元宇宙概念红遍全球，驱使更多业者投入虚拟世界的建设，像是社群交流、游戏娱乐、内容创作、虚拟经济等。而要实现元宇宙，除了基础建设的布建、半导体运算效能提升、低延迟高速网络的覆盖扩大外，用户端所使用的 VR、AR 装置的普及也是其中关键。
为此，台湾地区工研院在台湾地区经济部技术处及工业局支持下，研发首款全彩Micro LED微显示模块，同时也扮演整合产业的桥梁，集结产业上中下游能量，抢攻元宇宙商机。
元宇宙设备轻量化，显示技术是关键
台湾地区工研院电子与光电系统研究所组长方彦翔表示，元宇宙发展可分为七个层次，第一层是基础建设，第二层是人机界面；第三层是去中心化（如边缘运算），第四层是3D建模，让消费者更有真实感。至于第五、第六和第七层便是使用者平台、广告和使用者情境。
方彦翔观察到，如今随着元宇宙热潮兴起，大多数厂商已开始布建基础建设，目前在第二层、也就是人机界面这部分较为缺乏。未来元宇宙势必会与AR进行连接，此时就需要一个更轻薄的穿戴设备，例如AR眼镜，因为消费者不可能随时戴着像目前VR头盔这样厚重的设备进行活动。也因此，如何打造一个轻量化的穿戴设备，便成为发展元宇宙一个关键要素，而这与显示技术、光机系统息息相关。
方彦翔指出，穿戴设备想要轻量化，重点在于显示器与光机系统要如何整合。所谓的光机系统，简单来说，就是显示器加上光学系统，进而让使用者眼睛可以看到虚像。具高沉浸感的AR需要高对比度的虚像，关键在于高显示亮度来抗环境强光。LCD、OLED的分辨率虽够，但无法实现更高亮度，也因整体光机效率不佳，使得目前多数AR穿戴设备应用场景都在室内，才能有比较高的显示对比度，达到所谓的沉浸感。
然而，要实现元宇宙，未来应用场景将不只局限于室内，势将转至户外，而这就需要更轻薄、高效的显示器，不仅因应更复杂的户外环境光，同时创造更好的沉浸感；为此，Micro LED成为打造下世代元宇宙人机界面的关键显示技术。
图片来源：拍信网正版图库
开发全彩Micro LED微显示模块，力寻元宇宙商机
方彦翔指出，Micro LED具备效率高、功耗低、体积小等优点，且能兼顾分辨率、亮度、功耗，同时还可与其他元件整合成一个模块（例如传感器），进而能缩小整体体积，实现更轻量化的穿戴设备。
重点在于，与OLED相较，Micro LED具极大亮度优势。台湾地区工研院提供资料显示，以实际量测数据分析，可发现OLED显示器驱动电压达一定程度后，亮度无显著上升；反之，Micro LED显示器亮度则会随驱动电压增加而线性成长。另外根据终端系统使用规格，显示器功耗需控制在1W以内，对此，量测数据显示，以功耗同为0.75W为例，OLED与Micro LED亮度差距达30倍以上。
为此，台湾地区工研院目前开发首款全彩Micro LED微显示模块，基于CMOS背板，且面板尺寸为0.55英寸，可用于AR、抬头显示器，以及行动式显示器等。此一全彩Micro LED微显示模块会与目前的光机系统进行整合，并与现有 OLED相比效果如何，目前预估一季内就可看出结果并进行后续优化。
方彦翔也透露，台湾地区工研院同时也已着手开发下一代的Micro LED微显示模块（0.3 英寸）提供高亮度、高对比，来实现高沉浸显示。以及可搭配Micro LED的新一代光机系统（概念类似可光学透视（optical see-through）的VR眼镜），以实现元宇宙需要的人机界面。
Micro LED新一代光机系统如何实现高沉浸感需求的大FOV及轻量、微型化？概念上，基于广视野的VR光学系统，通过将其中的Micro LED显示及光学，针对前景光线做“透视化”（see-through）设计，使得能看到大视野虚像的同时，也能透视看到AR眼镜前的实景，兼顾VR的广视野与AR的虚实叠合。此透视化光学设计是利用新式的奈米超颖光学达成。
此外，以“Micro LED as sensor”的概念，在近眼显示的同时，取代传统摄像镜头进行对眼球动态的感测追踪，提供低功耗、高响应速度的“眼机”互动方式，有机会提供穿戴眼镜有类似像手机多点触控一样便利的输入界面。
方彦翔指出，台湾地区在显示技术上拥有优势，而Micro LED最重要的是谁要买单（出海口是谁），理清思路后进一步做上中下游整合，如此一来发展Micro LED才有意义。
他也进一步说明，发展元宇宙也应照着这种规划，可先设想使用情境、商业模式，进而开发人机界面、使用者情境等；如此一来台湾地区业者才能在这一波新兴的元宇宙市场中，跳脱单一供应商角色，且不会受限于被定规格。而台湾地区工研院在台湾地区经济部技术处及工业局支持下，正扮演着开发与整合的角色，集结产业上中下游提供解决方案，在这片元宇宙新兴蓝海中找寻新的切入点。（来源：科技新报）
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