蘋果有意採用 LTPO 新顯示技術,iPhone 的續航力可再提升?

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 27 日 10:59 | 分類 Apple , iPhone , 光電科技 follow us in feedly

在有限的空間和電池容量下,手機廠商們開始為設備尋找更省電的辦法,以提升手機的續航能力。比方說採用更低功耗的處理器、透過更大的體積放置更大容量的電池、在軟體裡加入省點機制等。



而就在近日,英國調研公司 IHS 發布了一份關於蘋果未來將可能會在 iPhone 和 Apple Watch 上採用 LTPO 螢幕顯示技術的報告。透露蘋果將透過這項新技術來提升手機和手錶的續航時長,以及螢幕的顯示解析度。

我們都知道,OLED 螢幕有著像素自發光的特性,進而避免了像 LCD 螢幕那樣需要背光源為螢幕提供亮度,減少螢幕厚度的所占空間。但我們常說的 OLED 僅代表著一塊顯示面板的類型而已,實際上,在面板的背後還需要有 TFT 背板的支援,才能控制像素點按照系統發出的指令顯示畫面。

目前,大部分採用 OLED 螢幕的行動裝置所用的是 LTPS TFT(低溫多晶矽薄膜晶體管)背板技術。在經歷過去數年的改良,LTPS 擁有高解析度、高反應速度、高亮度、高開口率等優勢,使其成為了當今市面上最成熟和主流的 TFT 背板技術方案。

不過儘管受到了市場歡迎,但 LTPS 技術也並非所向無敵,生產成本較高、所需功耗較大,仍然是這套方案時至今天都尚未能解決的劣勢特徵。

在兩者之間找到「折衷方案」

LTPO 是 Low Temperature Polycrystalline Oxide 的縮寫,中文名為「低溫多晶氧化物」。蘋果透過融合 LTPS (常見於中小尺寸 OLED 面板)和 IGZO(比 LTPS 先進,但仍存在不少問題;常見於大尺寸 OLED 面板)兩個方案的特點,推出反應速度更快、但功耗更低的 LTPO 方案,以解決目前智慧手機的功耗問題。

相比於 LTPS,LTPO 的電荷遷移率更高、像素點反應更快且擁有比前者更低的裝配步驟和功耗。因此儘管 LTPS 是目前中小尺寸 OLED 顯示螢幕當中最主流且技術最成熟的方案,但由於有著較高的生產成本需求這使得 LTPO 被公認為 LTPS 方案的最佳接班人。

▲ LTPS 方案下的 OLED 背板裝配圖解。(Source:eepw)

蘋果在 LTPO 技術方面的研究,最早可以追溯到 2014 年。IHS 的作者 David Hsieh 在報告中透過蘋果在近 3 年裡申請的專利技術,以佐證蘋果正尋求開發 LTPO 技術的觀點:

儘管這些專利文件看上去很虛,但蘋果在 LTPO 方面的研究確實已經在兩年前開始進行了。

▲ 蘋果在 2014 年申請的「半導體氧化物和矽薄膜晶體管的 OLED 面板」專利圖解。

據南韓媒體 ET News 在 2016 年 3 月報導,蘋果以掌握 LTPO 技術為基礎,將與 LG 和三星顯示器部分開發出新的氧化物技術,以提高中小尺寸 OLED 面板的性能。而在當時,韓媒猜測,蘋果將會在 iPhone 8 用上 OLED 螢幕。

今天我們回過頭來看,蘋果的確在與 iPhone 8 同期推出的 iPhone X 中用上 OLED 面板。

▲ 左為傳統 RGB 排列,右為 Pentile 排列。

但值得注意的是,儘管 iPhone X 有著 2,436×1,125 的解析度和 458 的 ppi 值,但由於其面板所採用的是 RGB Pentile 排列,其子像素點數量比傳統 RGB 排列的面板少。

因此,即便 iPhone X 的螢幕有著 458ppi 值,這也僅只有 LCD 螢幕的 305ppi 而已,比 326ppi 的 iPhone 8 還要更低一些。

所以,若蘋果需要在未來的 iPhone 上使用更大的 OLED 螢幕、且保證顯示品質和面板功耗,那麼最佳化面板的驅動方案便是升級的首項。這就不難看出 LTPO 對蘋果未來產品的重要性了。

它比 LTPS 更省電

此外,Hsieh 在報告中也列舉出了蘋果在專利文件中描述 LTPO 的結構,並將其與目前主流的 LTPS TFT 兩者進行比較。

在報告中 Hsieh 表示,對比 LTPS,LTPO 所用的氧化物薄膜電晶體的電子遷移率更高(面板與背板的傳輸反應更快),同時也更為穩定,且便於往更高的解析度和刷新率發展。而在功耗對比方面,LTPO 也比 LTPS 明顯更低。

在採用新面板技術後,手機的功耗能整體下降 5%~15%。──Hsieh 在報告中說道。我們按照 2,000mAh 的電池來算,5% 約等於 100mAh 的電量,這數字看上去雖然不大,但放在手機整體續航來說,這就等同於多了 1 小時的待機電量。

(Source:IHS

至於蘋果為何會積極參與顯示面板方向的研發,Hsieh 認為,蘋果這樣做的原因主要有二:

  • 緊密參與 OLED 面板方面的研發,有助蘋果未來在面板零件方面的技術研究。
  • 將主導 OLED 市場的三星、LG 進行供應鏈整理,將面板技術從被動轉為主導,成為技術供應方,不被供應鏈「牽著鼻子走」。並促進供應商之間的競爭,形成更強大的市場競爭力。

不過 Hsieh 在報告的結論裡認為,目前 LTPO 仍處於研發階段,蘋果未來要面對的問題產能和技術的穩定性。

因此鑑於綜合因素考慮,蘋果在短期內並不會將 LTPO 技術大量應用在 iPhone 產品線上,而是會像當年 OLED 被率先應用在 Apple Watch 產品線的節奏一樣,LTPO 技術更有可能會先在蘋果的手錶產品上應用,透過市場去驗證技術,之後才會將新技術應用在手機產品線上。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:pixabay

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