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LCD 与 OLED 为常见微显示方案，二者结构不同，各有优势。根据显示技术的不同，显示器可划分为由液体晶体组成的 LCD 显示器和由有机发光二极管组成的自发光 OLED 显示器。
LCD 由两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层玻璃基板是彩色滤光片、下层玻璃则镶嵌着电晶体，当电流通过电晶体所产生的电场变化，使得液晶分子原本的旋转排列发生扭转，进而改变光线通过的旋转幅度，并以不同比例照射在彩色滤光片上，进而产生不同的颜色。OLED 是在铟锡氧化物玻璃上制作一层有机材料发光层，并在发光层上再覆盖一层低功函数的金属电极。通过外界电压的驱动下，正极电洞与阴极电子便会在发光层中结合，产生能量并发出光，因材料特性不同而产生 RGB 三原色，来构成基本色彩。 由于没有液晶层和常亮背光层的存在，OLED 显示器厚度更薄、功耗更低；同时由于 OLED 能单独控制每个子像素的亮度和开光，能实现相当于像素级别的背光，画面对比度更高。但有机材料会氧化，OLED 的使用寿命相对较短，峰值亮度不高。除 LCD 和 LED 外，还存在 DLP 数字光处理技术，开发者和主要供应商皆为德国仪器。 LCD、OLED、Micro-LED 的结构比较
XR 显示器方案演进方向：AMOLED→Fast LCD→Mini-LED背光 Fast LCD→硅基OLED→Micro-LED XR 显示器演进
在XR头显中，苹果的 Vision Pro 是首家搭载硅基 OLED 屏幕的主流产品，其分辨率达到了单眼 4K、双眼 8K 水平，假设其 FOV 在 100°左右，则对应 PPD 约为 40。目前主流产品如 PICO4、Quest2 等显示器分辨率均在 2K 左右，FOV 约 100°，对应PPD 为 20，存在一定的“纱窗效应”，而苹果 Vision Pro 约 2 倍的 PPD 有望实现近乎“视网膜”级别的清晰度，大幅削弱颗粒感，提高渲染画面对现实场景的拟真感，从而提供无缝的虚实融合体验。 各显示技术对比
因此Micro-OLED 因其更易实现小尺寸/高分辨率被认为是下一代 XR显示方案。传统 LED 显示器由于灯珠较大，排列密度有限，因此分辨率难以突破。OLED 一定程度上缩小了灯珠的尺寸，同时拥有更好的色彩表现，早期 VR 产品以 AMOLED 作为高端产品标配。 传统 LCD 的电场反应较慢、刷新率较低，FastLCD（快速响应液晶）结合超速驱动技术和铁电液晶材料，较大幅度提高了屏幕刷新率，并因其较低的成本在 2018-2021 年间被广泛使用。 Mini-LED 背光技术则进一步对其增强，将原本整块的背光板，划分为数个可单独控制亮度的分区背光，提升画面的明暗对比度，能更容易地实现高阶的 HDR 显示效果。但 Mini-LED 背光需要同时控制背光层和液晶层，技术难度较高；且由于共享背光点的存在，画面有一定程度的拖影。 硅基 OLED（又称 Micro OLED）采用 CMOS 基板，能实现普通 OLED 难以达到的像素密度（3000 以上 PPI），有助于 XR 产品实现更清晰的体验，并且具有让显示器更轻薄短小、耗电量更少、自发光、发光效率高等优点。当前硅基 OLED 已进入量产阶段，在其大规模商用化之前，Mini-LED 背光Fast LCD 或将优先成为过渡方案。 Micro-LED 或将是XR的终极方案，Micro-LED是将传统 LED 阵列化、微缩化后巨量转移到电路基板上，形成高密度排列和超小间距的 LED，致力于单独驱动无机自发光（自发光）、让产品寿命更长。Micro LED 显示器无需大面积的基板进行光刻或蒸发，也无需复杂的过程来转换颜色和防止亮度降低。在对比度、反应性、寿命、省电等诸多规格表现上，Micro LED 明显优于 Micro OLED。 硅基 OLED 处于市场化前期 XR 行业硅基 OLED 尚未成为主流，当前市场规模和出货量较小、但未来发展前景较大。 全球 XR 头显用硅基 OLED 出货量
根据群智咨询统计，2022 年全球 XR 头显用面板出货中，Fast-LCD占比高达 94%。而硅基 OLED 占比约为 4%，其中以尺寸要求不高的 AR 眼镜为主。2022 年全球 XR 头显用硅基 OLED 面板出货约为 43 万片，同比增长翻倍，增量主要来自消费 AR 头显市场的出货带动。 2023 年随着苹果将发布搭载硅基OLED 的 MR 头显，以及消费 AR 头显市场将继续保持增长，在这些积极因素影响下，硅基 OLED 出货将继续保持高速增长，群智咨询预计 2023 年全球 XR 头显用硅基 OLED 面板出货有望超 150 万片，实现超 2 倍的增长。 Fast-LCD 仍为 VR 主流方案 主流 VR 头显中，Fast-LCD 仍为最主流的显示技术，如 Pico 4、Pico 4 Pro、Meta Quest Pro，以及 2023 年 1 月份发布的 AjnaXR。而 2023 年下半年拟发售的松下 VR 眼镜 MaganeX 和苹果公司的首款 MR 头显，预计将采用 Micro-OLED 显示技术。 主流 VR 产品的显示技术
Mirco-LED 或将是 XR 显示技术的终局 Micro-LED 是将传统 LED 阵列化、微缩化后巨量转移到电路基板上，形成高密度排列和超小间距的 LED，致力于单独驱动无机自发光（自发光）、让产品寿命更长。
LED chip 从 1000mm 级别, 缩小到十分之一的 100mm 级别为 Mini-LED（RGB）, 缩小到百分之一的 10mm 级别为Micro-LED。Micro LED 显示器无需大面积的基板进行光刻或蒸发，也无需复杂的过程来转换颜色和防止亮度降低。在对比度、反应性、寿命、省电等诸多规格表现上，Micro LED 明显优于 Micro OLED。 在考虑穿透式 AR 智慧眼镜因光波导组件技术的限制，导致光效率难以突破 1%限制的前提下，中长期来说 Micro LED 是绝佳微型显示器光引擎技术的选项，或将成为 XR 显示器的未来发展方向。 Micro OLED 与 Micro LED 光引擎比较
但如何实现良率高且成本低的巨量转移，是 Micro-LED 的技术难点。TrendForce 指出，Micro LED 提高竞争力的关键在于，第一尽可能降低晶片成本，相较于目前市场主流的 6 寸产线，采用 8 寸产线生产 Micro LED 会让晶片成本更为经济。第二，需要扎实的半导体技术做为量产后盾，提供给客户从晶片到转移，再到检测维修的完整解决方案。
来源：MicroDisplay整理 |
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