過程中光學(xué)問題才是根本。
Fast-LCD一統(tǒng)天下?
目前,市面上的各類AR/VR頭顯設(shè)備采用了種類繁多的近眼顯示技術(shù)方案,包括Fast-LCD、Micro-LED 、硅基OLED、LCOS(硅基液晶)、OLED、DLP(數(shù)字光處理)、LBS(激光束掃描)等。
“目前的主力顯示技術(shù)是Fast LCD,其次是OLED和硅基OLED,之后是Micro-LED?!敝袊娮右曄裥袠I(yè)協(xié)會秘書長董敏告訴《中國電子報》記者說,硅基OLED和Micro-LED最適合XR設(shè)備。AR設(shè)備多在室外使用,Micro-LED的優(yōu)點是高亮度、高清晰度、壽命長等,與有機物OLED不同,無機物L(fēng)ED相對穩(wěn)定,對水分與氧氣的阻隔性較高。
Meta為Quest3搭載了Fast-LCD 雙顯示屏
VR設(shè)備長期受到“紗窗效應(yīng)”的困擾。由于Fast LCD屏幕的次像素間距更小,能夠有效減輕紗窗效應(yīng)。同時,改良后的Fast LCD技術(shù)使用全新液晶材料與驅(qū)動技術(shù),刷新率可提升至90Hz,量產(chǎn)性高、產(chǎn)能穩(wěn)定。
此外,疊加Mini LED背光后,F(xiàn)ast LCD顯示效果可得到明顯提升。相較傳統(tǒng)背光,Mini LED背光可以大幅提高顯示屏整體亮度,有效縮短OD距離、降低整機厚度;同時,結(jié)合精細(xì)的Local Dimming分區(qū)方案,可實現(xiàn)更高的對比度。
“在VR領(lǐng)域, OLED屏幕曾經(jīng)占據(jù)主流,但Fast-LCD出來之后,成本比OLED要低很多,所以現(xiàn)在Fast-LCD基本上在VR領(lǐng)域已經(jīng)一統(tǒng)江湖了?!贝骶拔南蛴浾弑硎尽?/p>
根據(jù)群智咨詢(Sigmaintell)調(diào)研數(shù)據(jù),2022年全球XR設(shè)備用顯示面板出貨約1177萬片,其中Fast-LCD占比高達94%,硅基OLED占比約4%。
硅基OLED避免成為備胎
硅基OLED采用CMOS基板,可以實現(xiàn)普通OLED無法達到的像素密度(3000 PPI以上),具有性能穩(wěn)定、壽命長、功耗低、像素密度高、響應(yīng)時間快等優(yōu)勢。
尤為重要的是,硅基OLED屏幕的整體重量是LCD及OLED的十分之一,因此可以大幅改善VR設(shè)備的使用體驗,但其制造工藝還不夠成熟,良率水平較低,生產(chǎn)成本較高。
由于硅基OLED是CMOS技術(shù)與OLED 技術(shù)的緊密結(jié)合,屬于無機半導(dǎo)體材料與有機半導(dǎo)體材料的高度融合,對工藝技術(shù)要求非常嚴(yán)苛,這也是其產(chǎn)能受限和成本高昂的直接原因。
此前,蘋果為了能給用戶帶來“如真如幻的沉浸感”,已向MR顯示面板供應(yīng)鏈提出更高要求——將硅基OLED原來的2800PPI(單位像素密度)提高至3500PPI。
雖然蘋果Vison Pro這塊肥肉就在眼前,但這一難度甚高的要求成無疑成為面板供應(yīng)商的一大挑戰(zhàn)。從綜合性價比來看,硅基OLED并不是十分理想的技術(shù)方案。
Micro-LED會是潛力股嗎?
Micro-LED素有“終極顯示”之稱,在近眼顯示領(lǐng)域也不例外,比如它在像素尺寸、發(fā)光效率、亮度等特性方面比硅基OLED表現(xiàn)更優(yōu),但最大問題是技術(shù)不成熟、難以全彩化、成本高等。
“Micro-LED由于還處于發(fā)展初期,全彩化技術(shù)目前遇到瓶頸只能做到單濾色,而硅基OLED技術(shù)可以做到全彩,因此現(xiàn)階段硅基OLED在AR/VR應(yīng)用中更具優(yōu)勢?!比褐亲稍兏笨偨?jīng)理兼首席分析師陳軍向記者指出,Micro LED方案在對比度、功耗、反應(yīng)速率、使用壽命等多數(shù)規(guī)格上優(yōu)于硅基OLED,因此在其技術(shù)取得突破后仍然會是更優(yōu)的顯示方案選擇。
雷鳥X2 Lite搭載了雙目全彩MicroLED+光波導(dǎo)方案
事實上,蘋果、三星、微軟等全球科技大廠都對Micro-LED寄予厚望。蘋果在過去十多年的時間里已經(jīng)累計投入至少10億美元用于研發(fā)Micro-LED相關(guān)技術(shù),并取得了一系列成果。
三星顯示已在2023年開始研發(fā)可用于AR設(shè)備的LEDoS技術(shù),并透露Micro-LED芯片尺寸可做到幾微米的級別;微軟在去年申請了一項新專利,旨在開發(fā)一種Micro-LED顯示解決方案,以增強VR/AR/MR體驗。
隨著蘋果發(fā)布采用硅基OLED的Vision Pro, 未來硅基OLED顯示占比將會快速提升,而Micro-LED也有望在2024年之后獲得一定市場份額。
來源:Omdia
孰優(yōu)孰劣要看市場選擇
“各種光學(xué)方案并沒有所謂的優(yōu)劣,其實還是看大家的選擇?!贝骶拔南蛴浾哒f道,其實我們目前看到的各種光學(xué)設(shè)計方案,可能早在三四十年以前就已經(jīng)存在了,很多專利甚至都已經(jīng)過期了,現(xiàn)在的主要區(qū)別在于工藝、材料等方面的不斷提升。
在近眼顯示的競技場上,最初是性價比很高的LCD占據(jù)優(yōu)勢,OLED也曾后來者居上,隨后升級版的Fast-LCD逐漸在VR領(lǐng)域占據(jù)上風(fēng)。硅基OLED被蘋果垂青而一夜成名,越來越多的廠商開始入局,但潛力更大的Micro-LCD一直被寄予厚望,未來十分可期。
在這種看似“風(fēng)水輪流轉(zhuǎn)”的技術(shù)演進中,關(guān)于究竟哪種近眼顯示技術(shù)可以成為最終贏家,其實并不存在一個確定性的終極答案。
顯然,同時滿足“視場角度大、分辨率高、功耗低、亮度高、體積小、重量輕”各要素于一體的顯示方案并不存在。這些性能指標(biāo)不可能全部都打勾,只能選擇其中最重要的幾項。以蘋果為例,盡管其長期押注的Micro-LED優(yōu)勢明顯,但技術(shù)成熟度不夠,而硅基OLED對于初代MR頭顯Vision Pro而言已經(jīng)可以符合其需求,相反Micro-LED的高亮度優(yōu)勢用在類VR產(chǎn)品上顯得浪費,但在AR產(chǎn)品上更能發(fā)揮其價值。
“對于行業(yè)內(nèi)的廠商,尤其是終端廠商而言,最重要的是從需求側(cè)出發(fā),從產(chǎn)品特性出發(fā),根據(jù)應(yīng)用場景和追求性能去進行選型。”戴景文強調(diào)。
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