LTPO可提高可折疊OLED的性能

    要點(diǎn)

    更大的屏幕和高幀率的存在，增加了智能手機(jī)的電池消耗。因此，顯示面板必須大幅降低功耗。

    可折疊顯示用于顯示更多的內(nèi)容，所以采用LTPO TFT可以使其有更低的功耗性能。

    與LTPS相比，制造LTPO TFT需要更多的TFT光罩步驟，因此OLED供應(yīng)商會(huì)降低傳統(tǒng)LTPS TFT的產(chǎn)能，轉(zhuǎn)為L(zhǎng)TPO。

    可折疊顯示器市場(chǎng)有望很快隨著LTPO TFT的發(fā)展而發(fā)展，但供應(yīng)商會(huì)遇到技術(shù)壁壘。

    智能手機(jī)顯示屏越來(lái)越大，內(nèi)容越來(lái)越多

    智能手機(jī)顯示屏從一開(kāi)始就一直在增加尺寸，因?yàn)橛脩?hù)希望在更大的屏幕上查看和消費(fèi)內(nèi)容產(chǎn)品。最近，由于分辨率提高而使內(nèi)容變得更大，比如電影和游戲，所以要求顯示器有更快的幀率來(lái)支持這些內(nèi)容。因此，現(xiàn)在智能手機(jī)顯示屏由于屏幕更大、幀率更高而消耗更多的電量。

    三星的Galaxy S系列增加了其屏幕尺寸和電池容量，如下圖1所示。Galaxy S20在Galaxy S10 3400mAh基礎(chǔ)上增加了600mAh，即使屏幕尺寸只增加了0.1英寸。顯著的電池容量變化是由于幀率增加，Galaxy S20首次采用了LTPS OLED的120Hz幀率。

    圖1：三星Galaxy S系列屏幕尺寸和電池容量的變化趨勢(shì) 

    Galaxy S20的120Hz幀率并不是一直運(yùn)行的，在特定的條件下，例如使用WQHD、電池剩余電量不足5%、溫度高于42℃或使用攝像頭時(shí)，都不能使用120Hz幀率。因此，如果LTPS OLED采用始終運(yùn)行的120Hz幀率，電池容量可能會(huì)大幅增加。如果是這樣的話，那么智能手機(jī)顯示屏應(yīng)該需要大幅降低功耗。從LTPS TFT演變而來(lái)的LTPO TFT是OLED顯示器可以用來(lái)降低功耗的解決方案之一。

    LTPO TFT提高了可折疊OLED的性能

    2019年，三星推出了Galaxy Fold，采用7.3英寸可折疊OLED（LTPS），電池容量為4235mAh，顯示屏可支持60Hz幀率。Galaxy Fold的概念是將智能手機(jī)和平板電腦合二為一。然而，隨著顯示面積的擴(kuò)大，OLED的功耗大大增加。這意味著，可折疊顯示屏的功耗不應(yīng)該太高，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)空間有限，也因此它們無(wú)法大幅增加電池容量。

    不過(guò)，如上所述，最近120Hz高幀率越來(lái)越流行。三星的Galaxy Fold也存在一個(gè)問(wèn)題，即可折疊顯示屏在滑動(dòng)時(shí)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)畫(huà)面撕裂的情況，如下圖2所示。

    圖2：Galaxy Fold的60Hz幀率運(yùn)行時(shí)網(wǎng)頁(yè)滾動(dòng)出現(xiàn)的畫(huà)面撕裂現(xiàn)象 

    頁(yè)面滾動(dòng)造成的畫(huà)面撕裂的原因之一可能是由于幀率不足從而無(wú)法跟上內(nèi)容變化的速度。因此，更高的幀率是解決這一問(wèn)題的方法。但由于LTPS TFT的功耗較高，三星無(wú)法在Galaxy Fold上采用120Hz的幀率。

    隨后，在2020年，三星又推出了Galaxy Z Fold 2，搭載7.6英寸可折疊OLED，采用混合氧化物和多晶硅(HOP)TFT，電池容量為4500mAh，可支持自適應(yīng)幀率控制。自適應(yīng)幀率控制是指根據(jù)內(nèi)容的不同，可以將幀率從60Hz調(diào)整到1Hz或120Hz的功能。

    三星顯示成功開(kāi)發(fā)了自己的LTPO TFT設(shè)計(jì)，與蘋(píng)果的專(zhuān)利不同。

    例如，在正常狀態(tài)下（如查看圖片時(shí)），幀率工作在60Hz。但是，當(dāng)屏幕處于常亮模式（Always-on）時(shí)（例如，當(dāng)只顯示黑色背景的時(shí)鐘時(shí)），幀率將被調(diào)整為1Hz；當(dāng)屏幕處于快速切換模式時(shí)（例如，當(dāng)滑動(dòng)瀏覽網(wǎng)站時(shí)），幀率將被調(diào)整為120Hz。

    根據(jù)Omdia之前的文章中所述，LTPO TFT可以在比LTPS更低的幀率下大大降低功耗。因此，即使設(shè)備的電池容量沒(méi)有明顯增加，可折疊OLED顯示屏也可以在高幀率下運(yùn)行。

    圖3：Galaxy Fold（60Hz幀率）和Galaxy Z Fold 2（120Hz幀率）的對(duì)比 ─ 滑動(dòng)通知欄

    部分LTPS TFT產(chǎn)能將轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)TPO TFT

    LTPO TFT需要比LTPS TFT多至少兩到三個(gè)光掩膜步驟，以形成氧化物半導(dǎo)體層和其他相關(guān)層，LTPO TFT工藝還需要額外的設(shè)備來(lái)沉積氧化物半導(dǎo)體。這意味著LTPO TFT的投資將比LTPS TFT涉及更多的費(fèi)用和空間，而且Tack time也將大大延長(zhǎng)。就目前柔性O(shè)LED晶圓廠產(chǎn)能過(guò)剩、利用率低的情況而言，額外的投資對(duì)產(chǎn)業(yè)并無(wú)幫助。因此，有多家面板廠正考慮將LTPS TFT產(chǎn)能轉(zhuǎn)為L(zhǎng)TPO TFT，但這要看LTPO的需求量有多大。

    以三星顯示為例，該公司計(jì)劃在2022年前將其大部分Gen 6 A3柔性O(shè)LED產(chǎn)能從LTPS TFT轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)TPO TFT。這是因?yàn)锳pple要求三星顯示提供LTPO TFT的柔性O(shè)LED。三星顯示擁有大量LTPS TFT的柔性O(shè)LED產(chǎn)能；2019年其產(chǎn)能占比達(dá)到66.9%。然而，許多中國(guó)面板廠商一直在積極提高其份額，因此LTPO TFT的柔性O(shè)LED很快將成為三星顯示的新戰(zhàn)場(chǎng)。

    圖4：各背板柔性O(shè)LED產(chǎn)能占比預(yù)測(cè) 

    各TFT背板的可折疊OLED市場(chǎng)預(yù)測(cè)

    Omdia預(yù)計(jì)2027年可折疊顯示面板將達(dá)到7360萬(wàn)片。

    2027年，可折疊OLED中LTPO TFT背板的出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到4160萬(wàn)片，占據(jù)56.5%的份額。這是因?yàn)長(zhǎng)TPO TFT比LTPS功耗更低，但由于投資費(fèi)用的原因，可能只有少數(shù)幾家面板供應(yīng)商能主導(dǎo)產(chǎn)能。

    圖5：各TFT背板的可折疊OLED單位需求預(yù)測(cè)