昨天晚上的蘋果新品釋出會，蘋果終于帶來了盛傳已久的OLED版iPad Pro。全新iPad Pro這次帶來了一項全新的“雙層串聯 OLED”技術，官方表示在該技術加持下的iPad Pro的螢幕，在XDR顯示效果上已達到“全新水準”。
那麼很多人就要問了：什麼是雙層串聯OLED？它跟我們現在使用的主流的OLED螢幕又有什麼差別？今天我們就來聊聊。
什麼是串聯式OLED？
衆所周知，OLED技術自20世紀末商業化以來，一直是顯示技術領域的明星。與傳統的液晶顯示屏(LCD)相比，OLED以其自發光特性、快速響應、超薄設計和可彎曲性等優勢，成為高端的顯示裝置首選顯示技術。
在新款的iPad Pro上，蘋果抛棄了之前的mini LED方案轉而采用OLED螢幕的原因，也是因為OLED材質具備的上述天然優勢。也正是因為采用了OLED材質，新的iPad Pro才能做到不可思議的5.1mm的機身厚度。
然而OLED技術也面臨着一些問題，其中最主要的就是壽命。尤其是在高亮度下，OLED螢幕的有機發光材料會随着時間的推移而老化，可能導緻螢幕出現“燒屏”或“彩虹效應”。為了解決壽命的問題，OLED又隻能盡可能降低亮度。相較于LCD，它最大的問題就是無法實作亮度和壽命二者的有機結合。
為了解決這些問題，科學家和工程師們一直在探索新的OLED結構設計。串聯式OLED就是在這種背景下誕生的。它通過将兩個OLED器件疊加在一起，形成了一種全新的顯示技術。
想象一下，如果你有兩盞燈，串聯起來一起發光，會比單獨一盞燈更亮。串聯式OLED也是類似的原理，它通過将兩層OLED像夾心餅幹一樣疊加在一起，使得螢幕可以發出更亮的光，同時還能減少耗電量。
雙層串聯式OLED的工作原理也是如此。一個OLED像素由陽極、陰極和夾在中間的多層有機材料構成。當電流通過時，陽極會發射出空穴，陰極會發射出電子，這些空穴和電子在有機層中相遇并複合，産生光。在串聯式OLED中，這種結構被複制了兩次，形成了兩個發光層。這兩個發光層通過一個電荷産生層(CGL)連接配接在一起。當電流通過時，一部分空穴和電子在第一個發光層中複合發光，剩下的空穴和電子穿過CGL，在第二個發光層中再次複合發光。
串聯式OLED有哪些優勢？
這種設計帶來了幾個顯著的優勢：
首先就是相較于單層OLED，雙層串聯式的亮度極大提升。還是前面那個例子，在一個房間中，開兩盞燈肯定比開一盞燈更亮。由于有兩個發光層，串聯式OLED的亮度理論上可以比單層OLED高出一倍。
其次就是功耗降低。因為發光任務被分攤到了兩個發光層，達到同樣的亮度的情況下，所需的電流更少，進而降低了功耗。
第三個優點就是壽命延長。在串聯式OLED中，每個發光層承受的電場強度隻有單層OLED的一半，這大大延緩了材料的老化速度，延長了螢幕的使用壽命。
最後一點，串聯式OLED的顯示效率更高。由于兩個發光層可以獨立控制，串聯式OLED可以實作更高的色彩準确度和更精細的亮度調節。
蘋果在昨晚釋出的iPad Pro上，它的OLED螢幕實作了最大 1000 尼特 的全屏亮度和1600 尼特的峰值亮度 (僅限 HDR 内容)。在亮度名額方面，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緻。
但要注意的是，老款iPad Pro做到這樣的亮度，是通過內建了超過10000顆mini LED燈珠，以及2500多個局部調光分區來做到的。而新款的iPad Pro的螢幕面闆直接就能夠在亮度名額上追平mini LED，同時在色彩、對比度等表現上，OLED相較于LCD又有碾壓性的優勢。這裡就能看出，新款iPad Pro的雙層串聯式OLED方案有多厲害了。
蘋果其實并不是第一家
盡管有如此多的優勢，但串聯式OLED直到今年才大規模商業化，是因為要做到這樣的方案背後有很多的技術難題需要解決。
首先是制造難度。串聯式OLED需要精确地對齊兩層OLED，這在制造過程中非常困難，任何微小的偏差都可能導緻顯示效果的下降。事實上，目前大尺寸的OLED面闆本身良率就相比LCD更低，串聯式OLED由于工藝更複雜，良率就更低了。這就導緻串聯式OLED的成本，是要遠遠高于一般的螢幕的。
其次就是雙層串聯式結構對于顯示算法、調校有很高的要求。尤其是低亮度下，OLED材料的紅綠藍發光器件效率差異很大。為了充分發揮串聯式OLED的優勢，需要開發新的顯示算法來精确控制兩個發光層的亮度和色彩。
盡管存在這些問題，但串聯式OLED的應用前景非常廣闊。
串聯式OLED以其高亮度、低功耗和長壽命等優勢，有望成為高端裝置的的理想選擇。這其中包括了手機、PC、平闆甚至是電視這樣的裝置。另外串聯式OLED的高亮度和長壽命特性，使其非常适合用于車載顯示。考慮到現在的智能汽車，對于智能中控屏有更高的要求，是以未來串聯式OLED在車載顯示領域有非常廣闊的應用前景。
事實上，在雙層串聯式OLED的應用方面，蘋果其實并不是第一家。
之前榮耀釋出的Magic6RSR保時捷設計就采用了業内首個基于Tandem雙棧串聯OLED架構的榮耀疊光綠洲護眼屏。官方表示，通過引入兩層堆疊的RGB發光層，這塊螢幕實作了手動峰值亮度1000nits，全局峰值亮度1800nits的水準。今年早些時候，京東方也宣布給極氪供應了串聯式OLED中控屏。
如果向更早時間追溯，早在2019年，LG Display就在業界首次批量生産了車載Tandem結構OLED。與發光層為一層的“單堆棧”（Single Stack）方式相比，雙層串聯結構(Two Stack Tandem)的OLED面闆具有兩個發光層，當時的官方資料是雙層結構面闆的螢幕亮度可擴大2倍，使用壽命可延長4倍。
不過考慮到手機、平闆的雙層串聯結構，相較于車機螢幕來說，能效比、顯示精度要求更高，是以不能簡單認為蘋果和榮耀的雙棧串聯OLED架構就是就是“炒冷飯”。
可以預見的是，串聯式OLED将在未來幾年内實作大規模商業化，成為高端顯示市場的重要力量。