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。不同于傳統的PMOLED及AMOLED顯示技術，應用于微型顯示器領域的OLED技術被稱為硅基OLED，其是以單晶硅作為驅動背板而制作的OLED顯示器件，將傳統外置邦定的顯示芯片集成在硅基背板中，像素尺寸為傳統顯示器件的1/10，精細度遠遠高于傳統器件。硅基OLED技術具有體積小、重量輕、功耗低、分辨率高等優點，主要應用于近眼式顯示和投影顯示系統，包括HMD、HUD、EVF等產品領域。目前，其在消費類領域的應用包括VR眼鏡和EVF，專業市場應用包括物流倉儲管理的AR智能眼鏡等。 （1）預計OLED成為微型顯示主要應用技術，亞太地區占比最高
根據市場研究機構MarketsandMarketsTM的研究報告，2020年至2025年，OLED微型顯示器市場規模增長最為迅速，年均復合增長率達到61.2%，預計2025年將實現16.39億美元的市場規模，并超過LCD與LCoS成為微型顯示器應用最為廣泛的技術類型。
圖表：各技術路線2020年和2025年微型顯示器市場規模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
在亞太地區，政府的大量投資加速了大規模的城市化和工業化，行業和機構的研發活動驅動OLED微型顯示器行業的技術創新，經濟發展以及人口基數則促進了消費需求，使得亞太地區持續引領OLED微型顯示器的發展方向。
圖表：全球各地區OLED微型顯示器市場規模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
近眼顯示設備（NTE）包括電子取景器和頭戴顯示器等設備，這些設備結構緊湊、重量輕，具有便攜性。OLED微型顯示器與這類電子設備的集成最能體現其體積小、重量輕、功耗低、分辨率高等特點。根據MarketsandMarketsTM的數據，2025年，近眼顯示設備用OLED微型顯示器市場規模將達到13.94億美元。
圖表：近眼顯示設備用OLED微型顯示器市場規模
資料來源：MarketsandMarketsTM
目前，微型顯示器在照相機和EVF應用中的需求比在HMD中的需求更多，而HMD是微型顯示器未來市場規模增長的主要動力之一，也是增長最為迅速的領域。EVF是一種相機取景器，主要應用于數碼相機和攝像機中。與采用LCD微型顯示技術的傳統EVF相比，采用硅基OLED顯示技術的EVF具有高對比度、寬色域和高速響應等性能，進一步提高了數碼相機的取景拍攝效果。目前，SONY已將OLED微型顯示器應用于其高端數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備，用戶可以在視野中獲取圖像、數據和其他信息。HMD可以通過光學系統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大屏幕圖像，實現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顯示設備市場規模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
近眼顯示設備中廣泛應用了 VR、AR 技術，其均為把虛擬世界直接凝實為人類感知的技術。VR技術是利用電腦模擬產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，目前其主要應用于娛樂領域，包括娛樂游戲、賽事直播等領域。特別是在娛樂游戲行業，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技術在終端應用的發展。
AR技術則為通過電腦技術，將虛擬的物體實時疊加到真實世界、真實環境中，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近眼顯示已應用于軍事領域，用于武器瞄準器等裝備。隨著計算技術的進步，AR設備也將廣泛應用于醫療、工業、教育、消費電子、娛樂等領域。
總體來看，未來近眼顯示設備的技術逐步成熟、下游應用范圍廣泛，將有力帶動OLED微型顯示產品的需求。
圖表：2017-2025年近眼微型顯示器下游市場規模（百萬美元）
資料來源：MarketsandMarketsTM
目前，OLED 微型顯示技術主要應用領域分為軍事領域與消費電子領域，其中在軍事領域應用較早，主要行業參與者包括 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用場景包括 HMD、HUD、EVF 等。其中僅有SONY 憑借其在消費電子領域的優勢地位推出了用于自身品牌的 EVF 及 HMD，其余以消費電子領域作為主要發展方向的主要參與者仍處于持續提高工藝水平、提升良品率的階段。總體而言，硅基 OLED 顯示器行業處于發展早期，各大廠商均處于加速產線布局、技術水平快速提升階段，努力滿足快速增長的市場需求。
AR/VR頭顯設備行業的應用
目前，市面上的各類AR/VR頭顯設備采用了種類繁多的近眼顯示技術方案，包括Fast-LCD、Micro-LED 、硅基OLED、LCOS（硅基液晶）、OLED、DLP（數字光處理）、LBS（激光束掃描）等。目前的主力顯示技術是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設備。AR設備多在室外使用，Micro-LED的優點是高亮度、高清晰度、壽命長等，與有機物OLED不同，無機物LED相對穩定，對水分與氧氣的阻隔性較高。
VR設備長期受到“紗窗效應”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。同時，改良后的Fast-LCD技術使用全新液晶材料與驅動技術，刷新率可提升至90Hz，量產性高、產能穩定。此外，疊加Mini LED背光后，Fast-LCD顯示效果可得到明顯提升。相較傳統背光，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，結合精細的Local Dimming分區方案，可實現更高的對比度。在VR領域， OLED屏幕曾經占據主流，但Fast-LCD出來之后，成本比OLED要低很多，所以現在Fast-LCD基本上在VR領域已經一統江湖了。2022年全球XR設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
研究院服務號