MiniLED电视机会引领潮流吗

Apple12.9英寸iPadPro,配备全新LiquidRetinaXDR显示器,采用MiniLED显示技术

MiniLED又名次毫米发光二极体,是指晶粒尺寸在50~微米的LED,介于传统LED与MicroLED之间,在制程上又相较于MicroLED良品率高,具有异型切割特性,搭配软性基板亦可达成高曲面背光的形式,采用局部调光设计,拥有更好的颜色性,能带给LCD面板更为精细的HDR分区,且厚度也趋近OLED,可省电达80%,故以省电、薄型化、HDR、异型显示器等背光源应用为诉求,适合应用于手机、电视、车用面板及电竞笔电等产品上。据业界估算,若采用MiniLED背光设计的TFT-LCD电视面板,价格约只有OLED电视面板6到8成,而亮度、画质都与OLED相近,省电效能却又更高。一片55英寸的MiniLED背光液晶面板使用约4万颗LED灯珠、一片手机面板也需用到6,~9,颗LED灯珠,对于LED晶粒厂商去产能化将有正面推动作用。

苹果其实早在年WWDC发表会推出的32英寸的6K屏幕ProDisplayXDR,主要就是采用MiniLED背光架构,借由12个控制器,控制颗蓝光LED组成的阵列做为背光,达到直下式区域调光(localdimming),实现更好的对比度和色彩饱和度,如今这款屏幕是针对高阶专业级工作室和电影剧组所推出。不过ProDisplayXDR的LED晶粒的尺寸约~微米,非目前认定的MiniLED约50~微米尺寸,只能称之为类MiniLED,具备十亿种以上的色彩以超高精确度,苹果透过突破性背光技术,将ProDisplayXDR亮度、对比与色彩提升到另一个境界,直接超越HDR,称为ExtremeDynamicRange(XDR)。苹果如此决定将设备采用MiniLED面板,主要是因为MiniLED有众多优点,轻薄省电;成本更低;屏幕鲜艳度接近OLED;亮度、对比与色彩超越HDR(苹果称XDR),色彩完整、色域广、颜色更饱和,超高对比度(1,,:1),峰值亮度提升3~5倍(1nit),寿命比OLED多出3~5倍,比OLED省电可达80%等等。采用了最新显示技术MiniLED的iPadPro在去年亮相,其LiquidRetinaXDR显示器可支援高达1尼特的全屏幕亮度。相较于传统LED背光是由显示器一侧边缘所发出的光,MiniLED背光平均分配到整个显示器背面,12.9英寸iPadPro背光模组采用超过10,个特制MiniLED,并且拥有超过个的局部调光分区,因而能同时显示极其深邃的黑色与明亮的影像,造就1,,:1的对比度。从苹果年推出的12.9英寸iPadPro来看,MiniLED是未来5-10年的发展趋势,也意味着年成为MiniLED技术正式迎来了商用化的元年。

跟传统电视产品相比,华为智慧屏V75Super在音响系统上下足了功夫。传统电视产品只有4个或者6个扬声器,而华为智慧屏V75Super采用20个音频单元“声音大师”帝瓦雷音响系统,包括4个中置声道单元、6个左右声道单元、4个环绕音和天空声道单元、6个低音发声单元,Push-Push无源辐射器的支撑,经过振动平衡声学的设计,轻松消除音频中的杂音,提升音频的保真度。搭配5.25英寸的重低音单元,配合低音增强技术,高效精准处理音频的信号,让声场更加震撼澎湃,直击人们的内心深处。华为智慧屏V75Super还支持分布式音响系统,可以与HUAWEISound/HUAWEISoundX联动,将客厅打造成为音质更完美的家庭影院。

V75Super发布之前,在国内能买到的,分区数量最多的产品是分区的iPadPro,可见国内MiniLED开始逐渐盛行起来了,为什么看似LCD技术延伸下的MiniLED如此之火?凭借什么能够和OLED相庭抗衡呢?这就需要先简单介绍一下OLED了,OLED是指有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode,缩写OLED)又能称为有机电激发光显示或有机发光半导体,该技术最早于年代法国洛林大学的AndréBernanose已经开始研发,年由香港人邓青云及StevenVanSlyke发现其真正的实用性,并在年与日本三洋合作共同研究、开发和生产OLED显示器。SANYO三洋于同年9月发布了全球首款2.4英寸的彩色AMOLED显示屏,并在2年的日本最先端电子资讯高科技综合展上展出基于白色OLED及彩色滤光片的15英寸HDTV显示器原型机。而小分子OLED在年由日本Pioneer先锋公司量产,再由TDK东京电气化学量产,现时全球最大的三星显示SamsungDisplay则在2年才量产。OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性的铟锡氧化物(ITO),与电力的正极相连,再加上另一个金属阴极,形成如三明治的结构。整个结构层中包括了:电洞传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,正极电洞与阴极电荷就会在发光层中结合,从而none光依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。其优点主要有可以自主发光、省电、弯曲、更薄厚度、更广的色域、高对比度、延迟低(反应时间快)、黑色显示区域不耗电、高亮度、高辉度效率、多色及彩色鲜艳、图像清晰。

V75Super最难的并不是把分区做小,而是如何控制这么多个分区,传统的分区电视,有控制背光的背光驱动板,它能够实时控制灯珠的明灭,并提供足够的电流,控制个分区,就用了16颗驱动芯片,每颗只能控制16个分区,所以驱动板的体积几乎和主板一样大,而现在,如果要处理个分区,芯片数量至少乘以十倍,颗,导致驱动板的面积至少要翻几倍,所以随着分区数量的指数级提升,控制这些分区的难度也是指数级提升,这就是MiniLED电视要解决的一个难题:巨量驱动。这相当于把10台百级分区电视的驱动板塞进一台电视里,但是打开华为V75Super的电视后盖,我们不仅没有看到巨大的驱动器,甚至就没有驱动板。让我们重新看回华为的MiniLED背光,他其实和我们过去看到的电视最大的不同是,这并不是一整块灯板,而是由16块灯板拼接而成,所以解决巨量驱动的第一步,就是将巨量的分区分解,但是此时每一块分区的数量仍然高达个分区,更准确地说,这也不是灯板,而是双层的PCB电路板,这些灯板背后,华为定制了两颗驱动芯片,每颗芯片可以控制90个分区,分区控制数量提升了5倍,因此16块双层PCB灯板正是消失了的16块背光驱动板,即便如此,控制个分区,华为仍然使用了32颗驱动芯片,如果要把每一颗灯珠都做成1个分区,这意味着现在每块电路板上的驱动芯片都要再翻16倍,一颗驱动芯片的成本大约在20块钱,光驱动芯片的成本,就要5位数,更不要说芯片如此大的体积,还要解决芯片布局的问题,MiniLED驱动芯片的成本和体积,是巨量驱动所面临的主要问题。

即使没有做到一颗灯珠一个分区,华为这颗MiniLED驱动芯片的作用比我们想象的还要大,他甚至改善了液晶的一个先天劣势,响应时间,同样画面,液晶电视能看到有明显的拖影,这是因为每一个像素是通过液晶的选转从纯黑切换成纯白,这个旋转并不是瞬间完成,在旋转的过程中,屏幕会先从黑,慢慢变灰,最终变白,这个过程的时间就是液晶的黑白响应时间,响应时间越长,拖影就越明显,OLED的响应时间可以做到0.4ms左右,而液晶电视最多能达到4-8ms,但V75Super作为液晶电视,几乎没有拖影,V75Super是怎样提高响应时间的呢?在液晶选装的时候,把背光关掉,这样灰色的变化过程就看不见了,这项技术索尼叫明锐动态,华为叫瞬晰动态,在瞬晰动态开到最高时候,响应时间能做到非常低,但这会带来一个问题,速黑的方式意味着屏幕会在短时间内会有剧烈的亮度变化,可能会导致眼睛疲劳,而华为把整个背光分割成了8份,每一份错开关闭,整个屏幕的亮度就可以稳定在一个水平,这就是驱动芯片能力提升,带来的画质提升,但是要说明的是,这项技术只能改善,不能解决,从直观的角度来说,MiniLED很好地解决了液晶电视黑不下去的问题,但三星、LG,华为,最高也只能做到两千多个分区,市面上很难找到3分区以上的电视,现在液晶电视亮度低的原因,并不是LED的光源亮度不够高,而是透过来的光太少了,你坐在电视前看到的1nit,在穿过了液晶,经过了4、5层膜片之前,其实有00nit以上,中间有10多倍的亮度都被浪费掉了,所以MiniLED一旦解决了灯珠小型化、驱动芯片小型化等问题之后,就可以从3分区继续做小,继续做密,继续提升密度,到上万分区、上百万分区,直到每个像素就是一个分区——MicroLED。

简单来说MicroLED就是将微发光二极体全部焊接至TFT基板上,每颗超微LED晶体的体积小于30纳米,关键技术为巨量移转,巨量转移技术指在1cm2或者其他大小的TFT基板上焊接一定数量的超微LED晶粒。它直接影响了MicroLED面板的良品率高低。不过要做成MicroLED面板的话,还得分别将红色、绿色以及蓝色的MicroLED晶粒,从各自的晶圆片上分离开来,再依RGB的交错排列方式,转移到电路板上,组成MicroLED面板的基本雏形。要做成一块4K解析度(约万像素)的MicroLED面板,总共需要将近万颗MicroLED晶粒。若以传统LED的取放(PickandPlace)速率,每小时2万5千颗来计算,完成全数MicroLED晶粒的转移,不眠不休还得花上41天以上,生产效率极低,也因此业界必须研发出全新的技术,一次转移更大量的MicroLED晶粒,将制程缩短到可量产的速度,这就是所谓的巨量转移技术,而巨量转移的良品率问题,以及巨量转移后对其的检测及修复技术,都是必须要解决的问题,因此,在MicroLED没有正式走进市场之前,MiniLED或许可说是这段期间的最佳选择。

而国内液晶面板的背后,是已经掌握了上游定价权的华星光电和京东方,液晶电视产品的背后,是华为、TCL等拥有技术研发能力的电视厂商,这意味着,MiniLED可能有机会成为一条由我们国内深度参与甚至主导的显示技术路线,而此时此刻,改善了液晶诸多问题的MiniLED其实是在MicroLED量产前跟韩国掌握定价权的大尺寸OLED并行的一条显示技术。网络时代的普及,手机屏幕的小型化,电视机看似距离人们越来越远,希望不久的将来,国产MiniLED电视机能够打破僵局,让更多的人回归大屏幕,回归那汹涌澎湃的视觉体验!

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