Xperia XZ PremiumやXZのディスプレイが、120Hzに対応していることが判明しました。
X~XZ Premiumまで120Hzに対応
Sony MobileはAOSP向けのカーネルソースを公開しているのですが、開発者の内の一人、kholk氏がXperia XZ Premiumのディスプレイを120Hzで動作させるパッチをコミットしました。1080pモード時のみ120Hzに対応しています。一連のコミットによれば、Xperia X、X Compact、X Performance、XZ、XZsのディスプレイも120Hzに対応しているようです。
実際にAOSPをビルドしてみたところ、ディスプレイのモードは設定のExtended settingsから変更できるようになっていました。

ブラウザ上でFPSを計測するサイトで確認すると、BaselineとTouch eventsでは120Hzで動作しているらしい数値になりました。ただ、DOM mutationsや、他のFPSチェックアプリなどは60FPSのままなので、120FPSは完全にはサポートされていないようです。

Stock ROMでもディスプレイの解像度やリフレッシュレートを任意で変えられるようにして欲しいですね…。