MicroLED — освещая будущее умных очков AR

Очки AR состоят в основном из модуля оптического дисплея, процессора, датчиков, памяти и аккумулятора. Один только модуль оптического дисплея составляет более 40% стоимости, что делает его одним из самых основных компонентов. Он напрямую определяет визуальное восприятие устройства, его физический размер и общую производительность. По сути, это миниатюрная проекционная система, которая создает и проецирует цифровую информацию перед пользователем, плавно смешивая ее с реальным миром.

1. Структура модулей дисплея умных очков AR

   Ключевые компоненты модуля дисплея включают микродисплей, оптический модуль, датчики, процессор и источник света. Источник света обеспечивает освещение дисплея, обычно используя светодиоды или лазеры RGB. Микродисплей действует как «чип-экран», который генерирует виртуальные изображения с использованием современных технологических возможностей, таких как LCoS, OLED и MicroLED. Оптическая система отвечает за передачу и увеличение изображения с микродисплея в глаза пользователя. Оптические линзы, включая вогнутые линзы, выпуклые линзы, зеркала и волноводные линзы, используют принципы распространения света для проецирования виртуального изображения на сетчатку пользователя. Среди них волноводные линзы имеют особое преимущество благодаря своему легкому весу.

   

2. Сравнение путей развития технологий отображения

   В настоящее время в умных очках дополненной реальности используется несколько технологий микродисплеев, включая LCoS, OLED, LBS, DLP и MicroLED.

   
   

   Технология	LCoS	фунты стерлингов	МикроOLED	МикроЛЭД
   Принцип отображения	Светоотражающий жидкий кристалл	Сканирование лазерным лучом	Самоизлучающий	Самоизлучающий
   Ключевые особенности	Зрелая технология, экономичность	Ультракомпактный, высокая оптическая эффективность	Высокая контрастность, отличная цветовая гамма, относительно компактный	Сверхвысокая яркость, низкое энергопотребление, длительный срок службы, компактность
   Ключевые ограничения	Громоздкий форм-фактор, требует внешней подсветки, высокое энергопотребление	Сложная конструкция системы, подверженная лазерным спеклам	Ограниченная пиковая яркость, риск остаточного изображения, более короткий срок службы	Трудно добиться полного цвета, значительные технические препятствия, высокая стоимость.

   Среди них решения LCoS, LBS и DLP обычно имеют объем, превышающий 1 см⊃3; Напротив, новейшие оптические двигатели MicroLED уменьшили этот объем всего до 0,15 см⊃3 (что сравнимо с размером красной фасолины) и весят всего 0,3 грамма. Учитывая важность комфорта пользователя и срока службы батареи, умные очки не подходят для тяжелых или громоздких модулей дисплея. Таким образом, микродисплей MicroLED с его минимальным форм-фактором прокладывает путь в качестве идеального источника света для по-настоящему легких устройств AR.

   

   Расположение светового двигателя на очках AR
   

   LCoS стал основным и надежным решением для многих очков дополненной реальности корпоративного уровня благодаря хорошо сбалансированному балансу между технологической зрелостью, стоимостью и производительностью дисплея. С другой стороны, MicroLED считается будущим дисплеев. Он может похвастаться высокой плотностью пикселей, исключительной яркостью, низким временем отклика, низким энергопотреблением, длительным сроком службы, высокой насыщенностью цвета, исключительной надежностью и компактным форм-фактором. Это считается ключевой технологией, способной привести к использованию AR-очков на открытом воздухе в течение всего дня.

3. Как работает МикроЛЭД

   MicroLED по своей сути представляет собой микросветодиод с самоизлучающими способностями. В нем используются неорганические материалы (такие как GaN-нитрид галлия), которые обеспечивают стабильные физические и химические свойства. Это устраняет необходимость в сложных процессах упаковки и обеспечивает исключительный срок службы до 100 000 часов. Кроме того, MicroLED обладают превосходной устойчивостью к свету и теплу, менее склонны к старению и исключают риск остаточного изображения (выгорания).

   Производство MicroLED включает восемь основных процессов и более двухсот подробных этапов. Ключевые процессы включают выращивание эпитаксиальных пластин, соединение и отсоединение, фотолитографию, травление, осаждение тонких пленок, изготовление электродов, нарезку чипов кубиками, упаковку, а также тестирование и сортировку. В технологии используется массив светодиодов микронного размера в качестве пикселей. Используя схемы управления для управления каждым микро-светодиодным пикселем для независимого излучения света, а также сочетая технологии подложки и упаковки, он обеспечивает отображение изображения с высоким разрешением и высокой яркостью.

   

   Структурная схема MicroLED
   

4. Статус разработки MicroLED в умных очках

   По прогнозам TrendForce, к 2030 году объем рынка AR-устройств достигнет 25,5 млн единиц, а доля рынка MicroLED вырастет до 44%. Технологические гиганты, такие как Apple и Meta, активно инвестируют в исследования и разработки MicroLED. С 2025 года было представлено около 16 моделей AR-очков с дисплеями MicroLED.