MicroLED – verlicht de toekomst van slimme AR-brillen

AR-brillen bestaan ​​voornamelijk uit een optische weergavemodule, processor, sensoren, geheugen en batterij. De optische displaymodule alleen al vertegenwoordigt meer dan 40% van de kosten, waardoor het een van de belangrijkste componenten is. Het bepaalt rechtstreeks de visuele ervaring, fysieke grootte en algehele prestaties van het apparaat. In wezen is het een miniatuurprojectiesysteem dat digitale informatie voor de gebruiker creëert en projecteert, en deze naadloos combineert met de echte wereld.

1. De structuur van AR Smart Glasses-displaymodules

   De belangrijkste componenten van een displaymodule zijn het microdisplay, de optische module, sensoren, processor en lichtbron. De lichtbron zorgt voor verlichting van het display, meestal met behulp van LED's of RGB-lasers. Het microdisplay fungeert als een ‘chipscherm’ dat virtuele beelden genereert, met huidige technologische opties zoals LCoS, OLED en MicroLED. Het optische systeem is verantwoordelijk voor het verzenden en vergroten van het beeld van het microdisplay naar de ogen van de gebruiker. Optische lenzen, waaronder concave lenzen, convexe lenzen, spiegels en golfgeleiderlenzen, maken gebruik van de principes van lichtvoortplanting om het virtuele beeld op het netvlies van de gebruiker te projecteren. Hiervan zijn golfgeleiderlenzen bijzonder voordelig vanwege hun lichtgewicht karakter.

   

2. Vergelijking van Display Technology Pathways

   Er worden momenteel verschillende microdisplaytechnologieën gebruikt in slimme AR-brillen, waaronder LCoS, OLED, LBS, DLP en MicroLED.

   
   

   Technologie	LCoS	pond	MicroOLED	MicroLED
   Weergaveprincipe	Reflecterend vloeibaar kristal	Laserstraal scannen	Zelf-emitterend	Zelf-emitterend
   Belangrijkste kenmerken	Volwassen technologie, kosteneffectief	Ultracompact, hoog optisch rendement	Hoog contrast, uitstekend kleurengamma, relatief compact	Ultrahoge helderheid, laag stroomverbruik, lange levensduur, compact
   Belangrijkste beperkingen	Omvangrijke vormfactor, vereist externe achtergrondverlichting, hoog stroomverbruik	Complex systeemontwerp, gevoelig voor laserspikkels	Beperkte piekhelderheid, risico op beeldretentie, kortere levensduur	Moeilijk om volledige kleur te bereiken, aanzienlijke technische hindernissen, hoge kosten

   Hiervan hebben LCoS-, LBS- en DLP-oplossingen doorgaans een volume van meer dan 1 cm³. De nieuwste optische MicroLED-engines hebben dit volume daarentegen teruggebracht tot slechts 0,15 cm³ – vergelijkbaar met de grootte van een rode boon – en wegen slechts 0,3 gram. Gezien het belang van gebruikerscomfort en de levensduur van de batterij van het product, zijn slimme brillen niet geschikt voor zware of omvangrijke displaymodules. Het MicroLED-microdisplay, met zijn minimale vormfactor, maakt daarmee de weg vrij als de ideale lichtmotor voor echt lichtgewicht AR-apparaten.

   

   Locatie van de Light Engine op AR-bril
   

   LCoS is een mainstream en betrouwbare oplossing geworden voor veel AR-brillen op ondernemingsniveau, dankzij het uitgebalanceerde evenwicht tussen technologische volwassenheid, kosten en weergaveprestaties. MicroLED daarentegen wordt algemeen beschouwd als de toekomst van beeldschermen. Het beschikt over een hoge pixeldichtheid, extreme helderheid, lage responstijd, laag energieverbruik, lange levensduur, hoge kleurverzadiging, uitzonderlijke betrouwbaarheid en een compacte vormfactor. Het wordt beschouwd als de cruciale technologie met het potentieel om AR-brillen de hele dag buiten te laten gebruiken.

3. Hoe MicroLED werkt

   MicroLED is in wezen een lichtgevende diode op microschaal met zelfuitzendende eigenschappen. Er wordt gebruik gemaakt van anorganische materialen (zoals GaN - Gallium Nitride), die stabiele fysische en chemische eigenschappen bieden. Dit elimineert de noodzaak van complexe verpakkingsprocessen en maakt een uitzonderlijke levensduur van maximaal 100.000 uur mogelijk. Bovendien bieden MicroLED's superieure weerstand tegen licht en hitte, zijn ze minder gevoelig voor veroudering en elimineren ze het risico op beeldretentie (inbranden).

   De productie van MicroLED’s omvat acht belangrijke processen en meer dan tweehonderd gedetailleerde stappen. Belangrijke processen zijn onder meer epitaxiale wafergroei, bonding en debonding, fotolithografie, etsen, dunne-filmafzetting, elektrodefabricage, chip-in blokjes snijden, verpakken, evenals testen en sorteren. De technologie maakt gebruik van een reeks LED's op micronschaal als pixeleenheden. Door aandrijfcircuits te gebruiken om elke micro-LED-pixel zo te besturen dat deze onafhankelijk licht uitstraalt, en door substraat- en verpakkingstechnologieën te combineren, wordt een beeldweergave met hoge resolutie en hoge helderheid bereikt.

   

   MicroLED-structuurdiagram
   

4. De ontwikkelingsstatus van MicroLED in slimme brillen

   Volgens voorspellingen van TrendForce zal de marktomvang voor AR-apparaten in 2030 naar verwachting 25,5 miljoen eenheden bereiken, waarbij het marktaandeel van MicroLED naar verwachting zal groeien tot 44%. Techgiganten als Apple en Meta investeren actief in MicroLED R&D. Sinds 2025 zijn er bijna 16 AR-brilmodellen met MicroLED-displays onthuld.