Что такое mini led дисплей
Технологию mini-LED незаслуженно обделили вниманием, ведь этом году она станет особенно актуальной. Вы наверное уже слышали, что такие дисплеи ждут в новых iPad Pro и MacBook! А телевизоры с mini-LED-матрицами уже появляются в продаже. Лучше ли они чем всеми любимый OLED?
Но что же такое mini-LED по своей сути? Главное не путайте ее с microLED и чуть позже поймете почему!
Название дословно говорит нам — мини-светодиоды, но о чём конкретно идёт речь и какие именно светодиоды уменьшили, а также почему это важно — надо разобраться.
Вот вам первый сюрприз! mini-LED уходит корнями в традиционную технологию жидкокристаллических дисплеев Liquid Crystal Display с подсветкой. Эти самые мини-светодиоды работают так же, как и обычные светодиоды подсветки на LED-экранах.
Они состоят из кристалла на подложке, излучающей свет, корпуса с линзой, анодом и катодом с двух разных сторон для проведения электрического тока. И тут все как в учебниках — светодиоды преобразуют электрический ток непосредственно в световое излучение. Подаешь больше тока и получаешь больше света, но конечно это работает не до бесконечности.
Первое, что провернули технологи с mini-LED — они в разы уменьшили сами элементы. Так, при диаметре всего около 200 микрон или 0,008 дюйма мини-светодиоды составляют пятую часть размера стандартных светодиодов, используемых в обычных ЖК-дисплеях. То есть мы поняли что уменьшение произошло в пять раз, закрепили!
Поскольку сами диоды меньше, на экране их можно разместить больше. Они также как и в LED-матрицах разделены на зоны подсветки, как раз за счет меньших размеров сами зоны тоже можно уменьшить и их количество возросло, что как раз очень важно для HDR контента.
Мы рассказывали об HDR и не раз, но я немного напомню, что самое важное скрывается в названии — High Dynamic Range, то есть расширенный динамический диапазон.
Если совсем по-простому, отбросив битность цветов, скажу о свете. Тот самый диапазон оттенков от абсолютного черного до яркого чистого белого, именно яркого настолько, чтобы можно было передать на экран например свет фар или даже солнца — приблизив картинку к реальной жизни.
Но, к сожалению, на ЖК-панелях достичь этого самого расширенного диапазона сложно из-за свойств самой технологии. Так как жидкокристаллические дисплеи идут с подсвечивающейся подложкой, по-настоящему, чёрного как на OLED там нет. Вам ли не знать, у кого смартфон с IPS-дисплеем. Поэтому производители идут на ухищрения, разбивая подсветку на зоны: чем больше зон подсветки, тем меньше ореолов на черном.
В чем же принципиальная разница mini-LED? В нём, этих зон существенно больше чем на LED-экранах как раз за счет мини-светодиодов. Каждая зона включается отдельно только там, где требуется. Получается прямо как волна на стадионе, когда нужно встать и “включиться” в неё, вы встаёте, а затем ждёте когда вновь до вас дойдёт очередь.
Полотно со светодиодами mini-LED может иметь более тысячи зон полного локального затемнения. К примеру, у LED таких зон может быть всего несколько десятков. А их отключение, в зависимости от качества дисплея, приводит к эффекту «гало» вокруг ярко освещённых объектов на тёмном фоне.
Такая система подсветки называется Local Dimming: те области, что не нужны для воспроизведения картинки просто отключаются и там как раз и возникает идеальный черный. И, вместе с запасом яркости, мы получаем тот самый диапазон по свету — в итоге технология mini-LED готова к воспроизведению HDR-контента гораздо лучше обычного LCD.
Главные достоинства mini-LED
Подытожим главные достоинства по пунктам и немного сравним с OLED:
- В последних разработках mini-LED используется неорганический нитрид галлия (GaN), который не выцветает со временем, как OLED, и не становится “жёлтым” в местах, с часто используемыми светодиодами отличие от органических,
- Максимальная яркость составляет 4000 нит, что опять же выше чем у OLED.
Производство mini-LED дешевле, чем производство OLED-матриц; то есть и цена готового продукта должна быть ниже.
Светодиоды сами по себе маленького размера, а значит позволяют сделать экран и само устройство тоньше.
Получается, все звезды сошлись: mini-LED — это дешево, надежно, а еще мы получаем больший запас яркости и глубокий чёрный цвет (и это всё ещё технология на основе ЖК).
Но все ли так хорошо и стоит ли переставать копить на OLED и бежать в магазин за mini-LED телевизорами?
Главные проблемы mini-LED
Не торопитесь, ведь главная проблема, заключается в том, что даже за счет большого количества зон подсветки вокруг объектов на экране все равно могут образовываться серые участки вместо чисто чёрного цвета, то есть все равно идеально черный как у OLED-телевизоров вы не получите.
Поэтому все сводится к тому, что mini-LED — это некий компромисс — он уже гораздо лучше LED и LCD, но ещё не OLED.
В конечном итоге всё сводится к тому что mini-LED дает превосходное качество изображения без больших затрат и рисков выгорания. Таким образом, все получили правильный баланс цена/качество/надёжность.
Так было бы в идеальном мире, но с ценой все тоже не так гладко, мы еще к этому перейдем!
Важный момент сравнения с OLED: последний далеко не всегда является предпочтительным вариантом для дисплеев ноутбуков и планшетов с высокой плотностью пикселей, особенно если необходимо добиться максимально возможной яркости.
Сравнение mini-LED и microLED
Существует утверждение, что mini-LED — это некая переходная технология между LCD и microLED, однако если вы смотрели наш разбор microLED, то понимаете, что это не совсем так!
Mini-LED и MicroLED — разные по своей природе. Первый основан на ЖК-технологии с использованием диодов меньшего размера для подсветки. Второй является эволюционным развитием OLED, в котором используются неорганические ещё более мелкие и яркие отдельные светодиоды красного, зеленого и синего цветов для прямого излучения света.
Другими словами, каждый пиксель излучает свой собственный свет в microLED, в то время как Mini-LED по-прежнему использует ЖК-матрицу для фильтрации подсветки, но подсветка предлагает больше контроля, чем традиционный ЖК-дисплей. То есть, если заглянуть в ближайшее будущее, то LED-дисплеи эволюционируют в mini-LED, а OLED в MicroLED. Немного обидно, что названия такие похожие но, по сути, мы опять получим две основные технологии, как и сейчас.
Будущие продукты на mini-LED
Как начнётся переход на mini-LED и в каких именно продуктах?
Джон Проссер также делал анонсы в Твиттере, которые напрямую связаны с mini-LED. Он подтвердил, что iPad Pro (2021) станет первым планшетом Apple с mini-LED дисплеем. Он даже назвал месяц: новый iPad выйдет уже в апреле! Но я бы не стал верить этому на 100%.
Помимо нового iPad Минг-Чи Куо предрекает выход новых моделей MacBook, которые будут представлены во второй половине этого года, также с новым типом дисплеев. Аналитик ожидает, что экраны новых 14-дюймовых и 16-дюймовых MacBook будут также выполнены по технологии mini-LED.
Из того, что уже представили на mini-LED, можно сделать список:
- TCL представила на CES 2021 новую серию телевизоров с mini-LED;
- Philips также показала два новый телевизора MiniLED 9636 и 9506;
- LG показала линейку светодиодных телевизоров QNED Mini LED;
- Samsung представила телевизоры линейки 2021 4K и 8K Neo QLED. В них Samsung будет использовать Quantum Mini LED — собственная форма технологии, которая в сочетании с технологией квантовой матрицы и процессором Neo Quantum делает черные области экрана полностью чёрными (в них почти не будет серых зон от подсветки работающих областей), а яркость теоретически может быть выше, чем у конкурирующих самосветящихся OLED панелей.
Модели от Samsung с 8K-дисплеями Mini-LED будут стоить от $3500 до $9000 (от ~260 000 рублей до ~670 000 рублей) в зависимости от диагонали (65, 75 и 85 дюймов). Модели с 4K соответственно $1599,99, $2199,99, $2999,99 и $4499,99 за диагонали 55", 65", 75" и 85". LG и Philips пока ещё не объявили официальных цен на свои mini-LED телевизоры, но что-то подсказывает, что цена будет в том же диапазоне.
А теперь ради интереса давайте сравним народный 4K mini-LED телевизор от Samsung с диагональю 55" с аналогичной моделью от LG, но только с технологией OLED. За пример возьмём модель OLED55BXRLB 2020-го года выпуска, которая максимально схожа по характеристикам.
Вес, размер и разрешение безрамочного экрана (3840 × 2160), поддержка HDR — то, что идентично в обоих моделях. Вплоть до того, что размеры телевизоров отличаются всего на пару миллиметров в ширину и на десять в глубину. Да, у модели Samsung целых четыре разъёма HDMI, тогда как у LG их всего два. Но зато у LG на борту Bluetooth 5.0, а у Samsung старый протокол версии 4.2. Но это всё мелочи, стоит лишь перейти к цене.
OLED-модель LG продаётся в России за 119 990 рублей, в то время как Samsung только-только начала продавать mini-LED модели за границей, где ту самую “народную” модель с диагональю 55" можно приобрести за те же 119 000 рублей в пересчёте на наши деньги. И это цена по курсу, наверняка, в России она будет дороже за счет дополнительных затрат на доставку, налоги и так далее.
Итоги
Вот тебе и более дешевая технология, понятно что она еще новая и Samsung будет держать планку. Хотя уже сейчас понятно, что производство mini-LED панелей должно быть дешевле, чем производство OLED, даже сейчас.
Другое дело, что пройдёт несколько лет, и Samsung уже нужно будет следить за предложениями своих конкурентов, да и технологию mini-LED точно обкатают и наладят массовое производство. Остаётся лишь ждать…
Изначально стояла задача разобраться, что из себя представляет Micro LED, а также Mini LED в области светодиодных экранов для внутреннего исполнения. Потому что на этом рынке происходит путаница из-за применения слов «micro, mini, nano» для экранов, созданных с использованием разных технологий. Заказчики в свою очередь бездумно повторяют эти пресловутые «микро», «мини» и «нано» в гонке за самым «крутым» экраном, не понимая, что эти приставки не более чем маркетинговый ход.
Прогресс на то и прогресс, чтобы идти семимильными шагами. Экран должен быть ярче, цвета насыщенней, меньше потреблять, меньше греться и так далее – ученые и инженеры трудятся над улучшением сильных технических особенностей – в каждой технической детали.
А где прогресс, там и маркетинг, который использует всевозможные маркетинговые инструменты для рекламы того, в чем маркетологи не смыслят. Важна узнаваемость на рынке, продажи, а технологии – это дело второе.
Что такое mini-LED дисплей
Это почти тот же OLED, но вместо освоенных промышленностью и инженерами светодиодов на основе органических соединений в них используются нормальные светодиоды очень маленького размера. На каждый пиксель (которых обычно миллионы) – по три штуки. Все плюсы OLED без его недостатков. Свои недостатки, хоть и с трудом, но устранимы.
В mini-LED используются светодиоды очень маленького размера
Время реакции и контрастность – как у OLED, но для выгорания пикселя требуется в сто, а то и в тысячу раз большее время экспозиции. Представляете, если такой экран будет в iPhone 12? Ну ведь пушка!
Первый в мире серийный ноутбук с mini-LED дисплеем, MSI Creator 17
Micro-LED & OLED
Эмиссия или «самоизлучение» — единственное, что объединяет эти технологии. Похожи! Однако полностью различны в технологии производства.
Micro LED – технология создания светодиодных полотен, а значит, построения видеостен без ограничения диагонали и возможностью собирать нестандартные формы экрана. Лидером всегда была компания Sony со своим экраном с размерами 63х17 футов, что в пересчете получается 783”. За ним идет Samsung с представленным на сегодня 292”, а также заявленным 583” экраном. В то время, как OLED технология на сегодняшний день имеет максимальную диагональ 88”.
С другой стороны, технология micro LED не достигла тех возможностей, которые может показать OLED. Например, подойдя достаточно близко к видеостене человек может различить отдельные пиксели, из-за недостаточно близкого/маленького расстояния между отдельными светодиодами. Отчего экран не будет выглядеть таким же равномерным, как это достигается с технологией OLED.
Стоит отметить, что Samsung для захвата рынка ТВ сосредоточила силы на разработке 75” экрана на основе micro LED, правда нет никакой информации о технических составляющих. О продаже речи также нет.
Другими словами, пиксели OLED и micro LED имеют разный размер для разных диагоналей экранов. Возможно, в будущем технология micro LED позволит компоновать пиксели ближе друг к другу, создавая конкуренцию OLED. На сегодняшний день, 75” OLED экран будет иметь разрешение гораздо выше, чем экран той же диагонали по технологии micro LED.
Вероятно, забегая сильно вперед, можно предположить, что, когда Samsung начнет применять «Micro Quantum Dot LED» — технологию с квантовыми точками вместо обычных светодиодов, технологии создания видеостен произведут переворот по части плотности размещения пикселей.
Коронавирус не помешает планам Apple
Как сообщал тот же Мин Чи-ко неделю или две назад, массовым производством mini-LED дисплеев для iPad будет заниматься тайваньская компания Innolux. На Тайване, во всяком случае пока, с коронавирусом все более или менее спокойно. По данным из последнего отчета Всемирной Организации Здравоохранения, в “Тайбее и его окрестностях” (Китай не признает самостоятельность Тайваня, и ВОЗ дипломатично не противоречит ему) COVID-19 заболело 42 человека, из которых, по состоянию на утро 3 марта, два человека заболели в последние 24 часа. Один человек погиб. Население Тайваня – 24 миллиона человек. Еще неделю назад в Италии и в Южной Корее тоже было спокойно, так что случиться может всё что угодно.
Минусы OLED
Помимо фантастических способностей, у OLED-дисплеев были не менее фантастические недостатки. Они быстро выгорали, особенно голубые светодиоды (точность отображения цвета при этом, мягко говоря, терялась), а чем ярче светился экран, тем быстрее дисплей приходил в негодность. Яркие неподвижные картинки, через какое-то время, оставляли на экране свой след. В больших устройствах (в планшетах или в ноутбуках) добавлялись еще и свои проблемы.
Apple все же решилась на использование OLED-дисплеев, начиная с Apple Watch (объявлены в 2014 году, вышли в свет в 2015), затем в 2016 был MacBook Pro (с OLED Touch Bar), а в 2017 OLED появился в юбилейном iPhone X. Многие из проблем OLED Apple удалось нейтрализовать, но некоторые из них неизлечимы в принципе, их удалось только ослабить.
Пример выгорания, за 510 часов. Сверху вниз: Samsung Galaxy S7 Edge, iPhone X, Samsung Galaxy Note 8
Чем отличается LCD от LED
Цветной ЖК-дисплей Nokia 6630
Первым улучшением примитивных и невероятно дорогих LCD-дисплеев была их подсветка. За ЖК-экраном размещался источник света, который решил множество проблем, добавив вместо них новые. У экранов с подсветкой угол зрения (отклонение от перпендикуляра к экрану, на котором можно было разглядеть текст и картинки на экране) был большим, но стоило все это заметно дороже.
Затем появились LED-дисплеи. LED – это светодиод, полупроводниковый прибор, который при пропускании через него электрического тока излучает яркий свет.
LCD-дисплеи со светодиодной подсветкой, в рекламных целях, стали называть LED-дисплеями. Жить стало ярче и веселее. Пожалуй, дисплеи стали слишком яркими, потому что покупателей притягивали к себе самые яркие экраны в торговом зале, и их покупали в первую очередь. Качество плоских дисплеев и их размеры стремительно росли, как и их тиражи – а цены не менее стремительно падали. В первом iPhone тоже был LCD-дисплей с очень умеренными характеристиками. О том, чем это кончилось, промолчу.
Плюсы OLED
Контрастность (соотношение между самым черным и самым ярким свечением точки экрана) OLED-дисплеев практически бесконечна. Потому что любой пиксель можно просто выключить. OLED-дисплеи тоньше, они не утрачивают работоспособность даже когда их сгибают, у них фантастическая скорость реакции – у них столько преимуществ, что люди клюнули на них как плотва на приманку.
Производители смартфонов переходили на OLED, про OLED писались восторженные статьи, LCD и LED дисплеи называли устаревшими, но Apple долго не переходила на OLED, несмотря на возмущение пользователей и их угрозы уйти с iPhone. Ушли с iPhone немногие, а причины яблочного консерватизма были более или менее понятны.
Что такое mini-LED и microLED
Очень популярно и упрощенно, mini-LED – это светодиодный дисплей с бóльшим числом светодиодов чем обычные светодиодные дисплеи. LED – это и есть “светодиод” (Light-Emitting Diode). В LED-дисплеях используется от нескольких десятков до нескольких сотен светодиодов. В Apple Pro Display XDR, например, их 576. Он на полпути к mini-LED. В mini-LED дисплеях их от тысячи и больше. По сравнению с обычными LED-дисплеями у mini-LED дисплеев выше контрастность и яркость, более глубокий черный цвет, ниже энергопотребление. Хуже чем у OLED-дисплеев, но зато в mini-LED вместо органики используется неорганический нитрид галлия, поэтому они не выгорают и не деградируют на порядок порядков дольше. Практически они вечные.
А microLED – это, фактически, тот же OLED, только на неорганических светодиодах, в 100 раз меньших по размеру чем в LED-дисплеях. Каждому пикселю в microLED соответствует, как минимум, один микроскопический светодиод. Обычно несколько. Яркость, контраст и глубина черного даже лучше чем у OLED-дисплеев, энергопотребление сопоставимое. И в них тоже нет органики, они деградируют и выгорают намного медленнее чем OLED. Часто говорят что они вообще не выгорают и не деградируют.
Чем отличается microLED от OLED
Время компьютеров и планшетов с mini-LED дисплеями начинается в этом году, спрос на них ожидается бешеный. В 2020 или 2021 microLED, скорее всего, будет использован в Apple Watch. Использование microLED экранов в компьютерах и мобильных устройствах должно начаться в 2023-24 годах. Пока это слишком дорого и технологически трудно. В Apple работают и с ним.
Технологии производства светодиодов
DIP — The Direct In-line Package. Данную технологию используют для внешних экранов, где для каждого цвета используют отдельный светодиод. Шаг пикселя больше или равен 6 мм.
SMD – Surface Mounted Device. Данный вид технологии «3 в 1» — условно технология производства светодиодных экранов. Применяется для внутренних экранов и для внешних, — светодиод, в корпусе которого уже установлено три RGB светодиода с определенным шагом.
DIP технология разделения цвета на три разных корпуса позволяет получать высокую насыщенность цвета и обеспечивает простоту монтажа. С другой стороны, в SMD 3 in 1 общие цвета, за счет использования RGB в одном корпусе, получаются более равномерными. Это стандартная технология, используемая в высококачественных светодиодных экранах. Технологию поверхностного монтажа также применяют и для наружных экранов.
COB – Chip-On-Board. Данную технологию применяют для внутренних экранов, путем выращивания светодиода, также состоящего из светодиодов трех цветов, расположенных непосредственно на плате.
Секретное подразделение Apple
Впервые это подразделение “засветилось” весной 2018 года, когда один из бывших его сотрудников, в общих чертах, рассказал о нем. Не раскрыв, похоже, никаких особенно важных секретов. Во всяком случае, Apple его не преследовала. С его слов, в 2018 году в подразделении работало три сотни сотрудников, в основном размещавшихся в отдельном двухэтажном здании из кирпича недалеко от Apple Park.
Кроме того, в распоряжении этого подразделения находилось небольшое экспериментальное производство с современным оборудованием и высококвалифицированным персоналом. А целью подразделения, по словам бывшего его сотрудника, была разработка microLED-дисплеев разных размеров. В точности неизвестно, когда это подразделение было создано, скорее всего, в 2012 или 2013 годах. Возможно, в первые годы действительно предпринимались попытки разработать microLED-дисплей для iPhone.
Известно, что экран Apple Pro Display XDR разрабатывали в этом подразделении, при этом испытывались некоторые из оригинальных “яблочных” решений, о которых не говорят, и силами экспериментального производства создали несколько десятков прототипов. Рано или поздно все тайное становится явным, правда я сомневаюсь, что это относится к Apple.
В ближайшее время, возможно уже через несколько недель, аббревиатура mini-LED, или её вариант miniLED будут попадаться на глаза намного чаще, чем сейчас. Везде: в рекламе Apple, на страницах онлайн-магазинов, и в обзорах яблочных устройств. Для пользователя необходимо и достаточно знать, что это – не более чем еще один тип дисплеев, и скорее всего очень неплохой. Что-то вроде LCD, LED, OLED и им подобных. Чтобы без каких-либо проблем пользоваться устройством с любым из дисплеев, знать, чем он отличаются от всех других необязательно. Тем не менее, попробуем разобраться в этом «буквенным супе», не забираясь в технические дебри, на пальцах.
За этими экранами будущее
Я хорошо помню первый увиденный мной плоский дисплей – тусклый, на который нужно было смотреть строго перпендикулярно к поверхности экрана: даже при незначительном отклонении от этой позиции изображенное на экране исчезало. И тем не менее, это было чудо. Практически все разновидности сегодняшних дисплеев (за исключением OLED и нескольких его вариантов) – прямые потомки LCD. В конце нулевых и вплоть до второй половины десятых годов нашего века на LCD-дисплеи смотрели как на динозавров, обреченных на вымирание, но почему-то не спешащих никуда уходить. Они так и не ушли – более того, они возвращаются. Но прежде, чем рассказать их историю, надо разобраться с её главными героями.
COB – Chip-on-board
На картинке слева приведен пример: слева – светодиодный экран по технологии COB, где каждый пиксель не имеет корпуса, справа – по технологии IMD4in1.
Альтернативная технология создания кристаллов и светодиодов — выращивание их непосредственно на самой плате. Технология известна давно, но широкое распространение стала получать недавно – для монтажа светодиодов на плате с очень маленькими шагами пикселей.
Чип состоит также их трех светодиодов RGB. По технологии, кристалл может быть перевернут, пайка не требуется, так как кристалл выращен на плате. Соответственно, в будущем производители планируют совсем отказаться от пайки для маленького шага пикселя, убрав существующие недостатки SMD технологии.
После выращивания светодиодов — производители светодиодных экранов, применяющие данную технологию – заливают модули или кабинеты со светодиодами специальным оптически прозрачным компаундом или гелем для защиты светодиодов.
Экран становится гладким, похожим на экран ЖК-панелей. Из сразу вытекающих плюсов – появляется защита светодиодного полотна от механических повреждений, например, при уборке. Ясное дело – что компаунд не обеспечивает защиту от механических воздействий.
По сравнению с обычной технологией SMD поверхностного монтажа, COB позволяет увеличить плотность размещения светодиодов на одной и той же площади. Как следствие — достигается еще большая однородность пикселизации для пользователя.
Каждый этап развития технологий пытается устранить недостатки предыдущих. Например, COB технология разработана, чтобы, с одной стороны, защитить светодиоды от повреждений, особенно когда речь идет об очень маленьких светодиодах, упростить способ компоновки сверх-маленьких светодиодов на плате, дополнительно уменьшить тепловыделение и энергопотребление, но первостепенно – это возможность применения маленьких пикселей без проблем пайки.
По сравнению с технологией DIP и SMD, светодиодные экраны по технологии COB имеют существенные преимущества.
- Меньшая глубина. За счет возможности применения платы меньшей толщины производители могут уменьшить толщину общего конструктива. Соответственно, уменьшится и общий вес экрана. Выигрыш в толщине конструктива, возможность не усиливать некоторые виды стен, а также конечная стоимость.
- Увеличенный угол обзора. Экран на основе SMD технологии создается путем установки трех светодиодов внутри корпуса, таким образом размещая RGB светодиоды в небольшой выемке. Плюс, добавляются сложности при замене светодиодов, при их новой установке, а также неровности маски и другие факторы. В итоге угол обзора уменьшается и становится неодинаковым.
DIP имеет угол обзора 100-110 градусов;
SMD – 120-140 градусов;
COB – больше 170 градусов.
*Хотя на практике производители, применяющие COB, не заявляют больше 160 градусов.
С другой стороны, технология SMD достигла также больших углов просмотра. - Возможность изгиба. Изогнутая форма печатной платы не повреждает светодиодные чипы COB, в то время как при использовании SMD технологии и изгибе печатной платы имеются существенные ограничения по углу изгиба.
- Лучшие тепловые характеристики, меньшая потребляемая мощность при тех же показателях яркости, повышенная контрастность и минимальное время отклика.
- Увеличена защита самих светодиодов за счет заливки корпуса специальным составом, что влияет на срок службы светодиодов. Однако с другой стороны, нет возможности ремонтопригодности в ближайшем обозримом будущем.
IMD 4 in 1
IMD — Integrated Mounted Device. Технология поверхностного монтажа IMD 4in1 представляет не один светодиод SMD 3in1, а 4 таких светодиода в одной группе. После, за счет увеличенной площадки, группы припаиваются на основное посадочное место. Сейчас на рынке в основном представлены группы 4in1, однако в скором времени ожидается появление 9in1 и 16in1.
При этом шаги пикселей стали меньше, сами светодиоды также стали меньше, а простота монтажа осталась. На сегодняшний день существуют прототипы экранов с шагом 0,5мм и 0,6мм, выполненных по этой технологии. Они были представлены на выставке ISE2020.
Также для защиты светодиодов при таких шагах пикселей используют технологии GOB и AOB для заливки как светодиодов полностью, так и только «ножек».
SMD 3 in 1
Практически все экраны для внутренней установки используют технологию поверхностного монтажа. Для создания светодиодных экранов требуется, чтобы каждый светодиод, он же пиксель, мог излучать красный, синий, зеленый цвета – поэтому в каждом маленьком LED находится 3xLED, соответственно и технология называется SMD 3in1.
Простая и отработанная технология. Сначала выращивают кристаллы на сапфировых подложках, далее создают светодиоды. После – производители светодиодных стен приобретают светодиоды и посредством технологии SMD создают светодиодные модули, из которых собирают видеостены.
Процесс отработанный, прост как в монтаже, так и в обслуживании – то есть не работающий светодиод убирается и припаивается новый. Есть нюансы, что не все светодиоды светят одинаково, поэтому при покупке экрана приобретаются светодиоды той же партии. Также есть различия по металлу, используемому в проводниках – если золото, то качество выше, собственно, как и стоимость самих светодиодов и готового экрана. При вводе в эксплуатацию разницы никакой, лишь через период времени можно увидеть отличия.
Так как светодиоды припаяны к плате – то при качественной уборке помещений, при протирании экрана тряпкой, маленькие светодиоды отрываются от своих посадочных мест. И через некоторое время – картинка становится не такой приятной глазу. Однако это уже проблемы эксплуатации – можно ведь и ограничить круг лиц, имеющих доступ к экрану.
Проблемы начались после того, как компании перешли границу расстояний между светодиодами меньше 1мм. Так как помимо расстояния уменьшается и светодиод, то во-первых – увеличилась сложность пайки, во-вторых – сами светодиоды стали плохо держаться на своих посадочных местах.
Поэтому придумали собирать каждый SMD 3in1 светодиод в группу по 4 светодиода и дальше припаивать группами.
Плюсы mini-LED
-
Высокая яркость;
-
Улучшенная контрастность по сравнению с OLED;
-
Энергоэффективность;
-
Большее время на выгорание;
-
Они меньше и позволят сделать устройство тоньше.
При этом, по целому ряду важных параметров, mini-LED дисплеи физически не могут не уступать OLED, но разницу можно только уменьшить, у mini-LED есть и свои собственные недостатки – но они излечимые.
Какие устройства Apple получат mini-LED
Обновленное пророчество удивительно симметрично: это в стиле Apple и потому оно еще правдоподобнее. Mini-LED дисплеи появятся в трех Mac’ах: в 27-дюймовом iMac Pro, 14,1- и в 16-дюймовом MacBook Pro. То есть новый iMac Pro все-таки будет, и 14,1-дюймовый MacBook Pro – тоже. Причем 14,1-дюймовый MacBook Pro должен выйти примерно через год после заявления Фила Шиллера о том, что о ноутбуке с такой диагональю в Apple даже еще не думали. В то время как над этим устройством уже работали (наверняка), и оно уже вот-вот выйдет на финишную прямую. С 16-дюймовым MBP все ясно. Добавлю только, что в первом полугодии должны выйти скромные обновления 13-дюймового MacBook Pro (с заменой клавиатуры на “нормальную” и с процессорами от Intel, 10-го поколения, Ice Lake, внутри), и 16-дюймового MacBook Pro (с процессорами 10-го поколения от Intel, Comet Lake серии H). Mini-LED дисплеи появятся и в трех моделях iPad: в 12,9-дюймовом iPad Pro, 10,2-дюймовом iPad и 7,9-дюймовом iPad mini. Обратите внимание: не упомянуты ни iPad Air, ни 11-дюймовый iPad Pro – это достаточно неожиданно, но почему бы и нет?
Дисплей MacBook Pro и сейчас довольно хорош (а будет еще лучше)
Где Apple использует mini-LED
Зато самых неприятных и неустранимых проблем OLED у mini-LED дисплеев нет в принципе. С 2015 или 2016 года, в условиях запредельной даже для Apple секретности, партнеры Apple доводили mini-LED дисплей до яблочного уровня качества. Группу переселили в отдельное здание, на расстоянии десяти миль от кампуса, зато рядом с экспериментальным дисплейным заводом – и только в 2019 году, на презентации Apple Pro Display XDR (это почти mini-LED), сотрудники увидели нескольких инженеров из дисплейного подразделения, которые вроде как были уволены из Apple за три или четыре года до этого.
Это самый крутой экран, который когда-либо использовала Apple
И все это время Apple сотрудничала с Epistar. Если бы не коронавирус, массовое производство mini-LED дисплеев должно было начаться в июле или августе. Оно начинается сейчас, но не только на заводах Epistar, но и на заводах не Sanan Optoelectronics – и первые устройства с такими дисплеями (один или даже два) должны поступить в продажу до конца этого года. Возможно, это будет iPhone 12. А, может, и iPad Pro.
Что такое OLED дисплей и как он работает
OLED – это светодиод на основе органических соединений, испускающий очень яркий свет. В OLED-дисплеях нет ни LCD-экрана, ни LED-подсветки. Каждый пиксель (точка на экране) в таких дисплеях – это три отдельных светодиода красного, зеленого и голубого цвета.
iPhone X стал первым телефоном Apple с OLED
Mini-LED & QLED
На самом деле, существует технология mini LED. И это не IMD 4in1, это уменьшенные светодиоды для обеспечения подсветки LCD панелей.
Присутствует утверждение, что это некая переходная технология между LCD и Micro LED – однако мне сложно судить, ведь технологии создания совершенно различные.
Для того чтобы ответить на вопрос «зачем» – необходимо понимать разницу, что технология OLED и QLED имеют различие в части того, что OLED расшифровывается как органический светоизлучающий диод, который не требует светодиодной подсветки, как это реализовано в технологии LCD и QLED панелей. QLED, хоть и применяет квантовый светодиод или по-другому наночастицы, называемые квантовыми точками, – требует подсветки.
Компания TCL в конце 2019 года начала продажу первых телевизоров QLED с мини-светодиодной подсветкой. Это значит, что для LED подсветки используются крошечные светодиоды, которых можно разместить не сотни, а десятки тысяч. Получаем контроль над большим количеством точек. Соответственно, для достижения черного цвета часть светодиодов отключается, и глубокий черный цвет реализуется посредством простой технологии, стоимость которой, при постоянном развитии технологии, должна быть гораздо ниже, чем OLED панели.
Результат
Подводя итоги, получаем, что светодиодные экраны, в которых используют, так называемую технологию micro LED — не является или не всегда является таковой. Технология micro LED применима именно к размеру светодиода, а не к шагу пикселя (pixel pitch). То есть другими словами – технология изготовления светодиодного экрана с шагом пикселя 0,9мм, но с используемым светодиодом физического размера меньше 50μm – будет называться micro LED.
Производители крайне редко указывают размеры самого светодиода — потому достаточно сложно определить, относятся ли используемые светодиоды к технологии microLED или нет.
Уже не первый год утечки кричат, что Apple инвестирует много миллионов долларов в компании по разработке дисплеев на основе microLED.
Многие аналитики, в том числе анонимный китайский инсайдер @L0vetodream, заявляли в Твиттере, что в Apple Watch Series 6 будет совершенно новый дисплей, но этого не произошло.
Возможно виноват COVID-19, который затормозил процессы в технологической сфере и уже по новым данным нам известно, что новый тип дисплеев, microLED, мир увидит в гаджетах от яблочной компании не раньше 2023 года и, возможно, в совершенно новом гаджете!
Прошу не путать с miniLED, хоть названия и похожи — разница колоссальная. Сегодня мы заглянем в настоящее будущее дисплеев и разберемся во всём, как вы любите.
Почему не развивать дальше OLED?
Вы спросите, а почему нельзя было дальше развивать OLED просто уменьшая светодиоды? Дело в том, что если уменьшить размер элемента — снизится количество производимого света. А если повысить мощность, чтобы компенсировать уменьшение света — увеличится энергопотребление и нагрев, что в разы снизит срок службы органических соединений, который на фоне неорганических и так слишком мал.
Получается, что OLED в тупике — но почему же microLED видится как единственная правильная альтернатива и какие же продукты с этими экранами стоит ждать в первую очередь?
Что такое microLED?
Хоть о технологии мы услышали недавно — microLED начали создавать ещё в далёком 2000-ом году, два профессора в Канзасском государственном университете — Хунсин Цзян и Цзинюй Линь. Все эти 20 лет технология совершенствовалась. Если всё начиналось с простых несенсорных панелей с буквально несколькими субпикселями, крошечными огоньками красного, зелёного и синих цветов, то теперь это уже настоящее “поле” из миллионов таких огоньков.
К слову, только в 2011 году группа учёных наконец преодолела планку разрешения 640 на 480 пикселей в формате Video Graphics Array или VGA, где были хромовые синие и зеленые микродисплеи, способные передавать видео. Основная сложность в процессе создания таких дисплеев заключается в том, что. microLED использует очень маленькие светодиоды субпикселей, тех самых: RGB. Их размеры составляют порядка 5 микрон, у OLED размеры выше в разы красный – 64 на 46 мкм, зелёный – 95 на 15 мкм, синий – 95 на 49 мкм. (порядка 5 микрон в сравнении с миллиметровыми пикселями LED).
Кроме того время их отклика вместе с тем в разы меньше. И это один из первых бонусов, о котором мы еще поговорим подробнее.
Копнем глубже, и разберемся из чего же делаются и те, и другие светодиоды ведь именно материалы стали ключом к уменьшению размера.
MicroLED в отличие от OLED в качестве пикселей использует не органические светодиоды, а диоды на основе нитрида галлия, который широко используется для создания светодиодов полупроводниковых лазеров и сверхвысокочастотных транзисторов, в общем, для всего того, где нужна высокая точность и резкость. Такие диоды очень малы — около одной десятой толщины человеческого волоса!
В чём главный плюс в microLED от того, что используется неорганический светодиод?
Да в том, что он просто не выцветает в процессе использования, как его органический конкурент OLED.
Чтобы было проще понять, представьте: на солнце лежат две футболки — одна из 100% хлопка, а вторая синтетическая. Так вот та, что выполнена из натурального хлопка, выцветет или выгорит, а синтетическая продолжит лежать как ни в чём не бывало. Примерно то же происходит и с дисплеями — у OLED при длительном использовании будет постепенно проявляться те самые “выцветшие” пиксели, вы их заметите по жёлтому оттенку на дисплее.
microLED придёт на смену OLED?
А теперь посмотрим что же мы получим при переходе от OLED к MicroLED. Внимание на табличку.
В итоге мы получаем: более высокую яркость, эффективность, скорость, высокую термостабильность и контрастность.
Так, например, компания LuxVue, купленная Apple, в какой-то момент сообщила, что разработанная ею технология в девять раз ярче, чем OLED и LCD!
Да-да, вы не ослышались, Apple уже купила компанию по производству microLED! То есть уже с 2023 года в гаджетах из Купертино могут стоять собственные microLED-матрицы.
Продукты на microLED
Но если не заглядывать в будущее, что мы имеем сегодня на microLED?
Первым, кто попытался (именно попытался) представить технологию microLED свету, была компания Sony и их телевизор Crystal LED Display в 2012 году. В нём компания использовала всего 6,22 миллиона микросветодиодов, но исходя из тех показателей, что были заложены в модели, контрастность изображения по сравнению с ЖК-дисплеями стала в 3,5 раза выше, цветовой диапазон в 1,4 раза выше, углы обзора составляли более 180 градусов, а также вышло более низкое энергопотребление (менее 70 Вт) по сравнению с моделями на LCD.
“Лёд тронулся” благодаря Sony, но у телевизора безусловно присутствовали “детские болезни”, а главное, дисплей был целиком воспроизведён из одного “куска” microLED-панели, а не был модульным, как это предусматривается изначально.
Но прошло 5 лет, и Samsung ответила Sony, выпустив 146-дюймовый дисплей под названием “Стена”. И здесь корейская компания уже продемонстрировала возможность “собирать” экран под свои нужды и по необходимым размерам.
Хочешь небольшой телевизор с microLED на кухню? Да запросто! А, хочешь из тех же “частей” дособрать огромный телевизор в гостиную? Легко! Похоже, что использование модульного подхода становится промышленным стандартом для производства больших экранов.
Но увы, даже такой подход слишком дорого обходится потенциальному массовому покупателю — чего уж говорить, “Стена” выставлялась на продажу исключительно под заказ и ценник на них составлял от 490 000 долларов, а заканчивался на отметке в 1,68 млн долларов! И это без учёта налогов.
Почему же так дорого и где другие гаджеты с microLED-ом?
“Трудности” microLED
Технология хоть и новая, но трудности с выходом на массовый рынок всё те же, что и когда-то были и с OLED-ом. Всё дело в том, что производить в огромных количествах на первых порах и под каждого конкретного производителя (той же Apple) и его гаджеты, очень трудно!
Заводов ещё слишком мало, производство не такое масштабное, отсюда и цена! Сейчас, когда OLED-дисплеи стали массовыми цена постепенно опускается всё ниже и ниже, а сами дисплеи проверены временем, производителям проще сделать выбор в пользу имеющихся технологий.
Но уже сейчас сами создатели технологии microLED заявляют: “В связи с быстрым прогрессом, достигнутым в последнее время в этой области, вопрос уже не в том, сможет ли microLED, а в том, когда данные дисплеи проникнут на массовые рынки для различных применений”. Получается, это уже вопрос времени!
Будущее с microLED Какие же устройства будут первыми массовыми юзерами microLED-а?
Еще раз упоминая доклад по этой технологии, процитирую: “В настоящее время microLED находится под пристальным вниманием почти всех крупных компаний в области технологий для умных часов, смартфонов, умных очков, приборных панелей и пико-проекторов и 3D/AR/VR дисплеев”.
Почему именно эти области? Говоря о часах или Apple Watch, которые часто всплывали в слухах — там важнейшими параметрами являются энергопотребление и яркость — microLED даст прирост по обоим пунктам.
iPhone само собой перейдет на microLED, но тут нужно будет обеспечить огромные объемы производства. Что действительно интересно — загадочные Apple Glass могут также стать носителем microLED, на это даже намекает схематичное изображение в том самом докладе, оно перед вами.
Другое подтверждение далее по тексту: microLED “был исследован в качестве источника света для применения в оптогенетике и для связи с видимым светом”.
Если оптогенетика — это перспективное направление в медицине, то вот последняя фраза про “связь с видимым светом” намекает нам, что эти дисплеи, из-за своих конструктивных особенностей, будут использоваться не только в наших смартфонах, но и в умных очках, будь-то VR или AR.
Говоря другими словами, глаз находится в непосредственной близости от экрана и он способен разглядеть рисунок, в то время как расположение диодов OLED бы мешало погружению. У ЖК-дисплеев такой проблемы нет, но там по-прежнему нет и идеального черного. У microLED — маленькие диоды, рисунок будет замечен меньше и черный также идеальный еще и время отклика выше — одни бонусы.
Выводы
Подведём итог. microLED исправляет проблемы OLED, такие как выгорание, у него более высокая яркость и контрастность, а также возможность уменьшать или увеличивать дисплей под свои задачи — модульность. Осталось удешевить производство, чем сейчас и занимаются Apple и Samsung, инвестировав в данную технологию — уже несколько заводов переквалифицировались в производство microLED-дисплеев.
Но это не единственный тип дисплея неизученный нами: еще же есть какой-то miniLED.
Мин Чи-ко, насколько мне известно, все еще не сотрудник Apple. Его прогнозы, которые подозрительно часто сбываются, неофициальные и, на юридическом сленге, “ничтожны”. И тем не менее, к ним стоит отнестись серьезно – тем более, что на этот раз он обещает нам очень интересные вещи. В Apple в течение нескольких лет занимаются разработкой mini-LED и microLED дисплеев “в яблочном стиле”. По прогнозу Мин Чи-ко, в конце этого года состоится их дебют. А не “в конце 2020 или в начале 2021”, как он обещал раньше.
В предыдущем прогнозе (датируемом сентябрем 2019 года) Мин предсказывал, что mini-LED дисплеи появятся в 12,9-дюймовых iPad Pro и в 16-дюймовых MacBook Pro. Теперь он прогнозирует выход шести устройств с такими дисплеями в конце 2020 года. И добавил, что распространение коронавируса никак не сказывается на разработке этого проекта, и что их дебют неминуем. А эффект от этой разработки на объёмы продаж и прибыли даже превзойдут предсказанные ранее. Репутация Мин Чи-ко зависит от того, насколько точно он предсказывает события. Она у него почти безупречна, заявлять подобное без серьезных оснований он точно не стал бы. Что такое mini-LED и microLED, и чем они отличаются, и о команде которая ими занимается в Apple – все это мы обязательно обсудим. Чуть позже. Сначала выясним, какие именно яблочные изделия с mini-LED Мин Чи-ко предсказывает в обновленном пророчестве.
Светодиодные экраны
Их разделяют на внутренние и внешние экраны. Для стационарной установки и арендной. Всё новые технологии позволяют усовершенствовать технические особенности светодиодных экранов в части питания, креплений, новых плат, а также шага и размера самого светодиода или по-другому – пикселя.
Шаг пикселя или питч – расстояние в миллиметрах между двумя соседними центрами светодиодов. Каждый год случается эдакий технологический мини-прорыв, когда та или иная компания представляет рекордно меньший шаг пикселя. Сокращая расстояние – уменьшают и размеры самого светодиода.
Micro-LED & COB
Если дословно – то микро светодиод. Выражение, которое применяется там, где размеры светодиодов меньше миллиметра. Говоря про светодиодную сферу – это технология Chip-on-Board. Получается, что это классный маркетинговый ход – классно ведь звучит, микро светодиод.
Теперь факты – кто и что называет микро-светодиодами. Технологию IMD 4in1 и COB – разные компании-производители называют Micro-LED.
Например, из тех компаний, которые мне известны, Leyard Planar на выставке ISE 2020 представил прекрасный экран с шагом 0,6мм по технологии SMD 4in1. Эту технологию они называют microLED.
Компания Sony уже c 2012 года представляет экраны на основе COB технологии, которую называют CLEDIS — Crystal LED Integrated Structure или коротко Crystal LED. Самый большой экран с шагом 1,25мм и размерами 19,2х5,4метра и разрешением 16К (15360х4320) остается лидером на сегодняшний день. Sony называет технологию Crystal LED — microLED.
Samsung уже несколько лет подряд представляет топовый экран The Wall с шагом 0,84мм, построенный на базе COB технологии (flip-chip RGB LED), также называется microLED.
Компания Unilumin на той же выставке представила кусок экрана с шагом 0,5мм по технологии IMD4in1. Правда, их называют не микро-ледами, вместо этого появляется приставка «нано».
Компания Konka выпустила светодиодное полотно по технологии microLED с максимальной диагональю 236”.
В отличие от вышеперечисленных компаний, китайский производитель Absen в прошлом году, на выставке InfoComm China 2019, применяя технологию 4in1, назвал ее mini-LED (вернемся к этой технологии позже). Шаг пикселя составлял 0,9мм. Стратегически классное решение, субъективно, – потому что это разделяет технологию 4in1 и COB. Но это лишь не прижившийся маркетинг. Представители компании открыто заявляли, что это рекламный ход.
Читайте также: