VR显示两大技术方向:Fast-LCD和硅基OLED你站哪边?

来源:电子信息产业网

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关键词:VR/AR

    成本的降低和用户体验感的提升是VR/AR硬件产品提升的重要方向。为此,厂商积极尝试多种显示技术,以打造逼真、沉浸而舒适的视觉体验,VR/AR显示面板市场呈现一片热闹景象。京东方拟投资290亿元建设第6代新型半导体显示器件生产线项目,主要生产VR显示屏等高端显示产品。TCL华星发布了2.1英寸1512PPI LCD-VR屏,像素密度达到全球最高可量产水平。

    目前,VR/AR市场上的LCD显示屏仍然占据主流位置,硅基OLED(Micro OLED)、AMOLED也各具优势,具备一定潜力。未来谁将一统VR/AR显示屏幕“江湖”尚需观察。

    VR/AR终端市场带动微显示增长

    近日,VR/AR终端市场动作频频。7月,创维发布全球首款消费级6DOF超短焦PANCAKE1系列VR一体机,直接提升用户佩戴体验和使用时长。8月,Nreal正式推出两款AR眼镜Nreal X和Nreal Air,Nreal Air采用全新一代Micro OLED屏幕,实现了图像源的高清晰、高对比度、低畸变呈现,带来逼真的AR视觉体验。9月,字节跳动旗下的VR品牌PICO发布了全新VR一体机系列新品PICO4,搭载了4K+级别的超视感屏,像素密度达到1200PPI,刷新率达90Hz。10月,雷鸟发布新一代消费级XR眼镜雷鸟Air 1S,采用了MicroOLED技术方案。

    研究机构Strategy Analytics预测,到2024年VR/AR硬件设备的市场存量将从目前的5000万台翻番至1亿台。Strategy Analytics执行总监David MacQueen表示,2024年达到1亿台市场存量将是VR/AR硬件设备的一个重要发展里程碑,有助于拉动该品类的投资和销售量实现进一步增长。在产品具体品类上,AR硬件设备具备后来居上的发展潜力。尽管目前VR头显设备占据了VR/AR硬件市场的绝大多数份额,AR硬件设备由于目前主要服务于企业客户,2021年AR设备出货量仅占VR/AR市场的1%左右。随着更多消费级AR设备推出,AR设备占比将大幅增长,预计到2027年其市场占比将增长至64%。

    随着VR/AR硬件设备出货量的增加,VR显示面板市场规模快速增长。Omdia高级研究分析师林麟表示,面向近眼显示应用的显示面板出货量预计将在2022年达2530万片,同比增长73.8%,并有望在2028年达1.39亿片。

    LCD显示主流地位尚未被撼动

    近日,工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国家广播电视总局、国家体育总局联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》,指出将重点推动Micro LED 等微显示技术升级。近眼显示技术将重点推动Fast-LCD、硅基OLED、Micro LED等微显示技术升级,发展高性能自由曲面、BirdBath光学模组、阵列与衍射光波导等器件,开展辐辏调节冲突缓解、光场显示等前瞻领域研发,加快近眼显示向高分辨率、大视场角、轻薄小型化方向发展。

    从当前VR市场的应用情况来看,大多数VR头戴设备使用的是LCD屏,但技术一直不断创新,解决低分辨率沙窗效应以及实现快速响应和高刷新率,改善拖影延迟问题,而且让VR产品的画质更流畅、更细腻。

    记者了解到,Oculus、Pico、HTC、创维等厂商在其VR产品中都采用了LCD屏,包括Oculus Quest2,HTC Vive以及Pico Neo3和PANCAKE1等机型。值得一提的是,Oculus Quest2和HTCVive两大热销产品均是放弃了第一代采用的OLED屏,转而投向LCD。

    以最新发布的创维PANCAKE1为例,其采用TCL华星2.1英寸1512PPI LCD-VR屏,像素密度达到全球最高可量产水平,且Fast LCD技术更兼具了快速响应、无延迟等优点,可以给消费者带来较好的画面感受和交互体验。

    记者从TCL华星了解到,该公司先后配置了业内先进的68S曝光机,联合设备商开发了诸多专用设备,连续奋战3个多月最终实现了量产良率的提升。此外,TCL华星架设模组VR线,其中包括缺陷检测智能系统,这些支撑了1512PPI LCD-VR屏幕达到最高性能的保障。

    随着消费者对近眼显示需求不断升级,Mini LED背光Fast-LCD成为重要技术方向。赛迪智库集成电路研究所光电子研究室主任耿怡表示,Fast-LCD与Mini LED相结合,不仅可以很好地解决漏光难题,也能够进一步提升Fast-LCD在高对比度、高刷新率、高亮度等方面的性能,辅以HDR功能,将更好地发挥VR产品近眼超清细腻画质的要求。

    业内预计,在VR领域,Fast-LCD在MiniLED背光技术的加持下,未来将会占据大部分应用市场,份额或许将达到85%以上。

    硅基OLED逐渐崭露头角

    虽然LCD技术依旧是主流,但同时也存在颜色相较于OLED屏幕较暗、色彩不如OLED更饱满鲜艳、屏幕较厚不能弯曲、背光层容易出现显示器漏光、屏幕响应时间长等缺点。与此同时,其他显示技术如AMOLED、硅基OLED也在不断发展中。

    AMOLED技术曾被用于索尼的PlayStation VR2,其AMOLED面板的像素密度将远远超过800PPI,凭借高对比度的显示效果,以及改善的PPD(Pixels Per Degree) 祛除了纱窗效应。不过,在过去的两年里,AMOLED因为其像素密度无法与当前一代高分辨率的LCD面板竞争,且响应速度较慢导致用户体验感差等原因,从VR头戴设备中已经销声许久。三星显示曾于2018年展示过806PPI和1200PPI的VR OLED面板,但由于没有大量订单,未能实现规模化生产。

    而硅基OLED正在逐渐崭露头角。硅基OLED都是在6英寸、8英寸的晶圆上小面积蒸镀,大大克服了生产OLED时蒸镀均匀性的难题。有消息称三星显示和LG Display都在开发硅基OLED技术。CINNOResearch资深分析师刘雨实在接受《中国电子报》记者采访时表示,VR产品需要的像素密度较高,AMOLED受限于FMM精度限制,难以制作出非常高的像素密度,成本也较高。而硅基OLED的亮度和像素密度表现都很好,不过一方面大面积硅基板成本较高,另一方面使用较小的硅片又需要更复杂的光学设计,成本依然不低,因此将主要用于高端VR产品。随着技术和市场的发展,硅基OLED在满足成本竞争的情况下,必会迎来爆发。

    CINNO Research数据显示,2021年全球AR/VR硅基OLED显示面板市场规模为1.7亿美元,未来随着VR/AR产业的发展以及硅基OLED技术的进一步渗透,预计至2025年全球AR/VR硅基OLED显示面板市场规模将达到16.7亿美元,2021年至2025年年复合增长率将达到77.1%。

    日前,京东方在回答投资者提问时曾表示,公司为VR/AR/MR智慧终端提供的显示解决方案包括高PPI、高刷新率的Fast-LCD和超高分辨率、超高对比度的硅基OLED等极具代表性的显示技术。奥莱德、维信诺旗下昆山梦显、熙泰科技、合肥视涯等企业纷纷入局硅基OLED,产线投资规模已超过百亿元。

    业内人士认为,Fast-LCD和硅基OLED两种技术路线,将成为AR/VR头显领域的两条重要赛道。


    (审核编辑: 智汇闻)