​iPad上的mini LED屏幕翻车了？探讨“光晕效应”背后的秘密

今年iPad Pro 12.9寸版更新的一个亮点就是采用mini LED背光屏幕。很多体验文章将mini
LED的视觉体验形容为惊艳。不过伴随夸赞声的，也有很多用户提到iPad Pro的mini
LED屏幕“疑似翻车”，主要表现在画面的黑色背景下，显示对象的周围会出现光晕。显示内容周围出现光晕，是比较值得探讨的技术话题。

来源：The Verge

上面这张图来自外媒The
Verge，是在暗色模式下，用Kindle应用或苹果阅读看书时，文字周围显现出的光晕。当然这么严重的“光晕”可能与软件优化也有很大的关系了。不过它实则属于mini
LED发光原理局限性的某种夸张表现，对于理解光晕表现是有帮助的。

本文，我们借着iPad Pro 12.9寸的“光晕效应”，来谈谈mini LED背光面板本身的原理和特性，及其价值与发展前景。要知道mini
LED/micro LED如今可是整个供应链牟足了劲在发展的重中之重。

今年新推的12.9寸iPad Pro所用的这种屏幕，苹果称其为Liquid Retina XDR。这个营销词汇背后，更多就是mini
LED背光技术了。在谈mini LED技术之前，先来看看iPad用的这块屏幕有多逆天。

首先其整块屏幕能够达到的亮度是1000nit，播放HDR内容时，区域亮度可以达到最高1600nit，基本上和售价4、5万的苹果Pro Display
XDR显示器差不多，比市面上绝大部分宣称为4K HDR的电视更亮。要知道其他iPad
Pro屏幕亮度就600nit，一般高端平板和笔记本的屏幕亮度到500nit就不错了。

另外就是这块屏幕的对比度达到了1000000:1，还是和4、5万块钱的Pro Display
XDR一样。不少用户都表示，用这块屏幕看HDR内容，画面中的暗部明显更暗，但却能呈现更多的细节。虽然这种对比度放在iPhone
12屏幕面前也没什么，但要知道iPhone 12用的是OLED屏幕，而iPhone 11用的LCD屏对比度是1400:1。

有人说，那为什么不直接用OLED屏幕呢?OLED面板应用于手机这样的小屏的确是可行的，但大尺寸面板上，OLED技术一方面是制造成本吃不消;另一方面则在于OLED虽然有着十分出色的暗色表现能力，而且对比度极高，但因为发光材料的寿命问题，很难做到LCD那样的高亮度。

虽然国内现有的视频流播资源其实还很少有HDR内容，但这块屏幕即便是日常娱乐、办公，依然能够表现出远超一般平板和笔记本屏幕的水准。

当然苹果并不是第一个应用mini LED屏幕的设备厂商，TCL、三星、LG前两年就开始宣传mini LED面板趋势了。今年被某些厂商称作“mini
LED面板元年”，因为今年的mini LED面板正大举扑向市场。

来源：三星

说完好的，来说点坏的。正如文首提到的，iPad Pro的这块mini LED屏幕存在着显示上的“光晕”效应。这是mini
LED背光特性决定的。要讨论这个问题首先还是要理解LCD的显示原理。

详细的原理本文不再赘述，与其发光原理相关的核心在于，LCD面板是叠层结构，靠底层的背光层照亮并显示画面;中间有一层是液晶层(LC)，液晶层能够通过液晶的偏转来控制光的通过与否。比如在显示纯白时，液晶“放行”全部的背光;而在显示纯黑时，液晶则“遮挡”背光。

LCD的这种发光原理决定了，一般的LCD屏很难显示真正的纯黑。因为即便有液晶“遮挡”背光，仍然无法做到彻底的遮挡。所以LCD屏显示的黑色更像是某种灰色，而非纯黑。而OLED由于每个像素自发光的特性，在显示黑色时，可以将像素彻底“熄灭”，显示的黑色自然更加纯粹。

这一点也决定了LCD屏很难做到高对比度，所以以往的LCD屏有1000:1-5000:1的对比度就已经不错了。这也让LCD要实现HDR(High
Dynamic Range)内容显示更有难度。所以分区背光或局部调光(local
dimming)就出现了，即LCD的背光层分成了不同的区域，在某个区域需要点亮时才点亮，在某个区域显示黑色时，则熄灭该区域的背光。

来源：三星

这种技术在LCD电视上有比较广泛的应用，比较高端的如Vizeo P-Series Quantum
X电视最高480个背光区域。很多LCD电视大概有几十个LED背光区域。如果用“分区背光”来类比OLED，则OLED可类比为每个像素都有独立的“背光”，也就是说一块1080p分辨率的OLED面板，类比“背光区域”就超过200万个，其粒度远高于“局部调光”的LCD。

来源：Linus Tech Tips

局部调光的粒度比较粗的情况下(即背光分区数量不多)，就很容易观察到“光晕”，这是由某个分区发光时，漏光到临近不发光的分区(或更暗的分区)所致。凑近仔细观察，说不定还能肉眼分辨出不同的背光区域。

来源：Prospects and challenges of mini-LED and micro-LED displays*

Mini LED的实质就是把这种背光分区做得更多，或者说将每个LED背光做得更小，实现更精准的背光和画面亮度控制(所以mini
LED显然也属于LCD)。比如上面这张图，在显示一根蜡烛时，仅点亮显示所需的背光部分，而且有不同的灰度级(虽然其精度和OLED还是不能比)。

Mini LED电视通常背光分区数量远超传统LCD电视(根据面板尺寸大小有异)。比如TCL的8系列mini LED电视，有超过25000个mini
LED背光，构成1000个分区。

三星在今年CES 2021展上推出的Neo
QLED电视，宣传中提到单个LED的尺寸比传统的LED小40倍;还特别宣传了对光晕的控制。三星虽然并没有提到其Neo
QLED电视有多少背光分区，不过有网友讨论认为85寸的QN90A大概有1320个背光分区。