据韩国媒体报道,继LGD、JDI之后,三星显示器公司也开始量产LTPO OLED,并应用于Galaxy Watch Active 2上。
LTPO是一种低功耗OLED显示技术,Apple去年首次将该技术引入Apple Watch Series 4。LG E2线专门为Apple Watch Series 4生产LTPO OLED。今年苹果Apple Watch Series 5还引入JDI LTPO OLED。
三星显示器公司正在以自己的技术大规模生产LTPO OLED。 三星显示器公司A2工厂已经开始大规模生产用于Galaxy Watch Active 2的LTPO OLED。三星显示器公司在A2工厂月产能50,000张柔性OLED产能,刚性OLED月产能144,00张。
LTPO TFT具有比LTPS TFT更低的驱动功率。LTPS显示静止图像需要60Hz,但是LTPO可以降低到1Hz,驱动功率大大降低。
显示器功耗分为驱动功率和发光功率。LTPO将部分晶体管转换成氧化物,漏电流更少,可使电容器电压(电荷)保持一秒钟,以驱动1Hz。LTPS漏电流更大,即使驱动静止像素也需要60Hz;否则,亮度会大幅降低,而LTPO不会。
与LTPS相比,制造LTPO需要更多的膜层和步骤。首先制造LTPS晶体管,然后通过溅射将金属氧化物(IGZO)沉积在上面以形成氧化物晶体管。由于比以前需要更多的膜层,因此增加了曝光次数,产量下降,成本上升。
LTPO最初应用于智能手表。LTPO的效率在智能手表中得到了极大的证明。由于屏幕上的黑色区域较宽,因此发光功率较低。在LTPS中,驱动功率和发光功率之比约为6:4。LTPO会将现有驱动功率降低到三分之一,从而使总体功耗降低40%。
苹果拥有许多与LTPO TFT相关的专利,并在SID 2019获得年度显示奖。苹果正试图将LTPO应用扩展到iPhone。但是智能手机发光功率约占总功率的80%,并且发光功率明显大于驱动功率,即使降低驱动功率,总的功耗降低,但是效果并不明显。这是因为人们使用智能手机方式与智能手表不同,例如,人们可能会长时间通过手机观看视频,LTPO低功耗优势无法体现出来。
如果要将LTPO应用于手机显示屏等应用中,生产难度将增加,价格也会上涨。智能手表的显示屏尺寸小于2英寸,但智能手机显示屏约为6英寸。通过在功率降低效果和生产成本增加之间取得平衡,可以将与LTPO相关的更高工艺技术应用于实际产品中。
为什么选择LTPO?
从Apple Watch初代目开始,直至第五代之前,苹果表OLED面板均采用了常见的LTPS低温多晶硅作为背基板材质OLED面板。在OLED面板中,为了提高面板分辨率,常规的做法是增加TFT电子迁移率并将电容器变小,同时由于OLED每个像素具有多个晶体管,电容器尺寸必须更小。
电容器变小势必会使得沟道电阻电信号延迟,最有效的做法便是通过LTPS提升电子迁移率,以达到省电的效果。但LTPS仍然有一个很大的问题,它难以应用于大尺寸基板,并且LTPS对中小尺寸OLED面板高性能状态未进行优化,也就是我们在手机、笔记本上已经经常提到的高刷新率屏幕都会在LTPS下,带来更高的功耗。
这意味着如果苹果希望在iPhone、iPad乃至MacBook上使用更省电,且刷新率更高的屏幕,必须找到一个合适的替代品。
为了提高分辨率,增加了TFT电子迁移率并使电容器变小,但又不能使得沟道电阻延迟了电信号的处理。通常每个像素具有一个晶体管,但OLED每个像素具有多个晶体管,因此电容器的尺寸不可避免地要更小。LTPS和氧化物的电子迁移率是传统非晶硅的约100倍。而氧化物又比LTPS的电子迁移率更低。随着电子迁移率和沟道迁移率的增加,如果加速电信号处理,则可以实现高分辨率。
由于氧化物需要类似于非晶硅的掩模工艺步骤,使得制造成本低。而LTPS的价格是氧化物和非晶硅的两倍,这制造起来很昂贵。 但是,LTPS在商业市场中比氧化物更受欢迎。这是因为TFT均匀性优异,技术完整性高。 鉴于这些特点,Apple似乎已经获得了LTPO技术,该技术提高了将新氧化物技术应用于OLED的性能。
来源:LEDinside、OLEDindustry
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