1. Що таке LTPO

Якщо дуже спростити, LTPO – це відносно нова технологія виробництва екранних панелей, яка дає змогу їм ефективніше витрачати заряд акумулятора за рахунок динамічної частоти оновлення. За фактом це модифікація OLED-екрана, в якому замість полікристалічного кремнію (LTPS) використовується полікристалічний низькотемпературний оксид (LTPO).

Apple Watch із динамічною частотою оновлення.

Такі дисплеї вперше були протестовані Apple в 2018 році, коли компанія билася головою об стіну, намагаючись вирішити проблему постійно розрядженої батареї в Apple Watch. З того часу переваги LTPO зацікавили інших виробників смартфонів та іншої компактної техніки, у якої саме екран зазвичай найбільше витрачає заряд.

Популярний смартгодинник з OLED дисплеєм

2. Частота оновлення та економія батареї

Економія енергії - одне з ключових завдань для мобільних пристроїв, адже від цього залежить тривалість роботи гаджета без підзарядки. І саме дисплей є одним із основних споживачів енергії. Використання літій-іонних акумуляторів підвищеної ємності допомогло частково вирішити проблему постійного заряджання, дозволивши використовувати середньостатичний смартфон протягом декількох днів. Однак з появою дисплеїв з підвищеною частотою оновлення 90 Гц, 120 Гц проблема частково повернулася.

Більшість флагманських смартфонів останніх років підтримують частоту поновлення 120 Гц.

Нагадаємо, що частота оновлення дисплея вказує скільки разів екран оновлюється за секунду і вимірюється в герцах (Гц). Довгий час стандартом для мобільних екранів вважалася частота 60 Гц. При такій частоті оновлення екран перемальовується 60 разів на секунду, що було оптимально для більшості завдань, що не потребують високої анімації.

Зі збільшенням популярності відео та ігор, де зображення швидко змінюється (наприклад, спортивні трансляції та екшен-ігри), виробники почали пропонувати дисплеї з частотою оновлення 90 Гц, 120 Гц та вище. Підвищення частоти оновлення робить анімації більше плавними та чуйними, проте це потребує більшої обчислювальної потужності та збільшує енергоспоживання дисплея, що, у свою чергу, знижує час автономної роботи пристрою.

Власне тут і приходить на допомогу технологія LTPO, яка дає змогу адаптивно змінювати частоту оновлення залежно від вмісту на екрані, знижуючи її, коли висока частота не потрібна.

Популярні смартфони з LTPO-дисплеєм

3. Принципи роботи LTPO-екрана

Щоб розібратися з принципами роботи LTPO, варто повернутись на кілька років тому, коли на ринку мобільної, побутової та комп'ютерної техніки почали з'являтися OLED-екрани. Типова OLED-панель смартфона складається з декількох шарів: емітерний шар з органічними світлодіодами випромінюють світло, шари, що проводять, передають електричний струм, і захисні шари для захисту від зовнішніх впливів. На відмінність від інших типів екранів, кожен піксель в OLED управляється незалежно, дозволяючи змінювати колір і яскравість на макрорівні, а коли «непотрібні» пікселі відключаються і чорний колір виглядає по-справжньому чорним, а не темно-сірим.

Базова схема OLED-екрана.

Більшість дисплеїв OLED використовують низькотемпературний полікристалічний кремній (LTPS) для транзисторів, які відповідають за індивідуальну роботу пікселів. Загалом LTPS забезпечує високу швидкість перемикання та надзвичайно точне керування пікселями, забезпечуючи безпрецедентно чітку, яскраву та насичену картинку. Зворотний бік медалі - витрата енергії. За різними оцінками OLED-екран може споживати на 20 – 50% більше енергії проти IPS-экранами (залежить від налаштувань яскравості, частоти оновлення і змісту екрані).

Ось тут на допомогу приходить LTPO (Low-Temperature Polycrystalline Oxide). За фактом це модифікація OLED, яка використовує полікристалічний оксид замість кремнію. Основна відмінність від LTPS полягає в тому, що LTPO дає змогу дисплею динамічно змінювати частоту оновлення залежно від вмісту. Це означає, що частота оновлення може знижуватися до 1 Гц при статичних зображеннях, що суттєво заощаджує енергію, і збільшуватися до 120 Гц при динамічному контенті, забезпечуючи плавність зображення. Такий підхід дає змогу покращити енергоефективність та продовжити час роботи пристрою на одній зарядці, зберігаючи при цьому всі переваги OLED, включаючи глибокий чорний колір та високу контрастність.

4. Що краще – LTPO чи OLED?

На цьому місці у деяких користувачів може виникнути питання, що ж краще – OLED чи LTPO? І як ви вже могли здогадатися, виходячи з попереднього пункту, така постановка питання не зовсім вірна. LTPO - це не окремий тип дисплея, а скоріше підвид OLED, який найчастіше саме наприклад і називається: LTPO OLED. Головна відмінність між двома технологіями полягає у тонкоплівкових напівпровідникових транзисторах, які керують індивідуальною роботою пікселів. А в плані яскравості, контрастності, кольори і глибини чорного кольори вони фактично ідентичні. Також варто відзначити, що Super AMOLED від Samsung - це трохи змінена версія OLED-дисплея, яка також може підтримувати адаптивну частоту оновлення.

І ось ми підходимо до суті. В останні роки смартгодинник, а потім і смартфони стали оснащуватися екранами з підвищеною частотою оновлення. Цей показник вимірюється у герцах і визначає, скільки разів на секунду оновлюється зображення на дисплеї. Раніше стандартом була частота 60 Гц, тепер у моді 90-герцові та 120-герцові екрани, на яких зображення в динаміці виглядає більше плавно та приємно. Однак, постійне використання високих частот оновлення може сильно витрачати батарею. Тут на допомогу приходить LTPO.

Низькотемпературний полікристалічний оксид дає змогу екранам динамічно змінювати частоту поновлення від 1 до 120 Гц залежно від вмісту на екрані. Це досягається за рахунок того, що LTPO керує частотою оновлення адаптивно, підлаштовуючись під поточні завдання і тип контенту, що відображається. Причому екран не повинен слідувати загальноприйнятим значенням на кшталт 60 або 90 Гц, при необхідності перемикається на 15, 24, 99 і т.д. Гц.

OPPO Watch 3 Pro стали одним із перших смартгодинників на базі ОС Android з підтримкою динамічної частоти оновлення.

Ось як це виглядає на практиці:

  • Статичні зображення та текст. Так як висока частота оновлення не потрібна для відтворення статичного контенту (книги, текст, інтерфейс), LTPO-дисплей може знижувати частоту оновлення до кількох герц, мінімізуючи споживання енергії.
  • Перегляд фільмів. При перегляді відео, особливо з частотою кадрів 24 FPS (що є стандартом більшості фільмів), екран може автоматично перемикатися на частоту оновлення, близьку до 24 Гц. Це забезпечує синхронізацію з частотою кадрів відео, що робить відтворення плавнішим і запобігає можливим розривам зображення або артефактам.
  • Спортивні трансляції. Для захвату швидких рухів та деталей під час спортивних трансляцій зазвичай використовується частота кадрів 50 або 60 FPS.
  • Ігри. В іграх, де частота кадрів може досягати 60 FPS і вище, адаптивне герцювання збільшує частоту оновлення екрана до відповідного рівня, наприклад, 90 Гц або 120 Гц. Однак він робить це тільки в тому випадку, якщо начинка смартфона здатна забезпечити у грі фреймрейт понад 60 Гц, інакше буде витрата батареї марно.

Такий підхід дає змогу екранам з LTPO ефективно керувати енергоспоживанням та підтримувати оптимальну якість відображення, підлаштовуючись під конкретні завдання та умови використання.

Популярні смартфони з OLED дисплеєм

5. Техніка, у якій використовуються LTPO OLED екрани

Вперше про екрани з адаптивною частотою оновлення заговорили в 2018 році після презентації смарт-годинника Apple Watch Series 4. Згодом ця технологія використовувалася в Apple Watch Series 5 і Series 6, а також у смартфонах від великих азіатських брендів на чолі з Samsung, Xiaomi, OnePlus та OPPO. Ось лише кілька прикладів гаджетів із подібними екранами.

  • Apple Watch 5 були одними з перших пристроїв з LTPO дисплеями, що дозволило істотно поліпшити енергоефективність і продовжити час роботи від батареї, особливо при активному використанні вбудованих датчиків і бездротових модулів зв'язку.
  • Apple iPhone 13 Pro Max був першим смартфоном Apple, який використовує LTPO OLED дисплей з адаптивною частотою оновлення.
  • Google Pixel 7 Pro став одним із перших флагманів не від Apple, який використовує технологію LTPO OLED. Крім потужного заліза та топової камери смартфон виділявся своїм 6.9-дюймовим дисплеєм з роздільною здатністю 3120×1440 пікселів.
  • Xiaomi 12 Pro - перший смартфон компанії з LTPO. Його 6.73-дюймовий екран підтримує частоту оновлення до 120 Гц, забезпечуючи високу плавність зображення та покращений користувальницький досвід.
  • У Samsung Galaxy S22 Ultra використовується дисплеї з підтримкою LTPO 2.0, який дає змогу знижувати частоту аж до 1 Гц, що вкрай зручно для економії енергії при використанні функції Always On. При цьому офіційна назва екрану звучить як "Dynamic AMOLED 2X", щоб наголосити на унікальних особливостях своїх дисплеїв.
  • Подібні позначення використовують і інші виробники на зразок Realme, наприклад дисплей у недавньому Realme GT 2 Pro позначений як AMOLED LTPO2.

6. Висновок

За чутками перші моделі iPad із LTPO OLED екранами вийдуть у 2027 році.

Підсумовуючи можна сміливо сказати, що LTPO є перспективною технологією, що забезпечує значні переваги в енергоефективності та динамічній зміні частоти оновлення дисплея. Хоча в даний час ця технологія використовується переважно в преміум-пристроях через високу вартість, її потенціал для широкого застосування очевидний. Якщо вона продовжить розвиватися, а ціни на компоненти знизяться, у майбутньому ми напевно побачимо використання цієї технології та у більшій мобільній техніці на кшталт планшетів та ультрабуків.