三星如何讓電視畫質更臻完美?解密量子 Mini LED 技術

Mini LED 的出現不僅為次世代顯示技術 Micro LED 鋪路,更成為 LED 產業與面板廠用以打破僵局的新契機;為此,不僅台灣面板業者積極布局,電視品牌業者也加快導入腳步。例如三星最新推出的 Neo QLED 量子電視,便採用革命創新的 Mini LED 背光技術,以實現更完美的畫質。


 

眾所周知,三星 2021 全新 Neo QLED 量子電視,奠基於量子 Mini LED 技術,那麼,究竟什麼是量子 MiniLED 技術?而這技術又何以能讓電視畫質更趨於完美?對此,三星技術說明會表示,關鍵在於「超薄微型塗層」(Micro layers)。

根據三星的資料解釋,過往的 LED 製程為先封裝,接著蓋上透鏡,藉由傳統背光元件發光,最後經透鏡散射光線。如今,全新的量子 Mini LED 技術,不需使用笨重的透鏡,高度可減少至傳統 LED 四十分之一。關鍵在於,量子 Mini LED 技術利用一層超薄微型塗層控制光輸出錐面,不需使用透鏡,藉此將無需封裝的 LED 直接接合在基板上,實現輕量化設計。

▲ 三星量子 Mini LED 技術,晶粒大小僅有傳統 LED 的四十分之一。


三星補充,傳統 LED 僅用少數發光二極體發光,搭配透鏡擴散光線,使顯示面板發光。此方式可使整個螢幕亮度一致,但透鏡漫射光線時,會在相鄰的調光區塊間產生光暈。

相較之下,具備超薄微型塗層的量子 Mini LED 可增加垂直發散的光線,將側向漫射的光線減至最低。透過此一方式,各 LED 發出的平行光束會逐漸擴張,在光線重疊部分最小的情況下,提供均勻的照明;且這段過程會在極短距離內完成,故電視可以做到極薄。

在資料中三星也比較了量子 Mini LED 和傳統 LED 的光學特性。三星指出,傳統 LCD 面板有數十至數百個發光二極體,量子 Mini LED 背光結構則增加到數千個發光二極體,能更有效地控制顯示器上的調光區域。傳統的 LED 透鏡會使光線均勻的透散開來,進而形成相當大的散射角錐,因此容易在高對比影像(例如夜空中的月亮)的調光區域形成光暈。

▲ 透過量子 Mini LED 技術,電視影像可以更栩栩如生。

而具超薄微型塗層的量子 Mini LED,就像小型的背光模組,光線會以垂直方向分散開來,接著,超薄微型塗層再對光輸出塑形,並於螢幕上產生完美均勻的光線。此設計提升了整體亮度,減少光線漫射所造成的光暈現象。從光輸出角度上的比較結果來看,量子 Mini LED 的半峰全寬(Full Width at Half Maximum,FWHM)可減少至傳統 LED 封裝體的三分之一,使光線更加集中,減少光暈。

「超薄微型塗層可以恰如其分地擴散光線,提供均勻照明,不受干擾,以實現更完美的深層黑與高對比。」台灣三星消費性電子產品事業群產品經理王珮怡說明。

不僅如此,為了實現更精準的光源控制,三星也另外提出兩款可精密控制的 Mini LED 驅動 IC──S6LP441 和 S6LDMB1。相較業界傳統多工法,三星新型驅動 IC 系統解決方案創新之處在於將 LED 電流驅動 IC(S6LP441)及其控制器IC(S6LDMB1)分開配置,S6LP441 為微型 LED 電流驅動器,與 Mini LED 緊鄰配置以獲得更佳的控制,並有效運用 LED 發光期的效率,不僅擴大調光區,且可藉由減少布線以提升 IC 能源效率。另搭配創新晶片尺寸封裝(CSP)技術,免去金屬布線製程,在展現更明亮細膩色彩的同時,亦實現更輕薄的電視尺寸。

▲ 三星發布具更精密控制度的 Mini LED 驅動 IC,提升 Mini LED 運作效率。
 

三星最後指出,Mini LED 因種種優勢深受各大產業如筆電、電腦螢幕、平板、XDR 以及車用顯示器等高度關注,甚至成為高階規格首選,顯見 Mini LED 後勢看漲,可望成為新一代高階技術主流。台北科技大學光電系教授兼系主任陳隆建博士則表示,Mini LED 的價值不是過渡性的顯示技術,而是強化和改良了現有的技術,預估短期內不會發生 Micro LED 取代 Mini LED的狀況。對於消費者來說,生活型態改變讓電視角色提升,人們更願意投資電視商品。

(圖片來源:三星)

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