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科普:Mini LED背光与Micro LED有什么区别?

2019/9/5 14:13:35来源:作者:Napoleon责编:骑士评论:

今年市场上出现了不少搭载Mini LED背光的液晶显示设备,先是有华硕PA32UCX、Acer CM7321K显示器,到了8月底TCL华星光电发布了75英寸尺寸MLED星曜屏。Mini LED背光是什么,与Micro LED有什么区别,能为液晶电视、显示器带来什么?

华硕PA32UCX

液晶面板是一种被动显示设备,需要一个背光源或是反射日光、灯光才能显示图像。在最初,液晶显示器、液晶电视使用CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp,冷阴极荧光灯管)作为背光源,简单来说是在液晶面板后面安装了一排“日光灯“。

液晶电视所用的CCFL背光源,由多支CCFL灯管组成

CCFL缺点很多,效率低,色域小,发光均匀性差,尺寸大,在10多年前逐步被LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)所替代。LED是一种将电能转换光能的固态半导体芯片,由P型半导体与N型半导体组,它们会形成一个P-N结,当电流通过P-N结时电子会转化为光子释放出来。相比CCFL,LED效率、亮度更高,可达80lm/w或更高,寿命长达10万小时,长期使用后液晶屏幕不会发黄,使用了固态封装,抗冲击效果很好,使用直流电工作没有频闪,使用量子技术后色域范围大幅度增强,尺寸小,有效减少电子设备厚度,今天电视、显示器、手机无不使用LED背光源。

封装在PCB上的LED芯片

作为背光源使用时,LED封装在PCB板上,以矩阵方式排列。由于LED数量远远多于CCFL数量,可以把每一个LED作为独立光源使用,组成一个动态分区背光,提升显示设备动态对比度,实现HDR显示。

液晶电视所用LED背光

在技术原理上,Mini LED背光与LED没有本质区别,是一种背光技术,和属于显示技术的Micro LED截然不同,但单个LED尺寸大幅度缩小,大概从LED的3mm×3mm缩小到0.125mm×0.225mm。在尺寸缩小后,构成一个Mini LED背光源需要更多LED灯,动态分区也会更多,能轻易制造成曲面。比如说Asus PA32UCX显示器,它拥有1152个动态背光分区,至少拥有1152个Mini LED,数量是同尺寸LED背光液晶显示器的10倍以上,是苹果Pro Display XDR的2倍,HDR显示下对比度达到了1,000,000 :1,使用ASUS Smart Contrast Ratio后进一步提高到100,000,000:1,秒杀Pro Display XDR的1,000,000:1。华星光电75英寸的MLED星曜屏的背光分区数量更是多达5184个,约是动态分区LED背光液晶电视的5倍。

Mini LED背光驱动方式沿用了LED背光的Driver IC芯片驱动,电视、显示器制造商可利用现有生产线制造Mini LED背光,不过华星光电在MLED星曜屏上改用了a-Si TFT驱动(Amorphous silicon thin-film-transistor,非晶矽薄膜场效应晶体管)。a-Si TFT是一种驱动液晶面板的技术,现已被LTPS、IGZO等工艺代替,但驱动数量不多的Mini LED的足以(Mini LED数量比1080P液晶屏幕像素数量少3个数量级),更比Driver IC先进得多。Driver IC是通过导线连接到每一颗Mini LED上的,远程统一控制,而a-Si TFT是将Mini LED贴在非晶硅玻璃基板上,每一颗Mini LED边上有独立驱动电路,调光响应速度更快,控制精度更高,能大幅度提升动态分区背光响应的速度和精确每一个分区亮度,还能削减背光模块的厚度。

LED背光的Driver IC芯片

a-Si TFT在液晶面板的安装方式

其它性能指标方面,Mini LED背光与LED背光差异不大,反应速度维持在毫米级(最快1ms左右),寿命差别不大,耗电量低于后者——比如说华硕PA32UCX典型、峰值亮度分贝是600 cd/㎡、1200 cd/㎡,典型功耗58.67W,LED版的PA32UC典型、峰值亮度分贝是400 cd/㎡、1000 cd/㎡,典型功耗56.84 W。

华硕PA32UCX所用的Mini LED背光源

和叠屏技术一样,Mini LED是一项改善电视、显示器对比度的技术,它成本比现有LED背光要高,低于OLED、Micro LED,极限对比度、亮度均匀度表现要不如叠屏,可不存在叠屏的重影、侧视下亮度急剧下降的毛病,用它实现HDR显示更简单,能为液晶电视、显示器再续几年命,直至OLED、Micro LED普及。但Mini LED背光必须尽快降低成本,不能跟叠屏电视那样,卖得比OLED电视还贵。

华星光电MLED星曜屏

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关键词:LED智能电视显示器

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