加快推進硅基OLED顯示在虛擬現實領域的應用

趙燕 溫曉君

由顯示屏及其光學組件構成的顯示模塊決定了虛擬現實設備的顯示效果和成本，它同時也是虛擬現實產業(yè)發(fā)展亟需突破的元器件瓶頸之一。硅基OLED作為新型顯示器件，具有分辨率高、刷新率高、重量輕等突出特點，是公認的下一代虛擬現實設備的優(yōu)質顯示器件。加快推進硅基OLED顯示在虛擬現實領域的應用，有助于提升虛擬現實設備的體驗感，降低設備成本，從而提振虛擬現實產業(yè)發(fā)展。

硅基OLED的發(fā)展現狀

我國硅基OLED產業(yè)化尚處于初級階段。目前全球從事硅基OLED研發(fā)生產的廠商不多，其中美國eMagin公司和法國MicroOLED公司的產品主要應用于軍事領域，能成熟量產的Micro-OLED供應商只有索尼公司，在全球市場處于壟斷地位。我國合肥視涯科技、京東方、昆山夢顯電子等公司正在從事硅基OLED研發(fā)和中試，其中京東方在2019年實現了8英寸硅基OLED生產線的量產，合肥視涯科技于2019年11月竣工投產12英寸硅基OLED顯示項目，昆山夢顯電子正在建設一條8英寸硅基OLED生產線。目前國內硅基OLED的低溫彩色濾光片工藝、薄膜封裝工藝、硅基數字化驅動技術、核心裝備等高性能微顯技術和大規(guī)模量產技術等均處于初期階段。

硅基OLED屏已用于國產AR眼鏡。增強現實（AR）設備的光學顯示系統由微顯示屏和光學組件組成。微顯示屏分為三大類：一類是自發(fā)光的有源器件，包括Micro-OLED和Micro-LED;一類是被動發(fā)光器件，主要是液晶顯示屏（包括透射式的LCD和反射式的LCOS）;還有一類是掃描光器件，包括基于微機電系統技術的數字微鏡陣列（DMD）和激光束掃描儀（LBS）。國產AR眼鏡有很多采用硅基OLED屏結合自由曲面/BirdBath的光學方案，其中索尼提供的硅基OLED屏在AR產品中占有率超過50%。

硅基OLED能解決虛擬現實

產業(yè)發(fā)展的瓶頸問題

硅基OLED具有超高分辨率，能解決虛擬現實設備的角分辨率低問題。目前現有虛擬現實設備的角分辨率PPD（PixelsPerDegree）尚不能滿足完全沉浸感體驗的要求。人眼正常視力下的極限角分辨能力約為50～60PPD，而現有單屏4K（分辨率為3840×2160）、視場角120°的VR頭顯設備的PPD約為18，單屏2K（分辨率為1920×1080）、視場角60°的頭顯設備的PPD約為36.7。相比傳統低溫多晶硅LTPS-OLED顯示器僅能達到800PPI的分辨率，硅基OLED的分辨率則可達到2000PPI，能使虛擬現實設備的角分辨率達到極限人眼角分辨率60PPD。

硅基OLED具有超高刷新率，能夠緩解觀看虛擬現實設備的眩暈感。虛擬現實設備硬件的低刷新率是產生眩暈感的重要因素之一。顯示的刷新頻率越低，圖像閃爍和抖動感就越強，眼睛就越容易疲勞，會產生眼睛酸痛、頭暈目眩等癥狀。刷新率達到120Hz，可以改善運動鏡頭的畫面跳?，F象和模糊現象，完全消除高亮度、寬視角情況下的臨界閃爍現象。相比現有虛擬現實設備90Hz的最高刷新率，硅基OLED的刷新率可達2000Hz，可有效緩解眩暈感，減少人的視疲勞。

硅基OLED具有體積小、重量輕的特點，能解決虛擬現實設備的重量問題。硅基OLED微型顯示器件（Micro-OLED）是以單晶硅為有源驅動背板制作的OLED顯示器件，區(qū)別于常規(guī)的利用非晶硅、微晶硅或者低溫多晶硅薄膜晶體管（LTPS）為背板的AMOLED器件，其像素為傳統顯示器件的1/10。此外，硅基OLED以單晶硅芯片為基底，減少了器件的外部連線，比采用其他顯示方案的AR眼鏡能減重50%以上。采用硅基OLED顯示模塊還可有效解決現有虛擬現實設備沉浸感不強、重量大、功耗高等痛點問題，實現完全沉浸的觀看體驗和虛擬現實設備的輕量化。

推進硅基OLED顯示

在虛擬現實領域應用的思考

加快產業(yè)集聚規(guī)?；l(fā)展，降低硅基OLED成本價格。目前我國硅基OLED產線少，尚未全面量產，應抓緊引進和培育硅基OLED產業(yè)鏈上下游相關企業(yè)，增強龍頭企業(yè)的國際競爭力，打造規(guī)模化的硅基OLED顯示制造集群。鼓勵產業(yè)投資基金、銀行信貸、天使投資等多渠道資金投向硅基OLED顯示產業(yè)，為國內企業(yè)聯合研發(fā)硅基OLED應用、配套建設和兼并重組提供投融資渠道。引導高等院校、科研院所和重點企業(yè)聯合攻關，解決硅基OLED產業(yè)化存在的發(fā)光亮度低、器件壽命短、良率低等問題。產業(yè)化、規(guī)?；图夹g創(chuàng)新三管齊下，降低硅基OLED成本價。

加強虛擬現實產業(yè)與硅基OLED顯示產業(yè)的協同發(fā)展。顯示屏和光學模塊在硬件成本中占比約40%～60%，受限于硅基OLED的高昂價格成本，虛擬現實設備尚未大量采用硅基OLED作為顯示器件。要大力推動硅基OLED在AR/VR設備上的應用，建設硅基OLED產業(yè)協同平臺，增強產業(yè)應用支撐服務保障。建立顯示制造商、光學設計類企業(yè)、虛擬現實終端設備商企業(yè)的長效溝通反饋機制。開展產業(yè)基礎共性技術研發(fā)、終端顯示、整機制造等協同創(chuàng)新攻關，幫助企業(yè)解決研發(fā)和產業(yè)化中的共性問題，推進硅基OLED虛擬現實設備的量產商品化。加快制定統一的VR/AR眼鏡尺寸、分辨率、刷新率等規(guī)格標準，發(fā)揮標準對產業(yè)的引導支撐作用，增強行業(yè)共識。培養(yǎng)高端顯示人才隊伍。精準引進能推動關鍵技術突破、帶動產業(yè)發(fā)展的領軍人才與團隊，加快硅基OLED顯示屏在虛擬現實設備中的普及應用。