苹果转向OLED的怀抱,Mini LED为何被抛弃?

发布时间:2023-02-07  

据显示领域分析机构Display Supply Chain Consultants称,由于即将推出新的iPad以及MacBook等产品中将使用显示屏来代替面板,面板的出货量增长最多将持续到2024年,但从2025年开始基本停止上升。

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按照分析师的预计,今年面板出货量将达到2447万片,2024年将达到3023万片,从2025年到2027年,年出货量将保持在3000万片左右。

从Mini LED转向

在过去几年中,一直在为iPad、MacBook等大尺寸显示设备寻找效果更佳的面板材料。2021年,在将Mini LED用于iPad和Macbook之后业绩十分亮眼,再加上M1和M2系列处理器的助攻,这两大产品线已经成为苹果收入的重要来源。

Mini LED实际是针对液晶层背光进行升级的一种屏幕背光技术,即将背光中的LED灯Mini化,本质上仍然是LCD屏幕。每个LED灯珠尺寸约在50-200μm之间,背光层拥有更多的背光灯珠,让屏幕获得更好的亮度和亮度均匀性。

Mini LED的出现,缩小了LCD和两种屏幕材质之间的差距,但目前Mini LED还没有摆脱不了LCD屏幕天生的可视角度差和色域窄的问题。如果想要解决色域窄的问题,就要在Mini LED显示器中再增加一层量子点膜(QLED技术)来拉高色域,而使用这种方法又会让成本大大增加。

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随着产品更迭,Mini LED开始逐渐无法满足用户需求,OLED更轻薄、亮度高、功耗低、响应快、清晰度高、柔性好、发光效率高的特性让其成为当下最好的替代产品之一。

OLED面板在前几年的使用体验确实不尽如人意,在iPadOS、macOS固定Dock程序栏的设计下,可能会影响屏幕的使命寿命,两者权衡之下,苹果选择放弃OLED带来的优秀视觉体验。

然而现在的OLED技术已经相当成熟了,烧屏现象基本不需要关注,大多数电子产品在常规使用周期内不会用到烧屏。苹果开始在iPhone 14 Pro与iPhone 14 Pro Max上提供了“始终显示”功能,可见使用寿命问题已经在一定程度上获得了缓解。

除了使用寿命问题之外,苹果坚持不在大尺寸显示设备上采用OLED面板,还有成本上的考虑。经过多年的发展和技术的迭代,OLED屏幕在产能和成本上都有了很大的改善。

有了以上的条件,预计苹果将从明年开始在iPad上应用OLED面板,然后在2025年也将在Macbook上转向OLED面板。根据现有消息,此次为苹果提供OLED屏幕的是三星公司,将为11英寸和12.9英寸iPad Pro以及14英寸和16英寸MacBook Pro开发OLED面板。

由于OLED技术优化、成本不断降低以及市场的相关变化,预计OLED在平板与笔记本应用中的市场份额将逐步提升,未来OLED在高端平板、笔记本产品中的份额将反超Mini LED。

与此同时,Mini LED面板的使用在三年内将转向电视和显示器设备,而平板和笔记本电脑的使用量将逐渐下滑。

OLED成为新一代宠儿的原因

OLED最典型的结构就是“类三明治”型,由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极组成,来构建成电洞传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)三个结构。

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当给到一定电压的时候,阳极与阴极的电子就会在发光层中相遇、结合,产生光子。发光层中带有特殊的有机材料(OLED中的O),来与光子一起变成红绿蓝三原色。

用一个通俗易懂的比喻来说,OLED的原理就好像给有机材料做“电刑”,阴极阳极一通电,有机材料就被“电得发光”。由于每个像素中的红绿蓝三原色点都可以被单独的电压所控制来发光,不需要大面积的背光作为屏幕的“亮源”,故这种技术也被称为自发光技术。

OLED具有自发光的特性,省却了背光模组、彩色滤光片的构造,相对更薄。而且OLED每个像素点都可以独立控制开关,可以做到像素级控光。LCD屏幕通常要求背光模组中的所有LED都开着,而OLED成像只需要亮起它所需要像素,这使得OLED具有巨大的节电潜力。

显示方面,由于背光一直存在的缘故,LCD屏幕无法显示通透的黑。因此对比度上,OLED屏幕要略胜一筹,有黑白分明、逼真生动、厚度薄、视角广等优点。

相比起Mini LED,全新的OLED面板拥有更高的对比度与更低的功耗,为苹果下一代设备在显示效果和续航时间上提供更多的可能性。一块好屏幕的最重要的定义应该就是能够尽可能地还原出世界真实的色彩,而这一点上OLED肯定是能做得好的。但OLED就是最终的答案吗?

Micro LED才是终极答案

除了扩大OLED使用范围外,苹果还在积极使用其它新显示技术。据爆料人Mark Gurman透露,目前苹果正在研发Micro LED屏幕,这将是苹果自己定制设计的首款显示屏,并且这块屏幕会被应用到2024年发布的Apple Watch Ultra上,不仅如此,之后还将会应用到iPhone、iPad等设备上。

Micro LED即微型发光二极管,是LED微缩化和矩阵化技术。简单点说,既是将LED背光源进行薄膜化、微小化、阵列化,集成度高并且具有自发光无需背光源的特性,采用无机氮化镓作为发光材料。

由于Micro LED采用的是自发光的单独的微米级LED,与当下顶级的OLED显示器所能提供的色域几乎是一致的。同时由于LED无机物的稳定性,让色彩无论在使用多少时间后都可以保持一致性与稳定性,这一点是OLED所无法比拟的。

同时Micro LED由于结构简单、能耗较小、拥有更高的光电转换效率,功率消耗量可低至LCD的10%、OLED的50%,在大幅度减少单位用电的同时还允许更高的能量用于直接发光,让最高亮度可以去到近2000尼特。

与OLED相比,Micro LED可以支持更高的亮度、更高的动态范围和更广的色域,同时实现更快的更新速率、更广的视角和更低的功耗,这是苹果要研发Micro LED的重要原因。

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将Micro LED应用于Apple Watch的最大阻碍或许会是Micro LED屏幕的高成本。MicroLED协会预估1.78英寸Apple Watch的OLED格为20美元,而同分辨率的Micro LED显示器目标价将超过40美元。

在达到显示目标价格外,在背板 ( TFT ) 技术和 Micro LED 芯片转移与维修方面还有许多挑战需要解决。

Micro LED优势来自于它多达百万级的微米LED,而难度也出现在这上面。目前,Micro LED主要有三个技术难点和问题:量子效率Droop效应(有效发光面有限、红光LED效率低)、驱动能力匹配问题(需要高电流、低功耗的驱动材料)、巨量转移问题(工艺要求高、精度要求高、成本高)。

即便Micro LED技术不够成熟,主要的挑战集中在关键技术的突破与量产成本的降低。在大众消费市场的商用化进程还很漫长,但是它的种种优势表明,它确实代表着电子设备屏幕的未来方向。

文章来源于:电子产品世界    原文链接
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