eMagin 首席运营官 Amal Ghosh(和前 SID 总裁)在 DisplayWeek 的研讨会上介绍了 AR 显示器的现状和要求。特别值得注意的是,尽管有疯狂的猜测,但 2020 年出货的 AR 设备数量约为 10 万。IDC 预测到 2024 年将有 2400 万台 VR 头显和 2000 万台。
微型显示器面临的挑战是同时产生 30,000 至 50,000 尼特范围内的亮度、10% 的占空比、120° 的 FOV、4,000 ppi 的分辨率和注视点渲染能力。Amal 根据以下要求得出这些品质因数。
120° FOV – 来自耳机制造商
4,000 ppi – eMagin 认为消除近眼应用的纱窗效应所必需的。
150 到 500 尼特对眼睛来说取决于环境照明条件。
10% 占空比(持久性)——耳机制造商要求减少头部转动时的运动伪影
由于人眼可以分辨 60 像素/度,因此需要 4kx4K 的分辨率才能提供 120° FOV。60*120 = 7200 像素(~4K)。下表列出了一些现有产品。没有一个满足角视觉要求。
图片来源:Emagin
亮度要求是眼睛可以处理的光量的函数。在黑暗环境中,例如在 VR 耳机中,它是 150 尼特。但是显示器必须产生足够的亮度来克服通过镜头的光损失、余辉调整和通过滤色器的损失,对于白色来说大约是 80%。滤色器的 80% 光损失(20% 效率)仅适用于白光。VR 对光学效率的要求约为 20%,但对于 AR,则为 10%。区别在于镜片厚度。镜片越薄,效率越低,AR 眼镜需要最纤薄的外形。
对于 VR,亮度要求为约 4,000 尼特(不带滤色器)和 8,000 尼特(带滤色器)。根据 eMagin,对于 500 nits 的 AR,所需的亮度为 50,000 w/o 滤色器和约 100,000 的滤色器,如下表所示。
Ghosh 然后通过技术展示了间接视图微型显示器的当前技术状态。虽然 LCOS 可用于 VR,但对于 AR 而言,它不是入门者。查看该表,OLED 和 microLED 之间的主要性能差异是分辨率和峰值亮度。
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OLED 像素密度的最新技术水平为 4000 ppi,峰值亮度为 7,500 尼特。eMagin 的目标是 30,000 尼特,接近但不是 50,000 尼特,这将需要更厚的镜头和/或更高的占空比的某种组合才能满足亮度要求。
在商务会议上的 Jade Bird Display 演示展示了他们的 microLED VGA 蓝色面板,具有 6000 dpi(单色),在 100% 占空比下产生 500K 尼特,如果用于全彩色显示器,带滤色器,效率为 10% 的透镜和使用四像素的 ~320 x 240 分辨率将为眼睛提供 1715 尼特。该计算假设从蓝色到红色/绿色的颜色下转换效率为 70%,滤色器效率为 70%。光损失为49%。功耗基于 Jade Bird 的 microLED 的 70A/cm² 电流密度。典型的 3V 操作导致功耗为 210W/cm²,这相当于 Jade Bird 单色 VGA 显示器的总功耗为 11W。eMagin 的 7,500 尼特 OLED 功率小于 1W。
eMagin 使用并排的 RGB 像素格式,如下图所示,无需滤色器。
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以下规格用于计算 microLED 的性能,由 Jade Bird Display 在 DisplayWeek 上提出。使用 microLED 的微型显示器使用全面板,不需要将 LED 传输到单独的基板。Jade Bird 正与 Kopin 合作使用他们的多晶硅背板。
eMagin 的任务是提高 OLED 微显示器的亮度。对于 microLED,使用 Jade Bird 面板作为启动器,分辨率需要提高 156 倍才能实现全彩 4K 显示。4μm 的点距必须显着减小并且面板尺寸必须增加。从成本和性能的角度来看,两者都代表了挑战。 经过
Barry Young 是OLED 协会的首席执行官 ,感谢 Sri Peruvemba 从我们的内容限制系统背后“解放”了这篇文章!