天文望遠鏡仰望浩瀚星海,顯微鏡試圖窮極微觀世界,三星堆的青銅面具、古埃及的“荷魯斯之眼”等等,都在表明人類對更理想的視覺體驗的渴望。這種渴望,近年來在智慧手機的形態變革上鮮明地表現為“全面屏”的持續迭代。更大的屏佔比、更小的視覺干擾、更統一的顯示錶現……需求不息,創新不止,但效果一度不算理想,直到屏下攝像頭技術的提出和應用。日前,作為全球半導體顯示龍頭的京東方實現了更優的屏下攝像頭解決方案,除了要實現智慧手機的“真全面屏”體驗,也將為顯示產業開啟新的想象空間。
“全面屏”的非全面難題
經過五年左右的技術迭代和產品普及,智慧手機使用者對於“全面屏”概念早已不再陌生。特別是,當智慧手機的創新路徑整體走向細節最佳化,兩點變化往往最先被感知:一個是背部主攝像頭結構的重構,另外一個,就是正面螢幕屏佔比和具體形態的變化。
螢幕本身層面,“劉海”“水滴”“打孔”等等一系列的解決方案交替更新;整體結構層面,則出現了攝像頭升降、“復古式”滑蓋等“變形”式設計。這些,都是為了提升屏佔比,擴大視野。
不過,對使用者而言,在“全面”概念下,產品體驗需要更加理想:“劉海”“水滴”“打孔”,都會佔用顯示面板原有可視區域的一部分,這讓“全面屏不全面”一度成為各大品牌產品上市後面臨的主要槽點;至於升降或滑蓋,主要問題在於明顯增加了產品的厚度與和重量,這與智慧手機演進的輕薄化大趨勢並不相符。
讓“全面屏”更全面,這是僅靠終端廠商難以解決的問題,關鍵還在於上游元器件及解決方案供應商們如何作為。釘科技注意到,近兩年可以看到的努力,集中在對“屏下攝像頭”解決方案的探索,依託的是OLED螢幕畫素間縫隙可透光的屬性,使攝像頭區域可以成像。
據釘科技瞭解,常見解決方案有兩種,以保證顯示前提,透過增加可見光透過率來保障拍攝:一種是在不改變其他區域畫素密度的前提下,將攝像頭區域的畫素單元數減少,增大開口率;另一種是整體畫素單元密度不變,將攝像頭區域設定為一個畫素電路驅動多個OLED畫素單元,減少金屬走線的面積佔比。
前者作為“低PPI方案”,會導致攝像頭區域與周圍螢幕的顯示存在明顯差異、顆粒感強,比如,在使用導航時,就可能存在道路顯示錯開的問題;後者由於攝像頭區域減少驅動電路,也會使攝像頭區域可顯示的真實畫素資訊減少。
要在拍攝效果和顯示效果上做平衡,“全面屏”的非全面難題依舊存在。
京東方的屏下攝像頭解法
相比前面提到的解決方案,京東方找到了破解“全面屏”不全面難題的更優解法,以便推進“真全面屏”更充分的實現。
京東方的屏下攝像頭解法,既提高拍照效果,又實現高解析度無差別的顯示效果,優勢展現在三個方面:
其一,行業首創“一驅一”技術。無論是降低攝像頭區域的畫素密度,還是減少畫素驅動電路,看似可以更好地實現透光,但在效能上,都需要作出相當的犧牲。
京東方的解決方案要點,在於一個畫素電路驅動一個OLED畫素單元,可以在不降低攝像頭區域的畫素密度、不減少畫素驅動電路的基礎上,透過最佳化攝像頭區域畫素空間排列方式及膜層堆疊設計,一方面,提升可見光透過率,增大屏下攝像的進光量,另一方面,攝像區邊緣無細線顯示錯行,保證兩區域顯示效果一致。
其二,依託光學模擬能力再最佳化。理論上說,同等感光器件條件下,透光性越高,屏下攝像頭拍攝效果越好,但屏下攝像頭區域的畫素驅動電路、陽極等多種金屬線,會造成光線衍射,出現眩光、解析度降低等現象。
基於光學模擬能力,京東方的解決方案進一步最佳化電路和背板設計,最佳化畫素單元的形狀,更大限度降低光線衍射,減少眩光並大幅提升成像解析度,再結合終端的去黃度演算法及衍射AI演算法,實現顯示和拍攝兩不誤。
其三,領先亮度補償演算法保量產。技術的優越,最終需要透過現實應用來體現,量產落地是前提。
京東方的亮度補償演算法,可以提升50%的螢幕使用壽命,確保了這項技術的量產性。就未來前景看,有利於推廣到更多的產品平臺及使用場景中,比如透過屏下結構光實現人臉識別。
從現實情況看,京東方的屏下攝像頭解決方案,已經與智慧手機頭部品牌做了聯合釋出:在8月中旬的OPPO“未來影像技術釋出會”上,“下一代屏下攝像頭技術”重磅亮相,京東方定製柔性OLED螢幕本身透過“一驅一”技術實現真400PPI顯示效果,同時匹配OPPO自研演算法加持,最佳化前攝體驗。使用體驗外,在產品呈現上,達成了業界領先的近100%的更極致屏佔比的“真全面”。
屏下探索開啟顯示新想象
釘科技注意到,事實上,上述更優的屏下攝像頭技術方案,並不是京東方第一次在“屏下”技術上,在“全面屏”升級層面,帶給產業鏈和市場驚喜。
在此前被熱議的“屏下指紋”和“螢幕發聲”領域,京東方同樣迅速實現並保持了業界領先。
以“屏下指紋”為例,在2019年,京東方採用“小孔成像”原理的OLED顯示屏的屏下指紋識別技術,指紋影象解析度就達到了800PPI,實現汗孔級識別精度,對假指紋有效檢出率達99.3%;京東方更率研發成功LCD屏下下光學指紋感測技術;在去年又與高通共同研發搭載3D超聲波屏下指紋感測器的創新顯示產品,減少生產成本,推動方案普及。
京東方在屏下技術應用方面的探索,其實也在開啟顯示產業的新想象空間:
從數字化浪潮高漲的現實情形不難發現,智慧、物聯技術重塑生產、生活終端的形態與能力,螢幕則將人與場景、服務、內容關聯,“萬物互聯”的過程,也是“屏聯萬物”的過程,顯示的價值,則愈發指向了連線。
以屏下攝像頭為例,對屏下技術的探索,絕不會止於“全面屏”手機的體驗提升。理論上說,所有的顯示介面,都可以搭載屏下攝像頭技術方案,這至少會帶來三點變化:一是,視覺化介面的資訊呈現效果得以提升;二是,實時視覺互動得以被更多終端和場景應用,比如,預留顯示介面空間,但此前在攝像頭放置上缺乏考量的產品,或許就不需要重新設計整體佈局;三是,順應小型化趨勢,屏下攝像頭的應用會讓部分終端產品佈局更為緊湊和精簡。
進一步而言,伴隨透光率的繼續提升,螢幕重新整理率的提高,以及螢幕本身形態的變化(比如屏下攝像頭與京東方的摺疊屏、滑卷屏技術的結合)等等,新的產品應用和使用場景,還會再次發生變化。
那麼,作為屏下技術創新先行者的京東方,也會迎來全新的增長區間。
根據群智諮詢(Sigmaintell)資料,2021年上半年,BOE(京東方)柔性OLED智慧手機面板出貨量約2500萬片,同比增長近70%,柔性顯示屏市佔率位居國內行業第一、全球第二,其穩定的產品品質及交付能力獲得了眾多知名品牌客戶高度認可。
根據京東方釋出的第三季度業績報告,期內營收559.93億元,同比增長46.77%,歸屬於上市公司股東的淨利潤72.53億元,同比增長441.14%;今年前三季度,營收1632.78億元,同比增長72.05%,歸屬於上市公司股東的淨利潤200.15億元,同比增長708.43%。
以創新為信仰,全球半導體顯示龍頭將為自身、使用者和產業帶來更多可能。(釘科技原創,轉載務必註明“來源:釘科技”)