VR/AR近几十年来一直是热门话题。这些概念旨在改变我们的现实，因此通过系统设计来“欺骗”我们的大脑并产生沉浸感，非常重要。但是，人类的大脑是一个复杂的系统，而VR/AR系统需要的先进技术，目前还不够成熟。因而，为了使VR/AR头戴设备市场能够蓬勃发展，需要重点了解显示和光学领域必须经过哪些发展。
VR采用现成的市售组件开发，主要是智能手机大小的显示器和放大透镜。然而，目前VR设备的视场角很小，限制了用户的沉浸体验。通过光学器件开发来进行改善，可能看起来很容易，但这意味着头戴设备的人体工程学以及尺寸、重量和可扩展性等方面的制造挑战。此外还有视觉保真度的问题，因为在不改善像素密度的情况下，提高视场会减少单位像素数量，这又会影响用户的沉浸感。
因此，显示器需要与光学器件同步改善，提高像素密度以及其他参数。但是，相关的技术和制造挑战攻克难度很大。目前，替代方案正在开发中，应该可以为理想的VR设备创造可能：亦即在宽视场范围内每度设计适当的像素数，利用非常快的帧速率，在紧凑的外形尺寸下，获得完美的色彩重现。
与VR相比，AR代表了截然不同的视觉方案，因为用户需要通过叠加的虚拟图像清晰地看到眼前的世界。在眼睛前面设置一个屏幕是不可能的，因此必须以有效且不失真的方式将图像呈现到用户眼前。AR在军事领域已经获得了广泛应用，在军事领域，其尺寸、体积和设计方面几乎没有限制。但在消费类领域，用户只想要一款不那么笨重的时尚型AR头戴式设备，而且能够完美地透视前方。
通过现有技术实现头戴式设备小型化并降低成本，非常复杂。不能违背物理规律，必须处理“etendue”管理、有效衍射、透明度、视场以及许多其他参数。与VR类似，AR也正在持续开发中，并将为即将到来的AR头戴式设备定义发展路线图。不过，由于制造方面的挑战，在市场真正起飞之前，应用会比较缓慢。
VR/AR头戴设备技术方案发展路线图
MicroLED或能打破现状，成为关键使能者
VR设备采用了类似智能手机的显示器，最初的主导技术是有机发光二极管（OLED）。尽管价格昂贵，但它们在VR相关的规格参数方面具有优势，如像素刷新率、真黑色和外形尺寸等。不过，在目前的低端VR头戴设备中也可以找到液晶显示器（LCD），等待它们在刷新率、调光方面的瓶颈突破。硅上OLED（OLED-on-silicon）微型显示器也有机遇，但光学技术和价格挑战延缓了该技术的发展。等待硅上OLED技术成熟所需要的时间，可能MicroLED已经逐渐主导市场。
MicroLED技术短期发展预测
MicroLED技术远未成熟，但在单片组装微型显示器方面取得了进展。如果成功攻克了与MicroLED相关的技术障碍，这种显示技术将成为AR头戴式设备的有力使能者。目前，AR头戴式设备采用了硅上OLED微型显示器或投影显示技术，这些技术都不够紧凑，或者不能提供足够的亮度。MicroLED可以完美地连接真实和虚拟两个世界，并能够以紧凑的尺寸，提供足够的亮度，以克服光波导连接器的低效率。
2018~2027年AR头戴式设备显示技术市场规模预测
MicroLED显示或能撼动LCD和OLED技术
MicroLED显示的潜在应用
MicroLED是一种自发光发射显示技术。和OLED技术一样，它们都能提供高对比度、高刷新速度以及宽视角。而且，它们还能提供更宽的色域、更高的亮度、显著降低的功耗、更长的寿命、耐久性以及环境稳定性。此外，MicroLED还支持传感器和电路的集成，实现嵌入传感功能的超薄显示，如指纹识别和手势控制等。
第一款商业化MicroLED产品由Sony（日本索尼）以一款小孔距LED视频显示器在2016年发布，该显示器由MicroLED替代了传统封装LED。MicroLED显示的首款消费类杀手级应用或将为苹果公司推动的智能手表，苹果公司在2014年通过收购Luxvue公司投入该技术领域。得益于MicroLED独有的高亮度和低功耗优势，或能最终主宰增强现实和混合现实等要求亮度和功耗的应用市场。
在智能手表市场的成功将加速MicroLED技术和供应链的成熟，使MicroLED相比OLED在高端电视、平板电脑和笔记本电脑领域更具竞争力。尽管目前MicroLED对这些应用的影响较小，MicroLED显示却兼具OLED和LCD两者的优势。智能手机市场则是一块难啃的“硬骨头”，MicroLED需要在制造和5微米以下MicroLED的处理方面进行进一步的技术提升。最乐观估计，MicroLED显示市场的出货量到2025年可以达到3.3亿片。
MicroLED显示至2025年的出货量预测
MicroLED距其黄金期还有许多工程和制造方面的障碍需要突破
MicroLED是一种本质很复杂的显示技术，其成本驱动有别于目前市场上的显示技术。它的概念原理很简单：其每个像素都由单个MicroLED发射体组成。但是，在非常小的尺度上，MicroLED的运行性能会受严重的侧壁效应所影响。据报道，侧边长低于10微米的MicroLED的效率通常仅有更大的LED芯片的10~20%或更低。在这些尺度量级时，MicroLED显示还无法提供关键的低功耗优势。对于MicroLED企业来说解决这些问题是首当其冲的，VueReal公司或Mikro-Mesa公司等厂家据称已经在这方面取得显著突破。
MicroLED显示面临的诸多挑战
高效的大规模拾取MicroLED并将其定位在背板上是另一个主要挑战。利用传统的拾取和定位设备，组装一块MicroLED 4K显示屏需要超过一个月的时间！苹果、X-Celeprint、Playnitride等公司已经开发出大规模拾取和定位技术，能够同时处理数万到数百万个MicroLED。不过，处理并精确定位尺寸更小的MicroLED芯片（<10微米）还需要进行进一步开发。此外，VueReal 和 Rohinni等公司则正在开发一种与传统印刷技术同源的半连续处理工艺。
对于现代的显示屏，像素坏点或缺陷是不可接受的。外延生长、芯片制造和转移过程中实现100%的综合良率无异于天方夜谭。MicroLED显示制造商因此必须根据显示屏的特性，开发有效的缺陷管理策略，并结合像素冗余和/或单个像素修复。
其它技术挑战包括色彩转换、光萃取和波束成型以及所有技术点的深入研究、授权及并购活动。
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