Giải pháp tăng cường khả năng truyền dẫn của camera dưới màn hình: Phân tích chuyên sâu về vật liệu mới và công nghệ sắp xếp

Khi điện thoại thông minh toàn màn hình trở nên phổ biến hơn, công nghệ camera dưới màn hình đã nổi lên như một điểm nhấn trong ngành. Cốt lõi của những tiến bộ công nghệ hiện tại là tăng cường khả năng truyền dẫn của camera trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của màn hình. Bài viết này sẽ đi sâu vào các giải pháp mới nhất từ cả ứng dụng công nghệ sắp xếp pixel và công nghệ mới.

Màn hình truyền thống bao gồm nhiều lớp, bao gồm các đơn vị pixel, chất nền, bộ lọc màu, qua đó ánh sáng phải đi qua để đến được máy ảnh cảm biến. Tuy nhiên, lớp phát xạ và lớp chặn của màn hình OLED hấp thụ một số ánh sáng, dẫn đến độ truyền qua chỉ 30%-40%, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh. Do đó, để tăng độ truyền qua, cần có những đột phá trong cả thiết kế cấu trúc và thiết kế.

Công nghệ OLED trong suốt: Trong màn hình OLED truyền thống, các điện cực kim loại chặn ánh sáng. OLED trong suốt thay thế các điện cực kim loại bằng oxit thiếc indium (ITO) và tối ưu hóa vật liệu lớp phát xạ, tăng khả năng truyền dẫn lên 60%-70%. Ví dụ, công nghệ "ClearView" mới nhất của Samsung sử dụng các điện cực nano trong suốt và vật liệu đóng gói có khả năng truyền dẫn cao để cung cấp đường dẫn rõ ràng hơn cho khu vực camera trong khi vẫn duy trì độ sáng của màn hình.

Lớp phủ quang học nano: Bằng cách phủ lên bề mặt màn hình một lớp phủ silicon dioxide hoặc oxide nano, có thể giảm phản xạ ánh sáng và tăng khả năng truyền sáng. Các thử nghiệm của phòng thí nghiệm Huawei cho thấy công nghệ này có thể cải thiện khả năng truyền sáng lên 8%-12%, đồng thời cũng mang lại khả năng chống bám vân tay và chống trầy xước.

Mảng ống kính siêu nhỏ: Việc nhúng một mảng ống kính siêu nhỏ giữa màn hình và cảm biến có thể phân tán ánh sáng vào cảm biến. Bằng sáng chế của Apple cho thấy công nghệ MLA có thể tăng khả năng truyền dẫn hiệu quả hơn 20%, cải thiện đáng kể khả năng chụp ảnh, đặc biệt là trong môi trường thiếu sáng.

Bố trí bàn cờ (Mẫu kiểm tra): "Bố trí kim cương" truyền thống thay đổi thành các điểm ảnh đen trắng xen kẽ trong khu vực dưới màn hình, làm giảm diện tích của lớp chặn. Xiaomi MIX áp dụng sơ đồ này, giúp tăng khả năng truyền dẫn lên 55%, nhưng có vấn đề về độ phân giải giảm.

Thiết kế lỗ trong suốt dạng tổ ong: Công nghệ "Màn hình vô hình" của V sử dụng mảng lỗ trong suốt hình lục giác, tăng diện tích truyền dẫn trong khi vẫn duy trì mật độ điểm ảnh. Kết hợp với thuật toán điểm ảnh động, độ truyền dẫn có thể đạt tới 65% và hỗ trợ hiển thị độ phân giải 4K.

Công nghệ điều chỉnh pixel động: Hệ thống "Clear Sight" của Qualcomm có thể tự động điều chỉnh trạng thái pixel trong khu vực camera theo ánh sáng xung quanh: lớp phát xạ bị tắt và chế độ truyền sáng được bật khi chụp ảnh và màn hình trở lại bình thường khi không chụp ảnh. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy công nghệ này có thể tăng khả năng truyền sáng lên 80% ngay lập tức, nhưng đòi hỏi phải có chip hỗ trợ hiệu suất.

Nâng cấp độ nhạy cảm biến: Các cảm biến thế hệ mới như IMX989 của Sony cải thiện ánh sáng tới 30% thông qua công nghệ kết hợp bốn điểm ảnh, gián tiếp giải quyết vấn đề truyền dẫn không đủ.

Thiết kế đường dẫn quang học dưới màn hình: Công nghệ "Light Path" của OO sử dụng lăng kính khúc xạ để dẫn ánh sáng đến các cảm biến bên, bỏ qua các vật cản trên màn hình, đạt được độ truyền sáng hơn 90%, nhưng đòi hỏi phải thiết kế lại cấu trúc thân máy.

Hiện tại, độ truyền dẫn cao nhất của ngành đã vượt quá 75%, nhưng vẫn còn phải giải quyết sự cân bằng giữa độ sáng màn hình và độ truyền dẫn. Trong tương lai, việc ứng dụng vật liệu chấm lượng tử và cảm biến linh hoạt có thể nâng cao hiệu suất hơn nữa. Tuy nhiên, chi phí và tính ổn định của sản xuất hàng loạt vẫn là rào cản chính đối với việc triển khai công nghệ.

Cải thiện khả năng truyền dẫn của camera dưới màn hình là thành tựu toàn diện của thiết kế quang học khoa học vật liệu và tối ưu hóa thuật toán. Với sự lặp lại của công nghệ, điện thoại di động toàn màn hình dự kiến sẽ đạt được khả năng truyền dẫn hơn 90% vào năm 2026, thực sự loại bỏ sự phân mảnh thị giác của "màn hình đục lỗ".