O que é um display LTPO e como ele economiza bateria?

Telas de alta taxa de atualização têm se tornado cada vez mais comuns nos últimos anos, mesmo em smartphones baratos. Embora uma taxa de atualização mais alta torne o uso de seu smartphone mais rápido e suave, ela vem com algumas desvantagens importantes – como maior consumo de energia e consumo de bateria. Felizmente, a indústria de displays encontrou uma maneira de mitigar esses problemas com uma nova tecnologia chamada LTPO, ou óxido policristalino de baixa temperatura.

Portanto, neste artigo, vamos explorar como os monitores LTPO funcionam, o que eles fazem de maneira diferente e por que você pode querer que a tecnologia esteja presente em seu próximo smartphone.

O que é um monitor LTPO?

Antes de falarmos sobre os méritos do LTPO, devemos primeiro entender como funcionam os painéis de exibição tradicionais. Felizmente, não há muito a fazer. Os monitores OLED – ou como a Samsung os chama, AMOLED – são compostos de três camadas: uma camada emissiva orgânica, uma superfície de vidro protetora e um painel traseiro que controla como cada pixel individual se comporta. O último é onde a tecnologia LTPO entra em jogo.

Os backplanes de OLED são feitos de transistores de filme fino, ou TFTs. Transistores são essencialmente componentes eletrônicos miniaturizados que fornecem lógica a um circuito. Processadores modernos como os usados ​​em seu smartphone e laptop carregam bilhões desses transistores. Voltando aos displays OLED, esses transistores são responsáveis ​​por duas funções: ligar ou desligar pixels individuais e manter um nível de brilho definido.

A indústria de telas passou por várias implementações de backplane TFT na última década, nomeadamente silício amorfo (a-Si), silício policristalino de baixa temperatura (LTPS) e óxido de índio, gálio e zinco (IGZO). Cada uma dessas tecnologias tem seus próprios pontos fortes e fracos.

Os IGZO TFTs, em particular, oferecem alta eficiência energética em detrimento da densidade da tela devido ao seu tamanho maior. Além disso, eles são um pouco caros em comparação com os LTPS TFTs que os fabricantes de monitores têm usado na última meia década ou mais. A economia de energia, no entanto, vale uma segunda olhada. IGZO TFTs são capazes de conduzir painéis OLED com taxas de atualização extremamente baixas, pense em uma atualização por segundo ou menos. Não é preciso dizer que essa é uma propriedade extremamente útil para dispositivos que dependem de uma fonte de energia finita, como a bateria de um smartphone.

Embora você possa fazer monitores com um painel traseiro IGZO, muitos no setor optaram por uma implementação híbrida chamada óxido policristalino de baixa temperatura (LTPO). Em termos simples, LTPO é uma combinação de duas tecnologias de exibição existentes: LTPS e IGZO.

O resultado é uma tela que pode ser atualizada em uma ampla faixa de taxas de atualização – de 1 Hz a 120 Hz e além, alcançando assim a verdadeira taxa de atualização variável (VRR). O LTPO também pode atingir as altas densidades de pixel que esperamos dos monitores baseados em LTPS comumente encontrados nos smartphones de hoje.

Especificações de exibição explicadas: O que é a taxa de atualização variável (VRR)?

É importante notar que a Apple possui várias patentes relacionadas a monitores LTPO. No entanto, os fabricantes já resolveram isso desenvolvendo implementações ligeiramente diferentes para obter o mesmo resultado final. A Samsung, por exemplo, diz que seus smartphones principais usam telas HOP – abreviação de óxido híbrido e silício policristalino. No entanto, ele ainda oferece funcionalidade e ganhos de eficiência semelhantes ao LTPO, que discutiremos na seção seguinte.

Quais são os benefícios reais dos visores LTPO?

Além da eficiência de energia, ter uma taxa de atualização variável também oferece outros benefícios? Afinal, muitos smartphones já permitem que você altere a taxa de atualização manualmente. A resposta é muito simples – uma implementação de taxa de atualização variável real oferece muito mais controle granular do que duas ou três opções predefinidas.

Embora muitos dispositivos tenham recursos de software, como taxas de atualização adaptáveis ​​que alternam entre 60 Hz e 120 Hz, eles são limitados a esses níveis fixos. Em muitas condições, no entanto, você pode querer que sua tela trave em uma taxa de atualização diferente de qualquer uma dessas duas opções.

Pegue o recurso de tela sempre ativa em seu smartphone, por exemplo, que exibe conteúdo estático por longos períodos de tempo por design. Não é necessário atualizar 120 ou mesmo 60 vezes por segundo. Com a taxa de atualização variável em um display LTPO, no entanto, o software pode decidir reduzir a taxa de atualização para 10 Hz ou mesmo 1 Hz, conforme necessário.

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Outro caso de uso popular em que o LTPO pode se destacar é o consumo de conteúdo. A grande maioria dos filmes é produzida a 24 fps e reproduzi-los em uma tela de 60 Hz pode induzir trepidação ou outros artefatos relacionados ao movimento. Embora o software possa compensar isso, também não é muito eficiente em termos de energia funcionar a uma taxa de atualização mais alta do que a necessária.

Uma taxa de atualização mais baixa também significa que o SoC do dispositivo não precisa trabalhar tanto. Em outras palavras, a GPU não consumirá energia em excesso e consumirá 60 ou 120 novos quadros por segundo o tempo todo. Com uma tela LTPO, o dispositivo pode reduzir agressivamente as taxas de atualização e de quadro quando você não está tocando a tela ou reproduzindo mídia. A maioria das implementações de taxa de atualização adaptativa o deixará cair apenas de 120 Hz para 60 Hz, por causa da incapacidade inerente da tela de ir mais baixo.

Em suma, as telas LTPO brilham em casos de uso em que você precisa de uma taxa de atualização específica, seja para o próprio aplicativo ou para economizar energia. Os números exatos não são bem divulgados, mas se as estimativas forem verdadeiras, esses monitores são entre 10 e 20% mais eficientes.

Quais dispositivos têm telas LTPO hoje?

O Apple Watch Series 4 foi um dos primeiros dispositivos de consumo a incluir uma tela LTPO em 2018. A economia de energia com a adoção desta tecnologia permitiu que a Apple aumentasse simultaneamente o tamanho da tela e diminuísse a capacidade da bateria do modelo do ano anterior. Embora este movimento possa parecer contra-intuitivo na superfície, o aumento da eficiência da tela significa que os usuários não notaram nenhuma mudança no mundo real na duração da bateria.

Outro ponto que vale a pena mencionar é que a tecnologia LTPO TFT também pode ser usada em displays LCD. Ambas as versões do Razer Phone, por exemplo, incluíam um LCD baseado em IGZO que podia atingir 120Hz. No entanto, todos os smartphones carros-chefe com VRR lançados desde então se fixaram em painéis OLED com LTPO. Presumivelmente, isso ocorre porque a maioria dos monitores de smartphones são fabricados pela Samsung, enquanto a única empresa que faz experiências com LCDs baseados em IGZO é a Sharp.

O seu próximo smartphone deve ter um display LTPO?

Os monitores LTPO, especialmente quando combinados com baterias de maior capacidade, permitem que os fabricantes utilizem os orçamentos de energia do smartphone para outros fins. Isso geralmente resulta em dispositivos capazes de incluir modems 5G e chips de processamento que consomem mais energia. Portanto, embora você possa não notar um aumento na vida útil da bateria no mundo real em relação às gerações anteriores, você obtém um smartphone mais capaz em geral.

Como aludimos anteriormente, é provável que os monitores LTPO se transformem em smartphones de médio porte assim que a tecnologia amadurecer. Já vimos isso acontecer no passado, quando os visores baseados em TFT a-Si deram lugar a tecnologias mais novas como LTPS e IGZO.

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Até então, você pode continuar a contar com o recurso de taxa de atualização adaptável incluído na maioria dos smartphones hoje. Dito isso, LTPO é definitivamente um recurso que vale a pena considerar na próxima vez que você estiver no mercado para um novo smartphone.