什么是LTPO？

每年開年出鏡率最高的技術(shù)或者概念，一定是當(dāng)年整個(gè)手機(jī)圈的“標(biāo)桿”配置。

比如2019年的高刷新率屏幕、5G，2020年的氮化鎵（GaN）都是在年初密集預(yù)熱和曝光，并在后來成為整個(gè)行業(yè)普及的配置標(biāo)準(zhǔn)。每年的這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，其實(shí)就是分析和評判行業(yè)技術(shù)趨勢和演變路線的最好時(shí)機(jī)。

或許你也注意到了在接下來即將陸續(xù)發(fā)布的一些品牌旗艦的曝光信息中有一個(gè)詞頻繁出現(xiàn)：LTPO。

LTPO 是 Low Temperature Polycrystalline Oxide 的縮寫，中文名為“低溫多晶氧化物”。它是一種新的屏幕背板制造技術(shù)，能夠以低生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)更高的電子遷移率、穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

為什么電子遷移率對于一塊面板來說至關(guān)重要？這是因?yàn)橐壕姘宓拿恳粋€(gè)像素都是由薄膜晶體管組成電路來單獨(dú)控制的，這個(gè)電路被集成在每個(gè)像素中。電子遷移率越高，電路就可以做得越小，像素的開口率越大。

這里的“開口”則是指像素顯像的部分沒有被遮擋，有效顯示面積越大，單個(gè)像素體積也就能做得越小，單位屏幕尺寸上可以集成的像素點(diǎn)也越多，從而實(shí)現(xiàn)更高分辨率。與此同時(shí)，由于電路變小了，耗電也隨之降低了。

目前整個(gè)行業(yè)應(yīng)用最廣泛的OLED的基板技術(shù)主要包括LTPS、IGZO、硅基。它們在特性上的差異大致可以總結(jié)為：

可以看到，目前性能和工藝更成熟的LTPS技術(shù)存在的最大問題就是它難以應(yīng)用于大尺寸基板。由于制造多晶硅通常需要900攝氏度以上的高溫，而顯示屏的玻璃底板，卻只能承受650攝氏度左右的溫度。溫度稍高了，玻璃底板就會變形、破裂。

這就造成了LTPS技術(shù)的產(chǎn)品良率偏低，且成本高昂，不適合一些大尺寸面板需求。但它的好處也是顯而易見的，能夠在實(shí)現(xiàn)更高分辨率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)速度、高亮度、高開口率等優(yōu)勢。

除此之外，LTPS所需功耗較大也是一個(gè)大問題。尤其是當(dāng)前的智能手機(jī)分辨率和刷新率越來越高，LTPS技術(shù)的功耗也成為制約其發(fā)展的主要問題之一。

它的優(yōu)勢是什么？

在這樣的條件下，LTPO技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

簡單地說它就是在同一個(gè)像素中集成了 LTPS 和 Oxide 兩種器件，Oxide 是底柵結(jié)構(gòu)，LTPS 是頂柵結(jié)構(gòu)，LTPS用于驅(qū)動顯示器，氧化物用于開關(guān)。

LTPS 的高漏電流會使畫面亮度隨著時(shí)間而降低，因此每一幀都需要寫入驅(qū)動電壓。而LTPO的低漏電流在畫面不動的情況下只需要在第一幀寫入驅(qū)動電壓。因此LTPO TFT能像LTPS一樣用于顯示需要快速改變像素電路狀態(tài)的移動內(nèi)容，比如電影和游戲。也可以作為氧化物電路用于顯示圖片或者時(shí)鐘這種靜態(tài)內(nèi)容，這種類型的顯示像素電路的狀態(tài)改變速度較慢。

這就意味著，LTPO工藝具備了 LTPS 工藝驅(qū)動能力強(qiáng)和 Oxide工藝漏電小功耗低的優(yōu)點(diǎn)。

最先應(yīng)用LTPO技術(shù)的設(shè)備其實(shí)是蘋果在2019年發(fā)布的Apple Watch 5。當(dāng)時(shí)它在帶來了屏幕常亮顯示能力的基礎(chǔ)上，保持了和前代差不多的續(xù)航成績正是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的引入?？稍谑直黹e置時(shí)將顯示屏刷新率從 60Hz 降至極為節(jié)能省電的 1Hz。配合新的低功耗驅(qū)動器、超高效的電源管理和新的環(huán)境光傳感器，讓手表在顯示屏保持不息的情況下，仍能擁有從早用到晚 18 小時(shí)的電力。

按照相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，LTPO技術(shù)能夠在相同亮度下，為OLED面板節(jié)省15%以上功耗。

另外一家面板大廠三星，也在自家的Note20 Ultra和S21 Ultra的屏幕上運(yùn)用到了這項(xiàng)技術(shù)。

三星S21 Ultra的這塊屏幕被稱為“超順滑120Hz自適應(yīng)屏幕”。這塊顯示屏在保證了2K級別的顯示分辨率的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了120Hz的高刷新率的支持?？梢愿鶕?jù)用戶正在觀看的內(nèi)容自動調(diào)整屏幕刷新率，進(jìn)而延長電池續(xù)航時(shí)間。從應(yīng)用體驗(yàn)上，和之前的Apple Watch 5有一定的相似之處。

2021年旗艦手機(jī)的“標(biāo)配”

考慮到蘋果已經(jīng)在Apple Watch產(chǎn)品線上搭載了這項(xiàng)技術(shù)，那么極有可能蘋果也會在2021年iPhone上搭載LTPO技術(shù)。

iPhone 12系列發(fā)布之后最飽受詬病的就是沒有適配高刷新率，其中最重要原因是為了照顧續(xù)航。尤其是在加入了5G之后，對于手機(jī)的續(xù)航更是提出了更高的要求。而屏幕作為耗電大戶，如果能夠在功耗上做更多的節(jié)省，就有望能夠給高刷新率的支持預(yù)留出一定的余量。

對于蘋果來說，這樣的產(chǎn)品需求其實(shí)跟當(dāng)年的Apple Watch 5沒有多少差別。同樣是在電池容量幾乎沒有大幅增長的前提下，需要通過各種新的手段來提升續(xù)航表現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更多的新特性支持。當(dāng)年LTPO技術(shù)還不夠成熟，僅能在Apple Watch這樣的小尺寸屏幕上應(yīng)用。而如今三星S21 Ultra等機(jī)型已經(jīng)證明，在手機(jī)這樣的大尺寸屏幕上LTPO技術(shù)也能夠獲得成熟的應(yīng)用。

但也因?yàn)長TPO技術(shù)的工藝復(fù)雜性，使得其成本相對較高。即便是三星這樣坐擁全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢的企業(yè)，也并沒有將該項(xiàng)技術(shù)全部應(yīng)用到自家的旗艦產(chǎn)品上。所以幾乎可以肯定地說，在2021年能夠應(yīng)用到LTPO技術(shù)的還是一些大廠的頂級旗艦，尤其是一些對于硬件成本冗余度較高的“超大杯”機(jī)型上。

目前來看，除了三星、蘋果之外，包括OPPO Find X3系列、一加9 Pro、小米12系列等旗艦都有可能會搭載這項(xiàng)全新的技術(shù)。也許在2021年，LTPO屏幕將會成為衡量一款手機(jī)是不是頂級旗艦的標(biāo)準(zhǔn)之一。