什么是LTPO技術(shù)——LTPS的再進(jìn)化,LTPO原理
作者:未知時間:2020-05-26 來源:南柯夢碎
北京時間05月26日消息,中國觸摸屏網(wǎng)訊,深度揭秘三星手機(jī)AMOLED屏將采用的全新LTPO技術(shù)。今年的Galaxy S20系列最高支持120Hz刷新率,但是它不支持2K+120Hz同時開啟,外媒猜測原因之一可能是功耗高。近日,據(jù)外媒報道,三星Galaxy Note 20系列或?qū)鉀Q這一問題,采用120Hz刷新率顯示屏。報道指出,三星Galaxy Note 20和Galaxy Note 20+將采用全新的LTPO技術(shù)。
什么是LTPO技術(shù)——LTPS的再進(jìn)化
從Apple Watch初代開始,直至第四代之前,蘋果表OLED面板均采用了常見的LTPS低溫多晶硅作為背基板材質(zhì)OLED面板。在OLED面板中,為了提高面板分辨率,常規(guī)的做法是增加TFT電子遷移率并將電容器變小,同時由于OLED每個像素具有多個晶體管,電容器尺寸必須更小。
電容器變小勢必會使得溝道電阻電信號延遲,最有效的做法便是通過LTPS提升電子遷移率,以達(dá)到省電的效果。但LTPS仍然有一個很大的問題,它難以應(yīng)用于大尺寸基板,并且LTPS對中小尺寸OLED面板高性能狀態(tài)未進(jìn)行優(yōu)化,也就是我們在手機(jī)、筆記本上已經(jīng)經(jīng)常提到的高刷新率屏幕都會在LTPS下,帶來更高的功耗。
這意味著如果蘋果希望在iPhone、iPad乃至MacBook上使用更省電,且刷新率更高的屏幕,必須找到一個合適的替代品。
為了提高分辨率,增加了TFT電子遷移率并使電容器變小,但又不能使得溝道電阻延遲了電信號的處理。通常每個像素具有一個晶體管,但OLED每個像素具有多個晶體管,因此電容器的尺寸不可避免地要更小。LTPS和氧化物的電子遷移率是傳統(tǒng)非晶硅的約100倍。而氧化物又比LTPS的電子遷移率更低。隨著電子遷移率和溝道遷移率的增加,如果加速電信號處理,則可以實現(xiàn)高分辨率。
由于氧化物需要類似于非晶硅的掩模工藝步驟,使得制造成本低。而LTPS的價格是氧化物和非晶硅的兩倍,這制造起來很昂貴。 但是,LTPS在商業(yè)市場中比氧化物更受歡迎。這是因為TFT均勻性優(yōu)異,技術(shù)完整性高。 鑒于這些特點,Apple似乎已經(jīng)獲得了LTPO技術(shù),該技術(shù)提高了將新氧化物技術(shù)應(yīng)用于OLED的性能。
正是因為這個,apple在第4代的Apple Watch Series4上開始采用LTPO背板技術(shù),據(jù)當(dāng)時apple當(dāng)時官網(wǎng)顯示此款手表采用了具有力度觸控功能的LTPO OLED視網(wǎng)膜顯示屏,當(dāng)時OLEDindustry單獨淺析過這個技術(shù)。也正是有了這項技術(shù),新一代的watch做到了屏幕在常顯下一樣具有長達(dá) 18 小時的電池續(xù)航
LTPO原理
LTPO 英文全稱為 Low Temperature Polycrystalline Oxide,中文名字叫低溫多晶氧化物。目前OLED小尺寸的主要兩大背板技術(shù)是LTPS和氧化物,而LTPO是一種新型背板技術(shù),它結(jié)合了這兩種技術(shù)的優(yōu)點,以低生產(chǎn)成本實現(xiàn)更高的電荷遷移率,穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。
本文來自:http://www.zc28898.cn/lcd/news/dynamic/2020/0526/57234.html

LTPO結(jié)構(gòu)圖(來源:LG Display)
那么它是如何結(jié)合的呢?它是將LTPS和氧化物設(shè)計放置在同一個像素中,LTPS用于驅(qū)動顯示器,氧化物用于開關(guān)。簡單的說就是在同一個像素中集成了 LTPS 和 Oxide 兩種 TFT 器件,Oxide 是底柵結(jié)構(gòu),LTPS 是頂柵結(jié)構(gòu)。這種新工藝結(jié)合了 LTPS TFT 工藝驅(qū)動能力強(qiáng)和 Oxde TFT 工藝漏電小功耗低的優(yōu)點。
從工藝專利文件來看,LTPO 需要在 LTPS 的基礎(chǔ)上,再建立一個氧化物層。這里面最主要的攻關(guān)之一是廠商需要確保在鋪設(shè)氧化物層的時候,不影響原本 LTPS 層間介質(zhì)中的晶體管特性。隨著蘋果開始量產(chǎn)具備 LTPO 的 OLED 屏幕,并將其付諸于智能腕表占有率第一的 Apple Watch 上,都證明了蘋果已經(jīng)將 LTPO 的量產(chǎn)向前推進(jìn)一大步。

來源:京東方科技集團(tuán)專利文件
但是,此次三星爆料將推出LTPO技術(shù)手機(jī),表示三星將LTPO再推進(jìn)一步。對于AMOLED一直以來都是三星都是龍頭,良率也是奇高。此次三星再次領(lǐng)先采用LTPO背板來驅(qū)動手機(jī),將會開啟手機(jī)2K+120Hz的新放向。
競爭技術(shù)剖析
目前被認(rèn)為應(yīng)用于OLED的基板技術(shù)主要包括LTPS、IGZO、硅基、LTPO

LTPS是目前最為成熟應(yīng)用于OLED的背板技術(shù),也是目前的OLED量產(chǎn)背板技術(shù)。目前主要的企業(yè)有三星、京東方、維信諾、天馬、和輝、華星、LGD、友達(dá)、JOLED、JDI、夏普。
而IGZO目前也是僅次于LTPS被推進(jìn)OLED的技術(shù),目前主要公司有夏普、華佳彩、柔宇。CEC涉足的也是IGZO,但是目前并未公開表示做AMOLED。
至于硅基OLED,實際上跟上面的背板技術(shù)不存在太大競爭關(guān)系,因為硅基OLED主要是應(yīng)用于高PPI的AR/VR近眼顯示,當(dāng)然成本價格也比這些玻璃基板的價格高太多。目前主要有Kopin,云南北方奧雷德光電科技、京東方,索尼,eMagin和MicroOLED、視涯科技、昆山維信諾、熙泰。
而LTPO和二硫化鉬目前只能說是理論上應(yīng)用于OLED,可以歸類于未來背板技術(shù)。
LTPO被認(rèn)為是未來技術(shù)主要是因為:一方面,現(xiàn)在的氧化物IGZO具有底柵結(jié)構(gòu),其在半導(dǎo)體膜下面形成柵電極。底柵通過在半導(dǎo)體膜下面形成柵電極,絕緣膜,溝道層,源極和漏極而形成TFT。由于掩模工藝數(shù)量少,很容易制造,但是由于每個陣列的結(jié)構(gòu)特性而產(chǎn)生寄生電容,導(dǎo)致較低的電流速率。

另一方面,LTPS具有頂柵結(jié)構(gòu),其柵電極位于最上位置,因此具有高電荷遷移率。寄生電容也大大減少。而LTPO使用氧化物材料形成LTPS TFT結(jié)構(gòu),從而增加電荷遷移率并減少工藝數(shù)量。它也可以應(yīng)用于大型面板。
二硫化鉬晶體管因為它不僅很容易彎曲,而且由于它們只有一個原子厚度,還能讓電子很快地貫穿,因此是透明的。正是因為既可以容易彎曲有透明,所以更完美適用于柔性O(shè)LED顯示器。而LTPS、非晶硅這些材料“相當(dāng)堅硬且易碎”,雖然可以被彎曲,但不能重復(fù)多次。
總結(jié)
最初,Apple的LTPO的目標(biāo)可不僅僅是Apple Watch 的OLED屏幕,而是它更大的野心的大屏幕,例如iPhone,例如iPad,甚至是MacBook。但是畢竟蘋果不是OLED面板廠家,按照最近爆料消息來看還是要晚于三星將LTPO用于手機(jī)上。
雖然說三星會在旗艦機(jī)上采用LTPO技術(shù),但是LTPO的批量生產(chǎn)很復(fù)雜,并且隨著工藝過程的復(fù)雜,成本負(fù)擔(dān)也會增加。除了確保技術(shù)外,具有競爭力的生產(chǎn)能力(例如產(chǎn)量和批量生產(chǎn)能力)者才有可能成為差異化的關(guān)鍵
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