LTPO 是什么，它对于 OLED 的意义又是什么？

这段时间 LTPO 又引起了小小的讨论，目前也有不少文章尝试解释 LTPO 是什么，但是逻辑没有那么通顺，也引入了不少不必要的概念，会让不了解的人看完之后更加一头雾水。

所以我也尝试用最简单的方法，试图解释一下理论层面 LTPO 到底是什么，算是抛砖引玉。

LTPO 为什么出现？都要从 LCD 和 OLED 需要完全不同的驱动方式讲起。

简单来讲，LCD 由于背光是完全独立的一层，所以它的发光和色彩是分得很清楚的，想要控制 LCD 的像素正常运转，我们只需要一个很简单的电路驱动。

如上图，Switching TFT 只有开/关两个状态，打开之后信号电压 Vdata 给 LC 充电，然后存储在 Cst, 至于发光，是由背光控制的，所以 LCD 上的像素亮度跟 TFT 阈值电压没有任何关系。

但 OLED 就完全不一样了，OLED 是一种主动发光的技术，发光材料在达到足够电压之后就能点亮，而亮度由电流决定，所以要想维持发光亮度，通电的电流必须非常稳定。

如果我们直接在 OLED 上沿用 LCD 的驱动电路，那么就会导致原本用来负责控制灰阶的电容被用于点亮 OLED，瞬间耗完电之后这个像素就黑了，这显然是无法接受的，所以这不是低功耗省电的事，而是根本没法用。

这也就是为什么 OLED 需要和 LCD 完全不一样的TFT：我们必须设计出一种驱动电路，既负责打开和关闭像素，也能很好地控制发光的强度，能在一帧内给 OLED 提供稳定的电流。

上边就是一个很最基础的 2T1C（两个 TFT 晶体管+一个电容）结构像素电路：

• Vdd 负责持续提供稳定的电流给 OLED；
• Vselect 负责控制 Switching TFT, 决定着像素的开关；
• 由于电容 C 的存在，Vdata 信号得以被储存，在 Switching TFT 关闭的时候保持 Driving TFT 导通，控制电流以期望的方式稳定点亮 OLED

当然，实际上我们手机用的 OLED 都要比这个复杂的多，还要加上补偿电路，还要加上 PWM 等等，但是这些都没必要在这说。

OLED 面板的功耗可以被分为两大类：

• 刷新功耗：与刷新率，电容，还有开关 TFT 电压差平方成正比
• 点亮功耗：与发光效率，驱动 TFT 电压成正比

你会发现无论是刷新功耗还是点亮功耗，都跟 TFT 有关系，而衡量 TFT 优劣的指标之中有两个指标非常重要，它们就是载流子迁移率 & 开关比。

• 载流子迁移率越高，驱动电压也就越低，所以能降低功耗
• 开关比越大，关闭状态的漏电就越小，也就能支撑像素点亮更久

搞清楚了这些前提，我们才终于能进入本文的正题 —— TFT。

目前主流的 TFT 技术：

• 非晶硅（a-Si）：

多年使用的成熟技术，但是由于迁移率较低，只有 0.3-1 cm²/V·S, 就需要占用很多空间，所以不适合高分辨率显示屏，但制造工艺相对简单，生产成本低，最常用于 LCD。

• 低温多晶硅（LTPS）：

低温多晶硅最大的优势就是超高迁移率，它可以做到 ＞100 cm²/V·S 的迁移率，所以能降低驱动电压，刷新率越高它相对于其他技术的省电效果就更明显，而且响应速度很快，因此只需要很小的空间，最适合用于高刷新率高 PPI 的屏幕。

• 铟镓锌氧化物 (IGZO)

LTPS 的迁移率性能非常不错，但是也很贵，如果想要做大尺寸的 LTPS, 那么成本上升得也会非常快，所以产业选择了 IZGO, 它的迁移率能达到 10-25 cm²/V·S, 不如 LTPS 但是远比比 a-Si 高。

更重要的是，它的开关比会比 LTPS 更大，也就意味着漏电更少，能保证低刷新率的稳定性，也可以搭配更小的电容，经常用于大尺寸的产品。

如果看不懂也没事，我换句人话说：

• Si 便宜，但是性能差只能用于 LCD
• LTPS 很贵，对于高刷新率很友好也能做更高 PPI，但是不适合低刷新率
• IZGO 不太贵，天生适合低刷新率

为什么是 LTPO TFT：

好了让我们再来回顾一下这个最基础的，只有 2T1C 的 OLED 电路，一共两个 TFT, 一个负责开关，一个负责驱动：

负责开关的 TFT 会在每一帧开启一次，在开启过程中数据电压 Vdata 给电容Cst 充电；当 Cst 两端电压大于负责驱动的 TFT 的阈值电压之后，驱动 TFT 导通 OLED 开始发光；Vselect 变为高电压 开关 TFT 关闭，此时完全依靠电容 Cst 的电压来继续维持驱动 TFT 输出稳定的电流，让 OLED 在一帧内保持稳定发光。

虽然上边很重要，但看不懂也不要紧，我们再换句人话说：

开关 TFT 大部分时间都关闭，所以需要较低的漏电，驱动 TFT 大部分时间都开启，所以需要更高的迁移率，那么我们怎么才能实现这样的效果呢？

恭喜你，找到了问题的答案 —— 混搭。

LTPS 有高迁移率没有低漏电，IGZO低漏电但是迁移率不够高，好家伙那我们把它组合一下不就好了：

• 让 LTPS 用于驱动，就能实现更小的驱动电流和更低的驱动电压
• 让 IGZO 负责开关，因为较小的漏电就能让像素保持更长时间开启，实现更低的刷新率

这就是理论层面 LTPO 的由来，可谓是取长补短，天作之合，它让 OLED 的可用刷新率范围变得非常广。

至于应用层面，厂商可以根据 LTPO 的特性做出很多好玩的东西，在这我们也就不多说了。