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  • 解决三大难题,屏下摄像技术终量产
    http://www.ic72.com 发布时间:2020-11-25 9:26:33

     

    从刘海屏到水滴屏,再从挖孔屏到升降摄像头,手机厂商为了实现极致的屏占比使出浑身解数,但前置摄像头的存在一直是难以解决的问题。为了解决这个问题,去年以来OPPO、小米等国内手机厂商纷纷展示出自家的屏下摄像头样机,而直到今年9月,中兴联合维信诺终于将这项技术实现商用化,推出了首款采用屏下摄像方案的智能手机。那么这项技术到底难在哪?是否可以真正消灭手机上碍眼的刘海和挖孔?

    一项技术发展接近瓶颈期时,在革命性的解决方案出现之前,往往每一次微小的进步都需要付出比之前更大的代价。无论是在考试中从98到100分、还是FinFET工艺从7nm到5nm物理极限的过程,都遵循着这个定理。

    手机屏幕屏占比也一样。为适应日渐急迫的大屏需求,在更小的机身内塞进更大的屏幕,各大手机厂商都在绞尽脑汁采用各种方法来提高屏占比。从缩窄两侧边框开始,到取消正面实体按键缩小上下边框,再到改进面板封装技术,将以往的“大下巴”缩减到与顶部边框相同宽度。

    在进一步压缩屏幕边框的过程中,原本处于屏幕外的传感器等元件,一步步地集成到屏幕里。比如屏下指纹传感器、屏幕发声听筒、甚至是隐藏在屏下的光线传感器。不过,在众多传感器当中,还是有那么一个“钉子户”——前置摄像头,迟迟无法做到隐藏在屏幕下方。

    当然,为了解决前置摄像头在前面板上占用的面积,手机厂商也想了不少办法,比如把前摄放置在屏幕挖孔中、采用机械升降结构的摄像模块、一些机型甚至用上了复古的滑盖结构。但这两种方案提高了屏占比的同时,还带来新的问题。比如挖孔屏容易遮挡显示内容、升降结构可靠性低、还会增加机身厚度、重量等。

    而近几年,随着OLED在智能手机上逐渐被广泛应用,“屏下摄像头”的概念也随之出现在大众眼前。2019年以来,OPPO、小米相继通过高管放出自家采用屏下摄像方案的工程样机,将前置摄像头成功放进了屏幕下隐藏起来,且并不需要在屏幕上空出位置,在实现自拍的同时还不影响屏幕完整度和正常显示。不过,无论是小米还是OPPO,根据其高管的态度来看,今年内实现量产是不太可能了,有媒体报道称小米的屏下摄像手机会在明年量产。

    维信诺某相关负责人在接受《华强电子》记者采访时表示,屏下摄像技术应用了新透明OLED器件、新型驱动电路和像素结构,导入高透明新材料,对屏下摄像副屏区域进行“改造”,经历了从最基础的点亮、显示、静态显示、动态显示、提升透明度等一系列过程,最终才能呈现出显示时高度一致、拍摄时透明的最终效果。

    而今年9月,中兴发布了全球第一款采用屏下摄像方案的5G手机Axon20,这款手机正是采用了维信诺的屏下摄像方案。与此同时,维信诺也是全球首个实现屏下摄像量产应用级别的显示方案供应商。

    事实上,屏下摄像方案最主要的考验是技术和材料的应用,不仅要实现透明与显示的完美平衡,还要做到屏幕在颜色、亮度、甚至各个视角下观感的高度一致性。与此同时,要实现可量产的目标,更需要对技术细节和供应链把控有充足的信心。维信诺某负责人向记者表示,在成为全球第一家将屏下摄像技术量产的公司这个过程中,他们重点克服了三方面的难题:

    首先是要提升拍照效果。在这个过程中,需要导入高透明度的材料代替原来透明度低或者不透明的材料,而不能代替的不透明材料作了设计优化以提升透明度。像素排布和走线设计方面采用抑制衍射的方案,在不影响显示性能的前提下,开发了可以用于量产的透明度更高的OLED器件。

    其次是要提升显示效果。维信诺这套方案是主副屏模式,即屏下摄像头区域是独立的一块小屏,其采用了特殊的驱动方式(主副屏共用一个芯片驱动)和算法处理,使主屏和透明屏显示同步,并让亮度、颜色和视角保持一致。并通过特殊的像素排列方式优化,明显弱化主副屏区域因透明度、分辨率等差异导致的分界线,让主副屏的边缘过渡更为自然。

    在解决了上述产品的性能问题后,还需要考虑量产可行性的问题。维信诺方面采用全新的制程和封装方式,突破了量产工艺瓶颈,材料选择和器件结构、模组结构足以大限度兼容现有的量产设备,从而达到量产要求。

    其实,对于一项全新技术来说,从需求到研发,再到终端应用、量产,中间还需要产业链上下游的多方协作。作为首发屏下摄像技术的终端厂商,中兴通讯终端事业部总裁倪飞就认为:“未来终端,已经发展到很多器件需要跟供应链捆绑进行定制的阶段。大家看到很多大的品牌,他们在旗舰机方面无论是屏幕、摄像,很多核心部件都是提前规划、提前定制,这样才能形成一定的差异化壁垒。”

    “未来终端,已经发展到很多器件需要跟供应链捆绑进行定制的阶段。大家看到很多大的品牌,他们在旗舰机方面无论是屏幕、摄像,很多核心部件都是提前规划、提前定制,这样才能形成一定的差异化壁垒。”

    至于具体到中兴采用的屏下摄像方案,倪飞表示:“屏下摄像这块,从有概念开始一直到现在产品量产,将近两年的时间,遇到的困难挺多的,包括透光率的问题、衍射的问题。我们会跟很多战略合作方进行在产品规划初期的合作,这样才能做出一些有差异化的产品。


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