微型顯示器指尺寸小于1英寸的顯示器，是顯示器件的重要分支。不同于傳統(tǒng)的PMOLED及AMOLED顯示技術(shù)，應(yīng)用于微型顯示器領(lǐng)域的OLED技術(shù)被稱為硅基OLED，其是以單晶硅作為驅(qū)動背板而制作的OLED顯示器件，將傳統(tǒng)外置邦定的顯示芯片集成在硅基背板中，像素尺寸為傳統(tǒng)顯示器件的1/10，精細度遠遠高于傳統(tǒng)器件。硅基OLED技術(shù)具有體積小、重量輕、功耗低、分辨率高等優(yōu)點，主要應(yīng)用于近眼式顯示和投影顯示系統(tǒng)，包括HMD、HUD、EVF等產(chǎn)品領(lǐng)域。目前，其在消費類領(lǐng)域的應(yīng)用包括VR眼鏡和EVF，專業(yè)市場應(yīng)用包括物流倉儲管理的AR智能眼鏡等。 （1）預(yù)計OLED成為微型顯示主要應(yīng)用技術(shù)，亞太地區(qū)占比最高
根據(jù)市場研究機構(gòu)MarketsandMarketsTM的研究報告，2020年至2025年，OLED微型顯示器市場規(guī)模增長最為迅速，年均復(fù)合增長率達到61.2%，預(yù)計2025年將實現(xiàn)16.39億美元的市場規(guī)模，并超過LCD與LCoS成為微型顯示器應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)類型。
圖表：各技術(shù)路線2020年和2025年微型顯示器市場規(guī)模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
在亞太地區(qū)，政府的大量投資加速了大規(guī)模的城市化和工業(yè)化，行業(yè)和機構(gòu)的研發(fā)活動驅(qū)動OLED微型顯示器行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，經(jīng)濟發(fā)展以及人口基數(shù)則促進了消費需求，使得亞太地區(qū)持續(xù)引領(lǐng)OLED微型顯示器的發(fā)展方向。
圖表：全球各地區(qū)OLED微型顯示器市場規(guī)模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
（2）近眼顯示設(shè)備的應(yīng)用推動
OLED微型顯示的發(fā)展
近眼顯示設(shè)備（NTE）包括電子取景器和頭戴顯示器等設(shè)備，這些設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，具有便攜性。OLED微型顯示器與這類電子設(shè)備的集成最能體現(xiàn)其體積小、重量輕、功耗低、分辨率高等特點。根據(jù)MarketsandMarketsTM的數(shù)據(jù)，2025年，近眼顯示設(shè)備用OLED微型顯示器市場規(guī)模將達到13.94億美元。
圖表：近眼顯示設(shè)備用OLED微型顯示器市場規(guī)模
資料來源：MarketsandMarketsTM
目前，微型顯示器在照相機和EVF應(yīng)用中的需求比在HMD中的需求更多，而HMD是微型顯示器未來市場規(guī)模增長的主要動力之一，也是增長最為迅速的領(lǐng)域。EVF是一種相機取景器，主要應(yīng)用于數(shù)碼相機和攝像機中。與采用LCD微型顯示技術(shù)的傳統(tǒng)EVF相比，采用硅基OLED顯示技術(shù)的EVF具有高對比度、寬色域和高速響應(yīng)等性能，進一步提高了數(shù)碼相機的取景拍攝效果。目前，SONY已將OLED微型顯示器應(yīng)用于其高端數(shù)碼相機的電子取景器中。
HMD是一種戴在頭上作為頭盔或耳機的設(shè)備，用戶可以在視野中獲取圖像、數(shù)據(jù)和其他信息。HMD可以通過光學(xué)系統(tǒng)放大微型顯示器上的圖像，進行視覺成像，進而在觀看者眼中呈現(xiàn)大屏幕圖像，實現(xiàn)VR、AR等不同效果。OLED微型顯示器體積小、功耗低，有助于縮小HMD的尺寸，不僅可以開發(fā)出緊湊、輕便的器件，而且可以保證較長的使用時間。
圖表：2020-2025年各類NTE顯示設(shè)備市場規(guī)模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
近眼顯示設(shè)備中廣泛應(yīng)用了 VR、AR 技術(shù)，其均為把虛擬世界直接凝實為人類感知的技術(shù)。VR技術(shù)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，通過近眼顯示提供浸入式體驗，目前其主要應(yīng)用于娛樂領(lǐng)域，包括娛樂游戲、賽事直播等領(lǐng)域。特別是在娛樂游戲行業(yè)，VR的滲透正在迅速增長。2016年，索尼推出了消費級的VR電子游戲機PlayStation VR，推動了VR技術(shù)在終端應(yīng)用的發(fā)展。
AR技術(shù)則為通過電腦技術(shù)，將虛擬的物體實時疊加到真實世界、真實環(huán)境中，使得虛擬與真實的物體在同一個畫面或空間中同時存在。目前AR近眼顯示已應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，用于武器瞄準器等裝備。隨著計算技術(shù)的進步，AR設(shè)備也將廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)、教育、消費電子、娛樂等領(lǐng)域。
總體來看，未來近眼顯示設(shè)備的技術(shù)逐步成熟、下游應(yīng)用范圍廣泛，將有力帶動OLED微型顯示產(chǎn)品的需求。
圖表：2017-2025年近眼微型顯示器下游市場規(guī)模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
目前，OLED 微型顯示技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域分為軍事領(lǐng)域與消費電子領(lǐng)域，其中在軍事領(lǐng)域應(yīng)用較早，主要行業(yè)參與者包括 eMagin、MICROOLED、奧雷德、國兆光電等公司。硅基 OLED 在消費品市場的主要應(yīng)用場景包括 HMD、HUD、EVF 等。其中僅有SONY 憑借其在消費電子領(lǐng)域的優(yōu)勢地位推出了用于自身品牌的 EVF 及 HMD，其余以消費電子領(lǐng)域作為主要發(fā)展方向的主要參與者仍處于持續(xù)提高工藝水平、提升良品率的階段?？傮w而言，硅基 OLED 顯示器行業(yè)處于發(fā)展早期，各大廠商均處于加速產(chǎn)線布局、技術(shù)水平快速提升階段，努力滿足快速增長的市場需求。
AR/VR頭顯設(shè)備行業(yè)的應(yīng)用
目前，市面上的各類AR/VR頭顯設(shè)備采用了種類繁多的近眼顯示技術(shù)方案，包括Fast-LCD、Micro-LED 、硅基OLED、LCOS（硅基液晶）、OLED、DLP（數(shù)字光處理）、LBS（激光束掃描）等。目前的主力顯示技術(shù)是Fas-LCD，其次是OLED和硅基OLED，之后是Micro-LED。硅基OLED和Micro-LED最適合XR設(shè)備。AR設(shè)備多在室外使用，Micro-LED的優(yōu)點是高亮度、高清晰度、壽命長等，與有機物OLED不同，無機物L(fēng)ED相對穩(wěn)定，對水分與氧氣的阻隔性較高。
VR設(shè)備長期受到“紗窗效應(yīng)”的困擾。由于Fast-LCD屏幕的次像素間距更小，能夠有效減輕紗窗效應(yīng)。同時，改良后的Fast-LCD技術(shù)使用全新液晶材料與驅(qū)動技術(shù)，刷新率可提升至90Hz，量產(chǎn)性高、產(chǎn)能穩(wěn)定。此外，疊加Mini LED背光后，F(xiàn)ast-LCD顯示效果可得到明顯提升。相較傳統(tǒng)背光，Mini LED背光可以大幅提高顯示屏整體亮度，有效縮短OD距離、降低整機厚度；同時，結(jié)合精細的Local Dimming分區(qū)方案，可實現(xiàn)更高的對比度。在VR領(lǐng)域， OLED屏幕曾經(jīng)占據(jù)主流，但Fast-LCD出來之后，成本比OLED要低很多，所以現(xiàn)在Fast-LCD基本上在VR領(lǐng)域已經(jīng)一統(tǒng)江湖了。2022年全球XR設(shè)備用顯示面板出貨約1177萬片，其中Fast-LCD占比高達94%，硅基OLED占比約4%。
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楊興杰
研究院服務(wù)號