AR/VR设备的趋势和挑战-解决方案技术和产品

AR/VR设备安装显示的新趋势

随着Metaverse相关市场的增长，预计市场的进一步增长和扩张将是佩戴以体验世界的“AR/VR设备”。这些设备采用各种显示器作为视频显示设备，让用户沉浸在Metaverse世界中。

随着AR/VR设备销量的增长，安装在它们中的显示器市场也同比增长。此外，根据复杂设备的显示性能，所采用的显示器每年都在逐渐变化。此外，在现代设备中，为了改善用户的视觉体验，从用双眼观察单个显示器的传统方法开始，每只眼睛配备一个显示器 (总共两个) 的模型的数量已经增加。因此，AR/VR设备的显示需求也在稳步增长。

从这里开始，我们将在此背景下解释将在不久的将来在AR/VR设备中安装哪种显示器的趋势。

VR设备返回LTPS液晶屏

VR 设备中使用的显示器让用户感觉仿佛进入了另一个世界，目前通常基于基于 TFT（薄膜晶体管）的 LTPS LCD（低温多晶液晶显示器）或 AMOLED（有源矩阵有机发光二极管显示器）。这两种类型的显示器已经在智能手机中使用了一段时间，现在正在 VR 设备中使用。

特别是 AMOLED，直到最近才被用于许多 VR 设备，因为它们在高速响应和宽色域方面优于 LTPS LCD。但是，AMOLED 在像素阵列和密度方面存在局限性。一些挑战是将 PPI（每英寸像素）提高到一定水平并减少颜色不规则的发生。此外，由于成本高，很难将它们集成到设备中。

基于这些条件，LTPS LCD凭借其优越的PPI和较低的价格成为了VR设备的主流显示屏。

生产 LTPS LCD 和 AMOLED 等显示器所需的供应链在日本、中国、韩国和台湾已经建立起来。

另一方面，随着VR设备最近的普及，寻求更多“丰富体验”的用户正在增加。熟悉Metaverse世界的用户现在要求VR显示器具有更高的分辨率、更宽的色域和更快的响应速度。

为了响应这些需求，越来越多的品牌正在其 VR 设备中使用 OLEDoS（硅基有机发光二极管）来提供增强的视觉效果。OLEDoS OLED电路沉积在硅晶片上，而不是玻璃或聚酰亚胺基板上，从而实现更小的像素和更薄的器件。它们还提供比 AMOLED 或 LTPS LCD 显示器更好的视觉性能。因此，OLEDoS 技术正在吸引全球元宇宙品牌的关注和投资，尤其是中国公司。

AR显示器期待成熟

AR 设备中使用的大多数显示器都使用硅衬底。这些设备目前采用的微显示技术包括 LCOS（硅基液晶）、DMD（数字微镜器件）、LBS（激光束扫描仪）、OLEDoS 和 LEDoS（硅基 LED）。

另一方面，目前所有AR显示器在亮度和镜头光学效率方面都存在问题，并且优化的产品尚未诞生。例如，尽管使用LEDoS的显示器适合于提高亮度，但是全彩色的显示性能不足，并且其他显示技术也具有“优点和缺点”。因此，据说AR显示技术的成熟需要3到5年，直到2022年。

此外，对于头戴式显示器等类型的设备，使其“更小，更薄，更轻”也非常重要。最近发布的VR设备的显示器越来越多地与称为“菲涅耳透镜”的特殊光学透镜结合使用的事实也是减小设备尺寸的目标之一。菲涅耳透镜是一种透镜，其中同心凹槽被雕刻在透镜表面上并且横截面是锯齿状的，如下图所示。与普通镜片相比，它的一大特点是它可以更薄更轻。

屏幕门现象在图像中看到“网格”

此外，“屏蔽门现象”是VR·AR·MR设备显示的问题，旨在提高图像质量。屏蔽门现象是像素和像素之间的间隙 (=网格图案) 可见的问题。这是视频世界中身临其境的感觉受到阻碍的主要原因，因为它感觉就像通过纱窗看到风景一样。

目前，与几年前相比，VR显示器的分辨率已经显着提高，显示器的高像素和高清晰度也取得了进展，屏蔽门现象的发生已经大大改善，但仍然完全解决了这是一个没有完成的问题。

PPD (Pixel Per Degree) 是表示VR设备显示质量的数字。PPD是显示分辨率的单位之一，意思是“每度视角所占的像素数”。计算方法可以用以下公式表示:。

2d (视距) ×r (显示器像素) ×tan (0.5°)

人眼的分辨率通常被认为是“约60ppd”。据说，如果视力为2.0的人可以在头戴式显示器上看到PPD超过60ppd的显示器图像，“它将与现实无法区分”。世界各地的公司正在努力开发使PPD接近60ppd的设备。

Dexcerials的技术有助于VR·AR设备

Dexcerials的产品和技术以各种方式为这些VR设备和AR设备中采用的许多显示器做出了贡献。

各向异性导电膜 （ACF） 广泛用于 LTPS LCD 和 AMOLED 以键合驱动器 IC。在像素密度的高分辨率显示器的趋势中，迪睿合独创的产品ArrayFIX（一种粒子阵列各向异性导电膜）正被广泛使用。ArrayFix 有助于提高图像质量，尤其是在高性能设备中。

在 LCOS 和 OLEDoS 中，显示电路也必须粘合在硅衬底上，该衬底使用 ACF 进行布线。与 LTPS LCD 和 AMOLED 等玻璃基板不同，硅基板具有很高的热扩散能力。键合驱动器 IC 和 FPC 产生的热量往往会散发到整个基板中，因此难以将热量传递到 ACF。迪睿合可以利用其在显示器技术方面的专业知识，提出最合适的接合工艺。

当使用激光作为AR显示屏的光源时，光路中的组件必须具有高耐热性。迪睿合精密部件株式会社（现迪睿合光子解决方案株式会社（DXPS））开发的无机扩散器和波片等无机光学元件具有优异的耐热性。

此外，无机波片有助于提高 LCOS 技术的对比度，该技术常用于 AR 设备。

除了显示屏之外，VR设备镜头周围的组件也需要更薄，这可能导致使用薄饼透镜。这类设备通过层压多个有机偏光片和波片来调整图像质量。然而，层压过程可能会引起波前像差和相移，从而影响图像质量并削弱沉浸式体验。无机波片是一种替代方案，可以在不产生波前像差的情况下实现更薄的产品。迪睿合生产的无机材料广泛应用于投影仪，毫无疑问，它们在VR和AR设备中的应用将会扩大。

通过这种方式，Dexcerials在与AR/VR设备相关的各种应用中拥有最先进的产品和差异化技术。通过这些技术，我们将为Metaverse的增长和发展做出贡献，预计会有更多的成功机会。