AR/VR設備的趨勢和挑戰-解決方案技術和產品

AR/VR設備安裝顯示的新趨勢

隨著Metaverse相關市場的增長，預計市場的進一步增長和擴張將是佩戴以體驗世界的“AR/VR設備”。這些設備採用各種顯示器作為影片顯示設備，讓用戶沉浸在Metaverse世界中。

隨著AR/VR設備銷量的增長，安裝在它們中的顯示器市場也同比增長。此外，根據復雜設備的顯示性能，所採用的顯示器每年都在逐漸變化。此外，在現代設備中，為了改善用戶的視覺體驗，從用雙眼觀察單個顯示器的傳統方法開始，每只眼睛配備一個顯示器 (總共兩個) 的模型的數量已經增加。因此，AR/VR設備的顯示需求也在穩步增長。

從這裡開始，我們將在此背景下解釋將在不久的將來在AR/VR設備中安裝哪種顯示器的趨勢。

VR設備返回LTPS液晶屏

VR 設備中使用的顯示器讓用戶感覺彷彿進入了另一個世界，目前通常基於基於 TFT（薄膜晶體管）的 LTPS LCD（低溫多晶液晶顯示器）或 AMOLED（有源矩陣有機發光二極體顯示器）。這兩種類型的顯示器已經在智能手機中使用了一段時間，現在正在 VR 設備中使用。

特別是AMOLED，直到最近才被用於許多VR設備，因為它們在高速回應和寬色域方面優於LTPS LCD。但是，AMOLED 在圖元陣列和密度方面存在局限性。一些挑戰是將PPI（每英寸圖元）提高到一定水準並減少顏色不規則的發生。此外，由於成本高，很難將它們集成到設備中。

基於這些條件，LTPS LCD憑藉其優越的PPI和較低的價格成為了VR設備的主流顯示器。

生產 LTPS LCD 和 AMOLED 等顯示器所需的供應鏈在日本、中國、韓國和臺灣已經建立起來。

另一方面，隨著VR設備最近的普及，尋求更多“豐富體驗”的用戶正在增加。熟悉Metaverse世界的用戶現在要求VR顯示器具有更高的解析度、更寬的色域和更快的響應速度。

為了回應這些需求，越來越多的品牌正在其 VR 設備中使用 OLEDoS（矽基有機發光二極體）來提供增強的視覺效果。OLEDoS OLED電路沉積在矽晶片上，而不是玻璃或聚醯亞胺基板上，從而實現更小的圖元和更薄的器件。它們還提供比AMOLED或LTPS LCD顯示器更好的視覺性能。因此，OLEDoS 技術正在吸引全球元宇宙品牌的關注和投資，尤其是中國公司。

AR顯示器期待成熟

AR 設備中使用的大多數顯示器都使用矽襯底。這些設備目前採用的微顯示技術包括 LCOS（矽基液晶）、DMD（數位微鏡器件）、LBS（鐳射束掃描器）、OLEDoS 和 LEDoS（矽基 LED）。

另一方面，目前所有AR顯示器在亮度和鏡頭光學效率方面都存在問題，並且優化的產品尚未誕生。例如，盡管使用LEDoS的顯示器適合於提高亮度，但是全彩色的顯示性能不足，並且其他顯示技術也具有“優點和缺點”。因此，據說AR顯示技術的成熟需要3到5年，直到2022年。

此外，對於頭戴式顯示器等類型的設備，使其“更小，更薄，更輕”也非常重要。最近發佈的VR設備的顯示器越來越多地與稱為“菲涅耳透鏡”的特殊光學透鏡結合使用的事實也是減小設備尺寸的目標之一。菲涅耳透鏡是一種透鏡，其中同心凹槽被雕刻在透鏡表面上並且橫截面是鋸齒狀的，如下圖所示。與普通鏡片相比，它的一大特點是它可以更薄更輕。

屏幕門現象在圖像中看到“網格”

此外，“屏蔽門現象”是VR·AR·MR設備顯示的問題，旨在提高圖像質量。屏蔽門現象是像素和像素之間的間隙 (=網格圖案) 可見的問題。這是影片世界中身臨其境的感覺受到阻礙的主要原因，因為它感覺就像通過紗窗看到風景一樣。

目前，與幾年前相比，VR顯示器的解析度已經顯著提高，顯示器的高像素和高清晰度也取得了進展，屏蔽門現象的發生已經大大改善，但仍然完全解決了這是一個沒有完成的問題。

PPD (Pixel Per Degree) 是表示VR設備顯示質量的數字。PPD是顯示解析度的單位之一，意思是“每度視角所占的像素數”。計算方法可以用以下公式表示:。

2d (視距) ×r (顯示器像素) ×tan (0.5°)

人眼的解析度通常被認為是“約60ppd”。據說，如果視力為2.0的人可以在頭戴式顯示器上看到PPD超過60ppd的顯示器圖像，“它將與現實無法區分”。世界各地的公司正在努力開發使PPD接近60ppd的設備。

Dexcerials的技術有助於VR·AR設備

Dexcerials的產品和技術以各種方式為這些VR設備和AR設備中採用的許多顯示器做出了贡獻。

各向異性導電膜 （ACF） 廣泛用於 LTPS LCD 和 AMOLED 以鍵合驅動器 IC。在圖元密度的高解析度顯示器的趨勢中，迪睿合獨創的產品ArrayFIX（一種粒子陣列各向異性導電膜）正被廣泛使用。ArrayFix 有助於提高圖像品質，尤其是在高性能設備中。

在 LCOS 和 OLEDoS 中，顯示電路也必須粘合在矽襯底上，該襯底使用 ACF 進行佈線。與 LTPS LCD 和 AMOLED 等玻璃基板不同，矽基板具有很高的熱擴散能力。鍵合驅動器IC和 FPC 產生的熱量往往會散發到整個基板中，因此難以將熱量傳遞到ACF。迪睿合可以利用其在顯示器技術方面的專業知識，提出最合適的接合工藝。

當使用雷射作為AR顯示器的光源時，光路中的組件必須具有高耐熱性。迪睿合精密零件株式會社（現迪睿合光子解決方案株式會社（DXPS））開發的無機擴散器和波片等無機光學元件具有優異的耐熱性。

此外，無機波片有助於提高 LCOS 技術的對比度，該技術常用於 AR 設備。

除了顯示器之外，VR設備鏡頭周圍的組件也需要更薄，這可能導致使用薄餅透鏡。這類設備透過層壓多個有機偏光片和波片來調整影像品質。然而，層壓過程可能會引起波前像差和相移，從而影響影像品質並削弱沉浸式體驗。無機波片是一種替代方案，可以在不產生波前像差的情況下實現更薄的產品。迪睿合生產的無機材料廣泛應用於投影儀，毫無疑問，它們在VR和AR設備中的應用將會擴大。

通過這種方式，Dexcerials在與AR/VR設備相關的各種應用中擁有最先進的產品和差異化技術。通過這些技術，我們將為Metaverse的增長和發展做出贡獻，預計會有更多的成功機會。