供货iPhone 14，京东方是否还能在LTPO的H浓度调试上有所突破？

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BOE成为iPhone 14 OLED屏幕指定供应商

据EDN电子技术设计小谭了解：显示面板厂商京东方（BOE）要为即将在今年10月份发布的苹果（Apple）公司新品iPhone14提供 OLED（Organic Light-Emiiting Diode有机发光二极管）面板，Apple近期与京东方签署了4000万-5000万块OLED屏幕的供货协议，根据合同条约称：BOE将成为iPhone 14产品的显示屏供应商。PHZednc

根据京东方历年与苹果公司的合作来看， 2020年曾经为iPhone12提供低端屏幕面板，去年的9月份京东方也只为iPhone13提供过少量的OLED显示屏，其他的也只仅限于iPhone机型零部件的替换。这次的BOE则是为全新标准的iPhone14提供6.1英寸的OLED面板，其他的iPhone 14 Max和Pro还是由三星和LG负责生产和提供其面板。PHZednc

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在小谭看来，苹果公司让BOE正式加入了供应链，其实是为了走出供应商多元化的第一步。因为京东方的可以满足苹果产品的核心技术需求。同时，苹果也重新分配了新产品OLED面板供应商份额，之前预计会为iPhone 百分百供货的三星显示和LG显示的市场份额也因此下降。苹果这样做既平衡了供应商的市场份额，又能巩固自己在与其他供应商谈价时的优势地位。PHZednc

此外，有爆料称：iPhone 14系列将会采用挖孔OLED屏幕。不过，更高端的机型iPhone 14 Max/Pro则会沿用iPhone 13系列的LTPO（低温多晶氧化物）TFT（Thin File Transistor）OLED屏幕，供应商则还是由技术更成熟的三星和LG提供。PHZednc

虽然BOE从今年就开始量产LTPO TFT OLED面板，为供应iPhone高端机型，和进一步为苹果的下一代新款（iPhone 15）供货做准备，但是专业人士还是指出了生产LTPO技术方面的欠缺以及和韩国厂商技术的差距。PHZednc

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为何京东方执着于制作LTPO TFT OLED的面板？

LTPO TFT OLED面板作为OLED屏幕的天花板，它优质的显示器工艺技术包括：PHZednc

• OLED无需背光即可自行发光的特质
• TFT能够独立控制每一个液晶像素，达到较大显示视角，清晰显色的特点
• LTPO混合材料的高电子迁移率和低耗能性质

对比当前主流的LTPS（低温多晶硅）OLED还可以节省5%-15%的电量，一定程度上延长了手机的续航能力。PHZednc

OLED的结构和发光显色原理

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OLED发光二极管的结构图PHZednc

从结构图中可以看到，OLED的阳极为极薄的铟锡氧化物(ITO)半导体透明导电膜，具有很好的导电性和透明性，还可以隔绝大部分对人体有害的电子辐射；阴极为金属组合物，中间的夹层是电洞注射层、发光层、电子传输层等有机材料。PHZednc

通电后，阳极的自由电子脱离后留下空穴，空穴会与阴极的电荷作用，在发光层发出光亮，光亮的颜色则由有机层内的材质决定；所以OLED不需要背光，只要通电就能立即发光，显示亮度的速度是普通LED屏的1000倍！PHZednc

TFT（Thin Film Transistor）

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场效应管横切结构图PHZednc

TFT是薄膜晶体管，我们屏幕上的每个液晶像素点背后都有一个“场效应晶体管”来进行驱动，它是整个像素显示的“开关”。晶体管内部含两个PN结，外部常为三个引出电极的半导体器件，功能包含检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制。晶体管作为一种可变电流开关，能基于输入电压控制输出电流。PHZednc

TFT采用“主动式矩阵”控制屏幕上每个独立像素，因为显示屏是由多种颜色像素组成的，所以只需要控制显示像素点的半导体开关，开关关闭的时候不显示颜色，开合的时候光线透过显示该像素点的颜色，就像 “百叶窗”一样控制着色彩的显示！PHZednc

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LTPO有何优势

LTPO面板对比前面提到的LTPS面板成本低，节能性更好，但为什么LTPS在商业市场中比氧化物TFT OLED的更受欢迎呢？PHZednc

Omdia的分析师称：LTPS具有较高的电子迁移率，可以实现较高的分辨率；可是LTPS在驱动OLED时，必须要保持充电以维持电容中的电位，这样功耗大而且对面板的损害高，导致使用寿命的减少。当保持高强度的充电的关态偏压下，漏极区会形成较高的电场会让“LTPS薄膜晶界缺陷态”产生漏电流的问题。PHZednc

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a-Si，IGZO（氧化物）和LTPS技术的TFT的电子转移特性曲线PHZednc

LTPO由 “LTP”+“O”组成，分别是“Low temperature polysilicon（低温多晶硅材料LTPS）”and” oxide（IGZO材料）”，图中对比了三种材料a-Si，IGZO（氧化物）和LTPS分别的电子转移特性：可以看到LTPS（低温多晶硅）材料的电子迁移率最大，同时漏电流的问题也是最大的，可达10E^-10~-12A/μm的数量级。PHZednc

而IGZO材料的电子迁移率比LTPS的略低，但漏电流要比LTPS低很多数量级，约为10E^-13A/μm的数量级。低漏电流的IGZO材料的TFT可以使显示屏在低帧率下保持良好的显示效果，降低屏幕的功耗。另外，LTPS材料TFT的高载流子迁移率可以降低驱动电压，从而实现高刷新频率，LTPO完美的结合了这两者的优点，规避了缺点。PHZednc

BOE目前遇到的技术挑战是什么？

虽然LTPO的成本更低，但由于LTPO引入了氧化物TFT（Oxide TFT），从工艺步骤的复杂程度大幅增加，目前最难以攻克的问题在于：“对氢浓度的在器件之间的平衡和调控”。PHZednc

想要用LTPS材料制造出高性能的稳定器件的话，需要掺氢（H）来钝化多晶硅和栅极绝缘层界面处的缺陷；但是氧化物材料IGZO TFT中额外的氧（O）非常容易与掺加的氢（H）结合；当H浓度低的时候：H会和O形成氢氧化物，破坏材料原有结构使器件的电子迁移率减少，而当H浓度高的时候，氧空位和金属-氧键的平衡会被打破，从而导致像素亮点显示缺陷或发光亮度不均匀的问题。PHZednc

所以“为了器件平衡，需要进行H浓度调试“的问题给京东方生产LTPO TFT OLED屏幕带来了很大的技术挑战。希望在不久的将来，BOE能找到合适的方法去解决对H平衡的问题，实现中小尺寸LTPO OLED的量产！PHZednc