2019年9月11日,苹果公司Apple Watch Series 5发布,i watch5的这块LTPO OLED全天候视网膜显示屏可以连续续航18小时,并且OLED屏幕也第一次做到不熄灭。
i watch5 它最大特色就是备有“始终显示”功能,它搭载的OLED屏幕面板在熄屏状态下可以显示时间界面,几乎不消耗电量,官方称作为“Always-On”及“始终显示”功能。
虽然它的电池容量只有296 mAh,但可以保持续航18个小时,就是得益于其使用了LTPO技术的OLED显示屏。(其实在Apple Watch Series 4中已经使用了LTPO OLED 视网膜显示屏,但是也许是LTPO技术水平有限,并不能实现全天候“始终显示”功能。)
目前OLED的背板技术主要有主流的LTPS和IGZO,当然这次要加上LTPO了。

Galaxy Note 20+
据悉,2020年 8 月份即将面世的三星Galaxy Note 20 系列将搭载大尺寸的“LTPO”显示屏。三星Galaxy Note 20也成为首款采用LTPO背板的OLED屏智能手机,该技术可以将屏幕刷新率降到1Hz,大幅降低功耗,永不息屏,且同时保证不费电。
Galaxy Note 20采用一块6.43英寸的LTPO OLED显示屏,分辨率为2345×1084,404PPI,19.5:9,刷新率为60Hz;而三星Note20+的屏幕尺寸为6.87英寸的LTPO OLED显示屏,分辨率3096×1444、497PPI,19.3:9,刷新率为120Hz。

薄膜晶体管在显示屏的运用示意图
首先,解释一下手机显示屏的基本知识,OLED显示屏仅仅是代表一块显示面板的类型,实际上,在OLED面板的背后还是需要有TFT(薄膜晶体管)的支持,这样才能控制像素点按照指令显示画面。
目前小尺寸的主流背板TFT技术有以下几种:
1、LTPS (低温多晶硅)
不同于LCD液晶技术的寻址驱动,OLED的每一个像素都是点对点,每个像素由多个晶体管组成,为了实现高分辨率,晶体管尺寸就必须缩小。
缩小晶体管尺寸是第一步,还需要对TFT的电子移动率加速,但是却会因信道阻抗原因,缩小的体积使得电子讯号处理速度变慢。只有增加电子移动率与信道移动率,才能加速处理电子讯号的速度
显然传统非晶硅(a-Si)已经无法满足需求了,LTPS比非晶硅(a-Si)电子移动率快了100倍,所以LTPS(低温多晶硅)TFT背板技术出现了。
它也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。

LTPS OLED背板制作流程图
但是由于LTPS的掩膜工艺比IGZO和a-Si多了2倍,总工序多达12次之多,这造成了OLED屏幕的生产成本较高。
并且由于LTPS电子移动率的加速,这也导致了LTPS OLED屏使用时的耗电量是巨大的。
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。
2、IGZO(铟镓锌氧化物)

IGZO涂层示意图
IGZO是目前仅次于LTPS的技术,它是一种薄膜电晶体技术,它是在TFT-LCD主动层之上,打上一层金属氧化物,这是一项基于TFT驱动的改进,夏普使用它来提高自己在中小尺寸液晶面板上的竞争力。
由于,IGZO载流子迁移率是非晶硅(a-Si)的20~30倍,可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率,提高像素的响应速度,实现更快的刷新率,同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率,使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。
IGZO可以利用现有的非晶硅生产线生产,只需稍加改动,因此在成本方面比LTPS更有竞争力。
目前主要公司有夏普、华佳彩、柔宇。
3、LTPO(低温多晶硅氧化物)
LTPO(低温多晶硅氧化物)TFT是一种新型背板技术,它结合了以上这两种技术的优点,相比于 LTPS,LTPO 的电荷迁移率更高、像素点反应更快,且拥有比前者更低的装配步骤和功耗。
与目前使用的LTPS背板相比,采用LTPO背板的OLED屏幕可以将刷新率降到1Hz,从而实现1Hz-120Hz的可变刷新率。使用LTPO技术之后,同尺寸屏幕手机使用时长将从90小时增加至100小时。
据悉,LTPO TFT OLED比LTPS TFT OLED工艺成本大概要高20%~30%,不过尽管投资成本高,但LTPS被认为是最适合移动OLED的背板技术。
4、LTPO发展历程:
苹果在 2014 年就申请了“半导体氧化物和硅薄膜晶体管的 OLED 面板”专利。2018 年,它又申请了“混合 TFT 制程中保护半导体氧化物方法”专利。
苹果公司以其掌握的LTPO技术为基础,与Samsung Display和LG Display合作开发了新的氧化物技术背板。
LG Display向苹果i watch 4提供了LTPO OLED面板,为苹果iPhone提供i watch 5 OLED的三星Display计划开发用于智能手机的柔性LTPO OLED,其目标是2020年实现供货。
但显然,三星Display已经研发出完整的技术,今年已经开始为客户送样LTPO OLED。

Galaxy Fold 2渲染图
据悉,2020年包括三星Galaxy Fold 2,及三星Note 20、三星Note 20+均将采用三星LTPO OLED显示屏。而iPhone使用LTPO OLED屏幕的手机要到2021年才有可能出现。
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