1. Co to jest LTPO

W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że LTPO to stosunkowo nowa technologia paneli ekranowych, która pozwala na większą wydajność baterii dzięki dynamicznym częstotliwościom odświeżania. Tak naprawdę jest to modyfikacja ekranu OLED, w której zamiast krzemu polikrystalicznego (LTPS) zastosowano niskotemperaturowy tlenek polikrystaliczny (LTPO).

Apple Watch z dynamiczną częstotliwością odświeżania.

Tego typu wyświetlacze firma Apple po raz pierwszy przetestowała w 2018 roku, kiedy waliła głową o mur, próbując rozwiązać problem stale rozładowującej się baterii w Apple Watchu. Od tego czasu zalety LTPO wzbudziły zainteresowanie innych producentów smartfonów i innego sprzętu kompaktowego, gdzie ekran zwykle zużywa najwięcej energii.

Popularne smartwatche z wyświetlaczem OLED

2. Częstotliwość odświeżania i oszczędzanie baterii

Oszczędzanie energii jest jednym z kluczowych zadań urządzeń mobilnych, ponieważ od tego bezpośrednio zależy czas działania gadżetu bez ładowania. I to właśnie wyświetlacz jest jednym z głównych odbiorców energii. Zastosowanie akumulatorów litowo-jonowych o dużej pojemności pomogło częściowo rozwiązać problem ciągłego ładowania, umożliwiając korzystanie z przeciętnego smartfona przez kilka dni. Jednak wraz z pojawieniem się wyświetlaczy o zwiększonych częstotliwościach odświeżania 90 Hz, 120 Hz problem częściowo powrócił.

Większość flagowych smartfonów ostatnich lat obsługuje częstotliwość odświeżania 120 Hz.

Dla przypomnienia, częstotliwość odświeżania wyświetlacza wskazuje, ile razy ekran jest odświeżany na sekundę i jest mierzona w hercach (Hz). Przez długi czas częstotliwość 60 Hz była uważana za standard dla ekranów mobilnych. Przy tej częstotliwości odświeżania ekran jest odświeżany 60 razy na sekundę, co jest optymalne w przypadku większości zadań, które nie wymagają bardzo płynnej animacji.

Wraz ze wzrostem popularności wideo i gier (takich jak gry sportowe na żywo i gry akcji) producenci zaczęli oferować wyświetlacze o częstotliwościach odświeżania 90 Hz, 120 Hz i wyższych. Zwiększenie częstotliwości odświeżania sprawia, że animacje są płynniejsze i bardziej responsywne, ale wymaga większej mocy obliczeniowej i zwiększa pobór mocy wyświetlacza, co z kolei skraca czas pracy na baterii urządzenia.

Właściwie w tym miejscu z pomocą przychodzi technologia LTPO, która pozwala adaptacyjnie zmieniać częstotliwość odświeżania w zależności od treści na ekranie, zmniejszając ją, gdy wysoka częstotliwość nie jest potrzebna.

Popularne smartfony z wyświetlaczem LTPO

3. Zasada działania ekranu LTPO

Aby zrozumieć zasadę działania LTPO, warto cofnąć się kilka lat temu, kiedy na rynku sprzętu mobilnego, domowego i komputerowego zaczęły pojawiać się ekrany OLED. Typowy panel OLED w smartfonie składa się z kilku warstw: warstwy emiterowej z diodami OLED emitującymi światło, warstw przewodzących przepuszczających prąd elektryczny oraz warstw ochronnych chroniących przed wpływami zewnętrznymi. W przeciwieństwie do innych typów ekranów, każdy piksel w OLED jest sterowany niezależnie, co pozwala na zmianę koloru i jasności na poziomie makro, a gdy „niepotrzebne” piksele zostaną wyłączone, czerń wydaje się naprawdę czarna, a nie ciemnoszara.

Podstawowy schemat ekranu OLED.

Większość wyświetlaczy OLED wykorzystuje niskotemperaturowy krzem polikrystaliczny (LTPS) w tranzystorach sterujących poszczególnymi pikselami. Ogólnie rzecz biorąc, LTPS zapewnia wysokie prędkości przełączania i niezwykle precyzyjną kontrolę pikseli, zapewniając niespotykanie wyraźne, jasne i bogate obrazy. Drugą stroną medalu jest zużycie energii. Według różnych szacunków ekran OLED może zużywać o 20–50% więcej energii w porównaniu do ekranów IPS (w zależności od ustawień jasności, częstotliwości odświeżania i zawartości ekranu).

Tutaj na ratunek przychodzi LTPO (Low-Temperature Polycrystalline Oxide). Tak naprawdę jest to modyfikacja OLED-a, w której zamiast krzemu zastosowano tlenek polikrystaliczny. Główna różnica w stosunku do LTPS polega na tym, że LTPO umożliwia dynamiczną zmianę częstotliwości odświeżania wyświetlacza w zależności od treści. Oznacza to, że częstotliwość odświeżania może spaść do 1 Hz w przypadku obrazów statycznych, oszczędzając znaczną energię, i wzrosnąć do 120 Hz w przypadku treści dynamicznych, zapewniając płynność obrazu. Takie podejście poprawia efektywność energetyczną i wydłuża czas pracy na baterii, zachowując jednocześnie wszystkie zalety technologii OLED, w tym głęboką czerń i doskonały kontrast.

4. Co jest lepsze – LTPO czy OLED?

W tym momencie część użytkowników może się zastanawiać, co jest lepsze – OLED czy LTPO? Jak można było się domyślić z poprzedniego akapitu, takie sformułowanie pytania nie jest całkowicie poprawne. LTPO nie jest odrębnym typem wyświetlaczy, ale raczej podtypem OLED, który często jest tak nazywany: LTPO OLED. Główną różnicą między obiema technologiami są cienkowarstwowe tranzystory półprzewodnikowe, które kontrolują indywidualną pracę pikseli. Pod względem jasności, kontrastu, oddawania barw i głębi czerni są praktycznie identyczne. Warto też dodać, że Samsung Super AMOLED to nieco zmodyfikowana wersja wyświetlacza OLED, która może obsługiwać także adaptacyjne częstotliwości odświeżania.

I tutaj dochodzimy do sedna sprawy. W ostatnich latach smartwatche, a następnie smartfony zaczęto wyposażać w ekrany o zwiększonej częstotliwości odświeżania. Wskaźnik ten jest mierzony w hercach i określa, ile razy na sekundę obraz na wyświetlaczu jest aktualizowany. Wcześniej standardem było 60 Hz, teraz modne są ekrany 90 Hz i 120 Hz, na których dynamiczny obraz wygląda płynniej i przyjemniej. Jednak ciągłe używanie wysokich częstotliwości odświeżania może wyczerpać baterię. Tutaj na ratunek przychodzi LTPO.

Niskotemperaturowy tlenek polikrystaliczny umożliwia dynamiczną zmianę częstotliwości odświeżania ekranów w zakresie od 1 do 120 Hz w zależności od zawartości ekranu. Osiąga się to dzięki temu, że LTPO zarządza częstotliwością odświeżania adaptacyjnie, dostosowując się do bieżących zadań i rodzaju wyświetlanych treści. Co więcej, ekran nie musi przestrzegać ogólnie przyjętych wartości, takich jak 60 lub 90 Hz, w razie potrzeby przełącza się na 15, 24, 99 itp. Hz

OPPO Watch 3 Pro był jednym z pierwszych smartwatchy z Androidem obsługującym dynamiczną częstotliwość odświeżania.

Oto jak to wygląda w praktyce:

  • Statyczne obrazy i tekst. Ponieważ do wyświetlania treści statycznych (książek, tekstu, interfejsu) nie jest wymagana wysoka częstotliwość odświeżania, wyświetlacz LTPO może zmniejszyć częstotliwość odświeżania do kilku herców, minimalizując zużycie energii.
  • Oglądanie filmów. Podczas oglądania wideo, zwłaszcza przy 24 kl./s (co jest standardem w przypadku większości filmów), ekran może automatycznie przełączyć się na częstotliwość odświeżania bliską 24 Hz. Zapewnia to synchronizację z częstotliwością klatek wideo, co sprawia, że odtwarzanie jest płynniejsze i zapobiega rozrywaniu się obrazu lub artefaktom.
  • Transmisje sportowe. Aby uchwycić szybki ruch i szczegóły podczas transmisji sportowych, zwykle stosuje się liczbę klatek na sekundę wynoszącą 50 lub 60 kl./s.
  • Gry. W grach, w których liczba klatek na sekundę może osiągnąć 60 kl./s lub więcej, adaptacyjny system zwiększa częstotliwość odświeżania ekranu do odpowiedniego poziomu, na przykład 90 Hz lub 120 Hz. Robi to jednak tylko wtedy, gdy sprzęt smartfona jest w stanie zapewnić w grze częstotliwość klatek większą niż 60 Hz, w przeciwnym razie ładunek baterii będzie marnowany.

Takie podejście pozwala ekranom LTPO skutecznie zarządzać zużyciem energii i zachowywać optymalną jakość wyświetlania, dostosowując się do konkretnych zadań i warunków użytkowania.

Popularne smartfony z wyświetlaczem OLED

5. Urządzenia wykorzystujące ekrany LTPO OLED

Po raz pierwszy o ekranach z adaptacyjną częstotliwością odświeżania zaczęto mówić w 2018 roku po prezentacji inteligentnego zegarka Apple Watch Series 4. Następnie technologię tę zastosowano w Apple Watch Series 5 i Series 6, a także w smartfonach od głównych azjatyckich marek, na czele z Samsungiem, Xiaomi, OnePlus i OPPO. Oto tylko kilka przykładów gadżetów z podobnymi ekranami.

  • Apple Watch 5 był jednym z pierwszych urządzeń mobilnych wyposażonych w wyświetlacze LTPO, co znacząco poprawia efektywność energetyczną i wydłuża czas pracy baterii, zwłaszcza przy aktywnym wykorzystaniu wbudowanych czujników i modułów komunikacji bezprzewodowej.
  • Apple iPhone 13 Pro Max był pierwszym smartfonem Apple, w którym zastosowano wyświetlacz LTPO OLED z adaptacyjną częstotliwością odświeżania.
  • Google Pixel 7 Pro to jeden z pierwszych flagowców firm innych niż Apple, w którym zastosowano technologię LTPO OLED. Oprócz potężnego sprzętu i najwyższej klasy aparatu, smartfon wyróżniał się 6,9-calowym wyświetlaczem o rozdzielczości 3120x1440 pikseli.
  • Xiaomi 12 Pro to pierwszy smartfon firmy z LTPO. Jego 6,73-calowy ekran obsługuje częstotliwość odświeżania do 120 Hz, zapewniając płynny obraz i lepsze wrażenia użytkownika.
  • Samsung Galaxy S22 Ultra wykorzystuje wyświetlacze obsługujące technologię LTPO 2.0, która pozwala na redukcję częstotliwości do 1 Hz, co jest niezwykle wygodne ze względu na oszczędność energii podczas korzystania z funkcji Always On. Jednocześnie oficjalna nazwa ekranu to „Dynamic AMOLED 2X”, aby podkreślić unikalne cechy jego wyświetlaczy.
  • Inni producenci, jak Realme, również używają podobnych oznaczeń, przykładowo wyświetlacz w najnowszym Realme GT 2 Pro oznaczony jest jako AMOLED LTPO2.

6. Podsumowanie

Plotka głosi, że pierwsze modele iPadów z ekranami LTPO OLED ukażą się w 2027 roku.

Podsumowując, LTPO to obiecująca technologia, która zapewnia znaczne korzyści w zakresie efektywności energetycznej i dynamicznej częstotliwości odświeżania wyświetlacza. Chociaż technologia ta jest obecnie stosowana głównie w urządzeniach premium ze względu na jej wysoki koszt, wyraźny jest jej potencjał do szerszego zastosowania. Jeśli będzie się nadal rozwijać, a ceny podzespołów spadną, prawdopodobnie w przyszłości zobaczymy tę technologię w większych urządzeniach mobilnych, takich jak tablety i ultrabooki.