LTPO的AB面：为何“更省电”的屏幕，有时反而“更伤眼”？

显示领域的技术进步，本质上来说就是半导体器件的进步。

不同于芯片领域的最大12寸晶圆的单晶硅器件，显示领域需要非常大的基板做切割，比如 8.6 代线大小为 2290mm×2620mm‌，面积是12寸晶圆的82.3倍。所以可以把成本做到非常低，但因为面积较大问题也被限制了无法使用优秀的单晶硅。

当前显示领域有4类半导体技术：非晶硅（α-si）、氧化物（IGZO）、低温多晶硅（LTPS）、LTPO（LTPS+IGZO的组合技术）。（高温多晶硅HTPO不在这里讨论，玻璃基板需要更耐高温的石英玻璃，成本较高，当前普及受限）

• 非晶硅：用于低成本的 LCD 技术，可以覆盖到全尺寸。

• IGZO：用于全尺寸的 LCD 和中大尺寸 OLED。

• LTPS：用于高端中小尺寸 LCD、中小尺寸和部分大尺寸OLED

• LTPO：用于高端中小尺寸 OLED 产品，覆盖手表、手机、平板、笔记本。

LTPO 是最新显示的显示半导体技术（LTPO 的技术也有不同的命名，比如三星：HOP（Hybrid Oxide Polycrystalline）、天马：HTD（Hybrid TFT Display）。

由 LTPS 和 IGZO 两种器件组合而成，利用 LTPS 的高迁移率和 IGZO 的低漏电的优势，在成本方面，LTPO 面板较传统 LTPS 方案增加约 10%-15%。应用于高端 OLED 显示屏上，相较于传统的 LTPS 方案可降低 30%-50% 电量消耗，此技术主要应用于在 OLED 像素中，LTPS 负责高迁移率的功能模块，IGZO 则负责持续输出模块，IGZO 有更低的漏电流，可以保证像素在低频工作中有更好的显示效果。

这项技术第一次在量产中用在 Apple Watch Series 5 上，可以达到 18 小时的超长待机（Always on display=AOD 技术）。作为LTPO技术的早期实践者，苹果此后持续推动该技术在移动终端的迭代，从iPhone 13 Pro系列开始将LTPO引入手机产品线，而根据苹果官网信息，iPhone 17系列首次实现支持ProMotion技术的LTPO显示屏全系普及，彻底终结标准版与Pro系列的“刷新率代差”，无论是基础版还是其他版本，均搭载迄今最出色的6.3英寸超视网膜XDR显示屏，配备支持1Hz-120Hz自适应刷新率的ProMotion技术，官方描述其 “刷手机超丝滑，玩游戏更畅快”，同时正面采用超瓷晶面板2，抗刮划能力提升至3倍，让LTPO的流畅体验与耐用性实现双重落地。

另外，如果用LTPS背板最低做到30HZ，LTPO可以做到1HZ。

智能手表有个特点，需要一直显示时间内容，但这样耗电会很多，因此要采用做到1HZ（时钟信息每一秒变化一次），但LTPS技术漏电较大，会影响显示效果。IGZO器件的低漏电特性会弥补这一缺点，因此在像素2个关键的位置由IGZO TFT取代。

在2020年LTPO技术第一次带入了手机上（三星 Galaxy Note20 Ultra），在不同的使用场景中，根据显示内容调整动态频率1~120HZ（也就是内容帧率和显示刷新率的精确匹配），极大节省了功耗。

近几年该技术已经成为了高端手机、平板、笔记本的标配技术（在VR/AR领域也可以应用）。本质上来说，如果动态刷新率跳跃很大，画面会有不流畅的现象，因此被切割的份数越多，画面会更平滑的过渡。

苹果在iPhone 17上进一步优化了这一体验，其搭载的第三代3纳米制程A19芯片，不仅实现最高50%的中央处理器提速、2.1倍的5核图形处理器性能提升，更能精准驱动 ProMotion 技术，既让 1~120Hz 的刷新率切换更无感知，又能在强光环境下保持清晰显示。

LTPO 画质的问题：

当前 OLED 的主要调光方案分两种：PWM 调光和 DC 调光。LTPO 技术为了兼顾功耗与显示效果，通常采用混合调光的方案。

之前的 LTPO 在 1HZ 的低亮度下。采用的是低频 240 或 480HZ 的 PWM 调光，当切换频率时，亮度波动最高可达 50%。同时 PWM 和刷新率会有耦合效应，人眼观看会有闪屏的感觉。如果您是在很暗的环境下，瞳孔为了吸收更多的光线就会生理性的放大，此时对频闪的感知会更加强烈。

混合调光技术一般采用的低亮度用高频 PWM 调光，高亮度用DC调光。

也有采用纯高频 PWM（比如 3840），后者功耗更大，如果做不好LTPO的低功耗优势就有所打折，但确实更加护眼，因此技术的选择绝不是一蹴而就，而是折中选取。

LTPO 进化：

LTPO 从原有的像素 7T1C 技术优化至 8T1C 技术，8T 主要是提高稳定性，做偏压补偿。感官上会更加丝滑。在 1~120HZ 之间设置更多的频率挡位，从另一个维度上减少因频繁切换造成感知上的抖动感，保护了视力，同时功耗减少 10~15%。

在普及上：

LTPO已经应用于少量的高端平板和笔记本机型上，同时也正向低端手机机型逐渐普及。

未来的8.6代线LTPO技术在平板、笔记本这一类移动设备上会增加更多的使用比例。

LTPO的工艺难度大于LTPS和IGZO，从产能上来说，现有工厂制造能力并不是很过剩。

关于 LTPO 的几种未来的展望：

1、高迁移率IGZO技术彻底取代LTPS（当前科学上最高迁移率为50）。

2、不同显示区域对应不同刷新率。

3、大规模应用于任何可移动设备（低功耗优先级最高）。

4、通过接入AI算法在功耗、色彩、亮度、闪烁等多因素条件下找到完美平衡点。

5、搭配新材料与算法弥补LTPO技术带来的不足。

6、更宽驱动范围（0.5HZ~165HZ）做到人眼无感知切换。

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