VR显示技术趋势展望:Fast LCD成本优势明显,硅基OLED加速成长

群智咨询 · 2022-11-05

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核心观点

凭借成本优势,Fast LCD依然是市场主流配置,叠加Mini LED背光或可延长生命周期

OLED显示分辨率受到FMM技术限制,短期内难以追赶Fast LCD

硅基OLED性能优势虽然明显,成本、良率等问题仍待市场进一步成熟

功能属性创新依然影响长期VR产业发展

2022年9月 “字节跳动” 旗下VR品牌发布全新VR头显产品Pico 4系列,紧接着,10月Meta在年度大会上发布了旗下高端办公VR头显——Quest Pro。从2022年发布的VR头显来看,硬件升级主要体现在光学、头手交互、芯片等方面,显示技术升级相对缓慢,Fast LCD依然是大多数厂商的首要选择。综合来看,目前XR显示技术趋势主要围绕Fast LCD、OLED、硅基OLED、Micro LED展开,像素密度不断提升及单屏向双屏逐渐演化。

凭借成本优势,Fast LCD依然是市场主流配置,叠加MiniLED背光或可延长生命周期

与OLED相比,Fast LCD屏幕的次像素间距更小,能够有效的减轻纱窗效应。同时改良后的Fast LCD技术使用全新液晶材料与驱动技术,刷新率可提升至90Hz,量产性高、产能稳定。显示及光学的配置主要为四种,Fast LCD加菲涅尔方案(中低端产品配置)、Fast LCD加Pancake方案(中端产品配置)、FastLCD搭载Mini LED背光加Pancake方案(高端产品配置),以及硅基OLED加Pancake方案(高端产品配置)。根据群智咨询(Sigmaintell)调研测算,2022年四种方案的成本比例约为1 : 2.3 : 2.9 : 4.5,由此可见,Fast LCD成本较硅基OLED,具有显着成本优势。

2022年Fast LCD技术凭借超高性价比依然稳居VR显示头把交椅,Pico、Meta的新品VR仍采用Fast LCD。尤其是Meta的Quest Pro,1499美元的高端定位下依然选择使用Fast LCD,足以说明FastLCD在VR显示领域依然保有强大的生命力。根据Meta公司的介绍,2023年发布的VR产品Quest 3定位在300-500美元,可以推测Quest 3依然有很大可能性继续采用Fast LCD作为显示技术。

此外,叠加Mini LED背光后,FastLCD显示效果可得到明显,提升相较传统背光,Mini LED背光一方面可以大幅提高显示屏整体亮度,同时可有效缩短OD距离、降低整机厚度;同时,结合精细的Local Dimming分区方案,可实现更高的对比度。此外,由于Mini LED技术的进一步成熟以及VR显示面积较小,对比硅基OLED而言,Mini LED背光+FastLCD在成本方面依然有显着优势。

OLED显示分辨率受到FMM技术限制,短期内难以追赶Fast LCD

2016年包括傲库路思(Oculus)、索尼(Sony)、宏达电(HTC)在内的多家厂商均采用OLED作为VR显示方案,这主要得益于OLED的高刷新率、低延时的特点。2018年之后,随着 Fast LCD技术成熟,OLED在VR显示的竞争中逐渐被Fast LCD取代,究其原因是FMM技术限制了OLED像素密度提升。Pico 4采用的Fast LCD像素密度约为1200PPI,而智能手机诸如iPhone 14 Pro Max系列,像素密度只有460PPI。索尼即将推出的下一代PS VR2像素密度将达到850PPI,对比Fast LCD依然存在较大差距。因此,在高像素密度FMM成功量产前,OLED依然难以撼动Fast LCD在VR显示中的地位。

硅基OLED性能优势虽然明显,成本、良率等问题仍待市场进一步成熟

硅基OLED采用CMOS基板,可以实现普通OLED无法达到的像素密度(3000以上PPI)。此外硅基OLED整体重量是LCD及OLED的十分之一,可大幅改善VR的使用体验。硅基OLED受限于配套驱动芯片技术不成熟、综合良率偏低等问题,整体成本依然偏高,目前采用硅基OLED的VR厂商依然很少。

对于VR显示而言,2片2inch左右的屏幕显示效果最佳,而该尺寸的硅基OLED屏幕,现有良率很低,成本非常高。目前硅基OLED多以1inch以下产品,应用在AR头显领域。2023年苹果即将发布的MR头显将采用硅基OLED,势必会带动各大VR厂商对硅基OLED屏幕的采用。群智咨询(Sigmaintell)预测,苹果发布MR以后将势必推动硅基OLED在XR显示领域的加速渗透。

从供应格局来看,目前索尼是商用XR头显硅基OLED最大的供应商,凭借多年的研发积累,索尼拥有从CMOS背板、驱动芯片,到OLED制程的纵向整合技术实力;2023年苹果MR头显的硅基OLED屏幕将由索尼独家供应。中国大陆对于硅基OLED布局更为积极和全面,视涯、BOE等厂商已具备量产能力,产能、良率均在逐步成熟。此外,LGD和SDC也在今年宣布加入硅基OLED面板投资行列,从产业基础来看,三星拥有CMOS驱动、OLED制程全流程供应链和技术储备,而LGD与海力士联合开发硅基OLED产品。随着韩厂的加入,以及国内厂商产能逐渐投产,预计2024年以后,全球硅基OLED产能将得到显着提升。

Micro LED

VR显示的封闭环境,对屏幕亮度的要求并不高,因此硅基OLED足以满足VR显示的要求。从性能参数看,无论从像素密度、刷新率、屏幕亮度,Micro LED都具备明显的优势,被认为是XR最佳的显示技术。不过,目前Micro LED的技术仍处在产业初期,尤其是彩色化技术仍不成熟。中短期内,Micro LED难以在VR显示中得到应用。

功能属性创新依然影响长期VR产业发展

2022年VR头显受到全球消费电子市场低迷影响,整体增速不及预期。从行业发展来看,VR的短板依然表现在市场与应用方面,过强的游戏属性会限制VR的普及发展,影响硬件的快速迭代。2022年各大厂商也在致力于不断完善VR的内容生态建设,视频内容、健身、社交等元素均不断增加。此外,摄像头的增加、头手交互方式的革新,也为更多应用场景的实现提供了可能。VR市场的应用创新,能否将VR头显从游戏属性向生产工具转型,也将极大影响包括显示在内的各种硬件投资、研发的热情。VR厂商仍需增加在应用生态上的开发布局,产业链的上下游协同开发,为创造更大市场而共同努力。