发布时间:2025-10-20 来源:Display Insight
据最新消息,iPhone 18 预计将采用名为 LTPO + 的新型 OLED 背板技术。若说现有 LTPO 是仅在开关 TFT(薄膜晶体管)中使用氧化物半导体的混合结构,那么新的 LTPO + 技术,其核心则是将开关 TFT 与驱动 TFT 全部转换为氧化物 TFT。分析认为,这是苹果为提升下一代 OLED 面板功率效率,并改善长时间使用时的亮度均匀性及图像残留问题而采取的战略。
(图示标注:VDDEL、Tcml EM (n+1)、SCANt (e)、Nodel (IGZO)、SCAN2 (a) (ICZO)、Node3、Cs1 Tdata、EM (n)、Tini、VSSEL Vini Data)LTPO + 补偿电路专利(来源:苹果)
传统基于 LTPS(低温多晶硅)的驱动TFT,虽因载流子迁移率高而有利于高亮度驱动,但受晶粒边界影响,陷阱较多,滞后现象明显,电流特性不稳定,长时间使用易出现灰度误差或亮度不均。相反,氧化物 TFT 滞后现象小,电流特性稳定,即便在相同栅极电压条件下也能维持恒定电流。其结果是,像素间电流偏差减小,亮度均匀性和色彩稳定性得到提升,同时残留电荷积累受到抑制,图像残留现象也有所减少。
尽管具备这些优势,但要将氧化物应用于驱动 TFT,仍有诸多技术难题亟待解决。由于氧化物半导体的载流子迁移率低于 LTPS,难以确保充足的驱动电流,在高亮度、高刷新率驱动场景下,电流响应速度可能会下降。此外,必须确保其在长时间偏压及热应力环境下的稳定性 —— 因为驱动 TFT 长时间工作时,可能会因电子陷阱积累导致电流减小或出现细微的色彩变化。
另一方面,即便在 LTPO + 结构中,部分电路元件仍采用 LTPS 构成。由于这些 LTPS 无需达到驱动 TFT 那样的高性能等级,因此确保成本效益优异的低成本 LTPS 制造技术也至关重要。与高品质驱动用 LTPS 不同,周边电路或传感元件用 LTPS 更优先考虑良率、均匀性及低成本工艺,而非高迁移率。这类工艺简化及成本降低技术,将提升 LTPO + 大规模量产的竞争力。
也就是说,LTPO + 是一种在氧化物与 LTPS 两种工艺平衡基础上实现的结构,其中一方的核心课题是高性能化(氧化物),另一方则是低成本化(LTPS)。
从这一角度来看,氧化物驱动 TFT 的核心课题可归纳为以下四点:第一,确保偏压及热应力可靠性 —— 抑制长时间驱动过程中的电老化,最大限度减少阈值电压漂移(ΔVth)的技术。第二,整合补偿电路 —— 通过在电路层面校正氧化物元件的特性波动,确保驱动稳定性的设计。第三,确保大面积均匀性 —— 通过降低基板整体的电流偏差,维持亮度均匀性的技术。第四,适度控制亚阈值摆幅(SS)—— 若 SS 过低,会对阈值电压偏差及时间变化(ΔVth)过于敏感,可能导致电流离散度增大,因此需结合电力效率与驱动稳定性的平衡,实现SS 优化。
归根结底,LTPO + 的成功不仅取决于氧化物驱动 TFT 的性能完善程度,还依赖于辅助 LTPS 工艺的成本竞争力。只有当载流子迁移率、可靠性、均匀性以及制造成本均达到目标水平时,苹果才会在 iPhone 18 上正式采用 LTPO + 技术。业界预测,围绕氧化物 TFT 性能提升及低成本 LTPS 工艺开发,现有 iPhone 面板供应商之间的技术竞争将全面展开,LTPO + 有望成为下一代移动 OLED 市场中面板技术实力的新分水岭。