史上最强iPad发布这“双层串联OLED”屏是什么黑科技？

  昨天晚上的苹果新品发布会，苹果终于带来了盛传已久的OLED版iPad Pro。全新iPad Pro这次带来了一项全新的“双层串联 OLED”技术，官方表示在该技术加持下的iPad Pro的屏幕，在XDR显示效果上已达到“全新水平”。

  那么很多人就要问了：什么是双层串联OLED？它跟我们现在使用的主流的OLED屏幕又有啥不一样的区别？今天我们就来聊聊。

  众所周知，OLED技术自20世纪末商业化以来，一直是显示技术领域的明星。与传统的液晶显示屏(LCD)相比，OLED以其自发光特性、快速响应、超薄设计和可弯曲性等优势，成为高端的显示设备首选显示技术。

  在新款的iPad Pro上，苹果抛弃了之前的mini LED方案转而采用OLED屏幕的原因，也是因为OLED材质具备的上述天然优势。也正是因为采用了OLED材质，新的iPad Pro才能做到不可思议的5.1mm的机身厚度。

  然而OLED技术也面临着一些问题，其中最主要的就是寿命。尤其是在高亮度下，OLED屏幕的有机发光材料会跟着时间的推移而老化，可能会引起屏幕出现“烧屏”或“彩虹效应”。未解决寿命的问题，OLED又只能尽可能降低亮度。相较于LCD，它最大的问题是没办法实现亮度和寿命二者的有机结合。

  为了解决这样一些问题，科学家和工程师们一直在探索新的OLED结构设计。串联式OLED就是在这种背景下诞生的。它通过将两个OLED器件叠加在一起，形成了一种全新的显示技术。

  想象一下，如果你有两盏灯，串联起来一起发光，会比单独一盏灯更亮。串联式OLED也是类似的原理，它通过将两层OLED像夹心饼干一样叠加在一起，使得屏幕可以发出更亮的光，同时还能减少耗电量。

  双层串联式OLED的工作原理也是如此。一个OLED像素由阳极、阴极和夹在中间的多层有机材料构成。当电流通过时，阳极会发射出空穴，阴极会发射出电子，这些空穴和电子在有机层中相遇并复合，产生光。在串联式OLED中，这种结构被复制了两次，形成了两个发光层。这两个发光层通过一个电荷产生层(CGL)连接在一起。当电流通过时，一部分空穴和电子在第一个发光层中复合发光，剩下的空穴和电子穿过CGL，在第二个发光层中再次复合发光。

  首先就是相较于单层OLED，双层串联式的亮度极大提升。还是前面那个例子，在一个房间中，开两盏灯肯定比开一盏灯更亮。由于有两个发光层，串联式OLED的亮度理论上可以比单层OLED高出一倍。

  其次就是功耗降低。因为发光任务被分摊到了两个发光层，达到同样的亮度的情况下，所需的电流更少，以此来降低了功耗。

  第三个优点就是寿命延长。在串联式OLED中，每个发光层承受的电场强度只有单层OLED的一半，这大大延缓了材料的老化速度，延长了屏幕的使用寿命。

  最后一点，串联式OLED的显示效率更加高。由于两个发光层可以独立控制，串联式OLED能轻松实现更高的色彩准确度和更精细的亮度调节。

  苹果在昨晚 发布的iPad Pro上，它的OLED屏幕实现了最大 1000 尼特 的全屏亮度和1600 尼特的峰值亮度 (仅限 HDR 内容)。 在亮度指标方面，采用OLED方案的新款iPad Pro跟上一代采用mini LED方案的老款保持了一致。

  但要注意的是，老款iPad Pro做到这样的亮度，是通过集成了超过10000颗mini LED灯珠，以及2500多个局部调光分区来做到的。 而新款的iPad Pro的屏幕面板直接就能够在亮度指标上追平mini LED，同时在色彩、对比度等表现上，OLED相较于LCD又有碾压性的优势。 这里就能看出，新款iPad Pro的双层串联式OLED方案有多厉害了。

  尽管有如此多的优势，但串联式OLED直到今年才大规模商业化，是因为要做到这样的方案背后有很多的技术难题需要解决。

  首先是制造难度。串联式OLED需要精确地对齐两层OLED，这在制作的完整过程中十分艰难，任何微小的偏差都可能会引起显示效果的下降。事实上，当前大尺寸的OLED面板本身良率就相比LCD更低，串联式OLED由于工艺更复杂，良率就更低了。这就导致串联式OLED的成本，是要远高于一般的屏幕的。

  其次就是双层串联式结构对于显示算法、调校有很高的要求。尤其是低亮度下，OLED材料的红绿蓝发光器件效率差异很大。为了充分的发挥串联式OLED的优势，需要开发新的显示算法来精确控制两个发光层的亮度和色彩。

  串联式OLED以其高亮度、低功耗和长寿命等优势，有望成为高端设备的的理想选择。这这中间还包括了手机、PC、平板甚至是电视这样的设备。另外串联式OLED的高亮度和长寿命特性，使其很适合用于车载显示。考虑到现在的智能汽车，对于智能中控屏有更高的要求，所以未来串联式OLED在车载显示领域有非常广阔的应用前景。

  之前荣耀发布的Magic6RSR保时捷设计就采用了业内首个基于Tandem双栈串联OLED架构的荣耀叠光绿洲护眼屏。 官方表示，通过引入两层堆叠的RGB发光层，这块屏幕实现了手动峰值亮度1000nits，全局峰值亮度1800nits的水平。 今年早一点的时候，京东方也宣布给极氪供应了串联式OLED中控屏。

  如果向更早时间追溯，早在2019年，LG Display就在业界首次批量生产了车载Tandem结构OLED。与发光层为一层的“单堆栈”（Single Stack）方式相比，双层串联结构(Two Stack Tandem)的OLED面板具有两个发光层，当时的官方数据是双层结构面板的屏幕亮度可扩大2倍，常规使用的寿命可延长4倍。

  不过考虑到手机、平板的双层串联结构，相较于车机屏幕来说，能效比、显示精度要求更高，所以不能简单认为苹果和荣耀的双栈串联OLED架构就是就是“炒冷饭”。

  可以预见的是，串联式OLED将在未来几年内实现大规模商业化，成为高端显示市场的重要力量。