(文/林美炳)6月6日,苹果公司发布首款空间计算设备Vision Pro,该设备内屏采用索尼供应的两片Micro OLED,虽然每片只有1.42英寸却可以呈现100英寸4K画面,克服眩晕问题,给众多体验者带来前所未有的沉浸式体验。
继索尼之后,苹果Vision Pro将导入更多的Micro OLED厂商,以降低成本,三星显示、LG Display、京东方、视涯科技、熙泰科技、湖畔等厂商疯狂涌入,希望抓住难得的历史机遇。
不过,目前双层WRGB Micro OLED显示技术方案功耗较高,给Vision Pro续航难题,2小时的电池续航却被吐槽。苹果Vision Pro未来的显示技术解决方案可能会改变。据了解,苹果已经在与索尼、三星显示、LG Display、京东方等厂商探讨RGB Micro OLED显示技术方案,希望提高亮度,降低功耗,提高Vision Pro续航时间,让用户畅享更长时间的移动沉浸式体验。
Vision Pro采用硅基OLED 索尼独供
Micro OLED(硅基OLED)具有高刷新率、高PPI、快响应速度、高亮度、高对比度、高色域、柔性等优势,能够减少眩晕感和画面的颗粒感,让像素隐于无形,让图像平滑连贯,成为XR首选的微型显示器之一。
目前,索尼Micro OLED技术在全球市场中处于领先地位,所以苹果Vision Pro的Micro OLED由索尼独家供应。据介绍,索尼Micro OLED、苹果芯片背板以一颗iPhone像素的空间容纳了64颗像素,宽度却只有7.5微米,Vision Pro的两块背板加在一起总共有2300万颗像素,每个却只有邮票大小,等于每只眼睛分到的像素比4K电视还多。
苹果没有在Vision Pro发布会上进一步介绍Micro OLED具体参数,不过显示业界人士根据苹果提供的上述信息测算出了Vision Pro内屏的参数。显示业界人士透露,Vision Pro内屏共有两片Micro OLED,每片微型显示器1.42英寸,分辨率为3600*3200,像素密度约3386PPI,没有达到DSCC预测的4000PPI。
苹果Vision Pro内屏技术方案是目前较为成熟的WRGB Micro OLED,即通过“白色OLED+红色、绿色、蓝色彩色滤光片”实现全彩显示,但是彩色滤光片会大幅减少光的透过率,从而降低内屏的亮度。而且WRGB Micro OLED还要通过Vision Pro三镜式镜片,亮度将进一步损失,影响观看体验。
为了提高亮度,苹果Vision Pro通过串联方式(Tandem)来增加WRGB Micro OLED亮度,即将两个WRGB Micro OLED器件,通过连接层互相串联叠加而形成的一种高效率WRGB Micro OLED器件结构,但是这样会增加功耗,不利于增加续航时间。
体验过苹果Vision Pro之后的神木科技CEO李薇表示,Vision Pro屏幕刷新率、显示质量等都是业界最优的,很大程度上解决眩晕问题。
此外,苹果Vision Pro外屏是由LG Display提供的一片6英寸柔性AMOLED。该屏幕主要用于实现EyeSight功能。据介绍,EyeSight会以独特的弧形OLED面板和透镜来为每个看着你的人投射你双眼的正确角度,能让设备看起来像是透明的,不使你与周围的人隔绝,当有人在附近时Vision Pro会显示你的双眼,帮你和周围的人保持交流。
显示供应商将多元化 厂商竞相涌入
按照苹果一贯的多元化供应链的策略,Vision Pro将引入更多的内屏供应商,以降低成本,保证供应安全稳定。而且索尼品牌与苹果公司是竞争对手,苹果将更有动力导入其他Micro OLED供应商。目前,LG Display、三星显示、视涯科技、京东方、湖畔等Micro OLED厂商都在积极研发,试图突破技术瓶颈,争取进入苹果Vision Pro供应链。
韩国厂商已经享受到iPhone OLED的红利,希望借助Micro OLED继续成为Vision Pro供应商。三星显示已将Micro OLED作为下一代显示技术。此前,三星显示已经研发出 WRGB Micro OLED,但是亮度不足,功耗过高,不完全符合XR产品的需求。为了加快Micro OLED技术突破,三星显示新设了微型显示器组,收购eMagin,计划在忠清南道牙山建设Micro OLED生产线,预计下半年开始运营,2024年量产。
LG Display也在集中开发Micro OLED。LGD曾展出过0.42英寸 WRGB Micro OLED,像素密度3500 PPI,峰值亮度超过4000尼特,色域值超过97%(DCI),并与SK海力士合作研发Micro OLED,上个月开发出更高亮度的Micro OLED,
中国厂商很早就布局Micro OLED,与韩国厂商的差距不大,甚至在一些展品参数上胜过韩国厂商,中国厂商很有可能进入苹果Vision Pro供应链。
视涯科技推出了0.72英寸、1.03英寸、0.49英寸、1.3英寸Micro OLED,其中1.3英寸WRGB Micro OLED采用串联白光OLED(Tandem OLED)+微透镜技术方案,分辨率3.5K,刷新率30—120Hz,色域覆盖率达到100%(DCI-P3),亮度为4000尼特。从参数上看已经很接近苹果Vision Pro的需求。
京东方已完成多款 FHD 分辨率Micro OLED产品开发,展出过0.39英寸5644PPI Micro OLED、1.3英寸Tandem WRGB Micro OLED等,其中1.3英寸Tandem WRGB Micro OLED像素密度高达4031,峰值亮度5000nit,刷新率达90Hz,在相同亮度条件下,OLED功耗上下降达30%、显示器件寿命提升可达200%~300%。
熙泰科技推出1.03英寸WRGB Micro OLED,分辨率2560×2560,MIPI标准视频接口,亮度超2500nit,创新的IC设计及自有OLED器件专利技术,实现超低功耗显示,功耗较同尺寸同亮度产品降低40%以上。
国内还有其他厂商入局Micro OLED领域,希望抢占XR市场机遇。但是国内Micro OLED量产能力与索尼有一定差距,需要在背板设计、阳极工艺、材料、器件结构、封装方式等方面进一步下工夫,以提升亮度、良率,延长寿命。这样才有可能符合苹果Vision Pro的严苛要求。
苹果将升级显示方案 迎来新挑战
苹果Vision Pro对功耗和亮度极为严苛,WRGB Micro OLED虽然基本能满足其需求,但是不是最优的微型显示器解决方案,苹果未来希望进一步采用RGB Micro OLED,所以RGB Micro OLED也成为厂商研发的重点。
用当前主流的蒸镀+FMM(Fine Metal Mask)工艺制造RGB Micro OLED有一定难度。因为RGB Micro OLED对FMM精度要求极高,而且还存在FMM重力下垂、容易出现混色以及像素密度受限等问题,蒸镀+FMM工艺难以生产超高像素密度的RGB Micro OLED。
不过还是有一些厂商尝试突破技术蒸镀+FMM工艺瓶颈。例如,视涯科技研发出1.03英寸RGB Micro OLED,像素密度超过3500PPI,亮度达到3000nits;APS利用自主激光切割技术的FMM和自主有机物沉积及薄膜封装工艺实现了3000PPI RGB Micro OLED,克服了WRGB Micro OLED技术亮度和功耗的局限性。目前,APS还在开发4000PPI RGB Micro OLED。
由于FMM存在局限性,有一些厂商则希望绕过FMM,开辟新的工艺路线。eMagin、JDI、维信诺分别开发出了直接图案化(dPd, Direct patterned Display)技术、eLEAP、ViP技术。
eMagin dPd OLED无需彩色滤光片或者FMM,是通过单独图案化每种颜色(红绿蓝)发光层材料生产RGB Micro OLED。在过去几年中,eMagin利用dPd技术持续改善Micro OLED性能,使Micro OLED亮度从2000尼特、5000尼特提升到7500尼特,去年还研发出了10000尼特的Micro OLED,让业界看到dPd技术巨大潜力。该公司受到三星显示的高度关注,今年三星显示将以2.18亿美元收购eMagin,加快eMagin dPd RGB Micro OLED量产。
eLEAP、ViP技术则通过无掩膜方式将有机材料蒸镀在基板上,以光刻方式生成RGB Micro OLED像素。这种方式在保持超薄轻量、高对比度、高速响应等特征的同时,还解决了RGB Micro OLED寿命老化问题,并进一步实现了高孔径比、高峰值亮度和高清晰度,可以生产出超过2000PPI的RGB Micro OLED,但是工艺复杂,材料特性和设备环境要求高,存在一定的技术挑战。