硅基OLED最全应用产品及细分市场规模解析

OLED微型显示器是显示器件的一个重要分支。微型显示器指尺寸小于1英寸的显示器，由于其尺寸小、便携性等特点主要用于近眼式显示系统和投影显示，包括头戴显示器（HMD）、平行显示系统（HUD）、电子取景器（EVF）等产品领域。

OLED将成为微型显示器应用最为广泛的技术类型

微型显示器主要涉及LCD、LCoS及OLED等不同技术，其中：

（1）LCD技术

LCD（LiquidCrystalDisplay）即液晶显示器，其构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶体，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。

随着集成电路技术和液晶显示技术的发展，20世纪90年代，AMLCD（ActiveMatrixLCD，LCD技术的一种）微显示技术出现，Kopin率先在单晶硅背板上开发出穿透式AMLCD微型显示器，取代了CRT技术的微型显示器，并在军事领域应用，其后SONY、OLYMPUS等则将AMLCD微型显示器陆续应用于数码相机取景器、视频眼镜、投影仪等民用领域。

（2）LCoS技术

LCoS（LiquidCrystalonSilicon）是LCD与CMOS集成电路有机结合的反射型新型显示技术，其结构是在硅片上，利用半导体制程制作驱动面板，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再注入液晶，进行封装测试。

21世纪以来，在AMLCD技术基础上，反射式的LCoS技术逐渐发展起来，引发AR眼镜热潮的GoogleGlass与MicrosoftHoloLens即采用了LCoS技术。

(3) MicroLED技术

MicroLED被称为继等离子、LCD和OLED之后的第四代平板显示技术。它融合了LCD和OLED的优势，具有更高亮度、更高功效、可靠性以及更低成本潜力的特点。一些MicroLED原型机已经面世，但尚未批量生产，目前正在逐步商业化。

（4）OLED技术

OLED即有机发光二极管，是一种基于有机发光材料的电流型半导体发光技术，其工作原理为有机电致发光，即三明治结构下的有机半导体发光材料在电场驱动下，通过载流子注入、传输、电子和空穴结合形成激子，进而辐射复合导致发光，其发光原理如下图所示：

1979年，柯达公司开始了对OLED显示技术的研究。随着OLED技术的日益成熟，OLED凭借优良的性能成为继CRT、LCD显示技术之后的新一代显示技术，现已广泛应用于彩电等大尺寸显示领域和手机等中小尺寸显示领域。

根据市场研究机构Marketsand MarketsTM的研究报告，OLED微型显示器市场规模增长最为迅速，年均复合增长率达到41.14%，预计2024年将实现1,566.3百万美元的市场规模，并最终超过LCD与LCoS成为微型显示器应用最为广泛的技术类型。

军事用途将成为微型显示器市场规模增长最为迅速的领域

微型显示器可以广泛应用消费、工业、汽车、运动娱乐、军事、教育、餐饮零售、医疗等行业。根据MarketsandMarketsTM的研究报告，2018-2024年，军事用途将成为微型显示器市场规模增长最为迅速的领域，年均复合增长率达到37.42%，预计2024年将实现546.8百万美元的市场规模。

OLED微型显示器在军事用途的主要应用领域如下：

（1）瞄准、观察系统

军用瞄准、观察系统是OLED微型显示器主要的军事用途。OLED微型显示器用于军用瞄准、观察系统，主要是系统前端红外、微光探测器捕获的光信号转变为微弱的电信号，中端图像处理电路对探测器输出的微弱电信号进行电信号处理及数字化采样，在图像处理后将目标物体呈现在后端OLED微型显示器上。随着前端探测器技术（红外、微光探测技术）和中端机芯图像处理技术的发展，对末端的显示模块要求越来越高。OLED微型显示器体积小、重量轻、功耗低、耐低温、抗震性能强、刷新率高的特点，使其正逐步替代传统CRT、LCD/LCoS在军用瞄准、观察系统上的应用。

军用瞄准、观察系统的具体应用包括瞄具、坦克装甲车的炮长镜、红外热成像仪、融合望远镜等。

红外热成像仪能在完全黑暗的环境下探测到物体，即使在有烟雾、粉尘的情况下也不需要可见光光源，因此可以全天候使用。红外热成像仪以被动的方式探测物体发出的红外辐射，比其他带光源的主动成像系统更具有隐蔽性。由于红外热成像具有隐蔽性好、抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作等特点，所以被应用于军事侦察、监视和制导等方面，在武器装备中得到广泛应用。

不同于传统的光学瞄准系统，加装传感器和显示屏的枪支、火炮瞄准系统可以实现数码调控和电子变焦的功能，不仅可将瞄准镜的误差控制为零，也可大幅增加瞄准镜的测距范围。

图：轻武器用瞄具

一般而言，每套红外热成像仪需要1-2个OLED微型显示器，每套枪支、火炮瞄准系统需要1-2个OLED微型显示器。

（2）头盔系统

全球军队实现数字化装备是未来发展趋势，数字化装备士兵是信息化部队的基本单元，数字化士兵基本的信息装备包括头盔、微型电脑、通信装备等，而头盔微型显示装置是重要的显示终端。美军的“陆战勇士”数字化单兵系统使用eMagin的OLED微型显示器配套综合头盔子系统的头戴显示器（HMD），通过该显示系统，士兵能观看计算机发出的图解数据、数字化地图、情报资料以及安装在武器上热成像武器瞄准器和摄像机的成像。目前各国都在研发或列装数字化单兵系统，如俄罗斯“战士”数字化单兵系统、法国FELIN单兵作战系统、中国QTS11式单兵综合作战系统等。

军用航空头盔指示系统将原机载平视显示器在座舱风挡玻璃前面的光镜上显示的飞行数据（如飞行速度、高低和武器状态等），直接投射到飞行员头盔的面罩上，使飞行员头部无论转向何方都能看到，以便随时获得所需的态势感知信息，并能使飞行员同时观察到目标而不用移开视线来观看雷达指示或进行武器瞄准。军用航空头盔指示系统可以显著减少飞行员捕获和攻击目标的时间，增强战斗机杀伤力。军用航空头盔指示系统需要显示效果好、刷新率高、重量轻、稳定性强的显示器，根据eMagin2018年年度报告披露，其在2018年为美军F35战斗机头盔项目提供OLED微型显示器。

随着各国装备水平的提升，包含OLED微型显示器的头盔系统在单兵装备、飞行员头盔等领域列装规模将快速提升。

（3）模拟训练系统

OLED微型显示器的另一军事用途是模拟训练，可取代目前应用较多的大屏幕模拟训练系统。利用OLED微型显示器生产的头配双目显示器可以形成大尺寸3D虚拟图像，直接使用计算机进行各种战术训练。美军进入伊拉克前，各兵种利用微型显示器对作战环境进行多次模拟训练。用微型显示器进行作战模拟训练，已经成为世界主要发达国家军队的重要日常训练方式之一。

头戴显示器（HMD）与平行显示系统（HUD）将成为微型显示器市场规模增长的主要动力

微型显示器主要应用头戴显示器（HMD）、平行显示系统（HUD）、电子取景器（EVF）、投影仪等用途，其中头戴显示器（HMD）、平行显示系统（HUD）是微型显示器应用产品中增长最为迅速的领域。

（1）在头戴显示器（HMD）产品的应用情况

头戴显示器（HMD），通过一组光学系统放大微型显示器上的图像，进行视觉成像，进而在观看者眼中呈现大屏幕图像，可以实现虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等不同效果。2012年谷歌推出了GoogleGlass的AR眼镜产品，2014年Facebook以20亿美元收购Oculus公司并推出VR头盔，VR/AR概念进入市场。通俗来讲，VR是把真实物体放入虚拟环境，AR是把虚拟物体放入真实环境。从应用层面来讲，VR更偏向娱乐性，如VR游戏、影院等；AR可同时具备娱乐性和应用性。

随着VR/AR市场关注度提升，微软、SONY、三星、HTC等公司相继推出了有影响力的硬件产品。影响VR/AR设备使用体验的因素如下图所示：

显示器件是VR/AR设备的核心组件之一。OLED微型显示器视角宽、分辨率高、对比度高、刷新率高、超轻薄等特点，非常适合高速视频影像的呈现，可有效解决VR/AR设备使用中的部分痛点，特别是高刷新率的OLED显示器可以有效解决佩戴VR/AR设备的眩晕感，增强用户的使用体验。目前市场上Oculus、SONY、HTC等高端VR头盔开始配备OLED微型显示器。

（2）在平行显示系统（HUD）产品的应用情况

平行显示系统（HUD），又称为抬头显示系统，是指以驾驶员为中心，能够将时速、导航等重要的行驶信息，投影到驾驶员前面的风挡玻璃上，让驾驶员尽量做到不低头、不转头就能看到相关重要行驶信息。

平行显示系统（HUD）最早被运用在军用飞机上，目的是方便飞行员在驾驶过程中获取所需的相关信息，减少低头查看仪表的频率，让注意力更加集中。随着技术的发展，HUD也开始被移植到汽车领域，目前C-HUD（CombinerHUD）、W-HUD（WindshieldHUD）的技术发展上已较为成熟，装车成本也能被部分主机厂所接受。随着AR技术的出现，使得HUD的使用范围更加丰富，能更加有效的提高驾驶安全性。

（3）在电子取景器（EVF）及相机产品的应用情况

相比于单反相机，单电或微单相机通常采用电子取景器。采用AMLCD微型显示器技术的传统电子取景器存在响应速度慢、对比度低、耗电量较大等缺点，影响数码相机的取景拍摄效果和使用便利性。采用OLED微型显示器技术的电子取景器可以有效克服传统电子取景器的不足，提升单电或微单相机的拍摄取景效果。SONY已将其OLED微型显示器应用于其高端数码相机的电子取景器中。