新闻中心

EEPW首页 > 编辑观点 > 苹果将从Mini LED过渡到OLED?Micro LED才是终极目标

苹果将从Mini LED过渡到OLED?Micro LED才是终极目标

作者:陈玲丽时间:2022-07-05来源:电子产品世界收藏

去年,已开始将其iPad和MacBook产品线从LED过渡到显示器。在首批采用面板的设备中,12.9英寸的iPad Pro和MacBook Pro都收获了不少用户的好评。按照计划来说,下一步则是开始逐渐转向面板。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202207/435920.htm

相比起,全新的面板拥有更高的对比度与更低的功耗,为下一代设备在显示效果和续航时间上提供更多的可能性。

据透露,第一款用上新面板的产品应该会是在2024年初发布的新款iPad Pro。三星和LG将共同为首代面板iPad供货,使用更适合中型尺寸的第六代OLED技术。

捕获.PNG

而第二代OLED iPad将转向使用第8.5代OLED面板,有报道称苹果供应商已经在为iPad第二代OLED机型开发显示面板。目前,三星显示部门和Ulvac正在就全新8.5代OLED沉积设备的价格进行谈判,三星显示器和Ulvac一直在合作开发被称为8.5代(2200x2500毫米)基板沉积设备。沉积设备是半导体工艺三大核心步骤之一(其他包括蚀刻、光刻),是制备薄膜材料的重要方法之一。

据称,iPad首批OLED型号计划于2024年推出,因此用于第二代型号的显示器在2024年末量产日期可能会在2025年某个时候推出。

Mini LED技术的优势

传统LCD屏幕配备的LED背光往往只支持统一调节,无法对某一区域明暗进行单独调节,但借助局部调光(Local Dimming)便可实现单独的亮度调节,但受限于灯泡尺寸,分区数量仍有局限。

Mini LED技术是传统LCD屏幕寻求新突破的产物,它并不是全新的屏幕材质,而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。将原本LED背光板改为由成数千个单独的LED灯珠组成,其中多个LED灯珠组成LED背光矩阵,每个背光矩阵都可以化成单独的控光区域。

2021款12.9英寸iPad Pro,它使用10000个小型LED作为背光。在整个背光区域,它拥有超过2500个调光区,这使得整个屏幕的亮度和对比度非常精细。

捕获.PNG

Mini LED其独立的区域灯珠可以在短时间内激发出较大的亮度,在一些优秀的Mini LED可实现局域2000尼特的最高亮度,常见的Mini LED也基本都能通过HDR1000的认证,这就让Mini LED对HDR内容非常友好。

Mini LED的出现,缩小了LCD和OLED两种屏幕材质之间的差距,让LCD屏幕实现了媲美OLED的色彩质量和对比度,同时还不存在OLED使用寿命短的问题。

值得注意的是,由于iPhone等设备的屏幕面板目前主要产能由三星提供,若其他产品线也继续采用三星的面板,则会加深对三星的依赖,议价权被削弱。同时,借助Mini LED技术对iPad、MacBook系列进行屏幕升级,以此来更好地与其他系列的产品进行区分。

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,但这样做又会让成本大大增加。

苹果为何选择过渡到OLED?

OLED(Organic Light-Emitting Diode)是一种有机材料发光技术,最早于1950年代由法国人研制,其后由美国柯达及英国剑桥大学加以演进,日本SONY及韩国三星和LG等公司于21世纪开始量产。

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。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。

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。

捕获.PNG

OLED存在有低光下偏色和弱光下PWM调光造成眼睛不适的问题,还有被人诟病最多的一点就是自发光老化所引起的烧屏问题。但现在的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。

即便经过多年的发展和技术的迭代,OLED屏幕在产能和成本上已有很大改善,但随着技术成熟而成本逐步下降的Mini LED技术,OLED屏幕长期成本依然较高。目前高阶的Mini LED的显示器已经可以做到高阶OLED的水准,同时在成本控制上还有15%左右的优势。

OLED的制造成本同样受尺寸的影响,越大的显示面板成本越高,但到达某一个尺寸时,OLED的成本跟Mini LED其实相差无几。

如果以平板设备为一个大类来做考量,则后续几年OLED、Mini LED面板在高端平板产品中所占比重将如下图所示(统计仅包含采用Mini LED和OLED面板的平板和笔记本产品)。

捕获.PNG

随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。

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?

次世代显示技术Micro LED

电子设备屏幕的真正未来,业内普遍都认为会是屏幕技术,并称之为次世代显示技术。

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。Micro LED也兼顾显示纯黑色的特性,而且是像素级别的纯黑色,这一点要比Mini LED的分区背光控制要来得更加直接和纯粹。

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。

Micro LED所具备的优势,也很早就让海外巨头 Apple、三星、SONY、LG 等纷纷投入研发。当下主要有两种发展趋势,分别是小间距大尺寸高分辨率的室外/室内公共显示,以及包含手机、电脑、电视、头戴式设备等的消费电子显示。

Micro LED几乎集合了OLED和LCD的所有优点,兼顾了高亮度、高色域、高对比度,又能做到长寿命、省电、柔性屏。可以说是未来屏幕的集大成者,那为什么Micro LED拥有这么多优点还没有普及呢?

那是因为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)。而最重要的问题就出现在巨量转移问题上。

巨量移植技术是目前Micro LED的主流、理想制造技术,由于Micro LED是以微米级为单位的二极管,需要在硅晶圆上来制造,而非直接在屏幕基板上制造。所以这就需要让在硅晶圆上生产出来的微米LED移植到屏幕的基板上。

捕获.PNG

这其中的转移技术就叫做巨量移植。由于待转移的微米LED晶片,大约为头发丝的1/10,需要精度很高的精细化操作;一次转移需要移动几万乃至几十万颗以上的LED,数量十分巨大,要求有极高的转移速率,这就让该技术的实现难度有了较高的挑战。

同时,制造海量的微米LED的成本也比较昂贵,以一块2K分辨率的Micro LED屏幕举例,其就需要1105万颗微米LED才能实现,在当前的制造难度下,其就决定了Micro LED的成本与售价肯定是不菲的。

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。



关键词: 苹果 Mini LED OLED Micro LED

评论


相关推荐

技术专区

关闭