近眼顯示器(Near-eye Display)是將虛擬3D影像，呈現在配戴者的視線範圍， 目前有頭戴式顯示器(Head Mounted Displays, HMDs)與電子式觀景器(Electronic Viewfinders, EVFs)兩類。2021年全球近眼顯示器市場達12億美元，因許多產業對擴增實境(Augmented Reality, AR)與虛擬實境(virtual reality, VR)裝置的使用需求增加，尤其是消費性電子與遊戲產業，加速全球近眼顯示器發展，預期至2027年近眼顯示器市場將達到53億美元，2022年-2027年的複合年成長率(CAGR)為24.7%。本文摘錄MarketsandMarkets與Frost&Sullivan論述近眼顯示器的市場發展、技術，以及主要參與廠商與產品。

一、全球近眼顯示器市場發展驅動力與阻力

(一)驅動全球近眼顯示器市場發展的因素包含：

1.矽基有機發光二極體(Organic Light-emitting Diode on Silicon, OLEDoS)技術進展：OLEDoS為具備輕薄外型等優勢的自發光微型顯示器，許多產業專家認為，OLEDoS將取代現有的顯示技術，更加速企業對OLEDoS的研發投入。
2.許多垂直產業開始加速採用AR裝置：遊戲、娛樂、零售業、健康照護與汽車等產業已利用AR提供使用者身歷其境的體驗，透過在現實世界中，建立虛擬物件等遊戲與娛樂應用，帶動消費者需求成長；另一方面，在工業、商業與教育產業中，有越來越多的近眼顯示器被建置於投影裝置與頭戴式AR裝置。
3.元宇宙崛起：元宇宙是一個自實體世界延伸的虛擬平台，透過AR與VR裝置，使用者可藉由元宇宙的數位分身來處理事務，利用AR技術將虛擬物品整合到現實生活中，或利用VR與3D技術在元宇宙進行設計與圖像開發。近期關鍵進展包含：Facebook於2021年10月發布AR開發工具–Spark AR與 Polar，協助創造者建立元宇宙；Sony於2021年12月展示解析度4K，以有機發光二極體(Organic Light-emitting Diode, OLED)微顯示器為基礎的頭戴式VR裝置原型(prototype)；Apple規劃2022年第4季推出AR頭戴式顯示器。

(二)阻礙市場發展的因素包含：

1.過度使用AR與VR裝置導致的健康問題：因為AR遊戲具有高度互動性，使用者需投入大量精力與時間，導致焦慮、眼睛疲勞、肥胖與注意力不集中等問題。VR裝置則未完整考量人類感知能力，僅有視覺、聽覺與觸覺，但如平衡與本體感覺(proprioception)則未被納入設計考量，使得感官刺激互相矛盾，導致大腦忙於處理異常狀況，進而造成疲勞與頭痛。

二、依技術分類之近眼顯示器市場

近眼顯示器市場依技術分類，可分成薄膜電晶體液晶顯示器(Thin film transistor liquid crystal display, TFT LCD)、主動有機發光二極體(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode, AMOLED)、矽基液晶(Liquid Crystal on Silicon, LCoS)、矽基有機發光二極體(Organic Light-emitting Diode on Silicon, OLEDoS)、數位光源處理器(Digital Light Processing, DLP)、微發光二極體(Micro-light-emitting Diodes, MicroLED)與雷射光束掃描(Laser Beam Scanning, LBS)，共七大類技術，這些技術在AR、VR、混合實境(MR)與EVF設備中各有應用。其中，TFT LCD製程技術成熟，占2021年近眼顯示器市場約40%；AMOLED可更精準地控制OLED發出的光；LCoS具低成本的優勢。而OLEDoS具高解析度、高整合性、低功耗、體積小與重量輕等優點，隨著AR、VR與自動駕駛等技術應用，OLEDoS顯示器將成指數型成長。Micro LED則為近眼顯示器市場的新興技術，由Sony集團等電子企業領軍投資，其可觀看角度相較於使用LED/LCD技術的顯示器更廣；能提供超高亮度，適合在室內與室外觀看，並支援高動態範圍(High-Dynamic Range, HDR) 影像，預計其採用率在未來幾年將迅速成長。圖一顯示各項技術之全球市場規模預測。

三、    主要廠商與產品

(一)日本Sony集團

日本Sony集團透過旗下的Sony半導體製造株式會(Sony Semiconductor Manufacturing Corporation)參與近眼顯示器市場，專注於影像感測器，並生產微型顯示器、大型積體電路(large-scale integration, LSI)所需產品與雷射二極體(Laser Diode)。近期產品如下：
1.Sony半導體製造株式會社利用全像投影波導技術(holographic waveguide)，開發近眼AR顯示器的智慧眼鏡，名為SED-100A，可被整合至客製化的硬體中，SED-100A由微型顯示光學元件組成，透過波導技術將影像投影至觀看者的視野(Field of View, FoV)，並產生清晰的黑白影像與文本，可被應用於更精準的AR解決方案。
2.於2022年1月發布可應用於HMD與EVF鏡頭的OLED微型顯示器，是極小型且高解析度的顯示器，具備高對比度(100,000:1)、廣色域(color gamut)，與快速的反應時間等性能，且OLED微型顯示器的材質彈性與模組結構，讓其易於被整合至影像應用裝置。 
3.預計於2022年下半年，為遊戲主機PlayStation5，推出PSVR2與控制器，將具備更高的解析度與更新頻率(refresh rates)，以及更寬廣的視野，並改善觸覺回饋、眼球追蹤與輸入控制等表現。

(二)美國Kopin公司

Kopin公司生產的主要產品包含：LCD模組、鐵電矽基液晶(Ferroelectric  Liquid Crystal on Silicon, FLCoS)顯示器模組與OLED顯示器模組。該公司產品已應用於航空電子、裝甲車輛以及軍事用途的訓練與模擬；工業、公共安全與醫療用頭戴式裝置；3D光學檢測系統；消費性AR和VR穿戴式裝置。近期產品如下：
1.2021年Kopin推出全球第一個可實現高動態範圍(High Dynamic Range, HDR)的綠色OLEDoS微型顯示器，具有超高亮度(大於35,000 cd/m2 )，是被設計應用於高性能表現的AR裝置。 
2.Kopin利用其非球面鏡片專利與OLED微型顯示器，開發出名為P95的全塑膠製餅乾鏡頭(Pancake Lens)，可大幅減輕頭戴式裝置的重量與厚度 。其餅乾光學(Pancake optics)元件的視野達50-100度，即使是在鏡片邊緣亦能提供相當清晰的影像，且每組鏡片重量為15公克，厚度為16公厘，使 其容易被整合至AR/VR裝置。
3.Kopin為美國國防部F-35飛行員生產頭盔的微型顯示器，是該裝置唯一的供應商，F-35是世界上最先進的噴射式戰鬥機，其配備的AR頭盔能提供飛行、戰術與感測等資訊，目前已交付數千台顯示器。 

(三)美國eMagin公司 

eMagin公司生產的OLED已被應用於下一代運算、頭戴式裝置、夜視鏡、飛機駕駛艙、武器系統、熱成像等裝置，且該公司2019-2021年有過半的市場收益來自於軍用裝置。傳統的OLED微型顯示器因為使用白光OLED濾光板(color filter)會吸收大部分的光，導致其亮度較低且效率差，eMagin利用公司的直接圖像顯示(Direct Patterning Display, dPd™) 專利技術，取消濾光板設計，直接將圖案獨立成紅色、綠色與藍色發光層 ，以生產高亮度與高解析度的全彩微型顯示器，並符合DCI-P3的電影廣色域標準 (該標準為數位電影倡議(Digital Cinema Initiatives, DCI)對HDR顯示器訂定的色彩要求)。eMagin於2021年展示寬螢幕超延伸圖形陣列(Widescreen Ultra Extended Graphics Array, WUXGA)(1920 x 1200畫素)的OLED顯示器，亮度達10,000 cd/m2，為全球亮度最高的全彩OLED顯示器。
不過dPd™仍處於開發的初期階段，公司目標為，在2023年前商業化生產可應用於AR與VR裝置，且亮度達28,000 cd/m2的顯示器。

四、    小結

近年來全球近眼顯示器產品被逐漸更為廣泛的應用，科技大廠如三星、Meta、微軟、Apple等科技大廠透過與其他廠商合作與合夥的方式，開發近眼顯示器產品與提供相關服務，並試圖在既有產品下，提供更多功能與提升產品性能。不過，近眼顯示器發展仍面臨許多技術問題，如使用電池的頭戴式裝置的耗電量問題、顯示器產品的環境影像亮度不足、視野受限，以及AR與VR的資料傳輸延遲性，在VR顯示器中傳輸新的物件影像延遲應低於15毫秒，而在AR則需低於5毫秒。