MiniLED显示器抓住良好的市场发展势头

MicroLED（μLED）技术持续成为显示器行业的一大热点，吸引制造商们投入进行大量研发活动，并引起了市场高度关注。但就目前而言，microLED技术所实现的商业化规模十分有限，主要用于非常高端的电视机屏幕及智能手表和AR/VR设备中的微型显示器。

与此同时，miniLED已成为推动新一代LCD电视机的两种领先技术之一（另一项为QDEF技术）¹。据预计，一直到2030年，miniLED市场将以22.55%的复合年增长率（CAGR）持续增长，这主要是由印度、中国及其他亚洲市场不断增长的高性能电视机和显示器设备需求所推动的。²

尽管基于相同的发光二极管（LED）概念，但microLED和miniLED各自都在寻找不同的用例和应用，以匹配其尺寸和独特的特性。这两种技术不仅在亮度方面可以与OLED技术相媲美，而且更经久耐用，因为它们采用无机材料制成。然而，miniLED（尺寸通常定义为100-300 μm左右）比microLED（尺寸100 μm，有些小至3 μm）更容易生产，后者需要全新的制造设备和工艺。

“普通LED芯片主要用于显示器中的照明和背光模组；miniLED用于节能、薄型、HDR和缺口设计显示器中的背光应用，比如：智能手机、电视机、车载显示器、游戏笔记本等设备的显示器。作为一种全新的显示器技术，MicroLED则可以应用于可穿戴手机、智能手机、车载显示器、增强现实/虚拟现实产品、显示墙和电视机等。”³

miniLED背光阵列的放大图像。（图片：© TLC）

MiniLED技术应用前景

MiniLED兼具高亮度和相对低功耗的优点，这使其成为了平板电脑、笔记本电脑等依赖电池供电的设备（因为消费者需要在路途中使用它们）的一个具有吸引力的选择。举例来说，最新的苹果iPad Pro 12.9英寸平板电脑显示屏采用了10,000多个miniLED，分布在2,500个不同的调光区域内。⁴ 其亮度（高达1,000尼特）可与高端高清4K电视机相媲美。

此外，miniLED显示器的亮度和高对比度还能够满足消费者期望游戏电脑等顶级PC能够提供的高端视觉性能需求。

华硕玩家国度（Republic of Gamers，“ROG”）系列推出的Swift PG32UQX号称为世界首款miniLED游戏显示器，这是一款32英寸的显示器，号称拥有全陈列局部调光功能和1,152个独立调光区。

跟OLED和microLED一样，miniLED技术非常适合用于可折叠显示器、柔性显示器及其他具有创意外形的显示器。举例来说，Rohinni开发了一款miniLED LightThread产品，其中包含一串miniLED，非常薄（宽度不到1毫米），可以穿过针眼。从理论上讲，这种柔性线条灯可以用于一系列应用，包括照明甚至服装。

Rohinni的LightThread技术。（图片：© Rohinni）

MiniLED挑战OLED电视机的市场主导地位

miniLED引起最大轰动的是电视机行业。miniLED电视机技术是2021年国际消费类电子产品展销会（CES）上的一个热门话题。miniLED显示器的亮度、对比度、尺寸和能源效率令电视机制造商们感到兴奋不已，而且其价格与OLED显示器大致相当（可能会略高/略低，具体取决于设备中使用的LED数量）。⁵miniLED技术现已进入消费类电视机市场：

• TCL公司于2019年秋季发布了首款商用miniLED电视机，2020年增添了更多型号，并在2021年CES展会上推出了第三代miniLED电视机，命名为“OD Zero”。
• 此后，其他品牌也相继推出了miniLED电视机，包括三星、LG、海信、飞利浦、小米等。

三星公司最新推出的“Neo QLED”4K和8K电视机采用基于miniLED的全阵列局部调光背光阵列。QLED代表量子点LED技术，其中，在显示屏前放置了一个量子点滤光片，以提升色彩活力；Neo QLED型号采用miniLED阵列代替背光灯，以实现更佳的精度和对比度控制，可与OLED电视机的亮度相媲美。（图片©三星公司）

据行业分析师预测，miniLED显示器将成为75英寸及以上尺寸8K电视机的主导技术。虽然最初的发展速度较缓慢，但miniLED供应链现已跟上当前的市场需求，并为满足预期的市场增长作好了准备。究竟是什么使miniLED成为了对电视机制造商如此具有吸引力的技术？答案就在于这四个字：局部调光。

采用MiniLED技术的局部调光显示器

最基本的LED电视机背光灯被称为“直接照明”。这些显示器的屏幕后面拥有数排LED灯。这些LED灯协调一致地工作，通常产生具有大量灰色调而非纯黑色且对比度较低的图像。为了提高电视机屏幕的对比度，制造商们开发了其他配置，比如侧光式显示器，其允许对不同的区域进行调光。多年来，侧光式背光灯装置一直被视为行业标准。制造商们可以对侧光式屏幕的不同区域进行调光，以改进黑暗区域的外观，从而使边缘照明设备的对比度性能优于直接照明设备。

但是，现在出现了一种更新且更为卓越的方法，称为局部调光或全阵列局部调光（FALD）。FALD使用由单个LED组成的矩阵，这些LED分布在整个面板区域，并且被分组为多个可以单独控制的小区域。这使得显示器可以不断调整每个区域的亮度，从而能够更精确地调亮或调暗屏幕的不同部分。然而，采用传统LED的全阵列局部调光技术需要更厚的面板（因为这类LED必须距离屏幕略远一些）。

全阵列局部调光方法使用更多的LED，能够对不同的区域进行更精确的控制。（图片：ITIGIC）

与传统LED一样，miniLED是单独驱动的，可以相互独立地进行调光甚至完全关闭，以实现超清晰的对比度，并最大程度地减少区域之间的光线“渗透”。最令人兴奋的是，由于尺寸较小，MiniLED可以取代局部调光显示器中所使用的传统LED。事实上，miniLED屏幕被描述为“在类固醇材料上”提供局部调光。MiniLED 比传统 LED的尺寸小一个数量级（大约是传统LED尺寸的1/7），这意味着每个面板可以使用更多数量的LED（这种粒度级提供了实现更多可调光区域的潜力），并且可以使面板变得更薄。

局部调光MiniLED显示器性能测试

虽然miniLED的独立控制意味着更佳的对比度性能，但同时也意味着更多的个体缺陷。自发光显示器（比如：miniLED、OLED和microLED）需要进行精确的质量检测和测量，以识别死像素等问题，并确保不同像素之间或不同区域之间的亮度和色度均匀性。

瑞淀提供自动化视觉检测解决方案，可以测量各种类型的局部调光显示器（包括全阵列局部调光在内）的质量。我们的解决方案将高分辨率ProMetric® 成像亮度计或色度计 和 TrueTest™ 软件先进算法搭配使用，用于分析各种小型和大型显示器的显示性能。

对于单个像素级缺陷（导致显示器外观不均匀，或者称为Mura缺陷），瑞淀提供一种解决方案，可以进行单个像素和亚像素测量和校正 （称为Mura缺陷消除）。通过使用我们的测量系统，miniLED显示器制造商还可以评估每个区域的区域亮度、色度和均匀性。对于每个区域，用户可以运行迭代测试来计算实现色彩平衡和灰度伽玛校正所需的输出变化，以确保最终实现完美无缺的视觉性能。

图片：瑞淀的ProMetric 成像色度计在全阵列局部调光显示器的独特区域上执行色彩平衡和伽马校正。

 

引用文献

1. O’Brien, B., “TV Market and Technology Update”, presented at DSCC Business Conference, Society for Information Display (SID) Display Week 2021
2. Mini LED Market Forecast, Trend, Analysis, & Competition Tracking – Global Market Insights 2020 to 2030, report published by Fact.MR, as reported by The Courier, Jun 10 2021.
3. “Difference between MicroLED and Mini LED.” LEDInside, May 8, 2018.
4. Welch, C., “Big iPad, Mini LED: why Apple’s new IPad Pro display is better and brighter.” The Verge, April 21, 2021
5. O’Brien, B., “TV Market and Technology Update”, presented at DSCC Business Conference, Society for Information Display (SID) Display Week 2021