台湾群创光电为VR开发2117ppi超高分辨率4K LCD显示屏

（映维网Nweon2023年10月25日）虚拟现实显示技术正在迅速发展，分辨率和像素密度不断上升。尽管目前的消费级VR头显的最大分辨率仅约为1200 PPI ，但群创光电的研究人员正在开发2117 PPI的超高分辨率4K LCD显示器。

群创光电在一篇全新研究论文中介绍了他们PPI达到2117的显示器。团队声称，这使得VR视觉体验摆脱了纱窗效应，并且细节非常清晰，显著增强了沉浸感。

所以，他们是如何在工程方面实现的呢，因为制造如此微小像素的显示器对生产设备而言超出了极限。为了解决光刻限制，团队实现了巧妙的亚像素渲染技术和算法，优化了像素大小和间距，将子像素的大小增加到6.0μm×12.0μm。如上图所示。对比图（a）和图（b）可以明显看出，图（b）在水平方向具有更大的像素间距。

因此在水平尺寸，原组件可以有更宽的宽度和间距，从而超过1μm线宽和线间距的生产限制。通过这样做，团队能够实现所需的线/空间宽度，并生产超高分辨率2117 PPI的LCD。

但像素密度本身并不能保证性能。所以，研究人员解决了由于体积庞大的TFT在每个像素内占据大量空间而导致的孔径比问题。通过精心设计和工艺改进缩小TFT尺寸，将孔径比优化到19%左右，而透光率和亮度都有了很大提高。

然后，他们进一步巧妙优化ITO电极，在微小像素的严格限制下获得更高的液晶效率，将光吞吐量提高了令人印象深刻的70%。同时，研究人员通过光学屏蔽层消除了宽视角下的色移。

随着分辨率的扩大，一个关键问题是随之而来的功耗呈指数级增长。为了解决这个问题，群创光电实施了双电压驱动，以匹配功能需求的供能水平，从而节省了大量能源。另外，诸如降低驱动频率、创新电路架构和减少寄生电容等其他策略同样减少了电力需求。

由于这是LCD，随着分辨率的提高，实现媲美于OLED显示器的高动态范围和对比度依然是一个挑战。在这里，迷你背光的集成成为了关键手。其高色纯度、窄发射光谱和量子点色彩转换扩展了色域，完全覆盖了DCI-P3标准。局部调光则锐化明暗过渡。进一步的背光创新产生了令人难以置信的0.9mm薄元件，非常适合VR可穿戴设备。

跨学科显示进步的最终结果是2117 PPI的2.56英寸4K x 4K LCD。团队声称他们的成就是“行业第一”，并指出它可以为VR用户提供了卓越的视觉细节和沉浸感。但这对显示行业和VR市场意味着什么呢？

近年来，LCD技术面临着来自MicroLED和MicroOLED的激烈竞争，尤其是在高端市场。群创光电的原型机表明，LCD依然可以是一个高度可行的选择，能够匹配甚至超越其竞争对手的能力。与新技术的高昂价格相比，LCD可以提供一个更主流的先进解决方案。

当然，群创光电承认微型显示器在时尚设计所需的紧凑形状参数方面依然具有优势。不过，研究人员认为每种技术可以服务于不同领域。在分辨率、动态范围和像素响应速度方面，LCD依然具有巨大的创新空间。

相关论文：Breaking the limits of virtual reality display resolution: the advancements of a 2117-pixels per inch 4K virtual reality liquid crystal display

如果消费者对更具沉浸感和视觉丰富的虚拟现实体验的需求不断增长，显示器将需要快速发展。群创光电的2000+ PPI LCD显示器是向未来显示迈出的试探性一步。它扩展了当前可实现的概念，并使我们更接近于真正的元宇宙。但当然，这只是前方漫长道路中的一个小小里程碑。