1、XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基2022年12月13日XR元宇宙产业研究系列（1）：底层技术四部曲之一行业专题姓名：朱峰（分析师）邮箱：电话：证书编号：S0880522030002姓名：鲍雁辛（分析师）邮箱：电话：证书编号：S0880513070005 诚信 责任 亲和 专业 创新2请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告摘要01VR光学方案持续向轻薄化迈进，菲涅尔透镜方案成熟，Pancake正加速渗透将成主流VR光学方案经历了从非球面透镜到菲涅尔透镜、再到Pancake方案的演进，“更轻、更薄”是

2、VR光学方案进化的核心。非球面透镜成像质量较好，但器件厚重；菲涅尔透镜去掉了光线在透镜中的直线传播，在向轻量化方向改进的同时又能兼顾更好的聚光效果；Pancake方案通过使光线多次折返，能大幅降低光学镜头总长，使该方案在轻薄化上实现了大幅进步，正被越来越多的新机型采用、成为VR光学方案的主流趋势。但Pancake光学原理限制了方案的光损较高，且工艺精度要求较高，制造成本较前两者高，仍有难点需克服。02更轻便、更大FOV和更高光效是AR光学方案进化目标，Birdbath方案成熟，光波导在探索中逐步落地、是未来方向主流的AR光学方案包括离轴光学、棱镜、Birdbath、自由曲面棱镜和光波导等。AR

3、眼镜的核心使用场景要求更轻便、更大FOV和更高光效，且能将这三点更好平衡的AR光学方案。当前Birdbath方案成熟，在更关注观影需求而非虚实融合体验的AR眼镜中应用较多；而光波导相较前者在轻薄性、透光性等多方面拥有明显优势，已成为产业普遍认为的下阶段AR光学方案发展方向。光波导主要分为几何阵列光波导、表面浮雕光栅波导、体全息光栅波导等，由于技术均未成熟，因而主流技术路线尚未确定。当前，不同路线的光波导方案在不断成熟过程中不断被采用落地，但光波导技术整体尚存工艺、良率、制造成本等多个核心问题尚需解决。03显示效果和性价比是核心，Fast LCD将保持VR微显示方案主流地位，硅基OLED和Min

4、i LED背光Fast LCD将引领未来中高端方案理想的VR显示屏需要在具备优异显示效果、减少眩晕的同时兼顾成本，对微显示方案的性价比要求较高。近年来VR微显示方案大致经历了从OLED到Fast LCD的演进，Fast LCD由于性价比高、能缓解纱窗效应，已成为目前主流的VR显示方案，并有望在未来保持主要地位。从中短期看，Mini LED背光Fast LCD可以改善Fast LCD漏光问题，并提升显示效果；硅基OLED可以改善OLED纱窗效应，硅基OLED和Mini LED背光Fast LCD有望成为未来中高端VR采用的重点方案。从长期来看，理论上拥有最佳性能的Micro-LED或将在成熟后成

5、为VR显示的最佳方案。04轻便、显示效果和成本是核心，LCoS、硅基OLED是当前AR微显示技术主流方案，Micro-LED是重要探索方向当下主流的AR微显示方案包括LCoS、DLP、LBS、硅基OELD、Micro-LED等。除Birdbath方案外，大多数AR眼镜要求具备较高的透光度且能在户外场景有较好显示效果，因此对显示屏亮度、透光性、光效等显示效果指标和轻便性要求较高，同时也需兼顾成本。LCoS由于亮度较高、成本较低、制造工艺难度低等优点是AR头显的主要显示方案之一。硅基OELD依托成熟的半导体工艺将像素点置于硅晶圆之上，实现较高的像素密度，应用前景广阔。Micro-LED则在各方面的

6、性能潜力突出，已成为AR微显示方案的重要发展方向，但仍需攻克全彩显示等技术难点，目前Micro-LED落地的方案以单色为主，具体应用范围存在一定限制。05风险提示（1）XR光学显示技术进步不达预期的风险；（2）XR需求增长不及预期的风险；（3）行业竞争加剧的风险。3诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“光学方案和微显示屏”是影响XR设备性能和成本的重要部件01VR光学方案：持续向“轻薄化”迈进，Pancake渗透加速将成主流02AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向03VR微显示方案：显示效果与

7、性价比是核心，液晶材料路径与OLED路径迭代发展04AR微显示方案：轻便、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案05XR光学与显示前沿技术代表性参与方06风险提示07目录/CONTENTS 4诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“光学方案和微显示屏”是影响XR头显性能和成本的重要组件011.3/XR成本角度：光学方案与微显示屏在XR头显硬件成本中有较高占比1.1/光学方案与微显示屏是XR核心部件光学模组的重要组成部分1.2/XR性能角度：光学方案与微显示屏是决定XR头显性能的核心组件 诚信 责任

8、 亲和 专业 创新5请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告光学方案与微显示屏是XR核心部件光学模组的重要组成部分光学与显示模块是XR头显成本和功能的重要影响因素1.1数据来源：Chiphell：qy680ty，国泰君安证券研究 XR头显的核心部件包括：处理器、存储模块、光学模组、交互模块以及电池、声学散热等其它模块。其中，光学与显示模块包括光学元件、显示屏、瞳距调节模块等，交互模块包括各类传感器、摄像头等。其中，光学模组是最重要的部件，而“光学方案和微显示屏”是光学模组的核心组成部分。图：INMO Air AR眼镜部件拆解图：arpara 5K VR头显

9、拆机图前面板主板Type-C输入模块耳机输出模块支架硅基OLED面板光学与显示模块Pancake光学透镜波导片光机数据来源：INMO，国泰君安证券研究导热膜散热片 诚信 责任 亲和 专业 创新6请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告光学方案和微显示屏实现XR最重要的“显示功能”，是XR头显的核心光学与显示模块是影响XR头显性能和成本的重要部件1.1 XR设备所采用的“光学方案与微显示屏”是影响其视场角、透光度、亮度、刷新率、画面显示效果等显示功能的关键因素之一。VR（虚拟现实）利用光学透镜将由靠近人眼的微显示器屏幕上所显示的图像聚焦、放大、投远，投射到人

10、眼中，佩戴眼镜时所看到的图像完全由显示屏提供、实际场景的自然反射光线无法通过眼镜直接进入人眼，佩戴者通过光学和微显示屏获得了完全虚拟、沉浸的视觉内容体验。AR（增强现实）光学镜片将一般位于人眼侧的显示器屏幕上的图像通过光学镜片耦入、耦出、扩瞳，以实现聚焦、放大、投远，投射到人眼中，同时真实世界景象的反射光线也能通过镜片进入佩戴者眼中，佩戴者通过光学和微显示屏获得了虚实融合的视觉内容体验。数据来源：Wellsenn XR，国泰君安证券研究图：VR及AR光学显示原理图：光学方案在VR及AR中的作用VR光学显示原理AR光学显示原理佩戴体验：体积小重量轻画面效果：大视场大出瞳高分辨率高显示效果VR光学

11、方案AR光学方案聚焦、放大、投远聚焦、放大、投远光学透射+数据来源：Rokid，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新7请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告XR性能角度：光学方案与微显示屏是决定XR头显性能的核心组件光学与显示模块是XR头显成本和功能的重要影响因素1.2图：不同应用场景的XR头显需求存在差异，光学方案与微显示屏是影响XR性能重要影响组件之一观影微显示屏：高分辨率、高色域、高对比度光学方案：因观影场景需要半沉浸感，需要将光学透过率降小时及以上的续航低至15%以下；视场角保证在50及以上(普通电影院的视场角)续航：保证两个小时以上的

12、续航，如果是配合手机的头显，则需要至少2000 mAH工业巡检摄像头：高分辨率摄像头用以数据采集、slam空间定位芯片：支持高数据量高刷新率的图像学习芯片三防：特殊场景的防水防尘、防摔断、标记空间设别：采集实时画面特征点与云端微显示屏：多场景下的高亮显示，至少保证500 nits以上亮度，视孪生场景同步定位交互。视场角20以上能显示一定的信息远程协作摄像头：高分辨率摄像头用以数据采集音频与麦克风：阵列音响、定向音源采集麦克风蓝牙：支持快速蓝牙耳机连接信号：支持5G通信办公微显示屏：保证50以上的视场角，且不能有边缘失真、角分辨率（PPD）大于47多资源接入：视频、3D文件高效率信息输入：高效键

13、鼠输入套件、手势交互等游戏摄像头：高分辨率摄像头用以数据采集、slam空间定位芯片：支持高数据量高刷新率的图像学习芯片微显示屏：多场景下的高亮显示，至少保证500 nits以上亮度，视场角不低于50续航：至少保证两小时的游戏续航需要4000 mAH散热40重量50MM9040%中已淡出市场消费Meta 2棱镜视场角太小棱镜块10MM1550%较好已淡出市场工业Google GlassBirdbath体积偏大，技术成熟眼镜22MM5240%好消费级主流应用消费Rokid Air自由曲面棱镜视场角小，透明度低楔形10MM3050%好主流应用消费EPSON BT-300光波导镜片式1.7MM3060

14、91%较好前沿技术探索工业/消费微软HoloLens 2表：AR眼镜各主要光学方案对比 诚信 责任 亲和 专业 创新19请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告技术对比：Birdbath方案成熟，光波导在探索中逐步落地是未来方向AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.1数据来源：各头显公司官网，国泰君安证券研究图：各AR光学方案及其代表产品离轴光学方案代表产品：Meta 2Birdbath方案代表产品：Rokid Air棱镜方案代表产品：Google Glass光波导方案代表产品：微软 HoloLens2自由曲面棱镜方案代表

15、产品：EPSON BT-300 诚信 责任 亲和 专业 创新20请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“离轴光学”方案技术难度低但体积大，已逐渐淡出市场AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.2 显示原理：“离轴光学方案”将显示屏的内容通过一个透明反射镜面反射入眼，而眼镜外的景物也可透过此镜面进入眼睛，从而实现虚实景物的叠加。体积庞大但技术难度低，方便量产：离轴光学是最古老的应用在AR中的光学方案，最早应用于军工领域。离轴光学方案的优点是结构简单，工艺成熟、成本低，可实现较大的FOV，如2016年推出的Meta 2采用离轴

16、光学方案，能提供90视场角。但采用离轴光学方案的产品体积在所有AR光学方案中最大、造型突出，导致应用场景有限，且生成的全息影像图不稳定，随环境变化较大。目前采用该方案的产品较少。代表公司：Meta（Meta 2）。数据来源：VR陀螺，国泰君安证券研究画面效果一般，透光率低头盔式体积大，镜片厚，应用场景有限视场角可定制工艺成熟成本低，量产难度低图：“离轴光学”方案优缺点对比（Meta 2）图：“离轴光学”方案原理：显示屏画面通过反射镜面入眼数据来源：国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新21请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“棱镜”显示技术原理

17、简单，镜片较厚、视场角小AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.3 显示原理：棱镜原理较为简单，以Google Glass为例：图像通过最左侧投影仪投射出来，通过右侧棱镜将图像直接反射到人眼视网膜中，同时与现实图像相叠加，采用棱镜技术的AR眼镜在外观上看起来是镜片前加了一个立方体。棱镜在体积、视场角、显示效果等方面存在较大局限，但作为现代AR产品鼻祖的 Google Glass 通过棱镜技术开启了AR在消费级产品探索落地的大门。代表产品：Google Glass，ODG R系列，联想New Glass。数据来源：Google US8471967B2 专利图：Go

18、ogle专利中公开的“棱镜”结构薄型化不易，通常10mm视场角小，AR体验感不强，技术壁垒中等光能利用率低，约20%技术成熟成本低图：“棱镜”显示方案优缺点对比（Google Glass）数据来源：国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新22请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“棱镜”显示方案存在视场角与体积矛盾的问题AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.3“棱镜”显示技术的缺陷：这套系统存在视场角和体积的天然矛盾：提供视场角越大，则棱镜光学镜片就会越厚，体积越大，如 Google Glass的视场角仅有15度，

19、但光学镜片已达10mm厚度。后续采用棱镜方案的产品虽对棱镜进行了一些改进，如通过对基本AR光学系统结构和位置改变来平衡视场角和体积之间的矛盾，但依然难以解决棱镜技术本身视场角与体积重量的矛盾问题。数据来源：各品牌公司官网，国泰君安证券研究谷歌推出“拓展现实”眼镜Google Glass，其采用棱镜光学与硅基液晶微型显示器的方案，在一定程度上引领了可穿戴技术的新方向20122014代表产品形态FOV特点Google Glass镜片式1530包含通话、信息和邮件的处理以及声音控制拍照、地图定位导航等功能，颠覆了人们对眼镜的传统观念，并首次将智能眼镜作为民用产品带到我们的日常生活中，2015年停售。

20、RealWear头戴式20全语音控制，解放双手，支持嘈杂工业环境，用于专家远程指导现场，智能巡检，数字化协作，设备运维和复杂的制造组装等工作辅助。联想New Glass镜片式20分体式镜架夹持式设计，可以将“智能眼镜”夹持在消费者已有的眼镜镜框上使用，方便近视人群佩戴。北京奥图Cool Glass One镜片式20国内首款支持中文语音操控的智能眼镜。影创Halo mini镜片式40独立自主知识产权的光路矫正算法，确保放大后的图像无畸变，多用于旅游、维修、物流、设计、教育等工业领域。联想发布民用消费智能眼镜New Glass，采用 800 480LCOS 微型显示器和光学棱镜组合，视场角为 20

21、2016影创首次交付Halomini，定价4388元，对光学棱镜技术进行革新，尽力还原真实图像色彩。2015北京奥图科技公司在 CES 上展示了自主研发的智能眼镜Cool Glass One（酷镜），其采用800 480 LCOS 微型显示光源和光学棱镜组合技术，视场角为 20图：“棱镜”显示方案技术发展历程数据来源：国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新23请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“Birdbath”方案设计难度低、量产成本低，但光损大AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.4“Birdbath”方

22、案的光学原理：来自微显示器的光线投射在位于眼镜前方的分光镜上，继而投射到位于分光镜一侧的凹面镜上；分光镜可以同时反射和投射光线，来自微显示器的光线经凹面镜和分光镜反射后进入人眼，来自现实世界物理景象的光线则直接透过分光镜进入人眼，最终使用者可以同时看清现实世界的景象和微显示器生成的数字影像。同离轴光学和棱镜方案相比，Birdbath方案在实现较低成本和较高成熟度的同时，实现了更大的视场角，同时更小光学结构带来更小的体积。但缺陷是光损较大、透光性差，佩戴Birdbath方案的眼镜如同戴上墨镜，虚实结合的体验较差。数据来源：CNKI，国泰君安证券研究微显示器现实世界物理景象的光线分光镜凹面镜反射来

23、自微显示器的光线图：“Birdbath”方案技术原理制造成本通常较低光学硬件组件：分光镜+凹面镜视场：一般在50左右视场角中等光能利用率：分光镜为半透半反镜，光线经过分光镜时被多次反射，每次反射都会产生50%的光损光损严重，透镜较暗，相当于在室内戴墨镜特点结果图：“Birdbath”方案原理特性及其产生的结果数据来源：CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新24请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“Birdbath”方案日趋成熟，当前消费端应用广泛AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.4“Birdbat

24、h”方案应用广泛：Birdbath AR光学方案以其超高画质、小体积、轻重量，适合应用在消费级AR眼镜上已经普遍达成共识。在更关注观影需求而非虚实融合体验的AR产品中Birdbath方案应用较多。数据来源：各品牌公司官网，国泰君安证券研究代表产品发布年份FOV特点MAD Gaze GLOW Plus202153重92g，可折叠，设计上接近普通眼镜。将手机作为计算终端，通过数据传输即插即用。Rokid Air202143整机重量仅85g，500度以内近视可调节，产品面向C端客户，外形时尚美观雷鸟Air202247整机重量75g，边框采用透明尼龙材料，柔韧耐刮；鼻垫360双向可调节，镜腿支持30调

25、整。设备搭载OLED材质的双目全高清显示屏，色彩艳丽、层次分明光利用率低透明度较差全树脂材质性价比高视场角相对较大重量轻图：“Birdbath”方案优缺点对比（Rokid Air）图：“Birdbath”方案代表产品及其主要特点数据来源：国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新25请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“自由曲面棱镜”各项性能趋于稳定AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.5“自由曲面棱镜”结构光学原理：来自微显示器的光线经过全反射到自由曲面棱镜后又再次反射进入人眼，呈现显示器中的虚拟图像；现实世界物

26、理景象的光线透过棱镜进入人眼，呈现外部真实图像。研发技术难点已被攻克：曲面分为大曲面和小曲面，大曲面的视场角更大、成像效果更好，小曲面则牺牲部分视场角，但使眼镜外观更为小巧轻便，便于日常佩戴，性价比更高。自由曲面棱镜在高光效、显示效果、量产一致性等评价维度上均已实现相对最优，在未来3-5年内将得到广泛应用。数据来源：CNKI，国泰君安证券研究微显示器自由曲面耦合镜用于校正自由曲面目镜产生的图像畸变和光轴偏移图：“自由曲面棱镜”方案光学原理传统具有旋转对称性的光学元件，由于需要同时采用多个元件实现光路的折转，系统庞大而且繁重核心硬件组件：微显示器+自由曲面目镜+耦合镜自由曲面能为光学系统设计提供

27、更多的自由度，使系统的光学性能指标得到显著提高，且能够使设备结构紧凑、轻量化图：“自由曲面棱镜”方案特点数据来源：CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新26请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“自由曲面棱镜”是目前B端市场的主流方案之一AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.5“自由曲面棱镜”技术是如今B端眼镜中比较主流和代表性的技术方案。自由曲面棱镜的非轴对称性和多设计自由度，在非共轴系统中能矫正系统的离轴像差，提高成像质量。在同样成像效果下，比共轴摄像物镜结构简单、体积小、质量轻，比离轴摄像物镜成本

28、低视场角大。代表品牌：EPSON，亮风台，耐德佳。量产加工难以保持较高精度若想增大视场角，自由曲面棱镜曲率会相应增大，光学模组体积增大，实用性下降成本低显示效果佳，光效表现好工艺成熟图：“自由曲面棱镜”方案优缺点对比（EPSON BT-300）代表产品年份FOV特点EPSON BT-300201623厚度、色彩、饱和度以及画质都非常好，且采用分体式设计，体型小巧，便于携带，具有非常好的穿戴体验，缺点是视场角较小亮风台201730-39采用一体式设计，外形轻便，是首款搭载高通 820的AR眼镜，适用于工业、教育、医疗、旅游等众多应用场景耐德佳NED+GlassX2201845在 AR 光学的性能

29、上已经超越国外同类产品，具有极高的性价比成功。2022年公司新品自由曲面钻石将镜片厚度降至9.5MM，光能利用率达43%，有效降低整机功耗图：“自由曲面棱镜”方案代表产品及其主要特点数据来源：各品牌公司官网，国泰君安证券研究数据来源：镁客网，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新27请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告“光波导”将引领潮流，破除体积与视场角不可兼得的矛盾AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.6“光波导”或可解决视场角与轻薄外观不可得兼的问题：光波导方案使成像光线从镜片一侧射入，在镜片内部通过反射

30、传播最终在镜片上成像。该方案将显示屏和成像系统移到顶部或侧面，无需增加额外的外部空间，很大程度上降低了光学系统对外界视线的阻挡，并缩小了光学模组体积。光波导技术使AR眼镜更有可能在外形上趋近日常眼镜，实现设备进一步轻薄化，解决更小体积与更大视场角无法兼得的问题。数据来源：VR陀螺，Rokid，国泰君安证券研究图：“光波导”方案原理示意图光在耦合进出波导和传输过程中都会有损失，且大的动眼框使单点输出亮度变低光学效率相对降低特点结果可以增大动眼框范围从而适应更多人群光波导可实现一维和二维扩瞳波导镜片像光缆一样将图像传输到人眼可将成像系统旁置，不阻挡视线且改善配重分布波导形态一般是平整轻薄的玻璃片，

31、轮廓可以切割外形更接近传统眼镜多层波导片可以堆叠在一起，每层提供一个虚像距离提供了“真”三维图像的可能性优势劣势耦出区域波导基底耦入区域微显示屏光波导与其他显示技术的本质区别在于光波导具备对微显示画面的拆分重新组合和放大作用数据来源：VR陀螺，Rokid，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新28请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告不同“光波导”方案技术路线对比AR光学方案：更轻薄、更大FOV和更高光效，成熟中的光波导是未来方向3.6 光波导可分为“几何光波导”和“衍射光波导”两大技术路线，两者主要的区别在于光进出波导的耦合结构及其光学原理。几

32、何波导方案以“阵列波导”为主流。几何波导方案中一般包括锯齿结构波导和偏振薄膜阵列反射镜波导。其中，主流的偏振阵列波导是使用阵列的部分透射部分反射薄膜镜来达到虚拟信息的显示的目的。衍射光波导分为“表面浮雕光栅波导”和“体全息光栅波导”两类。2019图：三种“光波导”方案比较主要技术路径优点厂商阵营光能利用率光耦合器偏色最大视场角制造工艺几何光波导色彩还原度高，色差小Lumus，Optivent，珑璟，灵犀，理湃一维10%-15%二维5%半透半反镜面阵列微小Lumus 55传统光学冷加工镀膜/贴合/切割表面浮雕光栅波导尺寸小，出瞳大，亮度高Microsoft，Magic Leap，BAE，Wave

33、optics，Vuzix，Dispelix4000PPI约1000PPI光源自发光自发光外部光源外部光源亮度1000-10000nits1000-6000nits500nits1000nits功耗低低高低寿命约3万小时1万小时约5万小时约10万小时数据来源：VR陀螺，中国电子报，CNKI，京东方官网，知乎，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新45请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告液晶材料路径：LCD Fast LCD Mini LED背光Fast LCDVR微显示方案：液晶材料路径与OLED路径迭代发展4.3 LCD（Liquid Crys

34、tal Display，液晶显示器）：液晶材料位于玻璃基板中间，在无电压时与玻璃基板平行；施加电压时，液晶分子改变方向。液晶显示器即结合液晶分子的运动和附在玻璃基板两侧的两个偏光板的偏振方向来控制底部外来光源发出光线的透射量，进而显示图像。Fast LCD（快速响应液晶）：传统液晶材料对电场反应较慢，动态显示时易形成“拖尾”效应，导致应用受限；而Fast LCD技术使用铁电液晶材料和超速驱动技术，可以有效提升刷新率，且相对于OLED具有成本优势，但Fast LCD仍存漏光问题。Mini LED背光的Fast LCD：Mini LED技术即不断缩小LED灯珠尺寸，在相同的屏幕可以集成更多的LED

35、灯珠，进而可以实现更精细的分区发光调节，可以有效提高屏幕亮度和对比度。Mini LED背光的Fast LCD不仅可以改善漏光问题，而且可以提升对比度、分辨率等光学性能。应用Fast LCD的VR设备有：Meta Quest 2、PICO NEO 2、PICO NEO 3、PICO 4等。图：LCD显示元件结构图：Mini LED背光的Fast LCD数据来源：中国电子报，JDI官网，国泰君安证券研究代表公司Fast LCD国内：京东方、TCL华星等国外：JDI等Mini LEDTCL、京东方、鸿利智汇、三安光电等数据来源：JDI官网 诚信 责任 亲和 专业 创新46请参阅附注免责声明XR光学显

36、示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告OLED路径：OLED 硅基OLEDVR微显示方案：液晶材料路径与OLED路径迭代发展4.4 OLED显示元件结构及原理：OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的二极管，是一种自发光技术，亮度与所施加的电压正相关。AMOLED（有源矩阵有机发光二极管）是OLED技术的一种。OLED屏幕相对于LCD屏幕有更高的刷新率，但由于其次像素排列密度不足，其应用于VR设备时会产生较为明显的纱窗效应。而硅基OLED以单晶硅作为有源驱动背板，像素点直接置于硅晶圆之上，可以将像素

37、尺寸做到更小，从而提高像素密度，可以改善其应用于VR设备的纱窗效应。搭载OLED屏幕的VR设备有HTC VIVE、PS VR等产品，搭载硅基OLED屏幕的VR设备有Arpara 5K VR一体机等。图：OLED、硅基OLED显示元件结构表：国内外硅基OLED代表厂商数据来源：显示汇，国泰君安证券研究公司相关业务国内京东方京东方提供的高性能硅基OLED产品可以赋能CR设备；其控股子公司也在2021年3月宣布新建一条硅基OLED生产线奥雷德公司为国内硅基OELD领军企业，公司在2017年与京东方合作开展硅基OLED项目，目前该生产线用于生产 8 英寸硅基OLED，已正式投入生产合肥视涯公司开发的1

38、.03”硅基OLED产品可以有效解决VR显示应用中的纱窗效应、拖尾及眩晕等痛点国外索尼索尼是目前为止硅基OLED微显示器出货量最大的厂家，也是目前在消费级电子产品市场最大的供应商数据来源：艾邦VR产业资讯，国泰君安证券研究 47诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告5.1/当前尚无主流AR微显示方案，Micro-LED潜力大，将引领未来方向AR微显示方案：轻便、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案055.2/LCoS是目前AR微显示主要解决方案之一5.3/DLP亮度高、寿命长，但结构复杂且技术被

39、垄断5.5/硅基OLED结合半导体与OLED技术，在AR领域应用前景良好5.6/Micro-LED是理想的AR微显示方案，但全彩显示尚存难点5.4/LBS亮度高、体积小、功耗小，但存可靠性、成本问题 诚信 责任 亲和 专业 创新48请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告当前尚无主流AR微显示方案，Micro-LED潜力大，将引领未来方向AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.1 市场主流的AR微显示技术的演进路线是，由LCoS到硅基OLED到Micro-LED，也有厂商采用DLP等其它技术方案。由于产

40、品整体仍处发展探索阶段，AR设备并未出现稳定、占主流的微显示技术方案，LCoS、DLP、硅基OLED以及单色Micro-LED是当前应用较多的方案。在关键的亮度、成本、显示效果、功耗和体积等核心技术指标对比来看，Micro-LED几乎都具有较大潜在优势，Micro-LED将引领未来AR微显示技术的发展方向，一旦技术成熟有望成为未来AR主流微显示技术方案。表：当前主要AR微显示技术方案对比数据来源：VR陀螺，国泰君安证券研究LCoSDLPLBS硅基OLEDMicro-LED响应时间毫秒微秒纳秒微秒纳秒对比度1000:12500:110000:1100000:1100000:1光源外部光源外部光源

41、反射自发光自发光亮度背光源决定，普遍大于10000nits背光源决定，普遍大于20000nits100000nits1000-6000nits全彩：100000nits蓝、绿：10000000nits功耗高中等低低低寿命10万小时10万小时4-6万小时小于1万小时大于10万小时适配AR光学方案光波导/棱镜光波导光波导自由曲面、BirdBath光波导数据来源：ST ScanAR，龙马璞芯，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新49请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告LCoS（硅基液晶）：亮度较高、寿命较长，但功耗较高、刷新率低AR微显示方案：亮度

42、、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.2 LCoS显示原理：LCoS（Liquid-Crystal-on-Silicon，硅基液晶）显示器以发光二极管（LEDs）作为光源，偏振分光镜（PBS）反射或透射光线，是一种反射式液晶显示技术。在入射光线进入元件并被反射出去的过程中，铝电级电压的变化会引起对应液晶分子朝向的改变，从而达到调制出射光的相位和偏振的目的。在无电压的情况下，入射的S偏振光经PBS反射进入LCoS并穿过液晶层，其偏振方向不变，从LCoS射出时仍为S偏振光，经PBS反射回到原来的光路，没有光线输出，此像素呈现“暗态”；而外加电压时，S偏振光经偏转

43、的液晶层后变为P偏振光，P偏振光直接穿过PBS，呈现“亮态”。LCoS显示元件结构：液晶层位于铟锡氧化物（ITO）镀膜电极和硅基CMOS背板之间，液晶层上下的两个取向层用于控制液晶的取向，CMOS背板上的铝电级点阵用于控制电压。图：LCoS显示元件结构图：LCoS显示原理LCoSLCoSLEDsLEDsPBSPBS亮态暗态数据来源：CNKI数据来源：CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新50请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告LCoS是目前AR近眼显示主流应用方案之一AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-

44、LED或是未来最佳方案5.2 LCoS以其光利用率较高、像素亮度较高、成本较低、制造工艺难度低等优点成为AR头戴式显示器的主流应用方案之一，首先应用于Google Glass、HoloLens 1、Magic Leap One等产品中。但要求超高分辨率显示的场合，LCoS 的图像刷新频率会在较大程度上受到液晶响应时间的限制。数据来源：CNKI，VR陀螺，国泰君安证券研究图：LCoS显示元件重要指标表：国内外LCoS代表厂商公司备注国内立景光电2004年成立于中国台湾，LCoS产业领航者，Google Glass、微软HoloLens 1采用其LCoS微显示器芯视元公司LCoS微显示芯片广泛应用

45、于XR眼镜，公司也与灵犀微光、珑璟光电等光波导显示模组企业达成合作慧新辰公司以LCoS芯片设计开发、高端显示模组封装工艺技术升级开发为核心业务，建有全球领先的LCoS芯片封测产线国外JVC成立于日本，是最早投入LCoS技术开发的厂商之一WaveOpticsDMD、LCoS和Micro LED是公司在微显示领域的重点研究内容，2021年被Snap收购功耗响应时间作为被动发光显示技术，需常量的光源作为背光板，功耗相对较高由于传统液晶材料响应速度较慢，较难实现高刷新率亮度寿命色彩LED技术的发展大幅提高了LCoS的亮度，其亮度可达nits寿命较长，可达10万小时水平单片式采用时间混色法实现彩色化三片

46、式采用空间混色法实现彩色化优势劣势数据来源：艾邦VR产业资讯，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新51请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告DLP（数字光处理技术）：亮度高、寿命长，但结构复杂且技术被垄断AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.3 DLP显示元件：DLP（Digital Light Processing，数字光处理技术）是一种利用数字微镜元件（DMD）来调制光的快速开关微机电系统技术，使用LEDs和激光等作为光源。数字微镜元件（DMD）是DLP技术的核心与基础，由聚集在硅基背

47、板上的微镜组成，可包含超过八百万个微镜，每个微镜代表投影画面中的一个像素。DLP显示原理：数字驱动信号通过硅基背板控制微镜进行转动，微镜可向两个方向转动一定角度，分别控制入射光源的反射路径。若微镜偏转+12，入射光被反射进入投影透镜，呈现亮态；若微镜偏转-12，入射光被反射到吸收平面，被光吸收器吸收，没有光线通过投影路径，呈现暗态。通过改变两种状态间的切换频率，呈现出白与黑之间的各种灰度。图：DLP显示元件结构图：DLP显示原理数据来源：德州仪器亮态暗态微镜微镜光吸收器数据来源：德州仪器，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新52请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之

48、基XR光学产业研究报告DLP技术核心DMD芯片几乎由德州仪器垄断AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.3 DLP在亮度、寿命及响应时间方面都有自己的优势，采用DLP显示技术的AR眼镜有Vivo AR眼镜等。DLP最初由德州仪器（TI）开发并投入市场应用，DMD是DLP技术的核心，而DMD芯片也几乎为德州仪器垄断生产。图：DLP显示技术重要指标图：DLP彩色显示原理数据来源：VR陀螺，CNKI，国泰君安证券研究亮度寿命色彩响应时间作为被动发光显示技术，其亮度由背光源决定，普遍大于20000nits寿命较长，可达10万小时水平单片DLP系统采

49、用色轮来产生彩色图像；3片DLP系统采用3个DMD产生彩色图像得益于数字信号控制和色轮技术的发展，响应时间在微秒级别优势功耗作为被动发光显示技术，光效较低，尤其在户外需要发光强度较大时功耗更大劣势光源DMD色轮色轮由红、绿、蓝滤波系统组成，以60Hz的频率旋转，每秒产生180个彩色场；微镜根据数字信号改变倾斜方向和转动频率，经人眼视觉系统综合后形成彩色图像色轮3片DLP系统需要3个DMD，分别处理红、绿、蓝三色光；可以解决了单片式 DLP 系统由于色彩转换带来的彩虹效应，但是其成本更高，体积更大，功耗更大数据来源：德州仪器，CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新53请参阅附注

50、免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告LBS（激光扫描投影）：亮度高、体积小、功耗小AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.4 LBS显示元件：LBS（Laser Beam Scanning，激光扫描投影技术）是一种是将RGB三基色激光模组与微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）结合的显示技术方案。LBS显示原理：LBS系统分为光源、光机和镜片三个部分。使用时，由激光二极管发出红绿蓝三色激光经组合透镜混合后到达MEMS微镜，致动器带动微镜进行扫描，影像通过波导镜

51、片耦入耦出呈现在使用者眼前。数据来源：电子工程网图：LBS在AR中的显示原理 诚信 责任 亲和 专业 创新54请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告LBS方案实际刷新率低、加工难度大导致成本高，实际应用不多AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.4 LBS在亮度、对比度、色域、功耗以及光机体积上具有优势。LBS由于采用逐行画面缓冲更新，相较其他整帧更新的显示方式功耗更小。另外，LBS寿命虽不及LCoS、DLP、Micro-LED，但相较OLED而言具有竞争优势。LBS存在刷新频率低、可靠性、成本高的问

52、题。理论上LBS的影像滞留时间短（10纳秒），但在实际使用中由于LBS为非线性扫描、扫描速度并不快，可能导致图像扭曲。LBS方案缺少眼动范围和扩瞳，并存在一定的加工难度导致成本较高。LBS的优势更多是相对LCoS、DLP而言，实际采用LBS方案的产品并不多，主要为微软Hololens 2。图：微软Hololens 2采用LBS方案数据来源：青亭网图：LBS显示技术重要指标数据来源：意法半导体，电子工程网，青亭网，国泰君安证券研究亮度激光亮度高，亮度可达100000nits寿命寿命相对较长，可达4-6万小时水平色彩对比度、色域等较依靠被动光源方案好功耗系统功耗小于1W优势成本MEMS加工难度导致

53、成本较高劣势可靠性缺少眼动范围和扩瞳，实际刷新率不快可能出现画面扭曲 诚信 责任 亲和 专业 创新55请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告硅基OLED：结合半导体与OLED技术，能够显著增加像素密度AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.5 硅基OLED显示元件：硅基OLED（硅基有机自发光二极管技术，又称为OLEDoS、Micro-OLED）微显示器以单晶硅为衬底，集成CMOS驱动电路，同时利用有机材料自发光特性，是一种结合了半导体与OLED的微显示技术。硅基OLED显示原理：硅基OLED在电极之

54、间使用能够发光的有机材料，其在有电流通过时会发出单色光，再经过彩色滤光片后形成对应的颜色。制造工艺：硅基OLED可以采用半导体工艺成熟且低成本的技术和设备便能够满足生产制造要求，享受半导体端的成熟体系红利；同时，OLED蒸镀技术难点在于“均匀性”，而硅基OLED蒸镀工艺主要集中在8英寸和12英寸的硅晶圆上，小面积蒸镀能够降低难度。图：硅基OLED显示元件结构图：硅基OLED制造工艺流程数据来源：CNKIIC硅片制造及检验有机发光材料镀膜阳极像素点制作薄膜密封彩色过滤层制作玻璃贴片分选贴片封装测试检验数据来源：MicroDisplay，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新56请参阅附注

55、免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告硅基OLED在AR领域应用前景良好AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.5 硅基OLED优势：硅基OLED可以依托成熟发展的半导体工艺，将像素点直接置于硅晶圆而非玻璃基板之上，像素尺寸可以做到更小，像素密度更高且响应时间更短。同时，相较于采用背光的LCoS、DLP，硅基OLED的功耗和色彩能力更佳。据CINNO Research预测，2021年全球AR/VR硅基OLED显示面板市场规模为6400万美元，2025年可达14.7亿美元，年均复合增长率119%。图：搭载硅基OL

56、ED微显示器的AR眼镜图：硅基OLED显示技术重要指标亮度功耗色彩响应时间硅基OLED使用寿命与显示亮度呈反比自发光能力和数字化驱动信号使硅基OLED功耗相对较低硅基OLED相较于背光式的LCoS和DLP拥有出色的色彩能力硅基OLED依靠自发光技术，且为电流驱动，响应时间可达微秒级别优势寿命硅基OLED依靠能够自发光的有机材料，使用寿命远远小于无机材料劣势雷鸟 Air影目 AirRokid Air外形展示发布时间2022/042021/072021/09企业雷鸟创新影目科技Rokid显示方案硅基OLED+偏振BirdBath全彩硅基OLED+阵列光波导硅基OLED+BirdBath分辨率192

57、0*1080640*4001920*1080对比度100000：120000：1100000:1FOV472643数据来源：CNKI，国泰君安证券研究数据来源：新浪VR，环球科技网，影目科技，Rokid，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新57请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告Micro-LED（微米发光二极管）：或是AR微显示屏的终极方案AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.6 Micro-LED（微米发光二极管）显示原理：Micro-LED显示技术是一种基于横向微米尺寸级半导体二极

58、管的技术。Micro-LED将LED薄膜化、微小化和阵列化后，可通过巨量转移技术转移到驱动电路背板上，再利用物理沉积技术生成外接电极和保护层，以形成微小间距的LED。Micro-LED相比于传统LED显示屏的特点：微缩化：像素间距和像素大小在微米级别；集成化和阵列化：其器件结构包括CMOS工艺制备的LED显示驱动电路和LED矩阵阵列。图：Micro-LED显示元件结构图：Micro-LED像素结构数据来源：MiniLED产业网数据来源：CNKI 诚信 责任 亲和 专业 创新58请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告Micro-LED在AR的各核心要求点上

59、具有明显潜在优势AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.6 Micro-LED在亮度、发光效率、能耗、响应速度、寿命、对比度等方面都相对其它显示技术有明显优势，可以覆盖绝大多数的显示应用场景，被认为是理想的显示技术，引领未来AR显示技术发展方向。数据来源：CNKI，国泰君安证券研究亮度寿命功耗响应时间不同于LCoS和DLP，Micro-LED是一种自发光显示技术；不同于硅基OLED，Micro-LED使用无机物半导体作为发光材料，性能更稳定，增加亮度不以减少寿命为代价，因而Micro-LED亮度性能优于其它显示技术有机材料主要依靠分子间作用

60、力结合，且更易发生化学反应，无机材料的稳定性普遍比有机材料强，Micro-LED可实现极高的寿命Micro-LED拥有自发光能力，减少了设备在光源上的能量损耗；依靠数字化驱动信号，进一步减少了驱动模块所带来的能量损耗。Micro-LED在功耗方面也具备优越性依靠电流驱动，响应时间可以达到纳秒级别优势难点全彩显示巨量转移图：Micro-LED显示元件重要指标 诚信 责任 亲和 专业 创新59请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告Micro-LED难点1：实现均衡、有性价比的全彩显示AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或

61、是未来最佳方案5.6 Micro-LED的全彩化显示是当前实际应用的技术难点之一。随着LED芯片尺寸的缩小，LED的外量子效率（EQE）数值会显著降低，蓝光和绿光使用的GaN芯片虽然也存在发光效率下降的问题，仍然可支持产品应用，但红光芯片的问题尤为明显，进而导致目前市场中大部分Micro-LED微显示器仅支持单色显示，且以显示绿色居多。目前Micro-LED的全彩化显示方案包括RGB全彩方案、光转换显示方案等。此外，透镜合成法利用光学透镜技术实现彩色化，但整体结构过大、能量损耗较大，且驱动复杂；基于纳米柱的全彩单片集成的LED显示也具有可行性，但尚未成熟投入应用。图：RGB全彩方案数据来源：C

62、NKI需要3种发光源来提供红光、绿光和蓝光，不同的电流控制每个LED光源的亮度，通过调整像素点中红、绿、蓝三原色亮度比例来实现所有色彩RGB全彩方案原理巨量转移困难：需要巨量的LED，三色芯片也意味着3次巨量转移；并且对成本、效率与精度都有较高要求；驱动信号复杂：三色芯片需要成倍数量的不同的控制信号；并且，红光LED和绿光、蓝光LED基于不同的材料体系，不同材料的光电性能增加了驱动信号的复杂性；红光LED低效率：RGB全彩方案还需解决微米尺寸下红光LED高亮度、高发光效率问题数据来源：CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新60请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸

63、体验之基XR光学产业研究报告Micro-LED难点1：实现均衡、有性价比的全彩显示AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.6 光转换显示方案的本质：利用光转换材料将短波长的光转换为长波长的光。光转换材料主要包括荧光粉、量子点两种类型。在关于低成本、高精度的巨量转移技术以及 GaN 基高效红光 LED 制备相关的技术难点没有解决以前，以量子点技术为主的光转换全彩解决方案将会是Micro-LED 显示性价比较高的一个选择。光转换显示方案主要包括两种实现方案：蓝光芯片+红、绿光转换材料；紫外光芯片+红、绿、蓝光转换材料。荧光粉作为光转换材料量子点

64、作为光转换材料传统荧光粉尺寸较大，容易导致沉积不均匀，且发光效率较低纳米荧光粉可以在一定程度解决尺寸问题，但光效、光稳定性有短板；有机荧光粉可以在一定程度上解决能量损耗问题，但仍需解决寿命、稳定性问题量子点尺寸较小，具有可调发光波长、宽激发光谱与窄发射光谱、高光致发光量子效、良好稳定性、易于装配、成本低廉的优点，但量子点技术仍然处于发展阶段，材料稳定性较差，且寿命较短数据来源：CNKI，国泰君安证券研究图：光转换显示方案蓝光芯片+红、绿光转换材料紫外光芯片+红、绿、蓝光转换材料光转换显示方案技术难点数据来源：CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新61请参阅附注免责声明XR光学

65、显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告Micro-LED难点2：巨量转移是实现产业化需突破的瓶颈之一AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.6 巨量转移技术：由于难以将驱动电路直接制备在衬底上，因此需要将成千上万的微米级LED晶粒从其衬底上转移到CMOS驱动电路衬底上，在巨量的条件下保证精度和效率的要求困难较大，由于Micro-LED的像素尺寸，转移装配时的误差必须在正负0.5m之内，转移的良率需到99.9999%。巨量转移是Micro-LED显示技术想要实现产业化必须突破的瓶颈之一。目前主要方案包括：抓取释放法、激光剥离法、

66、流体组装法和滚轴转印法等。相较而言，XR属于近眼显示范畴，Micro-LED所面临的难点中，“全彩显示”难点的重要性要高于巨量转移。图：巨量转移技术图：巨量转移技术方案及代表公司数据来源：VR陀螺巨量转移技术方案精细抓取选择性释放自组装转印范德华力静电力磁力激光释放流体组装代表公司：X-Celeprintv代表公司：LuxVue代表公司：ITRI代表公司：OptoVate代表公司：eLux代表公司：Rohinni数据来源：CNKI，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新62请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告Micro-LED方案目前仍处于发展

67、初期阶段AR微显示方案：亮度、显示效果和成本是主要考量，成熟后的Micro-LED或是未来最佳方案5.6 Micro-LED仍处于发展初期阶段。目前搭载Micro-LED的AR眼镜产品数量较少，能够实现全彩显示的产品更少，Micro-LED在AR中还未实现规模化应用。但作为潜力最大的微显示方案，国外科技巨头正通过投资、收购Micro-LED企业积极布局，国内企业也正提高重视程度，如华为、小米等与Micro-LED企业、机构达成合作，传统显示屏厂商也已进入加速攻坚阶段。表：搭载Micro-LED的主要产品单目单色显示产品居多表：国外科技巨头积极布局Micro-LED显示技术相关领域收购方Micr

68、o-LED企业合作类型时间VuzixAtomistic合作2022/05谷歌Raxium收购2022/05SnapWaveOptics收购2021/05Nanosysgl收购2021/05MetaPlessey独家协议2020/03OculusInfiniLED收购2016/10苹果LuxVue收购2014/05产品名称发布时间企业特性ESSNZ Berlin2022/04tooz单目绿色Mojo Lens2022/03MojoVision隐形眼镜，配备直径小于0.5mm、每英寸14000像素的Micro-LED显示屏Vuzix Shield2022/01Vuzix双目，面向企业OPPO Ai

69、r Glass2021/12OPPO单目绿色CellidWaveguide602021/11Cellid单目绿色雷鸟智能眼镜先锋版2021/10雷鸟创新双目全彩小米智能眼镜探索版2021/09小米单目绿色Vuzix NGSG2021/01Vuzix双目单色数据来源：VR陀螺，Omdia，国泰君安证券研究数据来源：VR陀螺，Omdia，国泰君安证券研究 63诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告XR光学与显示方案前沿技术代表性参与方066.2/AR光学方案：光波导方案代表性参与方6.1/VR光学方案：Pancake方案代表性参与

70、方6.3/微显示方案：Micro-LED方案代表性参与方 诚信 责任 亲和 专业 创新64请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告VR光学方案：Pancake方案代表性参与方XR光学与显示方案前沿技术代表性参与方6.1表：“Pancake”方案代表参与方国内/国外公司业务情况技术指标国内歌尔股份全球最大的AR/VR ODM企业，提供非球面透镜、菲涅尔透镜、Pancake模组等多种VR光学解决方案，以及自由曲面、Birdbath、棱镜等AR光学解决方案公司提供的Pancake模组可实现100FOV、TTL23.4mm，或80FOV、TTL 18mm耐德佳提供

71、AR/VR智能眼镜光学模组的设计、研发、生产及技术支持公司提供的Pancake模组可实现95FOV、8mm出瞳直径、15mm出瞳距离、16001600分辨率诚瑞光学全球领先的光学解决方案提供商，在AR/VR领域，目前公司正在推进包括AR/VR光学模组、光机投影镜头等在内的项目研究开发已成功开发新款3P VR Pancake光机模组，并将于年内完成量产线的搭建，其模组可实现94.5视场角、TTL 19mm、0-800屈光调节创维新世界集虚拟现实与增强现实的设备、系统平台、内容分发为一体的产品及服务提供商，自2019年开始进行Pancake模组研发创维Pancake 1搭载的Pancake模组可实

72、现95-108FOV、双眼分辨率4560*2280玉晶光电全球最大AR/VR Pancake、菲涅尔透镜供应商，同时 取得 Apple、Meta与Sony 等一 线 品牌的Pancake、菲涅尔透镜订单国外Kopin专注于可穿戴技术及显示设备其P95 Pancake模组可实现95FOV，显示器和镜头之间的距离只有17mm数据来源：各公司官网，新浪VR，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新65请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告AR光学方案：光波导方案代表性参与方XR光学与显示方案前沿技术代表性参与方6.2表：光波导方案代表参与方国内/国外公司

73、技术路线业务情况技术指标国内灵犀微光阵列光波导专注于AR底层光学显示技术；阵列光波导模组突破85%良率，年产10万片量产产能公 司 2D-1 产 品 方 案 可 实 现 二 维 扩 瞳、FOV42、25mm大出瞳、整机重量8g光粒科技体全息光栅波导2021 年 发 布 全 息 树 脂 光 波 导 AR 眼 镜Holoresin，年产量可达10万片以上，良率高达95%；2022年发布二维衍射光波导AR眼镜Lightin MeHoloresin可实现FOV25；Lightin Me可实现FOV40，双眼分辨率2560 x720，眼镜重量 135g（不含主机）理湃光晶阵列光波导AR近眼显示模组供应商

74、；公司创新开发了配套的分子键合工艺，大幅提高了波导的量产性和产品良率，目前产品良率已突破85%，并也实现了二维扩瞳技术的突破公司二维几何波导显示模组可实现FOV 40-70，分辨率1280*720，透光率80%，波导厚度1.5mm珑璟光电阵列光波导衍射光波导专业从事AR光波导技术、工艺开发和光学模组生产公 司 二 维 扩 瞳 阵 列 光 波 导 模 组 可 实 现FOV60，分辨率19201080；衍射光波导模组可实现FOV40，分辨率1280720国外Lumus阵列光波导以色列AR眼镜光学方案厂商公司二维扩瞳波导模组可实现FOV50，分辨率20482048，镜片厚度1.7mmWaveOpti

75、cs体全息光栅波导专注于AR光波导技术，目前被Snap收购公司Odin模组可实现FOV56，重量7g，镜片厚度2.65mm，Eye Box 12x11mm，Eye Relief 18mm数据来源：各公司官网，艾邦VR产业资讯，国泰君安证券研究 诚信 责任 亲和 专业 创新66请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告微显示方案：Micro-LED方案代表性参与方XR光学与显示方案前沿技术代表性参与方6.3表：Micro-LED方案代表参与方国内/国外公司业务情况技术指标国内芯视元专注于智慧显示芯片研发，公司产品主要有硅基LCoS微显示芯片、硅基OLED微显示

76、芯片、硅基Micro LED微显示芯片2022年8月19日芯视元发布超高亮“芯视天目III”型Micro LED显示模组，分辨率达19201080，亮度大于100000nits，256灰阶思坦科技公司是Micro-LED全套解决方案技术提供商，产品涵盖Micro-LED发光芯片、驱动芯片，Micro-LED微显示模组和中大显示模组思坦科技的Micro-LED发光芯片采用的是氮化镓材料，已成功开发出了可定制化的1-50微米的Micro-LED发光芯片。MicroLED器件最小可以做到亚微米级，最大PPI 10000JBDJBD的MicroLED采用自创的混合集成电路技术将纯无机的三五族发光材料和

77、硅基CMOS背板结合加工而成，其像素尺寸取决于光刻精度，可以小至纳米级别0.13”Micro-LED微显示屏像素密度6350 PPI，单绿色面板亮度达450万nits；0.22”Micro-LED微显示屏像素密度10000 PPI，分辨率1080P，亮度1000000nits国外Mojo Vision2015年成立于美国，开发出了首款AR隐形眼镜，Mojo Lens，使用Micro-LED显示器Mojo Vision AR隐形眼镜集成Micro-LED屏幕仅0.48mm，像素间距1.8微米MICLEDI Microdisplays开发Micro-LED显示器的无晶圆厂开发商2022年8月宣布推

78、出结合微透镜的Micro-LED模组，目前已经在300mm晶圆平台开始制造，像素间距将控制在3微米内，并可以使AR眼镜提高光效、控制色散，改善光学显示质量数据来源：各公司官网，艾邦VR产业资讯，青亭网，国泰君安证券研究 67诚信 责任 亲和 专业 创新请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告风险提示07 诚信 责任 亲和 专业 创新68请参阅附注免责声明XR光学显示：元宇宙的大门，沉浸体验之基XR光学产业研究报告风险提示XR光学显示技术进步不达预期的风险：Pancake、光波导、Micro-LED等光学和微显示方案目前尚有巨大完善空间，且关键生产技术、工艺

79、门槛较高，未来存在因技术进步不达预期，使XR设备性能和良率提升缓慢、或难以降低生产成本，最终导致XR设备难以大规模落地应用的风险；XR需求增长不及预期的风险：当前XR产品技术和用户体验仍有欠缺、且缺乏应用场景定义，未来存在XR硬件性能提升不足、支撑内容发展不及预期带来XR设备需求增长不及预期的风险；行业竞争加剧的风险：XR元宇宙产业正不断被产业和资本市场关注并投入，未来存在新的参与方和资本不断进入光学显示产业并带来更加激烈市场竞争的风险。07 诚信 责任 亲和 专业 创新69本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任

80、能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。免责声明本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应作

81、为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。本公司利

82、用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告作为作出投资决策的唯一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。本报告版权仅为本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰君安证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。免责声明