今年在智能手機(jī)顯示屏上最炙手可熱的技術(shù)潮流就是高刷新頻率,從最開(kāi)始的90Hz,逐漸演進(jìn)到120甚至144Hz。而自2019年以來(lái),AMOLED手機(jī)屏幕已經(jīng)占據(jù)超過(guò)智能手機(jī)屏幕的30%,并且主要為各手機(jī)品牌的高端、旗艦產(chǎn)品,因此AMOLED的高刷新頻率技術(shù)也備受關(guān)注。
眾所周知,提高刷新頻率雖然對(duì)于使用體驗(yàn)有所改善,同時(shí)也增加了屏幕以及整機(jī)的功耗。而根據(jù)功耗的來(lái)源,功耗主要分為三部分:
其一是發(fā)光功耗,也就是轉(zhuǎn)化為人眼可見(jiàn)的光能的電能。不同于LCD技術(shù),OLED屏的光源是屏幕本身上數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的OLED發(fā)光元件。而所謂的刷新頻率是屏幕畫(huà)面每秒刷新的次數(shù),一般刷新頻率的變化不會(huì)影響OLED發(fā)光元件的功耗狀態(tài),而這部分功耗占據(jù)了當(dāng)前AMOLED功耗的絕大部分。所以無(wú)論顯示器以多少幀每秒的速度刷新畫(huà)面,功耗的主要部分都不會(huì)發(fā)生明顯的變化。不過(guò)還是有一些特殊情況,例如某些產(chǎn)品為了減少畫(huà)面在刷新過(guò)程中由于逐行掃描所帶來(lái)的畫(huà)面變形和邊緣模糊,在兩幀連續(xù)的畫(huà)面之間插入一幀全黑的畫(huà)面,那么為了補(bǔ)償黑畫(huà)面造成的亮度損失,OLED發(fā)光元件就需要以更大的亮度發(fā)光,AMOLED屏幕的整體發(fā)光功耗就可能會(huì)增加。但可以說(shuō)總功耗的70%并不會(huì)受幀率變化的影響。
其二是轉(zhuǎn)換功耗,就是在DDIC輸出的信息傳遞到每個(gè)OLED發(fā)光元件的過(guò)程所產(chǎn)生的電能損失。而這個(gè)過(guò)程每發(fā)生一次就要產(chǎn)生一次功耗,即便是一個(gè)發(fā)光元件在連續(xù)幾幀畫(huà)面中都顯示同樣的內(nèi)容,也因?yàn)槊繋?huà)面發(fā)光元件都要進(jìn)行重置操作而產(chǎn)生功耗,并不會(huì)省略。轉(zhuǎn)換功耗的產(chǎn)生,不僅與刷新頻率有關(guān),另一個(gè)重要的瓶頸就是AMOLED驅(qū)動(dòng)電路中的電阻。而由于電能在通過(guò)電阻后轉(zhuǎn)變成了熱,對(duì)于手機(jī)品牌廠商來(lái)說(shuō),其提高了整機(jī)散熱性能設(shè)計(jì)的難度和成本,影響了用戶體驗(yàn);而對(duì)于面板廠來(lái)說(shuō),要解決這個(gè)問(wèn)題則需要在制造過(guò)程中引入更低電阻的金屬,這不僅對(duì)應(yīng)著巨大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),也會(huì)產(chǎn)生大量的設(shè)備成本。在短期來(lái)看由于高刷新頻率的規(guī)格還沒(méi)高到需要進(jìn)行如此規(guī)模的技術(shù)革新,所以面板廠商尚未有相關(guān)動(dòng)作。但從長(zhǎng)期來(lái)看,當(dāng)對(duì)相關(guān)的技術(shù)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(huì)是一個(gè)重要的技術(shù)發(fā)展方向。
其三則是DDIC本身邏輯運(yùn)算所需的功耗。這主要受圖像數(shù)據(jù)量的影響,因此也與幀速率有關(guān)。
綜上所述,整體來(lái)說(shuō)根據(jù)Omdia的估算模型,功耗的變化主要集中在轉(zhuǎn)換功耗和IC功耗上。當(dāng)AMOLED顯示器以120 Hz運(yùn)行時(shí),比在60Hz下功耗增加約30%,而如果從整機(jī)角度考慮,需要支持高幀率所增加的運(yùn)算處理量也大幅度增加,整機(jī)功耗水漲船高。因此可以看出當(dāng)前各大品牌對(duì)于高刷新頻率普遍采取用戶可選的方式進(jìn)行,并不會(huì)全局開(kāi)啟,甚至在三星系列手機(jī)上開(kāi)啟高幀率會(huì)同時(shí)降低顯示的分辨率,這也是為了減少高幀率下畫(huà)面渲染和傳輸?shù)膲毫Α?/P>
不過(guò)因?yàn)橄M(fèi)者并不需要始終保持較高的幀速率,有時(shí)甚至是非常低的幀速率也可以滿足用戶的需求。所以,在蘋(píng)果手表中使用的LTPO技術(shù)引起了廣泛的注意。因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體的特質(zhì),雖然增加面板的制造成本,但引入到像素驅(qū)動(dòng)電路中后可以實(shí)現(xiàn)刷新頻率的向下可調(diào),在較低刷新頻率的情況下,屏幕的轉(zhuǎn)換功耗和DDIC功耗減小,從而達(dá)到省電的目的。
總的來(lái)說(shuō),智能手機(jī)屏幕技術(shù)的推進(jìn)對(duì)于性能、顏值的追逐依然是不變的主題,但是主導(dǎo)發(fā)展方向還是會(huì)落在功耗方面。短時(shí)間內(nèi),由于高幀率被定位為一個(gè)可隨時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉的功能,作為新興的賣點(diǎn),勢(shì)必在智能手機(jī),特別是高端、旗艦手機(jī)上有絕對(duì)的滲透力。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,產(chǎn)業(yè)鏈上下游最終并不會(huì)在整體性能和功耗上做出太多讓步,進(jìn)一步追求更高的幀率或者變?yōu)槟J(rèn)規(guī)格的可能性不大,反而是可變刷新頻率的市場(chǎng)前景更為可期。來(lái)源Omdia