采用經濟半導體技術制造微型顯示器
首先什么是Micro OLED？由于OLED代表有機EL，它一定是智能手機和電視中使用的一種有機EL顯示器。但是，制造方法和特性卻大不相同。普通的 OLED 被制造為顯示面板。這是因為目的是做一個有一定面積的顯示器。電視有適合電視的顯示器，智能手機有適合智能手機的顯示器，這是根據每種應用產品需要的尺寸來制造的。
另一方面，Micro OLED 最初并非以制造大尺寸為前提。顧名思義，Micro OLED是一種被稱為微型顯示的顯示器，其主要用途是通過鏡頭將其放大或安裝在投影儀上的。
微顯示器有多種技術。在投影儀中使用的一種名為LCOS（Liquid Crystal On Silicon）的顯示器，該技術是采用液晶技術的微小反射式顯示器，它反射強光源的光，然后將其放大，過去一直都用在投影儀上。
采用 LCOS 的原因是可以使用具有經濟效益的半導體制造工藝來生產高分辨率顯示器。Micro OLED也是出于這個想法。它必須被安裝在狹小的空間內，主要是為需要高分辨率和顯色的領域開發的。
到目前為止，主要用途是取景器。當今的取景器大多使用Micro OLED，顯色性和圖像響應速度堪稱完美。過去，有人說專業人士只使用光學取景器，但如今已不再如此。比如索尼旗艦相機α1的取景器，其分辨率約為944萬點（QXGA），幀率高達240Hz。
優點當然是小而輕、具有高分辨率和高像素密度。下圖是索尼為了說明micro OLED而發布的，但即使是同一個OLED，由于制造方法不同，像素之間也幾乎沒有縫隙。
換句話說，由于制造方法的差異，不可能進行較大的尺寸生產。這無關哪個更好，只是目的不同而已。
Megane X和Nreal Air都使用了micro OLED
Micro OLED 受到關注的原因很簡單。這是因為新一代 HMD 的采用MicroOLED的數量正在增加。松下子公司 Shiftall 在 2022 年 1 月發布的“Megane X”和 3 月發布的智能眼鏡“Nreal Air”都使用了 micro OLED。Micro OLED采用的器件的特點是“輕”、“高分辨率”，同時又“高像素密度”。說白了就是“佩戴舒適，形象自然”。
智能眼鏡Nreal Air像素之間沒有間隙，具有很高的顯色性和分辨率。Megane X也是如此，它的特點是像素密度高，畫質非常自然。與meta的《meta Quest 2》相比，分辨率和像素密度都很高，可以牢牢地讀取字符和細節。
這里再舉一個例子，去年 12 月，索尼在2021 年技術日活動中推出了一款正在為 HMD 開發的Micro OLED 和使用它的XR設備，以展示正在開發的技術。HMD 和設備不是PlayStation VR2 索尼互動娛樂計劃發布的。
該設備大約1英寸包含 4K x 4K 點，PPI為4000。區別很明顯，智能手機的顯示屏從 400 到 500 PPI 不等。
國內外多家公司研發制造
Micro OLED 早期的制造商包括索尼、愛普生、eMagin 和 Kopin。愛普生將自己的MicroOLED 用于 HMD MOVERIO ，而索尼是取景器的主要參與者。
國內廠商也在進入市場，京東方、視涯科技、湖畔光電、云南奧雷德、夢顯、熙泰等布局多年，預計未來產量將大幅增加。
除了Micro OLED 之外，還有許多使用LCOS的設備。LCOS 用在微軟的第一款“HoloLens 1”和“Magic Leap 2”中，而在“HoloLens 2”中，使用了微型鏡面反射激光的“MEMS（微機電系統）。
但目前，考慮到亮度和顯色等因素，micro OLED更具有優勢。也有使用 LED代替OLED的Micro LED，但這些目前主要是單色的。綠色常用于專門用于信息顯示的智能眼鏡，但全彩頭顯仍需技術開發。
HMD結構淺析
那么這對 HMD 有什么影響呢？要了解它，您還需要了解 HMD 的結構。HMD是一種頭戴式顯示器，目的是將圖像傳遞給眼睛，從而覆蓋廣闊的視野。目前主流的HMD是在2012年公布的Oculus Rift（DK1）的影響下設計的。
簡單地說，就是將具有一定分辨率或更高分辨率的平板顯示器放在眼睛附近，用鏡頭將圖像放大到整個視野。由于圖像的周邊部分發生了畸變，因此圖像側的周邊部分需要在此基礎上進行處理和輸出，這樣可以在通過鏡頭時使得畸變有所減少。
那么AR呢？在這種情況下，兩種結構是可能的。
一種是一起使用相機。這種方法也稱為視頻透視，但頭顯的結構與VR相同，這里只要投影的圖像發生了變化就行。
另一種是AR的主流透視方法。通過以某種方式使圖像半透明，這是一種使圖像看起來與實際場景重疊的方法。由于其結構更簡單，因此具有使HMD更輕、更容易制造的特點。
目前有幾種方法可以實現半透明視頻，但最常見的是將來自顯示器的視頻投影到半反射鏡上。例如，在Nreal Air中，附著在眼鏡頂部的顯示器通過棱鏡半反射鏡彎曲90度傳遞到眼睛，這樣就可以在實際場景中看到圖像。
向半反射鏡傳送影像的方法雖然有所不同，但目前只要能理解就足夠了。
如何克服視角的弊端很重要
將Micro OLED 用于 HMD 的想法絕非什么新鮮事。在Oculus Rift 發布之前，索尼在 2011 年發布的 HMD HMZ-T1 使用的就是 1280 x 720 的 0.7 英寸的MicroOLED。
然而，這種方法曾經一度被否，而使用LCD和OLED等平板顯示器的方法首先變得普遍。知道為什么嗎？
原因是光學設計難以覆蓋整個視野。使用更大的區域來覆蓋您的視野會更容易。即使您想將鏡頭擴展到全視場并使其易于對焦，設計鏡頭也不是那么困難。在顯示器和眼睛之間有一個透鏡的簡單設計就足夠了。
然而，當小屏幕被大大放大時，故事就發生了變化。通過在顯示器和眼睛之間放置一個鏡頭并將光直接傳遞到眼睛的直視光學系統，顯示器越小，鏡頭越大，到眼睛的距離就越遠。這就是特殊鏡頭的用武之地。可以說，即使使用特殊鏡頭，也越來越需要同時實現分辨率、像素密度和顯色。
Megane X采用的方法是使用了 Kopin 和松下聯合開發的光學系統。通過使用 Kopin 開發的Pancake鏡頭制作一種不太可能導致圖像失真和色偏的頭戴式顯示器，同時減少與眼睛的距離并減輕鏡頭的重量。Megane X的重量約為 250g，但原因是它沒有電池，可以減輕鏡頭和顯示器的重量。Pancake這種類似技術的方法已經存在了一段時間。可以推斷，其他公司正在開發使用具有類似光學系統的Micro OLED 的 HMD。
缺點是仍然難以增加視角。Megane X的視角尚未公布，但似乎不到 100 度。對于 VR HMD 來說，它有點窄。
至于透視AR，不能像上面描述的那樣遮住眼睛，所以需要使用更特殊的光學系統。此外，由于它的設計往往強調輕盈，因此限制較多。許多產品的視角比 VR 更窄，這是權衡的結果。
考慮到分辨率的技術演進，micro OLED 是否比平板顯示更有優勢？
綜上所述，毫無疑問，Micro OLED 的發展對 HMD 很重要。當然，尤其是VR，還是會有一些像以前一樣使用平板顯示的產品，但是當要求單眼分辨率達到2.5K以上時，micro OLED就會變得更有優勢。
典型的顯示面板已經達到不需要更多分辨率的水平。但是，我仍然想要 VR / AR 中的分辨率。但是，是否要投入巨資制造僅用于 VR/AR 的高分辨率顯示面板，將是一個決定。在這種情況下，難怪人們對不斷發展并具有更高分辨率的設備（例如MicroOLED）充滿期待。
此外，對于不覆蓋視野的透視HMD，需要使用小型顯示設備，因此MicroOLED也受到關注是有原因的。
