可變刷新率將成為手機屏幕的發展方向

本報訊 自2019年以來，AMO-LED手機屏幕成為各手機品牌的高端旗艦產品的屏幕標配，在智能手機屏幕的占比已經超過30%。

AMOLED的高刷新頻率技術也備受關注。作為今年智能手機顯示屏炙手可熱的技術潮流，高刷新頻率從最初的90Hz逐漸演進到120Hz甚至144Hz。根據Omdia最新研究，雖然提高刷新頻率對于使用體驗有所改善，但是這也增加了屏幕以及整機的功耗。而根據功耗的來源，功耗主要分為三部分：

其一是發光功耗，也就是轉化為人眼可見的光能的電能。不同于LCD技術，OLED屏的光源是屏幕本身上數以百萬計的OLED發光元件。而所謂的刷新頻率是屏幕畫面每秒刷新的次數，一般刷新頻率的變化不會影響OLED發光元件的功耗狀態，而這部分功耗占據了當前AMOLED功耗的絕大部分。所以無論顯示器以多少幀每秒的速度刷新畫面，功耗的主要部分都不會發生明顯的變化。不過還是存在一些特殊情況，例如某些產品為了減少畫面在刷新過程中由于逐行掃描帶來的畫面變形和邊緣模糊，在兩幀連續的畫面之間插入一幀全黑的畫面，那么為了補償黑畫面造成的亮度損失，OLED發光元件就需要以更大的亮度發光，AMOLED屏幕的整體發光功耗就可能會增加。但總功耗大體不會受幀率變化的影響。

其二是轉換功耗，具體而言就是在DDIC輸出的信息傳遞到每個OLED發光元件的過程所產生的電能損失。這個過程每發生一次就要產生一次功耗，即便是一個發光元件在連續幾幀畫面中都顯示同樣的內容，也因為每幀畫面發光元件都要進行重置操作而產生功耗，并不會省略。轉換功耗的產生，不僅與刷新頻率有關，另一個重要的瓶頸就是AMOLED驅動電路中的電阻。而由于電能在通過電阻后轉變成熱，對于手機品牌廠商來說，其提高了整機散熱性能設計的難度和成本，影響了用戶體驗;而對于面板廠來說，要解決這個問題需要在制造過程中引入更低電阻的金屬，這不僅面臨著巨大的技術風險，也會增加大量的設備成本。在短期來看由于高刷新頻率的規格還沒高到需要進行如此規模的技術革新，所以面板廠商尚未有相關動作。但從長期來看，當相關的技術需求，例如高亮度、高亮度均一性等，疊加到一定高度后，低電阻金屬制程有可能會是一個重要的技術發展方向。

其三則是DDIC本身邏輯運算所需的功耗。這主要受圖像數據量的影響，因此也與幀速率有關。

根據Omdia估算，功耗的變化主要集中在轉換功耗和IC功耗上。當AMOLED顯示器以120Hz運行時，功耗比在60Hz 下增加約30%。如果從整機角度考慮，需要支持高幀率所增加的運算處理量也大幅度增加，整機功耗水漲船高。因此可以看出，當前各大手機品牌并不會普遍實時開啟高刷新頻率屏幕，而是采取“用戶自選”的方式進行。

值得注意的是，若開啟三星系列手機上的高幀率模式，還會同時降低顯示的分辨率，這也是為了減少高幀率模式下畫面渲染和傳輸的壓力。

因為消費者并不需要始終保持較高的幀速率，有時甚至是非常低的幀速率也可以滿足用戶的需求。所以，在蘋果手表中使用的LTPO技術引起了廣泛的注意。因為氧化物半導體的特質，雖然增加面板的制造成本，但引入到像素驅動電路后可以實現刷新頻率的向下可調性，在較低刷新頻率的情況下，屏幕的轉換功耗和DDIC功耗減小，從而達到省電的目的。

總而言之，智能手機屏幕技術更新主導發展方向還是會落在節省功耗方面。短時間內，由于高幀率被定位為一個可隨時開啟關閉的功能，作為新興賣點，勢必在智能手機有一定滲透力。但從長遠來看，產業鏈上下游最終并不會在整體性能和功耗上做出太多讓步，進一步追求更高的幀率或者變為默認規格的可能性不大，反而是可變刷新頻率的市場前景更為可期。

（夢琪）