Что такое LTPO дисплей, чем отличается от других, в чем преимущества

Для невзыскательного пользователя смартфонов и других мобильных устройств существует только два вида матриц экранов: IPS и AMOLED. Первая - отстой «плохая», «дешевая», вторая – «хорошая».

Разумеется, такое видение весьма примитивно, хоть и несколько упрощает жизнь. А для тех, кто немного разбирается в сути вопроса, как говорится, есть нюансы.


Дело в том, что любая матрица дисплея состоит из двух основных элементов: источника света и управляющего слоя. Отличие двух вышеназванных типов именно к первому и относится.

Однако от структуры управляющего слоя тоже зависит очень и очень многое в работе экрана. Поэтому разработчики из года в год совершенствуют технологии его изготовления.

Одной из последних разработок на эту тему являются LTPO матрицы, о которых и пойдет речь сегодня.

Немного истории

Одной из первых разновидностей управляющего слоя в экранах для мобильных устройств была TFT. В ней транзисторы создавались на основе аморфного кремния, из-за чего подвижность электронов была не слишком высокой.

Тем не менее, пока не появились более совершенные технологии, TFT использовалась во всех типах матиц: TN+film, IPS и ранних OLED.

Кроме низкой подвижности электронов, были и другие недостатки, такие, как высокое энергопотребление и большая площадь, занимаемая транзисторами.


В конце нулевых японская Sharp создала новую технологию под названием IGZO, которая вместо аморфного кремния использовала комплекс, состоящий из оксидов индия, галлия и цинка (откуда и аббревиатура).

На первый взгляд она выглядела очень перспективной, и даже Apple задумывалась об использовании экранов, созданных на ее основе, в своих устройствах.

Однако по ряду причин, в том числе и не технического характера, распространения IGZO дисплеи не поучили. Было выпущено всего несколько моделей смартфонов на их основе, после чего они были надолго забыты, уступив место LTPS.

Экраны на основе LTPS

Одной из причин использования аморфного кремния была невозможность получить его поликристаллическую форму из-за необходимости использования для этого высоких температур, разрушавших матрицу.

Однако разработчики нашли решение, использовав эксимерный лазер, благодаря которому нагрев стеклянной подложки не превышал 300-400 градусов.

И с этого момента началось триумфальное шествие Low Temperature Poly Silicon – низкотемпературного поликристаллического кремния.

На основе LTPS до недавнего времени изготавливали практически все AMOLED дисплеи и большую часть IPS.


Подвижность электронов в матрицах данного типа в 400 раз выше, чем в решениях на основе аморфного кремния, что дало серьезный прирост эффективной площади.

Мало того – появилась возможность формирования на матрице не только отдельных транзисторов, но полноценных интегральных схем.

Переоценить важность данного прорыва трудно: ведь мало того, что сократилось количество контактов, разом повысив надежность дисплея, так еще и стало возможным менять частоту обновления дисплея, пусть и дискретно. Кроме базовых 60 Гц появились 90-герцовые экраны, а затем – и 120-герцовые.

LTPO и HPO

Возможность динамического изменения частоты выглядела очень заманчивой. И крупные компании начали разработки матриц, которые способны были бы делать это.

Решение нашлось в добавлении к основному транзистору из поликристаллического кремния дополнительного, на оксидной основе. Таким образом, получилось концептуальное соединение LTPS и IGZO.

Первой готовую технологию, получившую название LTPO (Low-Temperature Polycrystalline Oxide) предложила Apple. Дебют ее состоялся в смарт-часах Apple Watch Series 4 в 2018 году, однако каких-то реальных функций, связанных с новинкой, модель не имела.


Только в появившихся годом позже Apple Watch Series 5 была добавлена возможность динамического изменения частоты экрана от 60 до 1 Гц, что самым благотворным образом повлияло на энергопотребление.

Samsung не отставала и в 2020 году представила технологию под своим собственным названием – HOP (Hybrid Oxyde Polycrystalline). Впервые она появилась в экранах последней серии линейки Galaxy Note 20.

Основные преимущества новых матриц

Можно назвать три наиболее важных достоинства LTPO дисплеев:

• Снижение скорости утечки. Благодаря этому уровень шума уменьшается, что повышает точность использования экранов.
  
• Уменьшение величины тока, необходимого для включения транзистора. Это дает выигрыш в энергопотреблении в 10-15% по сравнению с матрицами других типов.
  
• Возможность динамического изменения частоты обновления дисплея без использования усиливающих контроллеров.
  

Основным недостатком технологии, как это часто бывает, стала ее дороговизна, но со временем стоимость LTPO матриц существенно снизилась.

В заключение

В настоящее время модели смартфонов с экранами на основе LTPO или HOP имеются у большинства популярных брендов. Apple, Xiaomi, Google, Samsung, OnePlus используют данную технологию в своих флагманских линейках, и со временем число производителей будет только расти.

LTPO OLED экраны, помимо священной возможности уменьшить потребление энергии, позволяют динамически управлять частотой обновления, что, по сути своей, тоже является возможностью увеличить автономность устройства, снижая ее при выполнении задач, для которые не требуется ее высокое значение.

В то же время пока что матрицы данного типа остаются эксклюзивом для премиум-класса из-за своей дороговизны. Возможно, ситуация изменится, но явно не в ближайшее время.