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LTPO,韩企中小尺寸OLED又一杀手锏?

作者:谷月来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-08-30 21:08我要评论

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近日,三星在最新智能手机Galaxy Note20 Ultra上采用了三星显示的LTPO OLED面板。LTPO是一种低功耗技术,最显著的特点是拥有可调幅度在10Hz~120Hz的自适应刷新率,与当前普遍使用的LTPS背板相比,可节省5%~15%的电量。此前,LTPO由于量产难度大、成本高等原因,仅在2018年被苹果用在Apple Watch5产品中。

业内人士认为,LTPO技术的出现,将成为中小尺寸OLED市场的另一项差异化技术,助燃终端电子产品OLED面板的技术迭代,同时也将进一步拉开韩国面板企业在OLED领域与其他企业的差距。

LTPS为目前TFT主流

无论LCD,还是OLED,都与TFT技术有密切联系,TFT驱动技术可以说是显示技术的基础。新一代显示正在往大尺寸、高分辨率、快速响应速度、高对比度、柔性和超薄方向发展,这对TFT技术提出了更高要求——高迁移率、高可靠性、低成本。

而在OLED面板中,TFT目前主要有氧化物和LTPS两种制备工艺。据Omdia相关分析师介绍,LTPS具有较高的电子迁移率和开口率,可以实现较高的分辨率。目前,它已成为手机、智能手表等中小尺寸显示屏幕的主要技术。

据悉,三星、LGD、友达、JOLED、JDI、夏普、京东方、维信诺、天马、和辉、华星等企业均已成功实现LTPS AMOLED显示产品的量产。

不过,OLED与LTPS即使配合得再天衣无缝,功耗大依然是LTPS在驱动OLED时不能避免的一大难题。

中国OLED产业联盟常务副秘书长耿怡在接受《中国电子报》记者采访时表示,LTPS虽然开态电流大,但漏电似乎也比较大,LTPS需要不断充电才能维持住电容中的电位,避免面板画质的不良。这就意味着LTPS无法实现低频驱动,这对面板功耗节省是很不利的。

此外,随着面板的刷新率和分辨率的不断提高,OLED面板中每一行像素的激活时间在不断缩短,而每一行像素的个数却又在不断增加。所以,必须进一步提高LTPS器件的充电能力,才能够满足在有限的时间内为每一行中的每个像素进行充电,这些性能都是要以额外增加很大的功耗作为代价的。

业内人士分析称,这也是为什么在LTPO技术未能在手机上成功量产之前,超过120Hz刷新率的屏幕只有极少数高端手机产品做得到。

两大TFT技术杂交成LTPO

如果想要提高手机刷新率却不影响功耗,那么就必须寻找合适的替代品。

此前,氧化物TFT(主要指IGZO)被认为是最有利的技术竞争者之一,除了夏普,华佳彩、柔宇等厂商都在尝试使用IGZO推进OLED屏幕刷新率。

赛迪顾问高级分析师刘暾介绍,在LTPS技术发展早期,业内人士认为LTPS只是过渡技术,因为LTPS制备工艺十分复杂,ELA退火工艺难且设备投入昂贵,所以LTPS目前只能满足G6产线面板的生产。而IGZO的制备工艺与非晶硅的工艺十分相似,产线不用重新投入新的设备,只需要对靶材进行更换即可,迁移率虽然没有LTPS高,但是较非晶硅高许多。并且,IGZO可以实现5.5代线到11代线的飞跃。

“IGZO作为新一代TFT技术,具有可大面积制备、抗弯折特性好、成本低、容易集成等优势。但是,IGZO也有一些问题。”华南理工大学教授彭俊彪在接受《中国电子报》记者采访时介绍说,国内不掌握传统IGZO材料技术的相关专利,而且其电子迁移率还不够高,光电稳定性也不够好,具有很大的改进和发展空间。

多年来,IGZO发展始终在大尺寸OLED面板领域原地踏步,没有真正登上中小尺寸OLED舞台。

LTPO技术并不是一种新的技术,而是LTPS和氧化物杂交的TFT驱动技术。如今,LTPS与氧化物TFT曾经针锋相对的两种技术结合,摇身一变成了LTPO。

“LTPO结合了LTPS和氧化物TFT两种技术的优点,开关电路使用LTPS,驱动电路则使用IGZO,因此具有高电子迁移率、高稳定性和低功耗等优点。”彭俊彪表示,LTPO的低漏电流在画面不动的情况下只需要在第一帧写入驱动电压。因此,LTPO能像LTPS一样用于显示需要快速改变像素电路状态的移动内容,像是电影和游戏。同时,LTPO也可以作为氧化物电路,用于显示如图片或者时钟这种显示像素电路的状态改变速度较慢的静态内容。这使屏幕在拥有可调幅度在10Hz~120Hz的自适应刷新率的同时,较LPTS节省5%~15%的电量。此外,LTPO还可以应用于大型OLED面板中,成为大尺寸OLED面板的新选择。

苹果助燃韩企得利

既然LTPO如此出色,为何此前一直没能在各大主流手机屏幕中使用?

对此,刘暾表示,苹果公司是最早提出LTPO并拥有相关专利的企业,苹果于2018年,在Apple Watch中引入了该技术。不过,由于LTPO引入了氧化物TFT,在工艺能力没有得到优化的时候,其高分辨率和开口率的不足十分明显。此外,若LTPO应用在手机显示屏上,其工艺步骤将会增加,生产难度、生产成本和价格将进一步提升,这也成为阻碍LTPO应用于手机甚至更大尺寸电子产品的难点之一。

CINNO Research分析师刘雨实对《中国电子报》记者表示,LTPO旨在将LTPS的高驱动能力和IGZO的低漏电流结合起来,取两者优势,但也因此需要两种技术设备,且增加了Mask数量,导致成本升高。此外,对于智能手机应用而言,大面积画面变化较多,发光功率明显大于驱动功率,LTPO降低功耗作用不如在智能手表上明显,不过如果未来普及高刷新率和可变刷新率技术,则LTPO降低功耗的作用将成为较明显的优势。

如今,搭载LTPO技术的三星OLED手机屏幕实现的量产。据悉,三星显示器公司计划每月投入7.5万块基片,用于生产智能手机所用的LTPO背板技术的OLED屏幕。

从商业角度看,LTPO市场前景将会更加明确,苹果很大程度会跟进推广LTPO技术。分析师罗斯·杨预测,LTPO手机面板将用在2021年的iPhone上。此事虽未得苹果确认,但是苹果与LGD合作打造LTPO柔性OLED手机屏却是肯定的。

苹果旗下拥有iPhone、iPad以及Mac等众多电子产品,一旦苹果搭载LTPO技术的面板量产成功,那么LTPO就会在苹果产品大范围使用。

耿怡分析称,一个在供给端拥有非常强的技术,一个在需求端拥有非常大的市场,随着三星、LGD和苹果在LTPO领域的布局加快,LTPO将会成为中小尺寸OLED市场的另一项差异化技术,助燃终端电子产品OLED面板技术的迭代,同时也将进一步拉大韩国面板企业与其他OLED领域企业的差距。像京东方、维信诺这样的国内面板大厂,需要尽快掌握LTPO量产技术。

虽然,以LTPO为代表的新兴技术会不断优化OLED的显示效果,不过彭俊彪却依然看好氧化物TFT技术在柔性OLED的发展。他表示,针对氧化物TFT存在的缺点,我国发明了自主专利的稀土掺杂氧化物的材料体系,即基于镧系稀土(Ln)的新型IZO靶材(Ln-IZO)配方,使其在迁移率、稳定性方面有明显提升。随着氧化物TFT性能的不断提升,氧化物TFT未来或许可带替LTPO-TFT,从而有效降低成本。彭俊彪认为:“未来三年内,我国的柔性OLED面板的技术和规模都会与韩国无限接近。”


责任编辑:赵强
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