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[导读]随着AR、VR的发展,助力硅基OLED市场打开,新型显示面板产业借势腾飞,发展空间巨大。硅基OLED显示作为半导体和OLED结合的一种新型显示技术,将是VR/AR等下一代智能穿戴显示的主要方案。随着5G和AI技术的不断进步,越来越多的穿戴显示产品将会变得更具吸引力。而硅基OLED微型显示行业未来在量产和应用方面都成为主流。

随着AR、VR的发展,助力硅基OLED市场打开,新型显示面板产业借势腾飞,发展空间巨大。硅基OLED显示作为半导体和OLED结合的一种新型显示技术,将是VR/AR等下一代智能穿戴显示的主要方案。随着5G和AI技术的不断进步,越来越多的穿戴显示产品将会变得更具吸引力。而硅基OLED微型显示行业未来在量产和应用方面都成为主流。

可穿戴设备的更优显示方案

在5G网络和万物互联的大趋势下,下一代可穿戴设备的显示屏幕,应该是可以实现多人分享的屏幕,也可以是瞬间把你带到你想去的任何地方的屏幕,还可以是改变人们交互方式的屏幕。合肥视涯技术有限公司高级副总裁刘波在去年首届世界显示产业大会上表示,近眼显示要想实现以上功能,需要像素密度足够高、分辨率大于4K、亮度3000nits以上、90赫兹以上的刷新率以满足人眼对这个世界真实的探究。基于现在的薄膜显示技术是很难达到这种要求的,而硅基OLED恰好具备这方面的优势。

硅基OLED微型显示器件是以单晶硅作为有源驱动背板而制作的主动式有机发光二极管显示器件,像素尺寸为传统显示器件的1/10,精细度高于传统器件。单晶硅芯片采用集成电路CMOS工艺,搭配显示屏像素有源寻址矩阵,并在硅芯片上实现了如SRAM存储器、T-CON等多种功能的驱动控制电路,减少器件的外部连线。

整体来看,硅基OLED具备制造良率较高、性能稳定、寿命较长、体积小、低功耗、工作温度宽、高对比度、响应速度快等特性,进而促进其成为头盔显示器、立体显示镜以及眼镜式显示器等可穿戴显示的主要方案,广泛应用于VR/AR、工业安防、医疗等高分辨率近眼显示领域,逐渐成为新型显示行业的角力点。

以VR/AR领域为例,全球范围内主流的VR/AR显示有DMD数字微镜、硅基液晶LCOS、Micro OLED三种。DMD由于价格高、功耗高等问题,目前主要用于投影领域。配备液晶类显示的VR/AR头盔如果使用时间过长,会因为画面响应速度慢和分辨率不足导致纱窗效应而造成头晕的问题。纱窗效应指的是由于VR眼镜(屏幕和内容)的分辨率不足,人眼会直接看到显示屏的像素点,就好像隔着纱窗看东西一样。而硅基OLED微显示器的像素密度可达5000ppi,可以削弱纱窗效应,从这样的优势来看,硅基OLED在VR/AR领域的应用具有前景。

吸引众显示厂商布局

据IDC预测,VR/AR市场的高速发展将为硅基OLED带来更大应用市场空间,到2022年,硅基OLED市场规模有望达120亿元。面对巨大市场“蛋糕”诱惑,显示厂商争相入场,破局新型显示行业新发展。

据了解,目前全球从事开发、生产OLED微显示器的厂商并不多,主要集中在欧美国家,包括美国eMmgin公司、英国Micro Emissive Displays(MED)公司、德国Fraunhofer IPMS研究机构、法国Micro OLED公司等。

尽管国内厂商在微显示方面做出了一定的努力,并收获了相应的成果,但欧美厂商在专利与创意等领域仍然保持了相当的优势。目前,国内厂商在技术和量产上还处于追赶地位。

具体来看,在刚过去的5月,国内显示厂商在硅基OLED领域动作频频。安徽熙泰科技在浙江湖州投资120亿元,建设年产25万片的硅基OLED微型显示器生产线项目;维信诺旗下昆山梦显投资20亿元建设OLED微显示器生产项目;湖北小米长江产业基金合伙企业(有限合伙)以115.89万元投资合肥视涯;创王光电投资10亿元在浙江台州建设OLED微显示模组厂。

而京东方早在去年年底投建12英寸OLED微显示器件生产线,该生产线为京东方投建的第二条OLED微显示器件生产线。

赛迪智库集成电路研究所光电子产业研究室主任耿怡在接受《中国电子报》记者采访时表示,目前国内布局硅基OLED的厂商不断增加,投资规模已超过百亿元,产线数量达到7条,显示模组设计产能超过每年5000万块。其中,京东方是在其云南8英寸硅基OLED量产的基础上,进一步建设12英寸硅基OLED项目,视涯则以12英寸为主,维信诺、熙泰、创王等公司并未透露硅晶圆尺寸。

从技术层面来看,随着VR/AR等产业不断发展,消费者在尺寸、亮度、刷新率、功耗等方面的要求日益提升。“12英寸晶圆切割效率比8英寸晶圆高2到3倍,在成本方面具有更大的竞争优势,所以12英寸的硅基OLED生产线将逐渐成为主流。”耿怡表示。

量产和应用还待探索

硅基OLED的“热”目前主要体现在产线投资上,但从长远来看,硅基OLED微型显示行业需要一个逐渐成长和需求释放的过程,因此其在量产和应用方面仍有较长道路要走。

耿怡表示,目前来看,主要有两个方面的目标需要达成:一是降低成本,硅基OLED是集成电路和新型显示两种技术的结合,其中集成电路制程占据了器件成本的70%到80%,随着硅基OLED器件市场需求的不断增长,现有的生产方式还有待探索和磨合;二是优化系统和提升整机设计水平,VR/AR的显示效果不仅由显示器件本身决定,还涉及光学设计和制造、人体工程、操作系统和应用程序等多方面的配合。因此,硅基OLED产品生态体系的完善将是另一个重点。

目前,硅基OLED产业链已经开始生态化发展。目前近眼显示设备的发展趋势就是从LCD向硅基OLED进行转变,视涯是国内较早布局硅基OLED的厂商,而包括VR一体机在内的智能穿戴设备一直是小米业务的重要组成部分。“小米作为终端厂商投资其上游的面板厂商视涯,有利于建立完整的产业链生态,稳定双方的客户伙伴关系。”赛迪顾问高级咨询师刘暾表示。

硅基OLED微型显示器件高分辨率、低功耗、体积小、重量轻等优势,可以广泛应用于AR、VR、可穿戴设备、工业安防、医疗等高分辨率的近眼显示行业,将成为新型显示产业的重要角力点,市场潜力巨大。

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