面向下一代计算的微显示器
(2Kx2K MicroOLED .. eMagin公司供稿)
下面简要介绍将在未来十年推动AR/VR和其他人机设备取得突破的三大微显示技术。
MicroOLED显示器
现在最热门的显示技术是microOLED。OLED微显示器市场预计在2019-2024年期间将以超过19%的复合年增长率增长,这项技术有望对VR、军事、工业、医疗和智能眼镜应用产生巨大影响。具有超薄、高亮度和对比度的microOLED由固态硅晶圆基板组成,它们的高分辨率与头戴式AR/VR设备完美契合,而重量轻和快速响应速度更是无与伦比。
与整个显示行业相比,MicroOLED的全球市场相当温和,但BoE和SeeYa未来计划交付的microOLED显示器的产量将是当今的十倍。在过去的18个月中,晶圆厂对microOLED的投资超过了5亿美元。本季度产量将有明显提升,这是对当前正破茧而出的技术的一种认可。持续不断的改进表明,microOLED在未来三到五年内可能占据微型显示器市场中的主导地位。也就是说,在AR市场中MicroLED将与MicroOLED短兵相接。
MicroOLED是一种发光器件(LCoS显示器则是一种光阀)。它们在两层电极之间使用能够发光的荧光粉材料,而不是使用偏振器或背光灯。在两个电极之间加电后会发出单色光,再通过滤色器(红-绿-蓝)生成所需的颜色。MicroOLED具有出色的图像质量和全彩色光谱,响应时间在几微秒内。它们的高分辨率、色深、较低的功耗和高亮度使其非常适合VR设备使用。具有紧凑、快速、明亮特点的这种显示器可轻松应对各种工业和消费类应用——从高端摄像头的电子取景器到VR的高冲击力3D头戴式设备应有尽有。当然这种技术并非没有缺点,它没有那么亮,价格贵,而且具有包括不同程度老化等寿命问题。
未来的MicroOLED显示器将达到4k x 4K的分辨率,亮度超过5000cd/m2,大批量生产价格约为今天的15%。
LCoS显示器
对成本敏感的应用通常更喜欢硅基液晶(LCoS)显示器。首先,这种显示器已经存在数十年了,成本相对microOLED来说非常低。其次,它们还具有超高的亮度和对比度,以及能量和加热效率。
LCoS显示器由夹在两块板之间的液晶材料构成,当在两块板之间施加电压时,液晶分子充当快门或光阀,与TFT(薄膜晶体管)一起形成开关像素。色彩则是使用此结构顶部的滤色器生成的。
实现此效果的材料和配置因制造商而异,一些制造商使用向列液晶或铁电晶体。 LCoS设备的像素之间通常有很小的间隙。像素间距(相同颜色的像素之间的水平距离)可小至8微米,这正是它能降低纱窗效应的原因。
LCoS显示器虽然价格便宜,但是却不具备某些应用(尤其是AR)所需的对比度或速度。在VR应用中,该技术是因运动模糊而引起恶心感的罪魁祸首。此外,显示器往往也更重,由于背光一直亮着并因此而发出微光,因此它们不是夜视镜的理想选择。
MicroLED显示器
目前,市场将赌注押在仍处于起步阶段的microLED技术上。这种显示器包含多个微型LED,它们会自我照亮每个显示像素。但与OLED不同的是,microLED采用无机材料。另外,由于microLED不需要单独的背光灯,因此您可以获得更黑的黑色和更亮的白色,而且没有经常困扰传统显示器的光泄漏问题。与OLED一样,microLED将每个像素用作光源,从而可以提供令人难以置信的对比度和色彩深度。
MicroLED比OLED明亮得多,对比度可达1,000,000:1。作为一种发光显示器,microLED不需要依靠有机化合物来发光,这就是为什么它们能够提供完美的黑色、优异的色彩和近乎完美的斜角观看效果的原因。它们也往往非常纤薄,不易老化,在AR中具有很好的应用前景。从历史上看,由于分辨率低,LED一般适合观看者离显示器几英尺到几百英尺的应用,例如建筑物上的广告牌和标牌。但是,具有高分辨率的MicroLED现在可以使显示器用于电视以及观看者离显示器更近的室内应用。
用于电视和标牌应用的MiniLED已得到实际部署,MicroLED也将紧随其后用于这些应用。但是,用于微型显示器的MicroLED还有很长的路要走。它会及时上市以发挥AR新兴市场的优势并打破供应链吗?我们拭目以待。
当今技术水平
* = 差; ***** = 优秀
本文小结
微型显示器正在不断变化发展。在接下来的十年中,它们将改变我们对AR/VR、HUD、HMD和其他可穿戴设备的认识方式。最终,人类可能会摆脱键盘、鼠标和“技术盒”的束缚。业界正在设计下一代计算设备,当十年后我们回顾这一天,我们可以自豪地将其标记为一切的开始。我们需要的一切都可由语音、眼动和挥手来完成。这项大胆的新技术将达到甚至超越《少数派报告》等电影所预言的未来。 正如史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)所指出的那样,“我们将在宇宙中大放异彩”。
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