元宇宙带火VR头显产品 底层显示技术正不断演进

2022-09-28 10:52 栏目:行业动态 来源:网络整理 查看()

“超宇宙”的概念让VR头戴产品的热度居高不下。随着VR技术的不断发展,作为底层显示技术支撑的液晶和有机发光二极管也在不断发展。目前,两者正在全力争夺宇宙。

LCD主流地位尚未被撼动

从目前VR市场的应用来看,大部分VR头戴设备使用的都是液晶屏。

IDC数据显示,2021年,VR头戴设备全球出货量达1095万台,其中仅Oculus就占了80%。目前全球出货量TOP5的品牌中,只有索尼Play Station VR在使用有机发光二极管屏。Oculus、Pico、HTC、Value等主流终端厂商都在其VR产品中采用了LCD屏幕,包括Oculus Quest 2、HTC Vive和focus3、DPPI Ultra一体机、Pico Neo3和Value index。值得一提的是,Oculus Quest 2和HT CVive这两款热销产品已经放弃了第一代采用的有机发光二极管屏幕,转而采用LCD。

事实上,早期的VR头戴设备大多使用普通的液晶屏,后来逐渐被有机发光二极管取代。

"液晶技术已经非常成熟,可以实现高分辨率. "赛迪顾问物联网产业研究中心副总经理刘勇告诉《中国电子报》记者,然而由于其响应速度慢等原因,用户体验较差,所以VR产品并没有真正被消费者接受。

据刘伟介绍,普通LCD的响应速度只有AMOLED的1/100 ~ 1/1000。当用户戴上头盔,头部旋转比较大的时候,会出现不可修复的拖影。

在实际应用中,与普通LCD相比,有机发光二极管具有更快的响应速度,并能有效避免屏幕拖尾。因此,2016年前后,有机发光二极管技术被尝试用于VR设备,一度成为VR设备厂商的首选。

但是当时使用有机发光二极管技术的VR产品也有致命的缺点:纱窗效果明显。

BOE科技集团有限公司显示业务VR/AR BU总经理杨婷婷曾对《中国电子报》记者表示,玻璃基有机发光二极管要经过FMM(精细金属掩膜)工艺,实现超小像素极其困难。PPI(每英寸单位像素)低导致画面颗粒感明显,存在纱窗效应,影响VR的沉浸感和视觉清晰度。

据悉,有机发光二极管的每英寸像素还没有超过1000PPI,也就是600左右。三星在2018年展示了806PPI和1200PPI的VR有机发光二极管面板,但由于缺乏大量订单,未能实现规模化生产。LCD每英寸像素已经超过1000PPI。据TCL华星介绍,创维VR发布的PANCAKE 1的屏幕是TCL华星的2.1英寸1512 PPI LCD-VR屏幕。

“VR要想尽快走向消费者,就必须技术跟上,成本足够低。”元宇宙工业咨询服务商远景咨询创始合伙人谷玮在接受《中国电子报》记者采访时表示,在保持成本优势的同时,液晶响应速度慢的问题开始得到有效解决。

2018年后,Fast-LCD技术的出现,使得厂商的天平开始向LCD倾斜。改进的Fast-LCD技术采用全新的液晶材料(铁电液晶材料)和overdrive技术,有效地将刷新率提高到75 ~ 90 Hz。响应速度明显提高,与有机发光二极管的距离大大缩短,量产稳定性和良率高。

IDC中国区高级分析师赵思泉向《中国电子报》记者指出,在满足技术进步的条件下,Fast-LCD显示技术凭借成本优势,在VR领域直逼有机发光二极管。目前,兼具效果和性价比的Fast-LCD已经广泛应用于主流VR头戴产品中。

技术进步脚步不停歇

现在消费者对近眼显示的需求在不断升级,LCD和OLED两大技术也没有停止进步脚步。Mini LED 背光Fast-LCD,以及硅基 OLED(OLEDoS),应运而生。

虽然快速液晶显示器有优点,但它也有一些缺点。例如,由于背光层存在,容易出现诸如显示器漏光的问题。" CCID智库集成电路研究所光电研究室主任耿毅在接受《中国电子报》记者采访时表示,Fast-LCD与Mini LED的结合不仅可以很好地解决漏光问题,还可以进一步提升Fast-LCD在高对比度、高刷新率和高亮度方面的性能。具有HDR功能,将充分发挥VR产品近眼超清细腻的画质要求。

业界预计,在VR领域,Fast-LCD在MiniLED背光技术的加持下,未来将占据大部分应用市场,份额可能达到85%以上。

为了改善纱窗效果,有机发光二极管也在改用硅基有机发光二极管。硅基有机发光二极管创新性地将半导体与有机发光二极管相结合,显示器件采用单晶硅片基板。由于硅基OLED是在6英寸和8英寸的晶片上小面积沉积的,大大减少了有机发光二极管生产中需要克服的沉积均匀性问题。硅基有机发光二极管的亮度和每英寸像素性能都有明显提高。据悉,硅基有机发光二极管每英寸像素可达3000 ~ 4000 ppi。

目前,硅基有机发光二极管正迅速成为VR等近眼显示设备的新宠。据韩国媒体Elec报道,三星显示和LG Display都在开发硅基有机发光二极管和硅基LED技术。预计将于明年发布的苹果AR/MR头显将采用LG的硅基有机发光二极管显示技术。咨询公司DSCC预测,到2027年,硅基有机发光二极管将占所有AR/VR显示器出货量的48%。

然而,硅基有机发光二极管的成本相对较高。" CINNO Research高级分析师刘玉石在接受《中国电子报》采访时表示,一方面大面积硅基板成本高,另一方面使用更小的硅片需要更复杂的光学设计,成本仍然不低,因此将主要用于高端VR产品。

刘玉石指出,随着技术和市场的发展,硅基OLED在满足成本竞争力的情况下,必会迎来爆发。

根据CinResearch的统计,2021年AR/VR硅基有机发光二极管显示面板的全球市场规模为1.7亿美元。未来,随着AR/VR产业的发展和硅基有机发光二极管技术的进一步渗透,预计到2025年,AR/VR硅基有机发光二极管显示面板的全球市场规模将达到16.7亿美元,2021-2025年年均复合增长率为77.1%。

元宇宙显示技术不会拘泥一种

业内人士认为,Fast-LCD和硅基有机发光二极管将成为AR/VR头显领域的两个重要赛道。

日前,在回答投资者关于AR/VR和传感器领域的产品和计划的问题时,BOE表示,公司为VR/AR/MR智能终端提供的显示解决方案包括高PPI和高刷新率的Fast-LCD,超高分辨率和超高对比度的硅基有机发光二极管,以及其他非常具有代表性的显示技术。

奥德、维信诺的昆山梦现、希泰科技、合富世亚等公司已进驻硅基有机发光二极管,生产线投资规模超过100亿元。

微软创新基地技术导师刘洪辉在接受《中国电子报》记者采访时表示:“接下来,Fast-LCD凭借其性价比优势和产能保障,将成为推动VR产业快速发展的主要动力。当产品发展到更高端时,硅基有机发光二极管仍可能被选为领先技术。”

记者在采访中了解到,从LCD、有机发光二极管到Fast-LCD,再到硅基有机发光二极管,AR/VR对显示技术提出了更高的要求,显示技术的路线正在一步步推进。元显示技术不仅是VR,还有AR、MR、横屏、竖屏、曲面屏甚至全息投影。

谷玮指出,接下来,将开发更多的显示前沿技术,因此元宇宙显示技术不会拘泥一种,应该是多技术并行的格局。

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