近日三星顯示對(duì)外宣布已開始開發(fā)可用于AR設(shè)備的LEDoS(硅上LED)技術(shù),Micro LED芯片的尺寸將小于幾微米。
微顯示器是指可用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)的元宇宙設(shè)備中約1英寸或更小的顯示器。當(dāng)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)放置在硅基板上時(shí),稱為“OLEDoS”(硅上OLED),當(dāng)將發(fā)光二極管(LED)放置在硅基板上時(shí),稱為“LEDos”(硅上的LED)。三星顯示在去年曾宣布布局OLEDoS、LEDos兩種微顯示器。
MR/AR/VR等虛擬顯示設(shè)備的顯示屏是近眼顯示器,因此它們與現(xiàn)有顯示器概念不同。與傳統(tǒng)平板顯示器中使用的像素密度PPI(每度像素)不同,PPD(每英寸像素)的概念更重要。
在用于半導(dǎo)體的硅基板上制作顯示器并將顯示器的光發(fā)送回用戶眼睛的波導(dǎo)(光波導(dǎo))是一種光學(xué)技術(shù)。在這個(gè)過程中,很有可能會(huì)形成一條完全不同的供應(yīng)鏈。
前不久蘋果推出的MR設(shè)備VisionPro使用了OLEDoS(硅上OLED)技術(shù),在硅基板上沉積有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。OLEDoS可用于沉浸模式的VR設(shè)備,但由于亮度(luminance)的限制,很難在可以通過透明鏡片看到外部環(huán)境的AR設(shè)備中使用OLEDoS。
因?yàn)樵谕ㄟ^光機(jī)轉(zhuǎn)換后,從顯示屏到投影鏡片上的光線利用率只有1%,OLEDoS的發(fā)光亮度較低,在疊加到透明鏡片上時(shí),幾乎很難看清。蘋果為了解決MR設(shè)備VisionPro與外界環(huán)境互動(dòng)難題,不得不在設(shè)備外面增加一層3D曲面OLED顯示屏,通過設(shè)備的攝像頭獲取臉部的信息對(duì)外顯示使用者狀態(tài);而用戶要看到外部環(huán)境實(shí)時(shí)致畫面,也只能通過設(shè)備上的攝像頭獲取信息,再轉(zhuǎn)換到OLEDoS顯示屏上投影到內(nèi)部鏡片上進(jìn)行疊加顯示,經(jīng)獲得類似AR虛擬現(xiàn)實(shí)融合效果。
三星顯示表示OLEDoS在滿足為AR設(shè)備實(shí)現(xiàn)微顯示器所需的亮度、外形尺寸和產(chǎn)品壽命條件方面存在局限性。三星顯示正在開發(fā)使用發(fā)光二極管(LED)的LEDOS技術(shù),目標(biāo)是確保特性的同時(shí)使LED非常小,以確保更高的分辨率和亮度、更好的特性和產(chǎn)品壽命。
不過三星顯示也表示,如果使用半導(dǎo)體工藝使(Micro LED芯片)更小以實(shí)現(xiàn)超高分辨率屏幕,就會(huì)出現(xiàn)與用于照明的LED完全不同的特性。當(dāng)LED尺寸小于20um或10um時(shí),特性會(huì)大幅下降,無法確保預(yù)期功能,目前行業(yè)還沒有找到為什么在這個(gè)尺寸下LED發(fā)光效率快速下降的原因,如何防止這種情況并實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能將是一個(gè)挑戰(zhàn)。
不過業(yè)界也有人表示,與OLEDoS和LEDoS相比,LCoS(硅上LCD)是更好的選擇。LCoS可以使用亮度為300萬尼特的Mini LED作為其光源,最終從LCD顯示屏出來實(shí)際上將以30萬至40萬尼特的亮度顯示,通過光波導(dǎo)光機(jī)傳送后有1%到達(dá)佩戴者的眼睛,還有大約3000尼特,完全能滿足AR顯示屏的需要,目前主推這塊技術(shù)的主要是中國國產(chǎn)面板企業(yè)。
三星顯示器和LGDisplay從去開始開發(fā)Micro LED(LEDoS)和Micro OLED(OLEDoS)技術(shù),以應(yīng)用于AR、VR設(shè)備,都預(yù)計(jì)能在明年進(jìn)行量產(chǎn)。
目前OLEDoS技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者是日本SONY,使用白色OLED及紅、綠、藍(lán)三色濾光片,其中硅芯片由臺(tái)積電代工。但年產(chǎn)能只有90萬片,而且索尼好象也并不完全看好OLEDoS,因此沒有擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃。
三星目標(biāo)是2024年提供OLEDoS技術(shù)給母公司,期望分辨率達(dá)每英寸3000畫素(ppi),亮度10000nit;LEDoS技術(shù)分辨率達(dá)6000~7000ppi。
硅芯片則由三星半導(dǎo)體代工。
LGD的也是自己提供OLEDoS技術(shù)和LEDoS技術(shù),硅芯片代工則選擇了海力士。