更长电池续航、更佳屏幕效果：苹果、谷歌等公司的新显示技术即将问世 - 《华尔街日报》

美国成年人醒着的大部分时间都在盯着屏幕——然而这些屏幕（包括你现在阅读本文所用的设备）大多仍采用上世纪80年代问世的LCD显示技术。

但这一切即将改变。一系列新型显示技术即将涌现，它们能带来多重优势：大幅延长可穿戴设备、移动设备和笔记本电脑的续航时间，使其更轻薄，并提升强光下的可视性。其中至少有一种新型显示屏还将实现当前无法企及的未来科技，例如能将数字界面投射到现实视野中的轻量化增强现实智能眼镜。

随着现有显示技术的逐步改进与这些新技术的突破，未来五年我们设备的视觉界面变革或将超越过去三十年的总和。

苹果试水MicroLED技术

如果你正在平板电脑、笔记本电脑或上代智能手机上阅读本文，进入你眼睛的光线很可能来自LED（发光二极管），它透过液晶像素网格发光。换言之，LED是用于照亮液晶显示屏（LCD）的一种"背光"技术。类比来说：若将设备屏幕比作老式电影放映机，LED相当于灯泡，LCD则是胶片，而你正直视着放映机镜头。

LED比其前身光源（如白炽灯和荧光灯）更加节能。这就是为什么即使你正在阅读印刷品，也可能正盯着来自LED的反射光，因为它们如今在照明行业已广泛应用。

“微型"LED显示屏与用于灯泡或笔记本电脑的LED截然不同，但其工作原理相同：让电流通过特定类型的半导体，它就会发光。在微型LED中，每个发光半导体极其微小——小如细菌。这些微生物大小的像素可调整为发出红、蓝或绿光。将足够多的这种像素排列在塑料或玻璃平板上并连接电路，就能制成显示屏。

微型LED显示屏具备多项优势特性。它们每平方毫米能发出的光线强度是当今平板屏幕的数百甚至数千倍。而且，在任何给定亮度下，其功耗显著降低——约为传统屏幕的十分之一。

据IT咨询公司Yole Group高级分析师Eric Virey估算，苹果公司已投入15亿至20亿美元用于微型LED显示屏的研发和产能建设，这些优势正是原因所在。苹果拒绝就其计划置评，也从未承认正在研发微型LED技术——尽管2014年该公司确认收购了微型LED企业LuxVue，具体金额未披露。

维雷先生表示，苹果公司的投资使其成为首家能够大规模生产microLED显示屏的企业。对苹果亚洲供应链及合作伙伴关系有深入了解的分析师认为，首批搭载该屏幕的产品将是苹果高端智能手表（如Apple Watch Ultra），公司最早可能在2024年就发布这类设备。

显示市场研究机构DSCC联合创始人鲍勃·奥布莱恩预测，苹果将在2024年提升microLED显示屏产量，搭载该技术的智能手表将于2025年面世。

维雷先生指出，苹果选择从可穿戴设备入手的原因在于：microLED显示屏不仅成本高昂，制造工艺也极其复杂。每个需要嵌入显示屏的microLED像素都必须经过物理拾取并精准放置到显示基板上。对于较大尺寸的芯片和元件，制造商通常使用"拾放"机械臂完成这一工序。但对于如此微小的芯片，这项技术基本无法实现，因此业界发明了多种"巨量转移"技术，其中不乏激光推动微型microLED芯片等尖端方案。

这意味着microLED显示屏的像素密度越高，其生产难度和制造成本就呈几何级增长。

高端智能手表凭借其小巧体积和高溢价空间，能够消化这些微型显示屏的额外成本。尽管microLED技术最终可能应用于智能手机、笔记本电脑或电视，但实现这一目标仍需漫长过程。

“假设你正在尝试制造一台8K电视，”维雷先生说。“这相当于要在不到10分钟内，以±1微米的精度组装约1亿个大小接近细菌的微型LED，且良品率需达到99.99%。”

目前，三星已推出微型LED电视，但每台售价超过10万美元。奥布莱恩先生表示，这充分说明三星在大规模生产微型LED显示屏方面仍面临巨大挑战。

Vuzix Shield智能眼镜采用微型LED技术在镜片上显示图像。图片来源：Vuzik尽管存在技术难题，资金雄厚的大型科技公司正加大对微型LED技术的投入，推动其更广泛普及。谷歌于2022年5月宣布收购微型LED初创企业Raxium，但拒绝透露更多技术规划细节。2020年，Meta与英国微型LED初创公司Plessey达成独家多年合作协议。该公司发言人表示：“Meta看好该技术在AR/VR产品中的应用潜力，此次合作是我们加速开发真正面向消费者的AR眼镜的又一举措。”

与Meta类似，谷歌对微型LED显示器的兴趣似乎与未来的虚拟和增强现实项目有关。微型LED显示器的高亮度和能效特性，对于这类智能眼镜可能具有独特价值。Vuzix公司长期为工业界和国防部提供智能眼镜，目前已推出采用微型LED技术的智能眼镜，可将图像投射到用户视野中——售价每副2500美元。

传统LCD技术或迎新生

如同初代黑白Game Boy游戏机、复古卡西欧电子表等产品所采用的方案，LCD显示器还有另一种构建方式：用反射面替代背光。在这种"反射式LCD"显示器中，光线穿过LCD层并从后方镜面反射，最终形成在任何充足环境光下都清晰可读的屏幕。

与传统显示器不同——后者在户外使用时必须调高亮度导致耗电剧增——这类显示器环境光越强表现越出色。Azumo公司首席执行官Mike Casper表示，其最新发布的”LCD 2.0“反射式LCD显示技术，可比传统LCD显示器节能高达90%。

Azumo公司研发的"LCD 2.0"反射式显示屏（图中展示于原型平板电脑上）在强光下依然清晰可见。图片来源：Azumo这类显示屏的一个缺点是：由于环境光具有多种颜色，屏幕图像会受光线色偏影响。

其合作伙伴富士康已小规模生产了几千台采用Azumo显示技术的原型平板。富士康同时是苹果iPhone的代工厂商。由于反射式LCD屏可在现有液晶产线上制造，这类显示屏不仅成本低廉，还能发挥LCD面板相对坚固的优势。

富士康旗下子公司FIH Mobile副总裁Paul Hsiung表示：“当我们看到Azumo的技术时，意识到它虽非面向大众市场，但确实存在特定细分领域的需求。“该子公司与Azumo合作生产这些显示屏。目标场景包括建筑工地等户外用平板，以及需要全天续航、抗摔防泼溅的教育场景。

“类纸"显示屏日趋逼真

自2004年索尼推出首款采用元太科技黑白电子墨水屏的阅读器以来，这家波士顿企业（母公司为同名公司）始终在与现有显示技术竞争。至今亚马逊的Kindle黑白电子阅读器仍采用其屏幕。元太科技美国分公司副总裁Timothy O’Malley透露，公司累计出货超10亿块显示屏，但多数用于零售价签等场景。

现代电子墨水屏与过去缓慢、模糊的版本相比有三点不同：对比度更高，提升了可读性；刷新速度大幅加快，使得基于电子墨水的平板和笔记设备正成为一个增长迅速的品类。最重要的是，该公司终于发布了彩色版本显示屏——虽然与光面杂志并排时还谈不上选美冠军，但其色彩鲜艳度和对比度已足以合理支持全彩电子阅读器，能够显示漫画、杂志、演示文稿和PDF文件。

电子墨水公司即将推出的Gallery 3显示屏（本月早些时候在消费电子展上亮相）刷新速度尚不足以播放视频或替代平板/手机屏幕。但联想最新发布的搭载电子墨水屏的笔记本电脑，预示着这项技术的未来应用方向，联想称该设计将显著延长笔记本续航时间。

电子墨水公司表示，至少六家制造商已宣布计划采用其最新彩色显示屏推出电子阅读器和平板设备。

技术障碍与行为改变仍是主要障碍

所有新型显示技术面临的最大劣势在于：传统显示器的制造基础设施规模庞大，且具有相应的规模经济优势。此外，基于现有技术的显示器仍在不断改进。

“现有技术都没有停滞不前，“维雷先生指出。在视频编辑、暗室观影或游戏等应用场景中，短期内出现的技术都无法超越现有显示器。但随着消费者逐渐习惯跨设备无缝切换——在手机、笔记本电脑和其他设备间流畅转换，针对特定环境和场景的专用新型显示设备开始显现出更大价值。

“现在所有数据都存储在云端，你可以随时放下一个设备，在另一个设备上继续未完成的工作，“奥布莱恩先生表示。若这一趋势持续，我们所有人将面临的行为改变可能是：屏幕使用时间将创下历史新高——尽管这些设备正在重新定义"屏幕"的概念。

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联系作者克里斯托弗·米姆斯，邮箱：[email protected]

本文发表于2023年1月21日印刷版，标题为《新型显示技术将重塑我们的屏幕》