LTPO屏幕技术是什么 —— 它为何备受厂商追捧？

电子产品世界

2021年8月25日 10:31

● 众所周知，虽然去年的iPhone 12系列推迟上市，但如果没有其它因素影响的话，苹果一般都会正常选择在九月份推出新一代iPhone手机。

2021年，也就是苹果手机迭代到iPhone 13系列，现如今也有一些消息曝光了，比如iPhone 13系列将会搭载最新A15仿生芯片，进一步缩小刘海，还可能会支持自Apple Watch的息屏显示（AOD）功能，以及LTPO屏幕，可通过调节刷新率，使屏幕在较低亮度的环境下可以保持常亮，且不会影响电池寿命。

当然，目前还是处于传闻阶段，毕竟苹果发布会还没开，永远也不知道有什么意外。但距离iPhone13系列发布时间也不到两个月了，现在爆料信息的可信度也就更高一些。不过，对于iPhone 13系列或支持息屏显示技术，以及LTPO屏幕，这两项技术早已有消费者在安卓阵营体验到了。

另外，说到LTPO屏幕技术，这也是目前为了均衡高刷屏所带来的新方案，即使是旗舰手机所搭载的2K分辨率、120Hz高刷新率屏幕，目前大都只能是在这两项技术当中二选一。

Part 1

目前采用LTPO技术的手机

众所周知，在手机这种以滑动触摸为主要交互方式的设备上，更高的屏幕刷新率和触控采样率能带来无比细腻顺滑的使用体验。但是，现如今的手机屏幕在带来出色体验的时候，功耗又无法轻松控制，这也导致部分机型明明拥有十分出色的配置，却无法让手机用户获得优秀的体验。不过，今年兴起的LTPO屏幕技术正是为了解决这一难题而生的，在显示视频、图像、文本等低帧率内容时，自动降低屏幕刷新率，从而给电池减负。关键是需要高刷新率的场合，又能及时火力全开，可以说非常优秀。

也就是说，只要采用LTPO技术的屏幕，在显示效果上基本上不用担心了。只不过目前采用这种技术的产品非常少，目前也只有四款机型。

三星Note20 Ultra：众所周知，三星自家旗舰手机的屏幕都是顶级的，其他手机厂商根本拿不到三星的顶级屏幕，苹果也不例外。在屏幕上，三星Note20 Ultra采用了三星首款支持自适应刷新率的屏幕，同时也是首款采用LTPO技术的屏幕。
一加9Pro：一加手机在国内市场中率先推出了高刷新率屏幕，正面的屏幕参数为2K+120Hz+LTPO屏幕，支持10亿色彩显示。
OPPO Find X3 Pro：正面搭载一块“原生10bit”、“120Hz高刷”、“E4发光材质”的好屏，2K的像素密度高达525PPI。
三星S21 Ultra：尽管三星手机如今在国内市场表现疲软，但说到旗舰Galaxy系列的话，相信还有很多人把它当作安卓阵营里的机皇。而三星S21 Ultra本身的实力并不弱，正面采用了2K分辨率+120Hz刷新率，还是自适应刷新率，也就是LTPO技术，日常使用的时候更加省电。

显然，每项技术的普及都需要一些时间来完成。比如5G技术率先在安卓手机上支持，苹果也是后来居上。而对于息屏显示（AOD）功能和LTPO屏幕技术，iPhone 13系列用上的可能性也很高。但作为这两项技术的先行者，安卓阵营无疑能给智能手机起到一定的引领作用。但不可否认的是，5G技术、高刷新率屏幕以及高分辨率，都给续航带来了更大的压力，真的希望未来会更多的厂商也使用这两项技术，为用户提供更好的用机体验。

Part 2

LTPO技术的出现

Apple公司罕见的在2019年首次在SID公开发表技术论文(39-3)，主题为AMOLED的LTPO TFT技术内涵。即说明穿戴装置产品Apple Watch Series 4采用的Flexible AMOLED面板TFT技术，是Apple自己开发的TFT结构-称之为「LTPO」。

实际上，早在2018年，苹果就已经开始探索LTPO的可能性，并在Apple Watch Series 5上进行应用，与之换来的效果也相当明显，Apple Watch Series 5可以缩到持续续航时间18小时，并且全程不熄灭。

LTPO在Apple Watch上的应用具有非凡的意义，其作为可穿戴设备，相较于手机实际上用过有更高的续航要求，而此前Apple Watch的续航也一直被消费者所诟病。

不过对于苹果来说，LTPO技术主要的应用方向依然是手机以及平板电脑，甚至是Mac等核心产品。不过，LTPO并非探究屏幕省电的唯一途径，除了LTPO之外，还有硅基、IGZO等技术。其中IGZO曾被认为是最有利的技术竞争者，包括夏普、华佳彩、柔宇等在内的面板厂商都在尝试使用IGZO推广OLED。

不过从商业角度来看，LTPO拥有的前景将会更加明确。据了解，LTPO最早是苹果提出的并拥有的专利，这意味着为了降低成本，苹果会更加卖力的推广自己的LTPO技术。与此同时，苹果旗下拥有iPhone、iPad以及Mac等众多硬件产品，一旦LTPO技术的OLED量产成功，那么LPTO就会在苹果产品上大范围铺开。而根据苹果对供应链的影响力，像京东方、维信诺这样，想要打进苹果公司供应链的工业也会开始跟进相关的技术。

三星目前是iPhone所使用的OLED屏幕的主要供应商，根据市场研究公司UBI Research的数据，三星显示器将在2021年上半年内，将其专用于最大客户苹果的OLED生产线转换为生产低温多晶硅（LTPO）薄膜晶体管（TFT）的生产线。

现在，三星显示器每月可以保证为苹果提供3万块LTPO OLED显示屏基板，与普通显示屏生产相比，这个数字较小。三星显示器去年完成了将A3转换为Y-Octa的工作。一旦在2021年上半年内完成向LTPO TFT的整体转换，生产线的产能将从之前的每月10.5万片基板降至7万片。

现在，对于苹果的iPhone 13搭载120Hz高刷屏这件事，看似万事俱备只欠东风，其实，还有2个关键因素决定着iPhone13的未来：

一是高通芯片有没有解决与LTPO技术兼容的问题，毕竟在iPhone 13中大概率还会搭载高通的5G基带；
二是半导体芯片行业最敏感的问题 —— 产能，三星能否为苹果确保数千万的产能，这也是一个关键因素。

Part 3

何为LTPO技术？

传统的OLED屏幕，采用的都是一种叫做LTPS OLED的技术，其中LPTS（低温多晶硅薄膜晶体管）指的是OLED显示基板的材质。OLED像素点在发光时，电子需要从显示面板的晶体光通过，从而激发像素点发光。

这种做法放在以前没什么大问题，但随着用户对屏幕分辨率的要求越来越高，手机屏幕的PPI也跟着水涨船高。对于LCD屏幕来说，像素密度提高意味着光线更难透过显示层，OLED虽然没有这个问题，但由于像素点与晶体管一一对应，像素密度提高意味着厂商需要压缩晶体管的大小。而大小与电子通过效率密切相关。或者用一个不太准确的说法讲，晶体管的变小让单个晶体管的“电阻”提升了。

LTPO英文全称为Low Temperature Polycrystalline Oxide，中文名字叫低温多晶氧化物。目前OLED小尺寸的主要两大背板技术是LTPS和氧化物，而LTPO是一种新型背板技术，它结合了这两种技术的优点，以低生产成本实现更高的电荷迁移率，稳定性和可扩展性。

那么它是如何结合的呢？它是将LTPS和氧化物设计放置在同一个像素中，LTPS用于驱动显示器，氧化物用于开关。简单的说就是在同一个像素中集成了LTPS和Oxide两种TFT器件，Oxide是底栅结构，LTPS是顶栅结构。这种新工艺结合了LTPS TFT工艺驱动能力强和Oxde TFT工艺漏电小功耗低的优点。
　　
从工艺专利文件来看，LTPO需要在LTPS的基础上，再建立一个氧化物层。这里面最主要的攻关之一是厂商需要确保在铺设氧化物层的时候，不影响原本LTPS层间介质中的晶体管特性。

Part 4

竞争技术剖析

　　
目前被认为应用于OLED的基板技术主要包括LTPS、IGZO、硅基、LTPO：

硅基（a-Si）：多年使用的成熟技术，但是由于迁移率较低，只有0.3-1cm²/V·S，就需要占用很多空间，所以不适合高分辨率显示屏，但制造工艺相对简单，生产成本低，最常用于LCD。

低温多晶硅（LTPS）：低温多晶硅最大的优势就是超高迁移率，它可以做到＞100cm²/V·S的迁移率，所以能降低驱动电压，刷新率越高它相对于其他技术的省电效果就更明显，而且响应速度很快，因此只需要很小的空间，最适合用于高刷新率高PPI的屏幕。

铟镓锌氧化物 (IGZO)：LTPS的迁移率性能非常不错但是也很贵，如果想要做大尺寸的LTPS，那么成本上升得也会非常快，所以产业选择了IGZO，它的迁移率能达到10-25cm²/V·S，不如LTPS但是远比比a-Si高。更重要的是，它的开关比会比 LTPS 更大，也就意味着漏电更少，能保证低刷新率的稳定性，也可以搭配更小的电容，经常用于大尺寸的产品。

LTPS是目前最为成熟应用于OLED的背板技术，也是目前的OLED量产背板技术。目前主要的企业有三星、京东方、维信诺、天马、和辉、华星、LGD、友达、JOLED、JDI、夏普。

　　
而IGZO目前也是仅次于LTPS被推进OLED的技术，目前主要公司有夏普、华佳彩、柔宇。CEC涉足的也是IGZO，但是目前并未公开表示做AMOLED。
　　
至于硅基OLED，实际上跟上面的背板技术不存在太大竞争关系，因为硅基OLED主要是应用于高PPI的AR/VR近眼显示，当然成本价格也比这些玻璃基板的价格高太多。目前主要有Kopin，云南北方奥雷德光电科技、京东方、索尼、eMagin和MicroOLED、视涯科技、昆山维信诺、熙泰。