刷新率最高144Hz,昀光科技發布1.32英寸Micro OLED

2023-05-11     VR陀螺

原標題:刷新率最高144Hz,昀光科技發布1.32英寸Micro OLED

2023年,VR技術及應用迎來新的突破。從第一季度的CES,我們就可以看到VR、AR勢頭之火熱,雷鳥創新、夏普、HTC新品聯袂發布,松下MeganeX、索尼PS VR 2等產品悉數亮相。今年CES,甚至被業內人稱為「VR/AR的盛會」。此外,蘋果MR新品有望在今年6月推出。據悉,蘋果MR則採用的是Pancake鏡頭+Micro OLED面板的這一行業創新方案。

Pancake光學方案曾經改善了VR頭顯體積和重量上的弱點,而Micro OLED顯示方案不僅能進一步降低VR頭顯的體積和重量,更使頭顯的顯示效果有巨大提升,是Pancake方案的黃金搭檔,也是VR體驗輕量化、沉浸式的革新方案。Micro OLED技術將如Pancake方案成為下一個旗艦標配。

Micro OLED技術,即矽基OLED技術,是一種在矽基面板上使用CMOS電路來驅動OLED像素的顯示方案。近年來,全球不少企業致力於Micro OLED技術發展,其中,昀光科技十數年來堅持在該技術路線上深入研發。2023年,昀光科技在Micro OLED技術領域再次取得突破,刷新行業紀錄。

近期,昀光科技發布Micro OLED最新研發成果,一款型號名為SRS5025的1.32英寸微型顯示器。昀光科技稱,這項Micro OLED微顯示器將為VR頭顯好穿戴、沉浸式體驗的效果帶來顯著提升。

更小體積,更輕重量,更高解析度

理想的VR體驗需要提升畫面精度,也需要縮小顯示單元,保證整體設備輕量化。

如今,我們使用幾乎任何一款智慧型手機,都不會出現畫面不清晰的現象,但VR眼鏡如果只達到手機的解析度還是不夠。因為VR是近眼顯示,沒有物理屏障,需要雙眼對應的兩塊微型屏都具備高解析度才能獲得比較清晰的顯示效果;而且VR眼鏡需要利用透鏡來放大畫面,使視場角能達到人眼模擬現實觀看的沉浸體驗,如果解析度不夠,放大後畫面也會出現肉眼可見的像素顆粒或者紗窗效應,大幅影響沉浸感。解析度受螢幕尺寸和像素密度雙變量影響,小螢幕設備需要更高的像素密度才能達到與大螢幕設備一樣的解析度。VR眼鏡是微型屏,需要更高的像素密度,以追求畫面精度的不斷提升。像素密度足夠高,就能在優化顯示效果的同時確保整體設備體積與重量仍在輕便舒適的範圍內,保證用戶體驗質量。

昀光 SRS5025 採用的 Micro OLED 顯示技術具有極小物理尺寸實現極高像素密度的優秀特質。Micro OLED 把 OLED 與矽基相結合,使用矽基板代替普通OLED 螢幕的玻璃基板,不僅更薄,還可以承載遠超玻璃基板的像素數量,體現出顯示模塊的精細化。

昀光SRS5025模塊基於單晶矽電晶體,1.32英寸顯示區域顯示 2560*2560 真實RGB解析度,像素密度高,畫面顯示細膩、清晰、逼真。

Micro OLED是顯示技術的疊代與革新,在此之前,國內外VR設備以Fast-LCD顯示技術為主流。Fast-LCD(Fast Liquid Crystal Display)的顯示原理與普通液晶顯示器相同,這種技術本身無法發光,需要額外的背光源來照明,螢幕顯示的亮度與顏色都由背光源決定。背光源很容易發生漏光現象,尤其在暗場景下,背光從漏光區域透出所顯示的亮度比周圍像素的亮度更高,嚴重影響顯示效果。不僅如此,在背光照明下,Fast-LCD像素交替排列,很容易在畫面中看出明顯的水平或豎直線條,即所謂紗窗效應,極大影響沉浸感,使體驗者很容易「出戲」,甚至直接放棄VR體驗。提高解析度是緩解紗窗效應的常用方法,去增加像素數量,讓紗窗更難被看到。但因為材料本身的特性,Fast-LCD的紗窗效應難以去除,即使單眼解析度達2.5K,依然無法屏蔽紗窗的存在感。昀光SRS5025使用的OLED(Organic Light Emitting Diode,即有機發光二極體)材料,自發光,不需要背光源,每個像素都能發出自己單獨的光,形成圖像,不用考慮漏光問題,也沒有紗窗影響,具有材料上的優越性。

更何況,在VR體驗中,從來不是單獨追求解析度的提升,螢幕的重量、體積與螢幕解析度一樣至關重要。Micro OLED螢幕具有比Fast-LCD螢幕更高的像素密度,相同尺寸可以負載更多像素數量,達到更高解析度,提供更好的顯示質量;並且在追求4K解析度的同時保持體積微小做工精細,實現沉浸式與輕量化的「兼美」,這是Fast-LCD技術很難達到的。

創新驅動方案

SRS5025使用昀光科技為近眼顯示技術創新發展而獨家研發的技術方案——專利FSL 技術,實現了體積小,重量輕,解析度高,刷新快,功耗低等重要特點。

為了讓Micro OLED螢幕上的小尺寸像素髮光,需要OLED兩側陰極和陽極為其供電,並需要用矽基襯底上的電晶體來精準控制陽極、陰極之間的電流。因為電流發生變化會導致像素亮度出現變化,影響亮度均勻性。

圖:OLED結構示意圖

這種微顯示的電流十分微小(nA 級別),再微小的電壓變化也會造成電流呈指數增加或減少,同時影響像素的亮度呈大幅變化。模擬驅動很難避免、解決電壓和電流變化導致亮度不均的問題。

為了解決上述問題,昀光SRS5025面板使用獨特數字驅動方案。所謂數字驅動,是把PWM驅動技術運用到Micro OLED技術中,通過調整OLED像素的工作周期比(點亮與熄滅時間占比)來精準控制像素亮度。在OLED工作過程中,兩極電壓保持恆定,避免因電壓變化導致電流及像素亮度出現偏差的情況發生,保證了OLED顯示器的穩定性和可靠性。對比傳統的模擬驅動,數字驅動可以解決亮度不均,色彩失真的問題,有效控制噪聲影響,並擁有更高的灰度調製精度、更穩定的動態響應率、更快的螢幕刷新速度、更低的電路功耗、更高的像素密度、以及更低的實現成本,帶來全新的Micro OLED技術體驗。

更高刷新率,更低功耗

在創新驅動方案下,SRS5025在刷新率指標上不僅完全超越Fast LCD微顯示屏,更在Micro OLED行業領先。

在VR體驗中,刷新率是關鍵指標之一,直接影響體驗感受。因為VR的近眼顯示與大視場角需要螢幕擁有較高的刷新率。VR沒有物理屏障,直接利用人眼觀看虛擬世界,這就需要設備的刷新率接近人眼在現實中捕捉動作的能力,才能使體驗變得真實,越接近會越沉浸;人眼在觀看時,畫面中不同的角度都要隨著視線的轉動而快速刷新,否則一旦出現圖像撕裂、螢幕閃爍或畫面不匹配的現象,不僅會降低沉浸感,甚至會出現運動模糊和眩暈感,危害用戶身心。通常情況下,VR設備的刷新率會儘可能地達到90Hz以上,以確保較佳的顯示效果和舒適的使用體驗。

主流品牌VR設備參數(部分)

90Hz的刷新率是行業認為的刷新指標「及格線」,還達不到沉浸式的水平。昀光近期發布,SRS5025顯示器刷新率可達144Hz,刷新了行業指標,向著沉浸式跨越了一大步。面對快速移動的圖像,SRS5025可以提供更加平滑、舒適的體驗,也完美適應了當前視頻與遊戲為主流的VR內容生態。

昀光同時也考慮到,提高刷新率等技術指標可能會影響螢幕功率消耗,為了控制功耗,昀光運用多年來積累的數字驅動技術,精準控制電路功耗,並逐步研發降低功耗。SRS5025在與行業Micro OLED螢幕亮度指標一致水平下,功耗指標實現一半以上的降幅,極低於行業水平。功耗降低帶來的裨益是深遠的,微顯示器的體積、重量有望進一步得到降低和減輕;換個角度看,保持同樣體積、重量的要求下,螢幕的像素密度又有了提升空間!

高色域,高對比度

Micro OLED是一種小型化的OLED顯示技術,OLED是一種有機發光技術,可以直接將電流轉換為光能,不需要外部光源進行背光照明,這使得OLED可以提供更高的對比度、更豐富的色彩和更細膩的灰階。

雖然對於色域、灰階、對比度等顯示參數,Micro OLED技術已具備眾多先天優勢,但想要創造更具沉浸感的「虛擬中看現實」的體驗,還需要在這些指標上持續鑽研。一方面它們是相互獨立的指標,需要依靠不同的技術手段和方案各自提升,這對實現團隊的要求很高。昀光FSL技術能實現領先行業的技術成果和超越主流的顯示效果,這一切的結果都具象地體現在新發布的SRS5025微顯示器上:擁有更高色域,更高灰階,更高對比度。另一方面不同指標在某些顯示場景下存在相互制約,改善制約需要更具突破性的技術支持。

例如,現階段,Micro OLED技術常常會遇到低灰階時色域降低的問題,這主要出現在暗場景中。由於OLED的發光原理,每個像素只有相對較少的發光量,導致灰度級別的降低,使得顏色變得較為單一,色域下降。昀光運用多年技術積累與不斷測試來克服這些問題,控制顯示器在灰階下降時依然能保持高色域水平。色域是關乎顯示圖像真實與否的重要指標,色域越高的顯示屏所顯示的圖像顏色更豐富,更逼真,更還原。反之,如果色域太小,顏色的精細度會不足,就會使場景和圖像變得虛假,缺乏真實感,降低用戶的沉浸感和使用體驗。

Micro OLED技術因為自發光原理具有比Fast LCD更好的黑色表現和更高的對比度;昀光SRS5025運用獨特驅動技術,成為Micro OLED行業的先進技術與產品。SRS5025可以更出色地呈現對比度並領銜行業。

圖:同一張圖像對比度高(下圖)低(上圖)對比

提升對比度主要是提高顯示器黑色和白色兩個極端顏色之間的差別,讓黑色更深沉,白色更明亮。對比度不僅僅是「顏色指標」,高對比度的畫面,畫面顯示會更清晰,因為圖像中的細節更突出和鮮明,不同顏色的圖像視覺衝擊力更大,圖形更生動、奪目。在明暗反差下,圖像也會更具立體感和深度,更利於觀看者捕捉、辨認,提高任容的可讀性與識別度。這些對於VR的沉浸體驗,VR內容的有效展示,用戶對於內容的吸收都有很好的促進作用,會深遠影響顯示屏行業、VR設備廠家、VR內容製作商等全產業鏈的良性發展。

更低單元成本

除了上述技術指標上的優勢,昀光SRS5025另一個重要特點是面板的單位成本低於Micro OLED行業水平。許多人承認Micro OLED技術優於常規,但因為製造成本相對較高暫時未置可否。也有不少VR廠家因為Fast LCD顯示效果不足而改用其他顯示方案,又因Micro OLED成本高昂暫時以疊加mini LED作為過渡方案。昀光科技十餘年技術積累,一直致力於Micro OLED的實現。

目前Micro OLED技術工藝主要分為單晶矽光刻的基底驅動層技術和OLED蒸鍍技術。OLED蒸鍍技術因為Micro OLED尺寸小,相比較大尺寸液晶或者OLED面板,生產成本降低。Micro OLED的成本焦點在於基底驅動層技術。驅動層技術屬於半導體工藝,受製程工藝影響大。目前Micro OLED行業普遍使用單晶片驅動層方案,工藝製程高,流片費用較高,良率偏低,因而量產成本居高不下。昀光SRS5025研發使用的FSL技術,採用了驅動晶片和顯示面板分離的方案,分離後,顯示面板的工藝製程要求降低,流片費用降低,並且良率升高,因此量產成本大大降低。昀光科技稱,因為技術創新,SRS5025模塊具備顯著價格優勢,極大推動Micro OLED的市場化。

在應用場景方面,昀光SRS5025因為刷新快、解析度高、顯示效果好、功耗低,具有廣泛應用領域。實際生產生活中可應用於遊戲、視頻、社交、辦公、培訓等場景,並可以在醫療、教育、文旅、工業等領域發揮主力或輔助的作用。

昀光科技前身是2005年在上海大學成立的矽基OLED研究團隊,具有Micro OLED研發基因,具備強大的技術積累,以創新優勢領馭行業,擁有顯示驅動晶片設計研發完全智慧財產權,亦具備OLED微顯示器生產測試完善製造體系。多年來一直刷新研究成果,推動Micro OLED實現和量產。

近期,蘋果公司推出Micro OLED頭顯的消息響徹行業,國內也傳出愛奇藝奇遇將與蘋果公司同期發布MR產品,Micro OLED的VR應用迎來新局,如昀光SRS5025的技術產品,會加速Micro OLED的市場覆蓋。

昀光科技表示,VR技術會持續火爆,元宇宙也會依憑日漸成熟的VR技術脫虛向實。昀光科技會繼續投入新的研發,發布新的成果,基於Micro OLED不斷拓展,逐步建立全球化Micro OLED供應鏈,開發定製化Micro OLED解決方案,助力VR眼鏡深沉C端市場,也為元宇宙的落地提供支撐。

*聲明:企業通稿非VR陀螺官方稿,法律問題一律與VR陀螺無關。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-my/41dcadb88c853fdbf5d64e4d0ebe9233.html