近日,AI(人工智能网站)的作者Malcolm Owen发布了关于LCD、OLED、Mini LED、Micro LED技术的文章。文中他介绍了以上四种技术,对将取代LCD与OLED的Micro LED表示期待,这些技术都与苹果目前或将来的产品相关。
显示屏进步缓慢,这一行业似乎需要几十年的时间才能升级。例如阴极射线管 (CRT) 屏幕在LCD出现前已经存在了很长时间,但直到轻薄的LCD屏幕足够便宜,它才逐渐被取代;上世纪90年代OLED 屏幕便已经出现,但它直到最近几年才获得普遍使用。
目前,苹果公司已经为iPad Pro带来了Mini LED,同时它也在研究Micro LED屏幕。这两种技术很有趣,每种技术都有自己的独特优点。尤其是Micro LED,它将对设备的设计、生产以及显示效果带来根本性变化。
要完全了解这两种技术,我们首先需要其他主流的显示技术。
一、传统、低成本屏幕方案,LCD
LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是最早的显示技术,它已经在屏幕上使用了几十年。LCD最常被使用于笔记本电脑,在平板电脑、智能手机和其他移动设备上也能看到它的身影。
当LCD屏幕通电时,液晶的性状会发生变化,这将影响光线透过液晶材料,使屏幕成像。例如给计算器通电,电流会使部分液晶材料变得透明,某些部分变得不透明,另外部分则保持半透明,最终屏幕中就会显示出数字。当一个屏幕上有更多红、黄、蓝像素,这个屏幕就能显示出不同颜色来。
LCD为设备制造商提供了一种廉价、低成本且可靠的屏幕。多年来,它一直是苹果产品屏幕主要在使用的技术。
二、OLED:我的像素自己会发光
LCD屏幕之后,下一代重要显示屏是OLED,即有机电致发光显示(Organic Electroluminescence Display)。LCD屏幕是依靠LED背光模组发光,而OLED屏幕则是利用自发光像素主动发光。
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。
虽然OLED屏幕有黑白分明、逼真生动、厚度薄、视角广等优点,但它也有生产成本相对较高,在生产过程中极易受灰尘和水的污染的缺点。OLED技术不仅能在平板电脑和智能手机上使用,多年来一直有传言称苹果将把OLED搭载在MacBook Pro中。尽管到目前为止,这还没有实现。不过苹果自iPhone X开始,Apple Watch和iPhone中便广泛使用OLED屏幕。
业内人士认为苹果将在未来的iPad Pro中使用OLED代替LCD,这将使平板电脑更薄、具有更高的对比度。不过,平板电脑的使用年限通常较长, 较长的使用时间容易让OLED 面板老化或亮度下降。
三、运用在最新iPad Pro上的Mini LED
虽然LCD的吸引力不及OLED,但Mini LED技术使LCD扳回一城。Mini LED本质上是LCD,只是它拥有更好的背光,具有类似于OLED的显示效果。
显然,Mini LED比LCD生产成本更高,但相较于OLED,它还是更为便宜的。技术上,Mini LED相对成熟,因此它会是苹果设备的理想选择。
目前,苹果公司已经将手伸向Mini LED。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。
随着Mini LED在iPad Pro上的成功应用,苹果极有可能将Mini LED技术应用到其他产品中,例如MacBook Pro。相比于OLED,利用Mini LED升级显示器会降低生产成本,获得更长的屏幕使用时间以及不俗的显示效果。
由于这一技术才刚刚开始商业化,Mini LED在技术上并不成熟,模具成本相当高。郭台铭认为,通过引入三安光电、欧司朗(Osram)和首尔半导体(Seoul Semiconductor)等生产商,可以大幅降低生产成本。
郭台铭估计,2021年,苹果Mini LED的成本将降低至最初的50%,然后在2022年降低至35%。
四、比OLED亮30倍的Micro LED
Mini LED技术更上一层楼,那就是Micro LED了。与Mini LED非常相似,Micro LED使用更小的微米级LED。由于不使用背光,Micro LED与LCD 、OLED有很大不同。
每个Micro LED都可以发出红、黄、蓝光,将足够多的Micro LED平铺开来,就能得到一个显示屏。这就像体育场里的巨型屏幕一样,巨型屏幕的每一部分都是由一组LED组成。Micro LED显示器原理和它相同,只是体积要小得多。与OLED 相比,Micro LED在用更少电的同时,还可以显示比OLED亮30倍的图像。
Micro LED具有众多OLED没有的优点。由于它生产过程不易受水和空气的污染,因此良品率更高,寿命也更长。在柔性屏或是折叠屏上使用时,Micro LED面板比OLED面板更不易破裂或损坏。美中不足的是,Micro LED的技术在成熟之前,生产成本十分高昂。
五、苹果的终极野心,Micro LED
目前苹果已投入大量资金开发Micro LED。苹果于2014年5月收购LuxVue,该公司主营Micro LED业务,拥有多项可用于苹果设备的Micro LED专利。
2018年3月有报道称,苹果公司正运营着专门用于Micro LED研究的部门。据称,这个占地62000平方英尺的部门距离苹果总部仅15分钟路程,有300名工程师在其中从事Micro LED研究。
2020年5月,苹果向台湾北部的一家工厂投资了3.34亿美元,这笔投资将用于生产Mini LED和Micro LED显示面板。此外,苹果公司还获得过一项有关Micro LED生产的专利,这项专利可以提高显示器的可靠性和质量。
结语:Micro LED前的漫漫长路
在使用LCD、OLED、Mini LED屏幕的苹果设备取得巨大成功后,苹果继续着自己的屏幕升级之路。未来,苹果很可能在Micro LED上取得巨大突破,这会让消费者获得更优质的消费电子产品。
与LCD、OLED或Mini LED不同,苹果设备距离完美使用Micro LED还有很长的路要走。
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