LTPO可提高可折叠OLED的性能

    要点

    更大的屏幕和高帧率的存在，增加了智能手机的电池消耗。因此，显示面板必须大幅降低功耗。

    可折叠显示用于显示更多的内容，所以采用LTPO TFT可以使其有更低的功耗性能。

    与LTPS相比，制造LTPO TFT需要更多的TFT光罩步骤，因此OLED供应商会降低传统LTPS TFT的产能，转为LTPO。

    可折叠显示器市场有望很快随着LTPO TFT的发展而发展，但供应商会遇到技术壁垒。

    智能手机显示屏越来越大，内容越来越多

    智能手机显示屏从一开始就一直在增加尺寸，因为用户希望在更大的屏幕上查看和消费内容产品。最近，由于分辨率提高而使内容变得更大，比如电影和游戏，所以要求显示器有更快的帧率来支持这些内容。因此，现在智能手机显示屏由于屏幕更大、帧率更高而消耗更多的电量。

    三星的Galaxy S系列增加了其屏幕尺寸和电池容量，如下图1所示。Galaxy S20在Galaxy S10 3400mAh基础上增加了600mAh，即使屏幕尺寸只增加了0.1英寸。显著的电池容量变化是由于帧率增加，Galaxy S20首次采用了LTPS OLED的120Hz帧率。

    图1：三星Galaxy S系列屏幕尺寸和电池容量的变化趋势 

    Galaxy S20的120Hz帧率并不是一直运行的，在特定的条件下，例如使用WQHD、电池剩余电量不足5%、温度高于42℃或使用摄像头时，都不能使用120Hz帧率。因此，如果LTPS OLED采用始终运行的120Hz帧率，电池容量可能会大幅增加。如果是这样的话，那么智能手机显示屏应该需要大幅降低功耗。从LTPS TFT演变而来的LTPO TFT是OLED显示器可以用来降低功耗的解决方案之一。

    LTPO TFT提高了可折叠OLED的性能

    2019年，三星推出了Galaxy Fold，采用7.3英寸可折叠OLED（LTPS），电池容量为4235mAh，显示屏可支持60Hz帧率。Galaxy Fold的概念是将智能手机和平板电脑合二为一。然而，随着显示面积的扩大，OLED的功耗大大增加。这意味着，可折叠显示屏的功耗不应该太高，因为其设计空间有限，也因此它们无法大幅增加电池容量。

    不过，如上所述，最近120Hz高帧率越来越流行。三星的Galaxy Fold也存在一个问题，即可折叠显示屏在滑动时，屏幕上会出现画面撕裂的情况，如下图2所示。

    图2：Galaxy Fold的60Hz帧率运行时网页滚动出现的画面撕裂现象 

    页面滚动造成的画面撕裂的原因之一可能是由于帧率不足从而无法跟上内容变化的速度。因此，更高的帧率是解决这一问题的方法。但由于LTPS TFT的功耗较高，三星无法在Galaxy Fold上采用120Hz的帧率。

    随后，在2020年，三星又推出了Galaxy Z Fold 2，搭载7.6英寸可折叠OLED，采用混合氧化物和多晶硅(HOP)TFT，电池容量为4500mAh，可支持自适应帧率控制。自适应帧率控制是指根据内容的不同，可以将帧率从60Hz调整到1Hz或120Hz的功能。

    三星显示成功开发了自己的LTPO TFT设计，与苹果的专利不同。

    例如，在正常状态下（如查看图片时），帧率工作在60Hz。但是，当屏幕处于常亮模式（Always-on）时（例如，当只显示黑色背景的时钟时），帧率将被调整为1Hz；当屏幕处于快速切换模式时（例如，当滑动浏览网站时），帧率将被调整为120Hz。

    根据Omdia之前的文章中所述，LTPO TFT可以在比LTPS更低的帧率下大大降低功耗。因此，即使设备的电池容量没有明显增加，可折叠OLED显示屏也可以在高帧率下运行。

    图3：Galaxy Fold（60Hz帧率）和Galaxy Z Fold 2（120Hz帧率）的对比 ─ 滑动通知栏

    部分LTPS TFT产能将转换为LTPO TFT

    LTPO TFT需要比LTPS TFT多至少两到三个光掩膜步骤，以形成氧化物半导体层和其他相关层，LTPO TFT工艺还需要额外的设备来沉积氧化物半导体。这意味着LTPO TFT的投资将比LTPS TFT涉及更多的费用和空间，而且Tack time也将大大延长。就目前柔性OLED晶圆厂产能过剩、利用率低的情况而言，额外的投资对产业并无帮助。因此，有多家面板厂正考虑将LTPS TFT产能转为LTPO TFT，但这要看LTPO的需求量有多大。

    以三星显示为例，该公司计划在2022年前将其大部分Gen 6 A3柔性OLED产能从LTPS TFT转换为LTPO TFT。这是因为Apple要求三星显示提供LTPO TFT的柔性OLED。三星显示拥有大量LTPS TFT的柔性OLED产能；2019年其产能占比达到66.9%。然而，许多中国面板厂商一直在积极提高其份额，因此LTPO TFT的柔性OLED很快将成为三星显示的新战场。

    图4：各背板柔性OLED产能占比预测 

    各TFT背板的可折叠OLED市场预测

    Omdia预计2027年可折叠显示面板将达到7360万片。

    2027年，可折叠OLED中LTPO TFT背板的出货量预计将达到4160万片，占据56.5%的份额。这是因为LTPO TFT比LTPS功耗更低，但由于投资费用的原因，可能只有少数几家面板供应商能主导产能。

    图5：各TFT背板的可折叠OLED单位需求预测