微显示器:小屏幕,大潜力

话题:
作者:
Anne Corning

“微显示器”这个名字乍听起来会让人觉得它很微小,其实并没有小到这个程度,但它的体积确实非常小巧。例如,在2018 SID国际显示周上,BOE展示了一种尺寸小于一分钱的微显示器:

通常,微显示器对角线长度小于2英寸(约5厘米)。自20世纪90年代末首次商业化以来,1 它通常用于背投电视、头戴式显示器和数码相机。近年来,智能手表等设备利用了此类显示器的高分辨率和低功耗等特性。未来微显示器的应用将呈现激增之势,到2022年全球市场预计复合年增长率(CAGR)将达到20%。2 推动这一增长的趋势之一是近眼显示器和增强现实设备的应用日益普及,如头戴式显示器(HMD)、平视显示器(HUD)和电子取景器(EVF)。

 

索尼的安卓智能手机遥控器配备微显示器

微显示器的类型

微显示器分为两大类:

  • 投影微显示器 - 将微显示器的图像放大,然后投到一个平面上。投影微显示器包括背投电视和紧凑型数据投影仪两种类型。
  • 近眼显示器(NED) - 呈现高度放大的虚拟图像,通过目镜(如虚拟现实耳机或摄像机取景器)进行观看。此类显示器越来越多地用于HMD和HUD,尤其是军事和医疗行业。

 

军用头盔显示器.

与传统的直视显示器(如平板LCD)相比,这两类微显示器具有显著的优势。微显示器的优势包括:

  • 能够从非常小巧轻便的源显示单元生成大图像 - 易于集成到可穿戴设备等空间受限的技术中.
  • 大像素容量,具有高分辨率和高清晰度.
  • 与其他类型的显示器相比,功率效率更高.

分辨率越高和功耗越低,微显示器的质量越好。随着该技术的不断发展进步,相继推出了高清和超高清微显示器,从而带来更好的观看体验。但与此同时,微显示器制造商也面临着生产成本相对较高的挑战。持续的研发和技术进步使该问题有所改善。

微显示器技术 

微显示器可以通过一系列显示技术制造,包括:

  • 硅基液晶(LCoS)
  • 液晶显示器(LCD)
  • 数字微镜器件(DMD)
  • 数字光处理(DLP)

以及最新的:

  • MicroLED(发光二极管)
  • 有机发光二极管(OLED)
  • 全息显示

近年来,LCD一直主导着微显示器市场。2 LCD技术提供高亮度、成本相对较低和相对简单的制造工艺。使用LCD,设备制造商已经能够逐渐减小微显示器组件的尺寸。LCD显示器目前应用于一些HMD、HUD、EVF和热成像眼镜和可穿戴设备中。

LCoS 显示器具有超高的亮度和对比度、能源和热效率高,而且避免了有时会困扰放大显示器或近眼显示器的“屏幕门效应”,因而受到了许多微显示器开发人员的青睐。屏幕门效应是固定模式图像噪声的另一种表述。当图像被放大到可见分离像素或子像素的空间的点时,会发生这种情况,这会产生在图像处通过细网或屏幕门进行观察的效果。

 

示例:当显示器被放大或近距离观察时会发生屏幕门效应,使得像素之间的空间可见。图像:知识共享署名 - 相同方式共享4.0国际许可协议.

OLED/microLED是一些微显示器制造商正在研发的较新技术,具有以下几个优点: 

  • 自发光 - 无需“外部”照明(或背光)
  • 色域更大
  • 视角宽
  • 对比度更佳
  • 刷新更快
  • 功耗更低(这取决于显示的图像)
  • 工作温度范围宽

 

OLED微显示器(图片由Road to VR提供).

OLED微显示器确实有一些缺点,但是:

  • 寿命相对较低和老化
  • 亮度较低(这种情况正在改善,OLED微显示器实际上非常明亮)
  • 供应商有限、数量和选择有限,价格较高 — 使此类微显示器成为一种相对“不成熟”的技术。3

随着时间的推移,我们就会知道哪种技术最适合各种微显示器应用.

确保微显示器质量

高分辨率显示器可以呈现细节精准和高清晰度的图像。但是观看体验可能会受到诸如缺乏均匀性和显示器缺陷等质量问题的影响。虽然在大屏显示器上可能不明显,但微显示器中的死像素会被放大 - 无论是通过投影放大还是由于观察者眼睛的接近。对于微显示设备制造商而言,确保完美的显示质量是设备性能不可或缺的一部分,对于保持客户满意度和品牌声誉至关重要。

Radiant开发的成像系统可以测量显示器并识别像素和子像素级别的缺陷。我们的ProMetric®成像光度计和色度计擅长辨别精确的光线和颜色变化,确保微型到大型的LCD和OLED显示器的质量。我们还提供独特的 AR/VR 镜头 ,专为高效准确测量NED设备性能而设计,可在NED耳机内捕捉用户的全部视野。

 

通过Prometric成像光度计,Radiant的AR / VR镜头可模拟人眼的大小、位置和视野,以测量集成到虚拟(VR),混合(MR)和增强现实(AR)耳机的显示器的性能.

显示器的未来趋势可能是微型的,但对有效质量测试方案的需求是并将继续是主要的。

有关OLED显示器测量和校正的更多信息,请参阅Global LEDs/OLEDs于9月1日发布的文章:如何使用成像色度计提高OLED显示器的测试效率和良率

 

点击了解Radiant网络研讨会,了解更多关于近眼显示测量: AR/VR近眼显示(NED)高分辨率缺陷检测方案介绍.

 

FOOTNOTES:

l "Microdisplays” on Techopedia, https://www.techopedia.com/definition/23572/microdisplay, accessed 8/20/18

Global Micro Displays Market By Technology (LCD, DLP, LCOS & OLED), By Type (Projection Vs. Near-to-Eye), By End User (Consumer Electronics, Military & Defense, Automotive & Others), By Region, Competition Forecast & Opportunities, 2012 – 2022”. January 2018, Report Buyer. https://www.reportbuyer.com/product/5264930/global-micro-displays-market-competition-forecast-and-opportunities-2012-2022.html

3 "OLED Microdisplays: introduction and market status," on https://www.oled-info.com/oled-microdisplays, accessed 9/4/18

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