各傢媒體的報道陸續指出,Apple 將在新款 iPad Pro、新款 MacBook Pro上采用 mini-LED 技術,並將其作為產品的主要升級點。
那什麼是 mini-LED?相比於目前的屏幕優勢又是什麼?為什麼 Apple 沒有選擇手機市場主流的 OLED?本文將圍繞這幾個問題展開,如果你有興趣瞭解,不妨跟本文來一探究竟吧。
什麼是 mini-LED?優劣勢何在
目前市面上的屏幕若以材質區分,主要以 LCD、OLED 兩類為主。在近幾年的手機市場中,OLED 逐漸取代瞭 LCD,即便在價格更實惠的機型中也是如此。
LCD 即液晶顯示器,它的發光原理主要依靠背光層(背光、彩色濾光片、液晶三者缺一不可);而 OLED 則依靠有機化合物塗層發光,隻需通電就會亮,並且由於沒有液晶層、背光層的存在,相比 LCD,OLED 不僅擁有高對比度和高飽和度,還有著輕薄、可彎曲、省電的優勢,市場發展空間十分巨大。
OLED 的可彎曲特性,開啟瞭 iPhone 的全面屏時代
在這樣的競爭背景下,傳統 LCD 屏幕也在尋求新的突破,除瞭 Local Dimming(簡稱LD,局部調光)出現外,mini-LED 技術也應運而生:它並不是全新的屏幕材質,而是針對液晶層背光進行升級的一種屏幕背光技術,即將背光中的 LED 燈 Mini 化。
一般情況下,傳統 LCD 屏幕配備的 LED 背光往往隻支持統一調節,無法對某一區域明暗進行單獨調節,但借助 LD 便可實現屏幕分區,實現單獨的亮度調節(受限於燈泡尺寸,分區數量仍有局限)。
而 mini-LED 技術不同的地方在於,它的背光燈泡尺寸更小,可以讓一塊屏幕集成更多的背光燈泡,不僅實現瞭輕薄、可彎曲的特性,而且還讓局部調光實現瞭比以前更精細的屏幕背光分區,達到更接近像素化的動態背光效果(更好地控制背光並帶來更好的圖像顯示質量)。
不過需要註意的是,mini-LED 技術本身並非涵蓋局部調光(Local Dimming 局部調光、Full Array Local Dimming 全陣列局部調光),采用 mini-LED 技術也可以是統一亮滅且無分區的背光,但 mini-LED 技術在顯示色彩上的進步,一定無法脫離與局部調光的結合。
mini-LED結構,圖/ TCL
基於上述的特性,mini-LED 技術的優勢便十分明顯:
- 相比 LCD,擁有更高的屏幕亮度和對比度:結合局部調光,支持單獨控制更多的屏幕區域,明暗控制更靈活。在純黑背景下,可以把分區調暗甚至關閉,獲得接近 OLED 屏幕的對比度;
- 相比 OLED,不存在低頻頻閃,擁有更長壽命:由於采用傳統背光層發光,mini-LED 並不會存在 OLED 屏幕的低頻頻閃問題,也不會因為有機材料壽命短,而引起的亮度不均勻和燒屏等問題。
采用類似技術(但並非 mini-LED)、背光由 576 個藍光 LED 組成的 Pro Display XDR 就是對優勢一最好的證明:全屏持續亮度 1000 尼特,峰值亮度可達 1600 尼特,對比度達到 1000000:1。
Pro Display XDR,圖/Apple
Apple 為什麼會選擇 mini-LED?
盡管目前 iPad、MacBook 的屏幕觀感都屬於市場上的第一梯隊,但傳統 LCD 屏幕先天條件的限制,提升空間十分有限,並不能擁有 OLED 屏幕諸如無需背光源、可自發光、可視角度更大、色彩豐富、節能顯著、可柔性彎曲等優點。
不過若直接采用 OLED 屏幕,缺點也十分顯著:
- 壽命短,容易老化,不適合用在使用年限長的平板和電腦:OLED 屏幕子像素自發光,若屏幕長時間顯示同一畫面,則該畫面的子像素便都處於工作狀態,長時間則壽命便降低,甚至會在該屏幕區域留下殘影(燒屏);
- 加深對三星的依賴,議價權被削弱:iPhone 等設備的屏幕面板目前主要產能由三星提供。若 Apple 其他產品線也繼續采用三星的面板,則更會長期受制於三星。可參考近期 iPhone 12 mini 屏幕因采購低於預期,Apple 向三星支付賠償。(類似賠償 2019 年、2020 年都發生過);
- 長期角度看成本始終偏高:即便經過多年的發展和技術的迭代,OLED 屏幕在產能和成本上已有很大改善,但相對於成本更低的 LCD 屏幕、以及隨著技術成熟而成本逐步下降的 mini-LED 技術,OLED 屏幕長期成本依然較高。
在這樣的背景下,mini-LED 技術的優勢(結合局部調光技術的前提下),對 Apple 而言便十分明顯:即在擁有可視角度更大、色彩豐富、節能顯著、可柔性彎曲等優點的同時,不存在壽命問題以及不會加深對三星的依賴。即便目前 mini-LED 技術成本較高,但根據 LEDinside 的調查顯示,預計 2022 年,mini-LED 技術的成本將有機會低於 OLED,形成更強的市場競爭力。
而 Apple 也能借助 mini-LED 技術,對 iPad、MacBook 更高端更專業的 Pro 系列進行屏幕升級,以此來更好地與其他系列的產品進行區分。
mini-LED 是電子設備屏幕的未來嗎?
先說結論,mini-LED 技術並非是電子設備屏幕的未來。
mini-LED 技術的劣勢同樣明顯:首先是依然集成背光區,屏幕面板在厚度、重量上與 OLED 仍有差距;其二並非是像素級的控光,目前還無法做到與 OLED 一樣的單像素發光;其三是初期階段的 mini-LED 制造成本高於傳統的 LCD 和 OLED。
在最普遍的電子設備手機(小型且高像素密度的屏幕)中,mini-LED 技術受限於像素密度、厚度功耗等問題,始終無法取代 OLED 的地位(由於手機換新周期短,OLED 壽命短也並非是問題)。未來幾年,手機的屏幕應該會繼續以高刷新率的 OLED 為主,但會在能耗控制上取得新的突破。
根據 The Elec 的報道,三星在 2021 年上半年開始為 Apple 生產擁有 LTPO 技術的 OLED 屏幕,相比於傳統 OLED 擁有更低的功耗,新款 iPhone 將有望搭載該屏幕,並實現 120Hz 刷新率。
Apple Watch Series 5 使用 LTPO 技術:實現全天候顯示的同時,續航未減弱
不過在未來幾年裡,mini-LED 技術會在更換周期和使用年限長的中大型尺寸的顯示器、液晶電視普遍使用。因為它的出現,縮小瞭 LCD 和 OLED 兩種屏幕材質之間的差距,讓 LCD 屏幕實現瞭媲美 OLED 的色彩質量和對比度,同時還不存在 OLED 使用壽命短的問題。但 mini-LED 技術必須盡快降低成本,才能真正取代傳統 LCD,並在和 OLED 的競爭中取得價格優勢。
至於電子設備屏幕的真正未來,業內普遍都認為會是 micro-LED 屏幕技術,並稱之為次世代顯示技術。
micro-LED 即微型發光二極管,是 LED 微縮化和矩陣化技術。簡單點說,既是將 LED 背光源進行薄膜化、微小化、陣列化,集成度高並且具有自發光無需背光源的特性(采用無機氮化鎵作為發光材料,相比 OLED 的有機材料使用壽命更長)。而 mini-LED 是介於傳統 LED 與 micro-LED 之間,簡單來說是在傳統 LED 背光基礎上改良的一種背光技術。而與 LCD、OLED 相比, micro-LED 在亮度、分辨率、對比度、能耗、使用壽命、響應速度和熱穩定性等方面都具有明顯的優勢。
micro-LED 所具備的優勢,也很早讓海外巨頭 Apple、三星、SONY、LG 等紛紛投入研發。當下主要有兩種發展趨勢,分別是小間距大尺寸高分辨率的室外/室內公共顯示,以及包含手機、電腦、電視、頭戴式設備等的消費電子顯示。
但截止到 2021 年,使用 Micro LED 技術的產品大多停留在原型展示機階段,進展到商品化的產品十分少見且價格高昂,比如三星發佈的 110 英寸 Micro LED 電視,售價 1.7億 韓元,約 102.5 萬元人民幣。
圖/ 三星
根據 LEDinside 的報道,micro-LED 技術依然不夠成熟,主要的挑戰集中在關鍵技術的突破與量產成本的降低,在大眾消費市場的商用化進程還很漫長。
即便如此,它的種種優勢表明,它確實代表著電子設備屏幕的未來方向。
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