Mini LED电视机会引领潮流吗？

Apple12.9英寸 iPad Pro，配备全新 Liquid Retina XDR 显示器，采用 Mini LED 显示技术

Mini LED又名次毫米发光二极体，是指晶粒尺寸在50~200微米的LED，介于传统LED与Micro LED之间，在制程上又相较于Micro LED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Mini LED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Mini LED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6,000~9,000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2019年WWDC发表会推出的32英寸的6K屏幕Pro Display XDR，主要就是采用Mini LED背光架构，借由12个控制器，控制576颗蓝光LED组成的阵列做为背光，达到直下式区域调光（local dimming），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Pro Display XDR的LED晶粒的尺寸约200～300微米，非目前认定的Mini LED约50～200微米尺寸，只能称之为类Mini LED，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Pro Display XDR亮度、对比与色彩提升到另一个境界，直接超越HDR，称为Extreme Dynamic Range (XDR)。苹果如此决定将设备采用Mini LED面板，主要是因为Mini LED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（1,000,000 : 1），峰值亮度提升3~5倍（>1000nit），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 Mini LED的iPad Pro在去年亮相，其Liquid Retina XDR显示器可支援高达1000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，Mini LED背光平均分配到整个显示器背面，12.9英寸iPad Pro背光模组采用超过10,000个特制Mini LED，并且拥有超过2500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1,000,000:1的对比度。从苹果2021年推出的12.9英寸iPad Pro来看，Mini LED是未来5-10年的发展趋势，也意味着2021年成为Mini LED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V 75 Super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V 75 Super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V 75 Super还支持分布式音响系统，可以与HUAWEI Sound/HUAWEI Sound X联动，将客厅打造成为音质更完美的家庭影院。

V 75 Super发布之前，在国内能买到的，分区数量最多的产品是2596分区的iPad Pro，可见国内Mini LED开始逐渐盛行起来了，为什么看似LCD技术延伸下的Mini LED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（Organic Light-Emitting Diode，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1950年代法国洛林大学的 André Bernanose 已经开始研发，1987年由香港人邓青云及Steven Van Slyke发现其真正的实用性，并在1999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2002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1997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Samsung Display则在2002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。

V 75 Super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255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2880个分区，芯片数量至少乘以十倍，160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Mini LED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V 75 Super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Mini LED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180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2880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，Mini LED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Mini LED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0.4 ms左右，而液晶电视最多能达到4-8 ms，但V 75 Super作为液晶电视，几乎没有拖影，V 75 Super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，Mini LED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3000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1000 nit，在穿过了液晶，经过了4、5层膜片之前，其实有20000 nit以上，中间有10多倍的亮度都被浪费掉了，所以Mini LED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3000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——Micro LED。

简单来说Micro LED 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1 cm²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Micro LED 面板的良品率高低。不过要做成 Micro LED 面板的话，还得分别将红色、绿色以及蓝色的Micro LED 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 Micro LED面板的基本雏形。要做成一块4K解析度（约830万像素）的Micro LED面板，总共需要将近2490万颗Micro LED晶粒。若以传统LED的取放（Pick and Place）速率，每小时2万5千颗来计算，完成全数Micro LED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Micro LED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Micro LED没有正式走进市场之前，Mini LED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，Mini LED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Mini LED其实是在Micro LED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Mini LED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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