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            LTPO屏幕技術是什么 —— 它為何備受廠商追捧?

            作者:陳玲麗時間:2021-08-26來源:電子產品世界收藏

            眾所周知,雖然去年的iPhone 12系列推遲上市,但如果沒有其它因素影響的話,蘋果一般都會正常選擇在九月份推出新一代iPhone手機。

            本文引用地址:http://www.snowlakeshores.com/article/202108/427829.htm

            2021年,也就是蘋果手機迭代到iPhone 13系列,現如今也有一些消息曝光了,比如iPhone 13系列將會搭載最新A15仿生芯片,進一步縮小劉海,還可能會支持自Apple Watch的息屏顯示(AOD)功能,以及屏幕,可通過調節刷新率,使屏幕在較低亮度的環境下可以保持常亮,且不會影響電池壽命。

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            當然,目前還是處于傳聞階段,畢竟蘋果發布會還沒開,永遠也不知道有什么意外。但距離iPhone13系列發布時間也不到兩個月了,現在爆料信息的可信度也就更高一些。不過,對于iPhone 13系列或支持息屏顯示技術,以及屏幕,這兩項技術早已有消費者在安卓陣營體驗到了。

            另外,說到,這也是目前為了均衡高刷屏所帶來的新方案,即使是旗艦手機所搭載的2K分辨率、120Hz高刷新率屏幕,目前大都只能是在這兩項技術當中二選一。

            目前采用LTPO技術的手機

            眾所周知,在手機這種以滑動觸摸為主要交互方式的設備上,更高的屏幕刷新率和觸控采樣率能帶來無比細膩順滑的使用體驗。但是,現如今的手機屏幕在帶來出色體驗的時候,功耗又無法輕松控制,這也導致部分機型明明擁有十分出色的配置,卻無法讓手機用戶獲得優秀的體驗。不過,今年興起的LTPO正是為了解決這一難題而生的,在顯示視頻、圖像、文本等低幀率內容時,自動降低屏幕刷新率,從而給電池減負。關鍵是需要高刷新率的場合,又能及時火力全開,可以說非常優秀。

            也就是說,只要采用LTPO技術的屏幕,在顯示效果上基本上不用擔心了。只不過目前采用這種技術的產品非常少,目前也只有四款機型。

            · 三星Note20 Ultra:眾所周知,三星自家旗艦手機的屏幕都是頂級的,其他手機廠商根本拿不到三星的頂級屏幕,蘋果也不例外。在屏幕上,三星Note20 Ultra采用了三星首款支持自適應刷新率的屏幕,同時也是首款采用LTPO技術的屏幕。

            · 一加9Pro:一加手機在國內市場中率先推出了高刷新率屏幕,正面的屏幕參數為2K+120Hz+LTPO屏幕,支持10億色彩顯示。

            · OPPO Find X3 Pro:正面搭載一塊“原生10bit”、“120Hz高刷”、“E4發光材質”的好屏,2K的像素密度高達525PPI。

            · 三星S21 Ultra:盡管三星手機如今在國內市場表現疲軟,但說到旗艦Galaxy系列的話,相信還有很多人把它當作安卓陣營里的機皇。而三星S21 Ultra本身的實力并不弱,正面采用了2K分辨率+120Hz刷新率,還是自適應刷新率,也就是LTPO技術,日常使用的時候更加省電。

            顯然,每項技術的普及都需要一些時間來完成。比如5G技術率先在安卓手機上支持,蘋果也是后來居上。而對于息屏顯示(AOD)功能和LTPO,iPhone 13系列用上的可能性也很高。但作為這兩項技術的先行者,安卓陣營無疑能給智能手機起到一定的引領作用。但不可否認的是,5G技術、高刷新率屏幕以及高分辨率,都給續航帶來了更大的壓力,真的希望未來會更多的廠商也使用這兩項技術,為用戶提供更好的用機體驗。

            LTPO技術的出現

            Apple公司罕見的在2019年首次在SID公開發表技術論文(39-3),主題為AMOLED的LTPO TFT技術內涵。即說明穿戴裝置產品Apple Watch Series 4采用的Flexible AMOLED面板TFT技術,是Apple自己開發的TFT結構-稱之為「LTPO」。

            實際上,早在2018年,蘋果就已經開始探索LTPO的可能性,并在Apple Watch Series 5上進行應用,與之換來的效果也相當明顯,Apple Watch Series 5可以縮到持續續航時間18小時,并且全程不熄滅。

            LTPO在Apple Watch上的應用具有非凡的意義,其作為可穿戴設備,相較于手機實際上用過有更高的續航要求,而此前Apple Watch的續航也一直被消費者所詬病。

            不過對于蘋果來說,LTPO技術主要的應用方向依然是手機以及平板電腦,甚至是Mac等核心產品。不過,LTPO并非探究屏幕省電的唯一途徑,除了LTPO之外,還有硅基、IGZO等技術。其中IGZO曾被認為是最有利的技術競爭者,包括夏普、華佳彩、柔宇等在內的面板廠商都在嘗試使用IGZO推廣OLED。

            不過從商業角度來看,LTPO擁有的前景將會更加明確。據了解,LTPO最早是蘋果提出的并擁有的專利,這意味著為了降低成本,蘋果會更加賣力的推廣自己的LTPO技術。與此同時,蘋果旗下擁有iPhone、iPad以及Mac等眾多硬件產品,一旦LTPO技術的OLED量產成功,那么LPTO就會在蘋果產品上大范圍鋪開。而根據蘋果對供應鏈的影響力,像京東方、維信諾這樣,想要打進蘋果公司供應鏈的工業也會開始跟進相關的技術。

            三星目前是iPhone所使用的OLED屏幕的主要供應商,根據市場研究公司UBI Research的數據,三星顯示器將在2021年上半年內,將其專用于最大客戶蘋果的OLED生產線轉換為生產低溫多晶硅(LTPO)薄膜晶體管(TFT)的生產線。

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            現在,三星顯示器每月可以保證為蘋果提供3萬塊LTPO OLED顯示屏基板,與普通顯示屏生產相比,這個數字較小。三星顯示器去年完成了將A3轉換為Y-Octa的工作。一旦在2021年上半年內完成向LTPO TFT的整體轉換,生產線的產能將從之前的每月10.5萬片基板降至7萬片。

            現在,對于蘋果的iPhone 13搭載120Hz高刷屏這件事,看似萬事俱備只欠東風,其實,還有2個關鍵因素決定著iPhone13的未來:

            · 一是高通芯片有沒有解決與LTPO技術兼容的問題,畢竟在iPhone 13中大概率還會搭載高通的5G基帶;

            · 二是半導體芯片行業最敏感的問題 —— 產能,三星能否為蘋果確保數千萬的產能,這也是一個關鍵因素。

            何為LTPO技術?

            傳統的OLED屏幕,采用的都是一種叫做LTPS OLED的技術,其中LPTS(低溫多晶硅薄膜晶體管)指的是OLED顯示基板的材質。OLED像素點在發光時,電子需要從顯示面板的晶體光通過,從而激發像素點發光。

            這種做法放在以前沒什么大問題,但隨著用戶對屏幕分辨率的要求越來越高,手機屏幕的PPI也跟著水漲船高。對于LCD屏幕來說,像素密度提高意味著光線更難透過顯示層,OLED雖然沒有這個問題,但由于像素點與晶體管一一對應,像素密度提高意味著廠商需要壓縮晶體管的大小。而大小與電子通過效率密切相關?;蛘哂靡粋€不太準確的說法講,晶體管的變小讓單個晶體管的“電阻”提升了。

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            LTPO英文全稱為Low Temperature Polycrystalline Oxide,中文名字叫低溫多晶氧化物。目前OLED小尺寸的主要兩大背板技術是LTPS和氧化物,而LTPO是一種新型背板技術,它結合了這兩種技術的優點,以低生產成本實現更高的電荷遷移率,穩定性和可擴展性。

            那么它是如何結合的呢?它是將LTPS和氧化物設計放置在同一個像素中,LTPS用于驅動顯示器,氧化物用于開關。簡單的說就是在同一個像素中集成了LTPS和Oxide兩種TFT器件,Oxide是底柵結構,LTPS是頂柵結構。這種新工藝結合了LTPS TFT工藝驅動能力強和Oxde TFT工藝漏電小功耗低的優點。

            從工藝專利文件來看,LTPO需要在LTPS的基礎上,再建立一個氧化物層。這里面最主要的攻關之一是廠商需要確保在鋪設氧化物層的時候,不影響原本LTPS層間介質中的晶體管特性。

            競爭技術剖析

            目前被認為應用于OLED的基板技術主要包括LTPS、IGZO、硅基、LTPO:

            · 硅基(a-Si):多年使用的成熟技術,但是由于遷移率較低,只有0.3-1cm2/V·S,就需要占用很多空間,所以不適合高分辨率顯示屏,但制造工藝相對簡單,生產成本低,最常用于LCD。

            · 低溫多晶硅(LTPS):低溫多晶硅最大的優勢就是超高遷移率,它可以做到>100cm2/V·S的遷移率,所以能降低驅動電壓,刷新率越高它相對于其他技術的省電效果就更明顯,而且響應速度很快,因此只需要很小的空間,最適合用于高刷新率高PPI的屏幕。

            · 銦鎵鋅氧化物 (IGZO):LTPS的遷移率性能非常不錯但是也很貴,如果想要做大尺寸的LTPS,那么成本上升得也會非???,所以產業選擇了IGZO,它的遷移率能達到10-25cm2/V·S,不如LTPS但是遠比比a-Si高。更重要的是,它的開關比會比 LTPS 更大,也就意味著漏電更少,能保證低刷新率的穩定性,也可以搭配更小的電容,經常用于大尺寸的產品。

            LTPS是目前最為成熟應用于OLED的背板技術,也是目前的OLED量產背板技術。目前主要的企業有三星、京東方、維信諾、天馬、和輝、華星、LGD、友達、JOLED、JDI、夏普。

            而IGZO目前也是僅次于LTPS被推進OLED的技術,目前主要公司有夏普、華佳彩、柔宇。CEC涉足的也是IGZO,但是目前并未公開表示做AMOLED。

            至于硅基OLED,實際上跟上面的背板技術不存在太大競爭關系,因為硅基OLED主要是應用于高PPI的AR/VR近眼顯示,當然成本價格也比這些玻璃基板的價格高太多。目前主要有Kopin,云南北方奧雷德光電科技、京東方、索尼、eMagin和MicroOLED、視涯科技、昆山維信諾、熙泰。

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            總結下來就是,硅基便宜但是性能差只能用于LCD;LTPS價格貴但對于高刷新率很友好也能做更高PPI,不適合低刷新率;IZGO不太貴天生適合低刷新率。最后問題的完美答案是 —— 混搭。

            LTPS有高遷移率沒有低漏電,IGZO低漏電但是遷移率不夠高,好家伙那我們把它組合一下不就好了:

            · 讓LTPS用于驅動,就能實現更小的驅動電流和更低的驅動電壓

            · 讓IGZO負責開關,因為較小的漏電就能讓像素保持更長時間開啟,實現更低的刷新率

            這就是理論層面LTPO的由來,可謂是取長補短、天作之合,它讓OLED的可用刷新率范圍變得非常廣。換句話說,LTPS和IGZO該有的優點LTPO都具有,但是其缺點卻能夠被規避,總結如下:

            · 功耗降低

            · 集成柵極驅動實現窄邊框

            · 高分辨率

            · 更好的均勻性



            關鍵詞: LTPO 屏幕技術

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