解决AR眼镜发展难题,Micro LED为何关键?

近期,三星显示总经理Kim Min woo表示,由于AR设备要匹配用户周围光线的亮度,把虚拟影像投射到现实世界中,需亮度更高的显示器,因此Micro LED技术较OLED更加适合AR设备应用。

Kim Min woo并透露,目前三星显示正在开发硅基Micro LED(LEDoS)AR显示技术,目标是开发出每英寸6600像素(PPI)的LEDoS显示器。

此新闻一时引起了LED及AR行业的热议。事实上不仅三星,此前苹果、Meta、谷歌等终端厂商也看好Micro LED微显示屏在AR领域应用的前景,与Micro LED厂商达成合作或直接收购,进行智能穿戴设备的相关研究。

究其原因,相较更为成熟的Micro OLED,Micro LED虽仍处在发展初期,但其具有的高亮度和高对比度等特点是其他显示技术难以比拟,因此大型显示屏与电视以及微型显示智能穿戴设备都将是未来Micro LED最具优势的应用领域。其中,在智能穿戴设备领域,AR眼镜是未来Micro LED可较快获得应用的产品之一。

TrendForce集邦咨询《2022 Micro LED自发光显示器成本分析与发展趋势分析报告》显示,Micro LED微型显示器将是接续大型显示器发展的新型高阶产品。预估至2026年,Micro LED AR智慧眼镜显示器芯片产值为4,100万美元。而2025至2026仅一年的时间产值将有大幅成长,主要由于红光芯片、激光转移、晶圆结合及全彩化等技术逐渐成熟,提高Micro LED良率及降低生产成本。

三星作为显示企业龙头,此次选择为Micro LED微显示技术“站台”,并展开相关技术研发,无疑将加速该技术在AR眼镜的应用发展进程。

AR眼镜市场动态火热,需求爆发仍长路漫漫

从2012年谷歌发布AR眼镜“Google Project Glass”算起,AR眼镜的发展已走过十年,但AR眼镜的发展一直处于不温不火的状态,市场需求并无明显的增长。在2021年元宇宙概念兴起的影响下,AR眼镜迎来发展热潮,国内外企业持续带来AR眼镜新品,市场一片热闹。

据LEDinside不完全统计,2022年至今已有18款AR眼镜发布。除企业级应用产品外,消费级产品也不断涌现。在光学显示技术的选择上,大部分产品采用了目前较为主流的 Micro OLED技术,少数产品则采用了Micro LED技术。

解决AR眼镜发展难题,Micro LED为何关键?

尽管新品层出不穷,AR眼镜热度不断升高,逐渐从B端走向C端,但难以掩盖的是,AR眼镜的市场需求量却仍未见明显的增长。TrendForce集邦咨询预计,在整体经济环境不佳、以及产品定价提高的情况下,2022年AR/VR装置出货量为961万台,而 VR装置占据主要份额。

其中,B端市场仍是AR眼镜主要需求来源,市场主流产品HoloLens、Magic Leap均面向B端市场。虽然C端市场发展潜力巨大,且5G等电信基础设施的普及,芯片、光学等技术的进步,硬件成本的下降驱动消费级AR眼镜陆续面市,但消费级AR眼镜市场若要快速增长,仍面临许多难题。

李未可科技认为,AR眼镜领域始终没能出现令人满意的消费级产品,根本原因是没有挖掘到最佳的应用场景,而户外场景则是其所做出的选择。因此李未可科技的第一款AR产品选择搭载Micro LED微显示器,满足户外场景需求。

影目科技认为,C端产品还属于初级水平,大多数智能眼镜并非属于真正的“AR眼镜”,仅实现音频互动、智能拍照的基本功能,欠缺视觉上的交互,使用场景相对狭窄,用户的智能体验感较弱。

华为在去年发布的《AR洞察及应用实践白皮书》指出,一台功能齐全的AR设备不仅昂贵和笨重,且面临续航能力问题。消费级产品价格仍过高,几乎无法产生市场影响。

TrendForce集邦咨询研究指出,AR眼镜的发展遇到的困难主要来自光波导、投影仪、续航以及影像与信息的处理能力。

解决AR眼镜难题,Micro LED是关键

上述AR眼镜面临的问题能够逐一解决,其更多的应用与需求才能实现,并在更远的未来在消费端有望取代智能手机、平板电脑等成为主流电子产品。

光学显示技术是AR眼镜的关键组成部分,一个适合AR未来应用需求的光学解决方案,可大大缓解和消除AR眼镜面临的多项难题,引领AR眼镜更快走向消费级市场。Micro LED技术有望成为这一完美方案。

事实上,Micro LED的技术特点正好可对应AR眼镜的严苛要求。凭借高亮度、高分辨率、高对比度、快速响应等特点使得更清晰的显示需求、更高的交互性、更广泛的应用场景成为可能。轻薄化、小型化的特点可减轻AR眼镜重量,并为产品设计添加更多时尚性,满足消费端需求。低功耗、高发光效率则能够降低耗电量,提高AR眼镜续航能力。

今年发布的新品也佐证了Micro LED是解决AR眼镜发展难题的关键,其优越特性扩大了AR眼镜在更多场景应用的可能。

从今年发布的新品来看,在Micro OLED阵营中,无论是雷鸟创新的Air 1s、雷鸟AIR,影目科技的INMO Air 1代、2代,联想的YOGA T1,还是Nreal 的 Air和X眼镜,其产品宣传均离不开游戏、影视、办公、教育等关键词,尽管有提及可户外使用,但产品主打的应用场景仍偏向光线强度不高的室内环境。

而在Micro LED这边,Tooz的 ESSNZ Berlin是一款主打可保持日常眼镜矫正视力功能的AR眼镜,用户可全天佩戴使用。李未可科技的Meta Lens号称全球首款户外AR眼镜。Vuzix的Shield则作为企业级AR眼镜,可清晰显示信息,提高员工工作效率。

可以看到,通过应用Micro LED显示技术,AR眼镜性能获得提高,可满足更长时间的使用需求,覆盖各类环境光照,扩大了AR眼镜应用场景。

Micro LED作为AR眼镜的光学显示方案优势明显,为AR眼镜发展难题提供了更为全面的解题思路,因此终端大厂才会纷纷加快对Micro LED的布局脚步,望可抢先一步占领AR眼镜市场。Micro LED产业链同样从中看到机遇,加速解决Micro LED技术难题,让Micro LED的优势不落在纸面空谈上。

Micro LED 微显示技术再进步,有望加速导入AR眼镜领域

虽AR眼镜市场目前由Micro OLED技术主导,但长远来看,Micro LED凭借其优越的性能特点,有望逐步在AR眼镜市场扩大占有率。因此,不仅终端大厂对Micro LED技术抱有期望,LED产业链企业也在持续加速AR用Micro LED显示技术的研究。今年以来,已有多家厂商宣布在该领域取得最新成果。

解决AR眼镜发展难题,Micro LED为何关键?

可以看到,产业链厂商正在持续优化AR用Micro LED显示技术的分辨率、对比度、亮度、成本、光效、散热、寿命、全彩化显示效果等各项性能,全面提高AR用Micro LED成熟度。此外,今年企业之间的合作、资本市场的投资也源源不断,通过多角度入手,加速缩短Micro LED技术在AR设备大规模落地应用的进程。

企业合作方面,6月,AR眼镜企业KURA与台积电达成合作,共同开发Micro LED显示模组(定制IC/硅)。

7月,JBD与AR眼镜系统集成方案解决商舜为科技达成合作,共同开发一款基于Micro LED技术的双目全彩AR眼镜。

AR眼镜Micro LED显示器开发商MICLEDI则相继与多家上下游企业达成合作。8月,MICLEDI与量子点色转换开发商QustomDot达成合作,通过量子点色转化技术开发彩色Micro LED微显示器。

10月, MICLEDI分别与AR眼镜企业KURA、外延衬底制造商IQE达成合作,向KURA供应红、绿、蓝光显示器件,与IQE共同推动红光Micro LED的大批量生产。

投资方面,2月,Micro LED微显示技术企业Porotech宣布获得了2000万美元(约合人民币1.27亿元)的A轮融资,资金拟用于推动Porotech的全球扩张计划及InGaN基Micro LED产品的大规模生产。

8月,英国GaN Micro LED开发商Kubos完成605,000 美元(约合人民币409.8万元)融资,资金用于将其立方GaN LED(cubic-GaN LED)技术推向AR/VR 用Micro LED显示器等新的应用市场。

8月,JBD宣布已完成数亿元A3轮融资,本轮融资资金将用于Micro LED微显示屏的技术研发、产品量产以及市场开拓。

9月,镭昱半导体宣布完成数千万美元Pre-A+轮及Pre-A++轮融资,用于加速全彩Micro LED微显示芯片的研发迭代、团队扩容,并为即将到来的小规模量产做准备。

总结

无论是AR眼镜还是Micro LED技术,虽然都处于发展的初级阶段,却都被各自所处行业给予了厚望,在近年实现快速发展。Micro LED技术应用从大屏显示扩展到AR,AR眼镜则从B端走入C端市场。

展望未来,在技术不断优化的情况下,应用Micro LED技术的AR眼镜将会持续增多,Micro LED将通过自身特点继续助力优化AR眼镜性能。AR眼镜则作为应用平台为Micro LED技术发展提供更多机遇。两者的相辅相成,有望在未来创造一个超越电脑、手机规模的消费电子产品产业,引领世界走入元宇宙时代。(文:LEDinside Irving)

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