趁AR风口，Micro LED和Micro OLED加速落地

　　随着AR生态圈日臻完善，AR眼镜正逐渐走向商用化。一些新威廉希尔官方网站 也乘着AR眼镜的风口，加速了商业落地的进程，其中就包括了Micro LED和Micro OLED。

　　2022年6月中旬，锤子科技创始人罗永浩在宣布将正式开启AR（增强现实）创业。他坚信，特定用途的垂直类型AR设备，比如针对教育、复杂技能培训、特殊行业的AR眼镜，完全可能在两三年内成功商业化。

　　近年来，随着AR生态圈日臻完善，AR眼镜正逐渐走向商用化。一些新威廉希尔官方网站 也乘着AR眼镜的风口，加速了商业落地的进程，其中就包括了Micro LED和Micro OLED。本文主要围绕AR头显设备的显示材料的量产进度来分析。

　　AR眼镜发展简史

　　图1：AR的发展历程 制图/来源：国际电子商情

　　L.Frank Baum在1901年发布的小说《万能钥匙》中有这样一段描述：“这是角色标记器。它是一副眼镜。当你戴上它时，你遇到的每个人的前额上都会有一个字母，表明他们的角色。好人的前额上会有一个G，坏人的前额上会有一个E。智者的前额上会有一个W，傻瓜的前额上会有一个F。外邦人的前额上会有一个K，残忍的人的前额上会有一个C。”这被认为是关于AR应用场景最早的描述。

　　1992年，出现了Augmented Reality（增强现实）概念，它被用来描述将计算机呈现的元素覆盖在真实世界上的威廉希尔官方网站 。

　　AR眼镜首次引发关注热潮是在2012年，谷歌发售了一款名为Google Project Glass的智能眼镜，它是一款增强现实型穿戴式智能眼镜，可通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。由于Google Project Glass的成本高昂，仅定金就达高达1500美元。2015年，谷歌停售了第一版Google Project Glass，但一直在坚持研发AR相关的威廉希尔官方网站 ——2020年，谷歌收购了加拿大智能眼镜初创公司North，North的AR眼镜外形与普通眼镜无差别，并在眼镜架配置了微型激光“投影仪”；2022年3月，谷歌收购初创公司Raxium，后者拥有Micro LED显示屏威廉希尔官方网站 ；2022年5月，谷歌在其2022年度全球开发者大会上，展示了一款AR眼镜原型机，该机器具备实时翻译功能。

　　2021年元宇宙概念大火，AR眼镜被视为元宇宙的入口，受到了科技公司的青睐，谷歌、Mate（前脸书）、苹果、OPPO、索尼、阿里巴巴、腾讯、小米等企业均加大投资AR眼镜。

　　Micro OLED方案将率先商用

　　AR眼镜的光学系统由图像源器件与显示镜面两个主要配件构成，在使用过程中成像系统不能挡在视线前方，其中的光学组合器通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体。穿透式AR眼镜对于户外应用的亮度需求非常高，加上光波导组件的光效率影响，对入射光的亮度需求将大幅提高。

　　以AR眼镜两种显示路径Micro LED和Micro OLED为例，它们同为自发光威廉希尔官方网站 ，与LED和OLED、LCD等材料相比，Micro LED和Micro OLED具备高亮度、高分辨率、高对比度、轻薄化、小型化、低功耗、设计灵活等特点。

表1：当前Micro LED和Micro OLED各项指数的对比

　　具体来看，Micro OLED由CMOS威廉希尔官方网站 与OLED威廉希尔官方网站 紧密结合而成，是无机半导体材料与有机半导体材料的高度融合。不过，因掺和了有机半导体材料，Micro OLED的使用寿命低于Micro LED。另外，通过对比Micro LED和Micro OLED各项指标，在发光效率、亮度、对比度、响应时间、工作温度等方面，Micro LED均优于Micro OLED。但Micro LED晶片像素尺寸更小、量产难度更大，目前单色光源的Micro LED接近量产，但仍面临良率问题。

　　苹果AR眼镜采用Micro OLED方案。因为有引领智能手机市场的先例，所以苹果在AR/VR头显领域的发展也被看好。近日，天风证券分析师郭明錤表示，苹果AR/MR头显将于今年Q3开始工程验证和测试，明年2月份结束前提供开发工具包，到Q2开始接受消费者预订，明年全球开发者大会前上市销售。而海通国际威廉希尔官方网站 研究分析师Jeff Pu则称，苹果首款AR眼镜将在2024年底推出，到2025年上线发售。

　　综上所述，业内较为统一的观点认为，在Micro OLED方案的支持下，AR生态圈或将于2025年迎来第一波大爆发。

　　Micro LED +光波导方案成熟度仍待提升

　　因为AR的光波导要损失90%多的效率，AR眼镜屏幕一定要高亮度。Micro LED自带的高亮度属性，能让它成为AR眼镜的主流材料，未来AR会是Micro LED小屏的主战场。

　　Micro LED（Micro Light Emitting Diode）又称为微发光二极体，也可以写作μLED。Micro LED是将传统LED薄膜化、微小化和矩阵化，使像素点距离从毫米级降低至微米级别，并在一个晶片上高度集成的固体自发光显示威廉希尔官方网站 。

　　行业对Micro LED等新型显示威廉希尔官方网站 尚无统一的标准。根据第三方市调机构集邦科技旗下LEDinside的定义：Micro LED指无蓝宝石衬底，且芯片尺寸至少小于75μm的微型LED芯片，其阵列可达到超高密度像素级别并具备自发光特性。

　　Micro LED Display主要有两大类应用趋势：1.小间距、大尺寸、高分辨率的室内/外显示屏、部分穿戴装置，主流尺寸为15×30μm至34×58μm；2.高分辨率、强便携性、低功耗、高亮度的穿戴设备显示屏，其中就包括了AR眼镜。

　　AR眼镜被视为Micro LED实现量产的突破口，它的兴起推动了小尺寸Micro LED的商业化进程。穿戴装置的光引擎尺寸要求非常小，大约在0.5寸至1寸之间，而AR眼镜要给人眼传递资讯，要做到4K分辨率，PPI高达4000dpi以上，每颗Micro LED的大小要求5微米以下。

　　Micro LED的量产受多个条件的限制，包括从前期的磊晶威廉希尔官方网站 瓶颈、巨量转移（Mass Transfer）良率、封装测试，到后续的检测、维修。在磊晶和芯片方面还面临着均匀性的问题，只有达到波长均匀性＜±3纳米、良率≥95%的条件，才具备批量量产的可能性。Micro LED的尺寸小到微米级别，如何在制程中把生产控制到更精准，也是取决于能否尽早在AR产品上实现Micro LED商品化的关键。

　　AR眼镜对Micro LED的分辨率要求高，不管是传统的PCB背板，或者是主动式的玻璃背板，都无法实现4000dpi的PPI需求。必须要改为硅基CMOS基板，但其精准性方面还在摸索阶段。

　　另外，以巨量转移为例，它分为基板分离和晶片取放两个关键制程：其中，基板分离是以某种作用力将晶片与源基板批量整体式分离。晶片取放是通过转移装置，将分离后的Micro LED晶片，高精度选择性地从源基板上拾取，并转移放置在目标显示基板的特定位置上。

　　据资料显示，Micro LED的LED晶片尺寸大约为头发丝的十分之一，体积约为主流LED大小的1%。其在巨量转移过程中的精度极高，一次转移需要移动几万至几十万颗以上的LED。传统LED晶片在封装环节，主要采用真空吸取的方式，真空管的物理极限下只能做到80μm左右，目前转移设备的精密大约为±34μm，覆晶固晶机的精密度是±1.5μm（每次移转为单一晶片）。

　　全彩Micro LED+光波导威廉希尔官方网站 是业界公认的最佳威廉希尔官方网站 实现路径，这也是AR行业多年难以突破的威廉希尔官方网站 难题。虽然弹性印章转印、静电转印等已经取得了成功，但是在制造能满足AR/VR应用的高分辨率全彩Micro LED显示器仍是巨大挑战。

　　Micro LED晶片红光发光效率差，采用全蓝光又会面临“如何高效色转换”的问题，这使得“无法实现全彩高亮显示”成为Micro LED在近眼显示领域的主要缺陷。全彩化可能需要用到镭射转移威廉希尔官方网站 ，10微米以下的红光EQE（外量子效率）还未有效克服，wafer bonding做色转换的方式或将成为Micro LED在AR领域最早实现的方案。

　　此前，市面上已经发布的Micro LED AR眼镜，以采用单色方案为主，具体或是单目或是双目，比如OPPO的 Air Glass就是单目+单绿色显示方案，该类方案主要适用于浏览简单的资讯或导航应用等。

　　即使量产困难重重，也挡不住市场的努力。近年来，Micro LED在降成本方面颇有成效。在2021年之前，Micro LED晶片基本上处于试验阶段。到2022年，4/6英寸Micro LED晶片正式量产，RGB三基色Micro LED芯片成本缩减了30%以上。预估到2024年之后，传统拾取转移会转向镭射转移，将进一步降低Micro LED晶片成本。同时，新6英寸工厂的投资也将推动Micro LED晶片降成本进度。集邦科技预测，将Micro LED芯片从外延晶圆迁移到显示背板的成本，在2025年有望降到2021年的四分之一，甚至还可能会更低。

　　AR眼镜玩家的两条主流路径

表2：智能眼镜/AR眼镜玩家信息汇总

　　从2020年初到2022年上半年，全球推出了多款AR眼镜新品，发力的厂商包括OPPO、VUZIX、WaveOptics等。从现阶段主要的AR眼镜厂商的布局中，我们也可以看到一些信息（详见表2）——不管是针对光引擎还是下游品牌端，厂商主要围绕Micro OLED或Micro LED来布局。

　　在光引擎方面，Micro OLED阵营有三星、索尼、京东方、LG Display、eMagin、Kopin等企业，Micro LED阵营有Raxium、Jade Bird Display（JBD）、Plessey、Saphlux、Porotech、PlayNitride等企业。

　　在AR眼镜品牌方面，Micro OLED阵营有Solo、苹果、ODG（Osterhout Design Group）、爱普生等品牌，Micro LED阵营有谷歌、Meta、OPPO、索尼、Vuzix、Mojo、tooz、WaveOptics等品牌。

　　由于Micro OLED量产进度比Micro LED快，预期采用Micro OLED方案的AR眼镜或能更快量产，比如苹果AR眼镜预计2024-2025年实现量产，而Micro LED方案的AR眼镜则可能还需更久的持续投入和研发。

　　其实，AR眼镜这类产品还很新，还面临多方面的挑战。从威廉希尔官方网站 角度来看，微投影威廉希尔官方网站 还面临困难，牵涉到FOB、分辨率、亮度，甚至光引擎的设计，此外还要解决光波导衰减、电池耗电量等问题。从市场角度来看，各大品牌正在研究“AR眼镜能为使用端带来的最大价值是什么”，这需要市场来持续摸索。

　　在其他小屏穿戴市场，Micro LED也有发展机遇。Micro LED还有可能向上延展，在VR市场与Micro OLED来竞争。VR显示屏的核心问题在于亮度和效率上，Micro LED有机会打入到VR市场。在智能穿戴手表部分，部分厂商展示了Micro LED面板的手表，Micro LED的高亮、高对比度的特性，或能满足极限运动/户外运动爱好者的需求。

　　除了尚未批量量产的AR眼镜之外，智能穿戴领域的其他许多产品均已实现量产，比如医疗领域的血压/血糖仪，消费电子领域的智能手环、智能手表、TWS耳机等已经得到较好的应用。作为AIoT领域的一部分，智能穿戴市场的发展值得大家关注。2022年6月29日，全球领先的专业电子机构媒体AspenCore和深圳市新一代信息通信产业集群将在深圳联合主办【2022国际AIoT生态发展大会】，推动工业互联网、智慧家庭、智慧机器人、智慧两轮车、智能穿戴等行业上下游企业之间的威廉希尔官方网站 交流与商业合作，整合国际国内AIoT领域的威廉希尔官方网站 力量与市场渠道资源，打造粤港澳大湾区电子产业链上下游企业发现未来独角兽企业、挖掘更合适威廉希尔官方网站 合作伙伴、对接生态合作平台、拓展市场渠道资源的核心枢纽平台。