MicroLED — Thắp sáng tương lai của kính thông minh AR

Kính AR chủ yếu bao gồm mô-đun hiển thị quang học, bộ xử lý, cảm biến, bộ nhớ và pin. Chỉ riêng mô-đun hiển thị quang học đã chiếm hơn 40% chi phí, khiến nó trở thành một trong những thành phần cốt lõi nhất. Nó trực tiếp xác định trải nghiệm hình ảnh, kích thước vật lý và hiệu suất tổng thể của thiết bị. Về cơ bản, nó là một hệ thống chiếu thu nhỏ tạo và chiếu thông tin kỹ thuật số trước mặt người dùng, kết hợp nó một cách liền mạch với thế giới thực.

1. Cấu trúc của mô-đun hiển thị kính thông minh AR

   Các thành phần chính của mô-đun hiển thị bao gồm màn hình vi mô, mô-đun quang, cảm biến, bộ xử lý và nguồn sáng. Nguồn sáng cung cấp ánh sáng cho màn hình, thường sử dụng đèn LED hoặc laser RGB. Màn hình vi mô hoạt động như một 'màn hình chip' tạo ra hình ảnh ảo, với các tùy chọn công nghệ hiện tại như LCoS, OLED và MicroLED. Hệ thống quang học có nhiệm vụ truyền và phóng to hình ảnh từ màn hình vi mô đến mắt người dùng. Thấu kính quang học, bao gồm thấu kính lõm, thấu kính lồi, gương và thấu kính dẫn sóng, sử dụng nguyên lý truyền ánh sáng để chiếu hình ảnh ảo lên võng mạc của người dùng. Trong số này, thấu kính dẫn sóng đặc biệt có lợi thế do tính chất nhẹ của chúng.

   

2. So sánh các lộ trình công nghệ hiển thị

   Một số công nghệ hiển thị vi mô hiện đang được sử dụng trong kính thông minh AR, bao gồm LCoS, OLED, LBS, DLP và MicroLED.

   
   

   Công nghệ	LCoS	LBS	MicroOLED	MicroLED
   Nguyên tắc hiển thị	Tinh thể lỏng phản chiếu	Quét chùm tia laze	Tự phát xạ	Tự phát xạ
   Các tính năng chính	Công nghệ trưởng thành, tiết kiệm chi phí	Siêu nhỏ gọn, hiệu suất quang học cao	Độ tương phản cao, gam màu tuyệt vời, tương đối nhỏ gọn	Độ sáng cực cao, tiêu thụ điện năng thấp, tuổi thọ cao, nhỏ gọn
   Hạn chế chính	Kiểu dáng cồng kềnh, yêu cầu đèn nền bên ngoài, tiêu thụ điện năng cao	Thiết kế hệ thống phức tạp, dễ bị đốm laser	Độ sáng tối đa hạn chế, nguy cơ lưu ảnh, tuổi thọ ngắn hơn	Khó đạt được màu sắc đầy đủ, rào cản kỹ thuật đáng kể, chi phí cao

   Trong số này, các giải pháp LCoS, LBS và DLP thường có thể tích vượt quá 1 cm³. Ngược lại, các động cơ quang học MicroLED mới nhất đã giảm âm lượng này xuống chỉ còn 0,15 cm³—có thể so sánh với kích thước của hạt đậu đỏ—và chỉ nặng 0,3 gam. Do tầm quan trọng của sự thoải mái của người dùng và thời lượng pin của sản phẩm, kính thông minh không phù hợp với các mô-đun hiển thị nặng hoặc cồng kềnh. Do đó, màn hình micro MicroLED, với kiểu dáng tối thiểu, đang mở đường trở thành công cụ ánh sáng lý tưởng cho các thiết bị AR thực sự nhẹ.

   

   Vị trí của Light Engine trên Kính AR
   

   LCoS đã trở thành giải pháp chủ đạo và đáng tin cậy cho nhiều loại kính AR cấp doanh nghiệp nhờ vào sự cân bằng cân bằng giữa sự trưởng thành về công nghệ, chi phí và hiệu suất hiển thị. Mặt khác, MicroLED được nhiều người coi là tương lai của màn hình. Nó tự hào có mật độ điểm ảnh cao, độ sáng cực cao, thời gian phản hồi thấp, tiêu thụ điện năng thấp, tuổi thọ cao, độ bão hòa màu cao, độ tin cậy vượt trội và kiểu dáng nhỏ gọn. Nó được coi là công nghệ then chốt có tiềm năng thúc đẩy kính AR sử dụng ngoài trời cả ngày.

3. MicroLED hoạt động như thế nào

   Về cốt lõi, MicroLED là một điốt phát sáng ở quy mô siêu nhỏ với khả năng tự phát xạ. Nó sử dụng các vật liệu vô cơ (như GaN - Gallium Nitride), mang lại các tính chất vật lý và hóa học ổn định. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết của các quy trình đóng gói phức tạp và mang lại tuổi thọ đặc biệt lên tới 100.000 giờ. Hơn nữa, MicroLED có khả năng chống ánh sáng và nhiệt vượt trội, ít bị lão hóa hơn và loại bỏ nguy cơ lưu ảnh (burn-in).

   Quá trình sản xuất MicroLED bao gồm tám quy trình chính và hơn hai trăm bước chi tiết. Các quy trình chính bao gồm tăng trưởng wafer epiticular, liên kết và tách liên kết, quang khắc, khắc axit, lắng đọng màng mỏng, chế tạo điện cực, cắt hạt chip, đóng gói, cũng như thử nghiệm và phân loại. Công nghệ này sử dụng một dãy đèn LED có kích thước micron làm đơn vị pixel. Bằng cách sử dụng các mạch điều khiển để điều khiển từng pixel micro-LED để phát ra ánh sáng độc lập, đồng thời kết hợp công nghệ chất nền và công nghệ đóng gói, nó đạt được khả năng hiển thị hình ảnh có độ phân giải cao và độ sáng cao.

   

   Sơ đồ cấu trúc MicroLED
   

4. Tình trạng phát triển của MicroLED trong Kính thông minh

   Theo dự báo của TrendForce, quy mô thị trường thiết bị AR dự kiến ​​sẽ đạt 25,5 triệu chiếc vào năm 2030, với thị phần của MicroLED dự kiến ​​sẽ tăng lên 44%. Những gã khổng lồ công nghệ như Apple và Meta đang tích cực đầu tư vào R&D MicroLED. Kể từ năm 2025, gần 16 mẫu kính AR có màn hình MicroLED đã được ra mắt.