科技魔方

eMagin:当月产百万片时,4K MicroOLED成本将不是问题

AR/VR

2022年12月01日

  在今年2022 SID显示周期间,Micro OLED微显示模组厂商eMagin曾展示一款专为超短焦VR头显开发的4K Micro OLED微显示屏,有趣的是,该显示屏连接的主板上印有STEAMBOAT字样,让人不禁怀疑它与Valve之间是否存在某种联系。甚至有猜测认为,这可能是eMagin为代号Deckard的Valve VR头显开发的屏幕。

  值得注意的是,eMagin CEO Andrew Sculley在接受VR博主Brad Lynch采访时曾透露,这款4K Micro OLED屏幕的确是为某个客户开发,但他并未透露这家公司的名字。此外还透露,目前也在开发其他项目,暗示与其合作的公司不止一家。为了进一步了解eMagin技术与未来新款VR头显的关系,我们或许可以从Lynch的采访中获取更多信息。

  (以下由青亭网整理,包含了本次采访的主要内容)

  Lynch:请介绍一下eMagin。

  Sculley:我们是一家为近眼显示开发微显示屏的厂商,我们的屏幕可应用在AR/VR,以及医疗、工业、国防等领域。eMagin主要负责设计硅晶圆,制造部分交给代工厂,而组装阴极阳极、滤光片、OLED,以及封装等步骤也是由eMagin来负责。此前,eMagin的Micro OLED方案大多是基于白色背光和滤色片,但为了提升屏幕亮度,便决定取消滤色片设计。

  作为微显示屏厂商,我们在行业中常常看到对高亮度显示屏的需求。除此之外,VR头显需要解决运动伪影问题,减少图像拖尾现象,而这又需要降低屏幕的光学效率,因此还是需要更亮的屏幕。同时,亮度高的屏幕也可以弥补透镜的光损。

  因此,eMagin决定去掉滤色片来提升Micro OLED亮度,但这又需要更复杂的OLED排列方式(RGB条纹填充),还需要缩小像素间距。eMagin将这种工艺称为Direct Patterning,并利用这种工艺开发出了1920x1200分辨率,9.6微米像素间距,2646ppi,11300nit的Micro OLED屏幕。

  Lynch:将亮度11300nit的屏幕放在人眼前听起来有点危险,这些亮光进入VR头显后都去了哪里?

  Sculley:可以从两方面看,一方面通常VR只点亮10%像素,剩下90%是黑色,人眼会将两种亮度中和,进入人眼的亮度比屏幕最大亮度要低。另一方面,是屏幕光通过透镜会有一定损失,可能损失50%,也可能损失80%。

  Lynch:你们从事Micro OLED屏幕研发多年,而近年来越来越多消费级VR品牌采用这项技术,是否有哪些公司希望通过eMagin的方案来提升显示效率?

  Sculley:尽管VR厂商想要提升光学效率,但他们也需要解决其他方面的问题,比如缩减头显体积。但如果缩减光学模组的体积,那么透镜的光学效率会更低,所以便需要更亮的屏幕,来弥补透镜的光损。

  Lynch:Micro OLED与标准OLED有什么区别?比玻璃背板的屏幕好在哪?

  Sculley:OLED屏幕的一个问题,是像素间通常25微米,像素间距大意味着很难在小型屏幕上实现4K分辨率。因此使用现成的手机OLED屏幕,并不能为VR头显带来清晰的显示效果。相比之下,Micro OLED屏幕更具优势,可以将体积做到更紧凑、更小。

  尽管LCD可以实现比OLED更高的PPI,但整体体积还是要比Micro OLED大,而且对比度不够高。

  Lynch:短期内,我们看到越来越多基于mini LED屏幕的VR方案,并通过mini LED来实现局部调暗。相比于mini LED,Micro OLED在对比度等方面还是更胜一筹吗?

  Sculley:mini LED通过局部调暗来提升对比度,但并不能完全解决屏幕体积问题,LED做的越小,效率就越低。就4Kx4K分辨率规格来讲,你将需要4800万个LED,这意味着整体效率更难提升,甚至可能有很多像素无法正常显示。因此,mini LED需要确保制造工艺的良率,而这将需要很多年时间才能成熟。

  Lynch:很明显,LCD屏幕短期内还是比较平价、容易购买的选择,而且LCD的PPI也在提升,相比之下Micro OLED的制造工艺还有一定差距。你认为,如何才能让VR供应链看到Micro OLED的必要性呢?

  Sculley:首先,在小尺寸LCD中达到4K分辨率,还需要很长一段时间。

  我们的4K Micro OLED方案是为某一家公司打造的,这家公司在合作之前就询问我们,成本最低可降到多少?于是我们和工厂探讨出一种比较便宜的晶圆制造工艺,并预测了量产的单位价格,结果发现,如果出货量达到大规模消费级产品的水平(大约每个月100万片),那么这款Micro OLED的出货价就很接近那家公司的预期。

  所以说Micro OLED的优势是必然的。

  此外,eMagin也在研发新的制造工艺,预计可实现1万片的产量,未来这一数字还将翻2-3倍。

  Lynch:eMagin的2.1英寸4K Micro OLED屏幕采用了特殊的背板,可以详细讲讲其背后的设计吗?

  Sculley:晶圆制造通常以一个Shot为单位,每个Shot只有约26毫米x33毫米大小,如果想要尺寸更大,则需要多个Shot,并将它们拼接在一起。另外,eMagin还找到了一种降低晶圆成本(300毫米工艺)的方法,因此生产这款Micro OLED是可行的。

  Lynch:如果在VR中实现单目4K分辨率,将需要很多带宽来传输像素,这该如何解决?

  Sculley:为了满足客户对4K VR显示的需求,eMagin在Micro OLED层面上进行优化,以降低其像素带宽。为什么这个客户不用注视点渲染来进行优化呢?客户认为,即使不使用基于眼球追踪的注视点渲染技术,只是通过固定注视点渲染(预设的中心高清区域和余光低清区域),就足以实现类似的效果,因为中心区可跟随VR头显移动位置,注视点超出中心区的几率很低。

  Lynch:Micro OLED会使用量子点工艺吗?有什么难点?

  Sculley:量子点OLED发蓝光,再通过降频转换技术将量子点转化RGB色彩,这个过程存在色彩损失,而且蓝色OLED也不是最佳的发光体。如果用量子点来制造Micro OLED,质量并不如Direct Patterning方案好。

  Lynch:有什么想对观众说的话吗?

  Sculley:讲件趣事,显示技术行业的有一些朋友和我说,AR/VR要来了,我们等了那么久,这项技术终于要实现了。看到他们对AR/VR如此乐观,我觉得很有意思。

  总之,从Sculley的发言来看,eMagin很可能会在未来的短焦VR头显中扮演某种角色,而关注这家公司的发展,也许可以让我们从显示供应商的角度去看待未来VR的发展趋势。值得注意的是,Sculley在今年Q1的财报中曾透露,正持续为一家Tier 1的AR/VR客户开发Micro OLED原型,目前正在概念验证阶段。eMagin屏幕的10000nit全彩亮度远超AR/VR设备的需求,将有助于解决光学模组效率低、图像显示的运动伪影等问题。参考:Sadlyitsbradley

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来源:青亭网

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