汽车HUD行业专题研究：AR~HUD进阶，叩开车载元宇宙大门(5)

2.2、 图像生成单元：显示技术竞技场，TFT、DLP 领衔，LCOS 等新技 术天地广阔
HUD 显示效果提升的需求推动显示技术升级。前文提到，目前对于 HUD 的显 示性能主要来源于三个方面：FOV 和 VID 扩大；拥有高亮度、高对比度、高分辨率等更好的显示效果；实现 3D 景深显示。据德州仪器的数据，更大的人眼窗口和 FOV 要求 PGU 具有更高的亮度；分辨率方面，人眼正常情况下的分辨率约为 60PPD（Pixel Per Degree）因此当 FOV 扩大时要保持分辨率水平就需要成像单元的分辨率同步提 升；而在散热方面，由于光路可逆，更远的虚像成像距离和更大的显示尺寸反过来 加剧了阳光倒灌时带来的散热问题；此外，显示技术还应当适配裸眼 3D 显示的需要， 而保证其技术的延展性。 现有方案通常以 TFT-LCD、DLP 显示技术为主，LCOS 技术有望迅速落地，此 外 LBS、MicroLED 等技术亦摩拳擦掌：
TFT-LCD：采用背光透射的方式，通过 TFT 基板控制液晶开闭实现成像，技术 成熟、色彩分布可靠、成本低廉；但由于其采用透射方式成像，且液晶本身对温度 敏感，无法适应阳光倒灌；叠加其开口率较低，带来了其亮度低、分辨率低、对比 度低、光效低能耗高等问题。
DLP：通过数百万个铝制 DMD 芯片反射形成像素成像，具有高亮度、高光效、 高对比度、温度耐受性好等优势；但由于 DLP 技术的核心 DMD 芯片由德州仪器掌 控，厂商只能通过德州仪器采购芯片或模组，存在专利问题且成本较高。 LCOS：通过 CMOS 技术在硅芯片上加工而成，采用反射式成像，通过控制液 晶来调整光的偏转进而改变其在 PBS 棱镜中的透过率而实现灰阶的显示。LCOS 由 于电路在液晶背面，因此无需像 LCD 一样划定区域制作薄膜晶体管，具有较高的开口率。性能优势明显：亮度高、分辨率高、画面细腻、无专利问题；但封装难度较 高，同时车规级产品成熟度不及 DLP 和 TFT-LCD 两类路线。 LBS：激光二极管发出激光，通过 MEMS 振镜扫描叠加激光器调制实现成像。 由于直接使用激光扫描，该技术方案具有亮度高、色彩好、光效高、视场角广、结 构简单等优势。
但由于激光二极管对温度比较敏感，因此在车规稳定性上存在短板， 同时激光由于单色性较好，会呈现出一定的颗粒感（散斑），需要采取特殊的方式来提升显示效果。 Micro-LED：微型化 LED 阵列（1-100 微米级别），结构为微型发光二极管，通 过对其施加电压而发出单色光，每一个 MicroLED 可视为一个像素。由于采用 GaN 等无机材料，并直接由 LED 发光，因此具有寿命长、工作温度范围宽、响应时间快、 亮度高、能耗低（理论上比 LCD 低 90%）等优势。MicroLED 被认为是下一代显示技术，但目前成熟度有待提高，制备过程中的巨量转移等工艺稳定性、良率均有待提高。