搶攻元宇宙商機,臺工研院開發(fā)全彩Micro LED微顯示模塊

作者 | 發(fā)布日期 2021 年 12 月 22 日 11:07 | 分類 Micro LED

元宇宙概念紅遍全球,驅使更多業(yè)者投入虛擬世界的建設,像是社群交流、游戲娛樂、內容創(chuàng)作、虛擬經(jīng)濟等。而要實現(xiàn)元宇宙,除了基礎建設的布建、半導體運算效能提升、低延遲高速網(wǎng)絡的覆蓋擴大外,用戶端所使用的 VR、AR 裝置的普及也是其中關鍵。

為此,臺灣地區(qū)工研院在臺灣地區(qū)經(jīng)濟部技術處及工業(yè)局支持下,研發(fā)首款全彩Micro LED微顯示模塊,同時也扮演整合產(chǎn)業(yè)的橋梁,集結產(chǎn)業(yè)上中下游能量,搶攻元宇宙商機。

元宇宙設備輕量化,顯示技術是關鍵

臺灣地區(qū)工研院電子與光電系統(tǒng)研究所組長方彥翔表示,元宇宙發(fā)展可分為七個層次,第一層是基礎建設,第二層是人機界面;第三層是去中心化(如邊緣運算),第四層是3D建模,讓消費者更有真實感。至于第五、第六和第七層便是使用者平臺、廣告和使用者情境。

方彥翔觀察到,如今隨著元宇宙熱潮興起,大多數(shù)廠商已開始布建基礎建設,目前在第二層、也就是人機界面這部分較為缺乏。未來元宇宙勢必會與AR進行連接,此時就需要一個更輕薄的穿戴設備,例如AR眼鏡,因為消費者不可能隨時戴著像目前VR頭盔這樣厚重的設備進行活動。也因此,如何打造一個輕量化的穿戴設備,便成為發(fā)展元宇宙一個關鍵要素,而這與顯示技術、光機系統(tǒng)息息相關。

方彥翔指出,穿戴設備想要輕量化,重點在于顯示器與光機系統(tǒng)要如何整合。所謂的光機系統(tǒng),簡單來說,就是顯示器加上光學系統(tǒng),進而讓使用者眼睛可以看到虛像。具高沉浸感的AR需要高對比度的虛像,關鍵在于高顯示亮度來抗環(huán)境強光。LCD、OLED的分辨率雖夠,但無法實現(xiàn)更高亮度,也因整體光機效率不佳,使得目前多數(shù)AR穿戴設備應用場景都在室內,才能有比較高的顯示對比度,達到所謂的沉浸感。

然而,要實現(xiàn)元宇宙,未來應用場景將不只局限于室內,勢將轉至戶外,而這就需要更輕薄、高效的顯示器,不僅因應更復雜的戶外環(huán)境光,同時創(chuàng)造更好的沉浸感;為此,Micro LED成為打造下世代元宇宙人機界面的關鍵顯示技術。

圖片來源:拍信網(wǎng)正版圖庫

開發(fā)全彩Micro LED微顯示模塊,力尋元宇宙商機

方彥翔指出,Micro LED具備效率高、功耗低、體積小等優(yōu)點,且能兼顧分辨率、亮度、功耗,同時還可與其他元件整合成一個模塊(例如傳感器),進而能縮小整體體積,實現(xiàn)更輕量化的穿戴設備。

重點在于,與OLED相較,Micro LED具極大亮度優(yōu)勢。臺灣地區(qū)工研院提供資料顯示,以實際量測數(shù)據(jù)分析,可發(fā)現(xiàn)OLED顯示器驅動電壓達一定程度后,亮度無顯著上升;反之,Micro LED顯示器亮度則會隨驅動電壓增加而線性成長。另外根據(jù)終端系統(tǒng)使用規(guī)格,顯示器功耗需控制在1W以內,對此,量測數(shù)據(jù)顯示,以功耗同為0.75W為例,OLED與Micro LED亮度差距達30倍以上。

為此,臺灣地區(qū)工研院目前開發(fā)首款全彩Micro LED微顯示模塊,基于CMOS背板,且面板尺寸為0.55英寸,可用于AR、抬頭顯示器,以及行動式顯示器等。此一全彩Micro LED微顯示模塊會與目前的光機系統(tǒng)進行整合,并與現(xiàn)有 OLED相比效果如何,目前預估一季內就可看出結果并進行后續(xù)優(yōu)化。

方彥翔也透露,臺灣地區(qū)工研院同時也已著手開發(fā)下一代的Micro LED微顯示模塊(0.3 英寸)提供高亮度、高對比,來實現(xiàn)高沉浸顯示。以及可搭配Micro LED的新一代光機系統(tǒng)(概念類似可光學透視(optical see-through)的VR眼鏡),以實現(xiàn)元宇宙需要的人機界面。

Micro LED新一代光機系統(tǒng)如何實現(xiàn)高沉浸感需求的大FOV及輕量、微型化?概念上,基于廣視野的VR光學系統(tǒng),通過將其中的Micro LED顯示及光學,針對前景光線做“透視化”(see-through)設計,使得能看到大視野虛像的同時,也能透視看到AR眼鏡前的實景,兼顧VR的廣視野與AR的虛實疊合。此透視化光學設計是利用新式的奈米超穎光學達成。

此外,以“Micro LED as sensor”的概念,在近眼顯示的同時,取代傳統(tǒng)攝像鏡頭進行對眼球動態(tài)的感測追蹤,提供低功耗、高響應速度的“眼機”互動方式,有機會提供穿戴眼鏡有類似像手機多點觸控一樣便利的輸入界面。

方彥翔指出,臺灣地區(qū)在顯示技術上擁有優(yōu)勢,而Micro LED最重要的是誰要買單(出??谑钦l),理清思路后進一步做上中下游整合,如此一來發(fā)展Micro LED才有意義。

他也進一步說明,發(fā)展元宇宙也應照著這種規(guī)劃,可先設想使用情境、商業(yè)模式,進而開發(fā)人機界面、使用者情境等;如此一來臺灣地區(qū)業(yè)者才能在這一波新興的元宇宙市場中,跳脫單一供應商角色,且不會受限于被定規(guī)格。而臺灣地區(qū)工研院在臺灣地區(qū)經(jīng)濟部技術處及工業(yè)局支持下,正扮演著開發(fā)與整合的角色,集結產(chǎn)業(yè)上中下游提供解決方案,在這片元宇宙新興藍海中找尋新的切入點。(來源:科技新報)

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