AMOLED高刷新频率与可变刷新频率的技术市场前景浅析

    今年在智能手机显示屏上最炙手可热的技术潮流就是高刷新频率，从最开始的90Hz，逐渐演进到120甚至144Hz。而自2019年以来，AMOLED手机屏幕已经占据超过智能手机屏幕的30%，并且主要为各手机品牌的高端、旗舰产品，因此AMOLED的高刷新频率技术也备受关注。

    众所周知，提高刷新频率虽然对于使用体验有所改善，同时也增加了屏幕以及整机的功耗。而根据功耗的来源，功耗主要分为三部分：

    其一是发光功耗，也就是转化为人眼可见的光能的电能。不同于LCD技术，OLED屏的光源是屏幕本身上数以百万计的OLED发光元件。而所谓的刷新频率是屏幕画面每秒刷新的次数，一般刷新频率的变化不会影响OLED发光元件的功耗状态，而这部分功耗占据了当前AMOLED功耗的绝大部分。所以无论显示器以多少帧每秒的速度刷新画面，功耗的主要部分都不会发生明显的变化。不过还是有一些特殊情况，例如某些产品为了减少画面在刷新过程中由于逐行扫描所带来的画面变形和边缘模糊，在两帧连续的画面之间插入一帧全黑的画面，那么为了补偿黑画面造成的亮度损失，OLED发光元件就需要以更大的亮度发光，AMOLED屏幕的整体发光功耗就可能会增加。但可以说总功耗的70%并不会受帧率变化的影响。

    其二是转换功耗，就是在DDIC输出的信息传递到每个OLED发光元件的过程所产生的电能损失。而这个过程每发生一次就要产生一次功耗，即便是一个发光元件在连续几帧画面中都显示同样的内容，也因为每帧画面发光元件都要进行重置操作而产生功耗，并不会省略。转换功耗的产生，不仅与刷新频率有关，另一个重要的瓶颈就是AMOLED驱动电路中的电阻。而由于电能在通过电阻后转变成了热，对于手机品牌厂商来说，其提高了整机散热性能设计的难度和成本，影响了用户体验；而对于面板厂来说，要解决这个问题则需要在制造过程中引入更低电阻的金属，这不仅对应着巨大的技术风险，也会产生大量的设备成本。在短期来看由于高刷新频率的规格还没高到需要进行如此规模的技术革新，所以面板厂商尚未有相关动作。但从长期来看，当对相关的技术需求，例如高亮度、高亮度均一性等，叠加到一定高度后，低电阻金属制程有可能会是一个重要的技术发展方向。

    其三则是DDIC本身逻辑运算所需的功耗。这主要受图像数据量的影响，因此也与帧速率有关。

    综上所述，整体来说根据Omdia的估算模型，功耗的变化主要集中在转换功耗和IC功耗上。当AMOLED显示器以120 Hz运行时，比在60Hz下功耗增加约30%，而如果从整机角度考虑，需要支持高帧率所增加的运算处理量也大幅度增加，整机功耗水涨船高。因此可以看出当前各大品牌对于高刷新频率普遍采取用户可选的方式进行，并不会全局开启，甚至在三星系列手机上开启高帧率会同时降低显示的分辨率，这也是为了减少高帧率下画面渲染和传输的压力。

    不过因为消费者并不需要始终保持较高的帧速率，有时甚至是非常低的帧速率也可以满足用户的需求。所以，在苹果手表中使用的LTPO技术引起了广泛的注意。因为氧化物半导体的特质，虽然增加面板的制造成本，但引入到像素驱动电路中后可以实现刷新频率的向下可调，在较低刷新频率的情况下，屏幕的转换功耗和DDIC功耗减小，从而达到省电的目的。

    总的来说，智能手机屏幕技术的推进对于性能、颜值的追逐依然是不变的主题，但是主导发展方向还是会落在功耗方面。短时间内，由于高帧率被定位为一个可随时开启关闭的功能，作为新兴的卖点，势必在智能手机，特别是高端、旗舰手机上有绝对的渗透力。但从长远来看，产业链上下游最终并不会在整体性能和功耗上做出太多让步，进一步追求更高的帧率或者变为默认规格的可能性不大，反而是可变刷新频率的市场前景更为可期。来源Omdia