1. Что такое LTPO

Если сильно упростить, LTPO — это относительно новая технология производства экранных панелей, которая позволяет им эффективнее расходовать заряд аккумулятора за счет динамической частоты обновления. По факту это модификация OLED-экрана, в котором вместо поликристаллического кремния (LTPS) используется низкотемпературный поликристаллический оксид (LTPO).

Apple Watch с динамической частотой обновления.

Дисплеи подобного рода впервые были протестированы Apple в 2018 году, когда компания билась головой о стену, пытаясь решить проблему постоянно разряженной батареи в Apple Watch. С тех пор преимущества LTPO заинтересовали других производителей смартфонов и другой компактной техники, у которой именно экран обычно больше всего расходует заряд.

Популярные смарт-часы с OLED дисплеем

2. Частота обновления и экономия батареи

Экономия энергии — одна из ключевых задач для мобильных устройств, ведь от этого напрямую зависит продолжительность работы гаджета без подзарядки. И именно дисплей является одним из основных потребителей энергии. Использование литий-ионных аккумуляторов повышенной емкости помогло частично решить проблему постоянно подзарядки, позволив использовать среднестатический смартфон на протяжении нескольких дней. Однако с появлением дисплеев с повышенной частотой обновления в 90 Гц, 120 Гц проблема частично вернулась.

Большинство флагманских смартфонов последних лет поддерживают частоту обновления 120 Гц.

Напомним, что частота обновления дисплея указывает, сколько раз экран обновляется за секунду и измеряется в герцах (Гц). Долгое время стандартом для мобильных экранов считалась частота 60 Гц. При такой частоте обновления экран перерисовывается 60 раз в секунду, что было оптимально для большинства задач, не требующих высокой плавности анимации.

С увеличением популярности видео и игр, где изображение быстро меняется (например, спортивные трансляции и экшен-игры), производители начали предлагать дисплеи с частотой обновления 90 Гц, 120 Гц и выше. Повышение частоты обновления делает анимации более плавными и отзывчивыми, однако это требует большей вычислительной мощности и увеличивает энергопотребление дисплея, что, в свою очередь, снижает время автономной работы устройства.

Собственно, здесь и приходит на помощь технология LTPO, которая позволяет адаптивно изменять частоту обновления в зависимости от содержимого на экране, снижая ее, когда высокая частота не нужна.

Популярные смартфоны с LTPO-дисплеем

3. Принципы работы LTPO-экрана

Чтобы разобраться с принципами работы LTPO, стоит вернуться на несколько лет назад, когда на рынке мобильной, бытовой и компьютерной техники начали появляться OLED-экраны. Типичная OLED-панель смартфона состоит из нескольких слоев: эмиттерный слой с органическими светодиодами излучают свет, проводящие слои передают электрический ток, и защитные слои для защиты от внешних воздействий. В отличие от других типов экранов каждый пиксель в OLED управляется независимо, позволяя менять цвет и яркость на макроуровне, а когда «ненужные» пиксели отключаются и черный цвет выглядит по-настоящему черным, а не темно-серым.

Базовая схема OLED-экрана.

Большинство OLED-дисплеев используют низкотемпературный поликристаллический кремний (LTPS) для транзисторов, которые отвечают за индивидуальную работу пикселей. В целом LTPS обеспечивает высокую скорость переключения и чрезвычайно точное управление пикселями, обеспечивая беспрецедентно четкую, яркую и насыщенную картинку. Обратная сторона медали ― расход энергии. По разным оценкам OLED-экран может потреблять на 20 – 50% больше энергии в сравнении IPS-экранами (зависит от настроек яркости, частоты обновления и содержания на экране).

Вот здесь на помощь приходит LTPO (Low-Temperature Polycrystalline Oxide). По факту это модификация OLED, использующая поликристаллический оксид вместо кремния. Основное отличие от LTPS заключается в том, что LTPO позволяет дисплею динамически изменять частоту обновления в зависимости от содержимого. Это значит, что частота обновления может снижаться до 1 Гц при статичных изображениях, что существенно экономит энергию, и увеличиваться до 120 Гц при динамическом контенте, обеспечивая плавность изображения. Такой подход позволяет улучшить энергоэффективность и продлить время работы устройства на одной зарядке, сохраняя при этом все преимущества OLED, включая глубокий черный цвет и высочайшую контрастность.

4. Что лучше ― LTPO или OLED?

На этом месте у некоторых пользователей может возникнуть вопрос, что же всё-таки лучше – OLED или LTPO? И как вы уже могли догадаться исходя из предыдущего пункта, такая постановка вопроса не совсем верна. LTPO — это не отдельный тип дисплея, а скорее подвид OLED, который зачастую именно так и называется: LTPO OLED. Главное различие между двумя технологиями заключается в тонкопленочных полупроводниковых транзисторах, которые управляют индивидуальной работой пикселей. А в плане яркости, контрастности, цветопередачи и глубины черного цвета они фактически идентичны. Также стоит отметить, что Super AMOLED от Samsung — это слегка измененная версия OLED-дисплея, которая также может поддерживать адаптивную частоту обновления.

И вот мы подходим к сути. В последние годы смарт-часы, а потом и смартфоны стали оснащаться экранами с повышенной частотой обновления. Этот показатель измеряется в герцах и определяет, сколько раз за секунду обновляется изображение на дисплее. Ранее стандартом была частота 60 Гц, теперь в моде 90-герцовые и 120-герцовые экраны, на которых изображение в динамике выглядит более плавно и приятно. Однако постоянное использование высоких частот обновления может сильно расходовать батарею. Здесь на помощь приходит LTPO.

Низкотемпературный поликристаллический оксид позволяет экранам динамически изменять частоту обновления от 1 до 120 Гц в зависимости от содержимого на экране. Это достигается за счет того, что LTPO управляет частотой обновления адаптивно, подстраиваясь под текущие задачи и тип отображаемого контента. Причем, экран не обязан следовать общепринятым значениям вроде 60 или 90 Гц, при необходимости переключается на 15, 24, 99 и т.д. Гц.

OPPO Watch 3 Pro стали одними из первых смарт-часов на базе ОС Android с поддержкой динамической частоты обновления.

Вот как это выглядит на практике:

  • Статичные изображения и текст. Так как высокая частота обновление не нужна для воспроизведения статичного контента (книги, текст, интерфейс), LTPO-дисплей может снижать частоту обновления до нескольких герц, сводя к минимуму потребление энергии.
  • Просмотр фильмов. При просмотре видео, особенно с частотой кадров 24 FPS (что является стандартом для большинства фильмов), экран может автоматически переключаться на частоту обновления, близкую к 24 Гц. Это обеспечивает синхронизацию с частотой кадров видео, что делает воспроизведение более плавным и предотвращает возможные разрывы изображения или артефакты.
  • Спортивные трансляции. Для захвата быстрых движений и деталей во время спортивных трансляций обычно используется частота кадров в 50 или 60 FPS.
  • Игры. В играх, где частота кадров может достигать 60 FPS и выше, адаптивная герцовка увеличивает частоту обновления экрана до соответствующего уровня, например, 90 Гц или 120 Гц. Однако он делает это только в том случае, если начинка смартфона способна обеспечить в игре фреймрейт более 60 Гц иначе будет расход батареи впустую.

Такой подход позволяет экранам с LTPO эффективно управлять энергопотреблением и поддерживать оптимальное качество отображения, подстраиваясь под конкретные задачи и условия использования.

Популярные смартфоны с OLED дисплеем

5. Техника, в которой используются LTPO OLED экраны

Впервые об экранах с адаптивной частотой обновления заговорили в 2018 году после презентации смарт-часов Apple Watch Series 4. Впоследствии эта технология использовалась в Apple Watch Series 5 и Series 6, а также в смартфонах от крупных азиатских брендов во главе с Samsung, Xiaomi, OnePlus и OPPO. Вот лишь несколько примеров гаджетов с подобными экранами.

  • Apple Watch 5 были одними из первых носимых устройств с LTPO дисплеями, что позволило существенно улучшить энергоэффективность и продлить время работы от батареи, особенно при активном использовании встроенных датчиков и беспроводных модулей связи.
  • Apple iPhone 13 Pro Max был первым смартфоном Apple, использующим LTPO OLED дисплей с адаптивной частотой обновления.
  • Google Pixel 7 Pro стал одним из первых флагманов не от Apple, использующим технологию LTPO OLED. Помимо мощного железа и топовой камеры смартфон выделялся своим 6.9-дюймовым дисплеем с разрешением 3120x1440 пикселей.
  • Xiaomi 12 Pro ― первый смартфон компании с LTPO. Его 6.73-дюймовый экран поддерживает частоту обновления до 120 Гц, обеспечивая высокую плавность изображения и улучшенный пользовательский опыт.
  • В Samsung Galaxy S22 Ultra и используется дисплеи с поддержкой LTPO 2.0, который позволяет снижать частоту вплоть до 1 Гц, что крайне удобно для экономии энергии при использовании функции Always On. При этом официальное название экрана звучит как «Dynamic AMOLED 2X», чтобы подчеркнуть уникальные особенности своих дисплеев.
  • Подобные обозначения используют и другие производители вроде Realme, к примеру дисплей в недавнем Realme GT 2 Pro обозначен как AMOLED LTPO2.

6. Заключение

По слухам первые модели iPad с LTPO OLED экранами выйдут в 2027 году.

Подводя итог можно смело сказать, что LTPO представляет собой перспективную технологию, обеспечивающую значительные преимущества в энергоэффективности и динамическом изменении частоты обновления дисплея. Хотя в настоящее время данная технология используется преимущественно в премиум-устройствах из-за высокой стоимости, ее потенциал для более широкого применения очевиден. Если она продолжит развиваться, а цены на компоненты снизятся, в будущем мы наверняка увидим использование этой технологии и в более крупной мобильной технике вроде планшетов и ультрабуков.