智能光电制造技术相关知识(光学光电子报告：MiniLED背光技术掀波澜，助力LCD面板冲击中高端)

（报告出品方/分析师：东方财富证券刘溢）

1.MiniLED巨幅提升显示效果，政策加码推动应用发展

显示技术是我们表达和获取信息的重要手段之一，在我们的日常生活中无处不在。

近几年，液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示器之间的竞争日益激烈。

OLED显示屏提供了前所未有的对比度、更快的响应时间、更薄的外形和卓越的灵活性，但亮度和寿命之间的权衡仍有待克服。

为了与OLED显示屏和其他新兴显示屏如量子点技术、MicroLED显示屏竞争，MiniLED背光技术近年来得到了迅速发展，通过分区控光（LocalDimming）技术，MiniLED背光可以大大提高对比度、位深和功耗。

1.1MiniLED背光技术带来巨变，显示效果直逼OLED

美国三大光学中心之一的中佛罗里达大学光学院系统地测量并比较了Nichia公司的15.6寸的MiniLED背光面板与15.6寸商用OLED笔记本电脑(DellXPS157590)的显示性能，包含两者的亮度、伽马曲线、颜色体积、颜色偏移、功耗、环境对比度和光晕，两种显示器均表现出优异的性能。

结果表明，MiniLED背光面板具有更高的峰值亮度、更精确的伽马曲线、更均匀的低灰度亮度、更大的色量、更低的功耗和更高的环境对比度。MiniLED背光面板的亮度均匀性优于OLED面板。研究人员通过测量0～255灰度范围内的亮度，得到了MiniLED背光和OLED显示屏的伽玛曲线，MiniLED背光和OLED显示器的伽玛值分别为2.6和2.2。

另外，研究人员还使用了LMK标准测量亮度分布，从下图可以明显看出MiniLED背光面板的亮度均匀性更佳，这主要是因为OLED显示屏低灰度电流控制是位置相关的，导致亮度波动较大。

而这点正反应出了OLED材质的缺陷，为了保持OLED像素中有机物的活性,不能将电压加的过高,所以亮度很难和LCD相比较,从而影响了画质表现。

色域和色移是评价显示面板颜色性能的两个重要指标。

优秀的显示器应该展现出宽广的色域、微弱的色移。

实验将基准白色亮度设置为MiniLED背光的白色亮度，以反映亮度对色域体积的影响很大，最终测得的MiniLED背光和OLED显示屏的色域大小下图所示,MiniLED背光面板和OLED面板的CIELAB色域体积分别为1191300?3和650680?3。

以Rec.2020颜色空间分布为参考，MiniLED背光面板和OLED面板的覆盖率分别为64.3%和35.0%。MiniLED背光面板比OLED面板拥有更大的色域体积，正是得益于其更高的峰值亮度。

MiniLED背光面板功耗更低。

笔记本电脑、智能手机等移动显示设备的运行时间取决于电池，因此低功耗是最理想的选择。图表3展示了在平均亮度为200nit的情况下，15.6寸MiniLED背光面板和OLED面板各自的功耗大小。（当像素关闭时，功耗主要来自于驱动像素的电源电路和外围电路。）

在APL=0%和APL=100%时，MiniLED背光面板和OLED面板的功耗分别约为[1.10W,2.53W]和[3.45W,8.83W]。这意味着与OLED显示器相比，MiniLED背光面板的功耗更低，相关IT设备的运行时间也将更长。

分区控光（LocalDimming）技术显著提升LCD面板黑位表现。

传统的LCD技术使用背光全局调光，即一个调光部分覆盖整个显示屏，因此每个像素不能完全切断透射光，这使得传统LCD的对比度普遍较低，在黑位问题上广受诟病。

而采用MiniLED作为背光光源的局部调光是一种被广泛认可和应用的理想解决方案，其使用的是尺寸在100-300微米之间的LED芯片，尺寸上远小于传统背光使得其能提供更好的调光方案。

如图表4所示，局部调光（LocalDimming）将背光区域划分为多个独立的调光段，实现每个局部调光区域的独立亮度和消光，该方法可以更好地匹配各个区域显示图像所需的亮度，从而实现HDR显示，降低功耗和成本。

众多厂商布局MiniLED技术赛道，产业链前景有望爆发。

MiniLED背光技术于2019年首次实现商业应用，应用于苹果和华硕的32英寸专业显示屏以及TCL的电视产品。

在第九届中国信息技术博览会(CITE)上，TCL、康佳和创维都展示了他们最新的MiniLED背光电视，而IVO和天马也推出了使用MiniLED背光技术的汽车显示器。其中，TCLX128KMiniLED星光智能屏性能最好，其实现了超薄屏幕厚度，最大亮度可达3000nits，对比度更是高达1000万:1。

众多的MiniLED背光产品的推出，表明了该技术的发展前景是非常光明的。根据集邦咨询最新的调查显示,鉴于苹果公司最新一代MacBookPro采用MiniLED背光技术来进军高端笔记本电脑市场，2022年配备MiniLED背光的笔记本电脑年出货量可能达到500万台，同比增长213%。

两款MacBookPro的屏幕分别配备了约8000-11000个MiniLED芯片分布在2000-2600个局部调光区域，对比度达到了100万:1。相信在不久的将来，MiniLED背光的分区数量有望增加到3000个甚至更高。

1.2超高清、HDR标准推进MiniLED背光产品持续渗透

随着消费者不断追求更高的显示质量，高动态范围(HDR)概念出现了。HDR是High-DynamicRange的缩写，最初是一个应用于摄影的概念，HDR图像的原理是将不同曝光的图像组合在一起，以覆盖比单次曝光所允许的更广泛的颜色和亮度级别，该技术可以让观众看到比正常情况更详细的明亮元素和黑暗部分。

亮度会极大影响屏幕色彩的表现。

与较低亮度下的相同颜色相比，高亮屏幕的色彩表现会更全面，这种控制颜色亮度的需求意味着充分控制光输出的能力是HDR的一个重要因素。而OLED显示器的亮度很少超过1,000尼特，部分显示器即使超过了1,000尼特，也难以维持该亮度，这是因为OLED面板为保护其有机物材料的活性,无法施加太高的电压,因此亮度很难与采用无机材料的LCD面板相比较。

例如，根据Rtings的测试，LG的C9OLED电视无法维持1000尼特以上的峰值亮度。作为对比，