Debajo de Cámaras con pantalla: cómo y por qué rediseñará nuestra experiencia visual en el futuro

Las pantallas de teléfonos inteligentes y televisores se han vuelto increíblemente nítidas, brillantes y contrastantes en los últimos años y gran parte de esto se debe a la rápida mejora de la tecnología OLED. Esta tecnología de pantalla ha avanzado a un nivel en el que se encuentran disponibles en el mercado OLED flexibles, plegables e incluso enrollables.

Pero, ¿qué sigue?

Para hablar sobre el futuro de los OLED, necesitábamos a alguien del interior, un experto que participara activamente en el desarrollo de paneles OLED. La semana pasada tuve la oportunidad de entrevistar al CEO de OTI Lumionics, Michael Helander.

Michael tiene un doctorado. en Ingeniería de Materiales de la Universidad de Toronto. Él y su colega Zhibin Wang cofundaron OTI Lumionics en 2011 después de hacer un descubrimiento importante que redujo el consumo de energía de los OLED al aumentar su brillo.

Desde entonces, OTI Lumionics ha estado completamente involucrado en la investigación y el desarrollo de OLED. Pero su desarrollo más emocionante es el nuevo electrodo ConducTorr ™ que presenta nuevas aplicaciones para paneles OLED.

En mi entrevista la semana pasada, Michael compartió sus increíbles conocimientos sobre cámaras de subpantalla y OLED. Aprendí tanto sobre los OLED durante la entrevista que, incluso después de quitar las partes sin importancia, este artículo resultó ser excepcionalmente largo. Entonces, decidí dividir esta historia de la entrevista en dos partes.

El artículo de hoy se centrará en las cámaras debajo de la pantalla, cómo funcionan, su futuro y los desafíos que enfrentan los fabricantes en la producción en masa.

La segunda parte de esta entrevista se publicará a finales de esta semana y se centrará en los televisores OLED transparentes y su aplicación, junto con algunas ideas sobre los paneles OLED plegables.

Tenga en cuenta que debido a la naturaleza de la entrevista, este artículo no tendrá un formato simple de preguntas y respuestas. En cambio, se enfocará en áreas específicas de una cámara debajo de la pantalla, como su desarrollo y aplicaciones. Pero tenga la seguridad de que hice todo lo posible por mantener el tono y las explicaciones de Michael.

Espero que esta entrevista resulte increíblemente profunda y le brinde una comprensión profunda de cómo funcionan las cámaras debajo de la pantalla y sus aplicaciones futuras.

¿Cómo contribuye OTI Lumionics a la industria OLED?

La mayoría de nosotros probablemente nunca haya oído hablar del nombre OTI Lumionics. Esto se debe a que no fabrica OLED de grado de consumidor como LG Display o BOE. En cambio, la compañía trabaja entre bastidores y ayuda a los fabricantes de pantallas a producir sus paneles OLED para teléfonos inteligentes, televisores y más.

Cuando se le preguntó sobre la contribución de OTI a la escena OLED, Michael explicó que OTI Lumionics ha suministrado materiales y productos químicos avanzados a empresas para la producción de paneles OLED de alta calidad. Gran escala. La empresa trabaja en sinergia con otros proveedores, como Universal Display Corporation, para permitir que los fabricantes de pantallas produzcan paneles con mayor eficiencia, mayor brillo y mayor duración de la batería.

La empresa cuenta con un equipo de descubrimiento de materiales dedicado que aplica simulaciones informáticas de alto rendimiento (HPC) al Lo último en tecnología junto con algoritmos de inteligencia artificial de aprendizaje automático para descubrir y diseñar materiales avanzados listos para la producción.

Su electrodo ConducTorr ™ para modelado de cátodos OLED que permite mejores cámaras debajo de la pantalla, es un producto de este departamento.

¿Qué es el material de modelado de cátodos (CPM) Conductorr ™ de OTI Lumionic?

En términos simples, ConducTorr ™ CPM permite a los fabricantes crear un patrón de agujeros entre los píxeles OLED para una mejor transmisión de luz para las cámaras subyacentes.

Para comprender mejor cómo funcionan las cámaras debajo de la pantalla en los teléfonos inteligentes y otros dispositivos, primero debemos comprender cómo funcionan los sensores de la cámara y por qué colocarlos debajo de un panel OLED normal hace que sea casi imposible reproducir imágenes.

Los sensores de la cámara de nuestro teléfono inteligente necesitan luz para capturar imágenes. Esto significa que cada sensor de cámara, incluidas las cámaras ocultas debajo de la pantalla, debe acceder a la luz para procesar y producir selfies de buena calidad. Pero nuestros paneles OLED normales no son transparentes, lo que significa que no permitirá que la luz llegue al sensor de la cámara que se encuentra debajo.

Por lo tanto, para que la cámara debajo de la pantalla funcione, la pantalla o al menos la sección sobre el sensor de la cámara debe ser relativamente transparente y permitir que la luz y otras señales pasen (como en el reconocimiento facial 3D). Esto significa que los paneles OLED utilizados en los teléfonos con cámara debajo de la pantalla deben personalizarse para este propósito, lo que no es un trabajo fácil, especialmente cuando necesita encontrar soluciones escalables para producir millones de tales paneles.

Michael explica, "Entonces, si miras la sección transversal de una pantalla OLED , se compone de un montón de capas diferentes, algo apiladas una encima de la otra. Y en la parte superior de la pantalla hay uno de los electrodos que se usa para llevar el Electricidad en la pantalla que se ha convertido en luz para la entrada directa de cada píxel OLED. Y entonces, esa capa de metal cubre toda la superficie de la pantalla y es muy delgada. Es como un grosor a nanoescala ".

Agrega:" Pero debido a que es de metal, todavía bloquea un haz de luz, lo que reduce el brillo. Si está tratando de colocar una cámara debajo, baje la transparencia y podría crear una serie de El desafío ha sido producir a gran escala la forma que conozco no hizo estas pantallas. No hay forma de darle forma a esa capa de metal para crear agujeros o hacerla más delgada en algunas áreas y más gruesa en otras. "

Es por eso que no vimos cámaras con subpantallas hasta 2020. Pero ahora, las empresas finalmente han logrado mejorar la transparencia de los paneles OLED para este propósito. Y gracias a nuevas soluciones de empresas como OTI Lumionics, aumentar la transparencia de una parte de la pantalla o de todo el panel OLED ya no es tan difícil.

La solución CPM ConducTorr ™ de OTI Lumionic aumenta la transparencia de la pantalla durante el proceso de fabricación al crear agujeros entre

Michael explica, "Entonces, donde encajamos, son nuestros materiales de modelado ConducTorr catódico (CPM.) Puede considerarlo como un revestimiento antiadherente para metal. Entonces, lo que hacen los fabricantes expositores es almacenar nuestro material en áreas [that] donde no quieren que se forme ningún metal y luego hacen el resto de su proceso de fabricación normal. Y terminarán teniendo agujeros en esa capa de metal, o algunas áreas pueden hacerse más gruesas [or] más delgadas. Les permite alcanzar un nivel muy alto de optimización que de otro modo sería imposible de lograr en el proceso de fabricación existente. "

La idea aquí es utilizar el espacio entre los píxeles, crear agujeros en ellos, y así aumentar la transmisión de luz y señales. Esto es similar a la explicación proporcionada por Xiaomi sobre cómo se desarrolló su cámara debajo de la pantalla (pero sin los agujeros).

Sin embargo, Michael agrega que la calidad y durabilidad de los paneles OLED están muy influenciadas por el método utilizado para crear agujeros en estos píxeles. ZTE, Xiaomi y OTI Lumionics se basan esencialmente en el uso del espacio entre píxeles para aumentar la transmisión de luz, pero la forma en que lo logran puede tener un impacto significativo en la calidad general del panel de visualización OLED.

Michael explicó que ninguna de las tecnologías en uso en este momento, podría ser la solución de cámara debajo de la pantalla de ZTE o incluso la solución de Xiaomi, puede cumplir con las expectativas del mundo real. Por otro lado, fue f confiado en que la tecnología ConducTorr ™ CPM de OTI permitiría cámaras debajo de la pantalla mejores y más eficientes.

Para comprender mejor la diferencia en el enfoque adoptado por diferentes fabricantes, echemos un vistazo más de cerca a las soluciones existentes de ZTE y Xiaomi.

Solución de cámara debajo de la pantalla de ZTE

En lugar de moldear (o hacer agujeros) la capa superior de metal de la pantalla OLED en el Axon 20 5G (que se anunció al principio este mes ), ZTE ha decidido reemplazar la tapa con un material más transparente. Entonces, la cámara en la parte superior de la pantalla recibe más luz gracias a la mayor transparencia.

Sin embargo, en el proceso, ZTE Axon 20 5G La pantalla en la parte superior de la cámara debajo de la pantalla tiene una resolución más baja (por lo que los píxeles están más espaciados, lo que significa más espacio para el paso de la luz). Pero para asegurarse de que la parte superior de menor resolución no se destaque significativamente, ZTE necesita hacer que los píxeles en esa área sean mucho más brillantes que el resto de la pantalla. Esto puede afectar potencialmente la confiabilidad del área de visualización en la parte superior de la cámara. Después de todo, todos sabemos lo susceptibles que son los OLED a quemarse.

Otro problema con la solución de ZTE es que la calidad del color de la pantalla no será uniforme. Dado que la parte superior de la cámara tiene un material diferente, más delgado y más transparente que el resto de la pantalla, notará el ligero cambio de colores.

Entonces, para evitar esto, Micheal dijo que ZTE tenía que limitar la interfaz de usuario para mostrar solo notificaciones y contenido sin importancia en el área en la que se encuentra. la cámara para que sea menos perceptible para el usuario. Pero para diferentes interfaces de usuario y sistemas operativos, esta solución de software nunca será sostenible a largo plazo.

Si bien aún no hemos probado el ZTE Axon 20 5G, uno de los revisores (Pheonix Lab) de China destacó claramente esta diferencia de calidad.

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Solución de cámara debajo de la pantalla de Xiaomi

Xiaomi ha tomado un ligeramente diferente a este problema. Según la información disponible públicamente, Xiaomi ha decidido hacer que los píxeles en el área sobre la cámara sean más pequeños (en lugar de reducir la resolución) que el resto del panel. Esto crea más espacio entre los píxeles, permitiendo que pase más luz. Parece una solución ligeramente mejor que ZTE, pero tiene inconvenientes muy similares.

Michael explicó, "Y así [reducing pixel size] crea más espacio entre los píxeles para el paso de la luz, pero [Xiaomi] en realidad no hizo ningún agujero. Así que todavía es un poco limitado en términos de calidad y el problema de reducir un píxel es … tienes que hacerlos mucho más brillantes y por lo tanto puede haber problemas potenciales de quemado ". Agrega que también puede haber un cambio de color visible en esa área.

En un video práctico del prototipo de Xiaomi (a través de PCHome), no pudimos encontrar ninguna diferencia visible en la calidad de la pantalla en el área (arriba a la izquierda) arriba de la cámara y el resto del panel. Entonces, la solución de Xiaomi parece ser mejor que la de ZTE. Sin embargo, el teléfono era un modelo prototipo y el video práctico no se enfocaba realmente en los elementos de la interfaz de usuario en la parte superior de la cámara o en su calidad de selfie.

Michael señala que tanto Xiaomi como ZTE probablemente tendrán que depender en gran medida del posprocesamiento para mejorar el aspecto de las selfies. Xiaomi también podría aprovechar su adquisición de tecnología de Meitu 2018. Sin embargo, no todos los mercados prefieren selfies muy elaborados y embellecidos, por lo que Michael cree que será difícil utilizar esta solución a largo plazo.

¿En qué se diferencia la tecnología ConducTorr ™ CPM de OTI Lumionic?

Según Michael, para explorar completamente el potencial de las cámaras debajo de la pantalla e incluso los OLED transparentes, las empresas necesitarán perforar agujeros en sus pantallas OLED para lograr un alto nivel de transparencia.

Pero la idea de crear agujeros entre píxeles parece bastante complicada y arriesgada. Así que tuve que preguntarle a Michael sobre la duración de la solución de OTI. Los OLED tienen su parte de inconvenientes, como píxeles muertos / atascados, quemaduras e incluso cambios de color. Por lo tanto, siempre existe la pregunta de cómo hacer agujeros en el panel puede afectar su durabilidad a largo plazo.

Pero Michael parecía bastante seguro de su tecnología. Explicó: "Con nuestra técnica, estamos usando el mismo proceso de evaporación que [companies] usa para crear los píxeles rojos, verdes y azules (RGB) en la pantalla OLED, pero todo es a baja temperatura. [There’s] ninguno daños en las pantallas y podemos cambiar a cualquier resolución, hasta un tamaño de píxel muy pequeño que equivaldría a mil píxeles por pulgada, que es aproximadamente el doble de la resolución de la pantalla de un teléfono inteligente normal. Y luego, en ese caso, todos los nuestros datos y los datos de nuestros clientes no muestran degradación en la calidad de visualización ni problemas de confiabilidad a largo plazo ".

Su explicación parece bastante convincente, pero obviamente, sin un producto OLED real fabricado con la solución ConducTorr ™ CPM, tendremos que esperar y ver la diferencia en calidad y fiabilidad de estos paneles.

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Las cámaras debajo de la pantalla están llegando a un rango medio antes que los teléfonos [19659018] El perfeccionamiento de la tecnología de las cámaras debajo de la pantalla llevará algún tiempo, y alguna vez, las empresas dudarán en utilizarla en un modelo caro.

Michael dijo que en las dos primeras generaciones de cámaras debajo de la pantalla, los fabricantes tendrán que sacrificar algo para que funcione. Esto también nos lleva a otro aspecto destacado de las cámaras debajo de la pantalla de 2021. Contrariamente a la opinión popular, Michael dice que las cámaras en pantalla de primera generación probablemente se implementarán en los teléfonos inteligentes de gama media. . Entonces, si esperaba verlo en un buque insignia en la primera mitad de 2021, está listo para la decepción.

Michael explicó: " Hemos visto esto en el pasado donde Samsung y otros han jugado [experimental technologies] en algunos de sus productos de gama media primero para ver cómo lo acepta el mercado antes de lanzarse a todo. la línea. "

" Probablemente durante las dos primeras generaciones, tendremos que sacrificar algo. O la pantalla [will be] es un poco peor, o la cámara será un poco peor ", agrega . "Lo que el primer producto nos permite comprender es qué es más importante para el consumidor: ocultar la cámara y hacer que la pantalla sea perfecta o mantener la calidad de la cámara lo mejor posible y si la pantalla no es del todo perfecta, no es gran cosa, porque es incluso mejor que una muesca ".

Así que será prueba y error durante las primeras generaciones hasta que los fabricantes recopilen suficientes comentarios de los consumidores para priorizar lo más importante: la calidad de la cámara o la calidad de la pantalla.

La primera cámara debajo de la pantalla del mundo resultó ser una Axon 20 5G de rango medio de $ 320 . Entonces, ZTE ha marcado la tendencia de lo que sucederá en 2021. También hemos escuchado rumores sobre el nuevo teléfono con cámara en pantalla de Xiaomi como dispositivo de gama media. Por lo tanto, es poco probable que los principales fabricantes implementen una solución de cámara debajo de la pantalla en sus costosos buques insignia, donde no hay margen de error.

Pero esto también nos dice que las cámaras debajo de la pantalla no serán muy caras de producir en masa.

Las cámaras debajo de la pantalla no son necesariamente más caras que una solución de muesca o perforada.

Según Michael, todavía es demasiado pronto para comentar sobre el precio exacto de los paneles OLED que admiten cámaras debajo de la pantalla, pero está seguro de que los precios pueden acercarse a los de una solución tradicional de cámara perforada o de muesca.

“Nadie sabe realmente cuál será el rendimiento final y, por lo tanto, el rendimiento ** determina directamente los precios del panel. Una de las cosas prometedoras es, por supuesto, que ZTE pondrá [its UD camera panel] en un teléfono de gama muy baja. ¡Fueron como $ 300! "

(** El rendimiento de producción de un fabricante de paneles es el número de buenos paneles de visualización como porcentaje del número total de paneles de visualización producidos).

Michael agrega, " Nuestras expectativas son que una vez que sepa que la producción se ha reducido, el costo del panel no debería ser muy diferente al de las pantallas actuales. Porque incluso si tienen que agregar algo para que la pantalla sea semitransparente, no tienen que hacer un agujero o cortar una muesca que tenga una posible pérdida de rendimiento. Entonces el costo se compensará entre sí. "

Su explicación nos da una idea de cómo las cámaras de subpantalla pueden llegar a ser la corriente principal en los próximos años, quizás tan común como una solución de muesca o perforación. Esto hace que las cosas sean muy emocionantes, especialmente para lo que viene después de que las cámaras UD se generalicen.

La ​​solución de cámara UD permite sensores más grandes, más cámaras y un mejor posicionamiento

La obsesión por una experiencia de visualización la pantalla completa puede habernos llevado al punto de mover las cámaras hacia abajo y este diseño tiene varias ventajas.

Por el momento, estamos limitados por el tamaño de la muesca o el orificio en la pantalla para el sensor de la cámara. Imagínese lo que sucede cuando el tu cámara puede esconderse detrás de la pantalla, en cualquier lugar.

Cuando le pregunté a Michael sobre la posibilidad de agregar un sensor más grande debajo de la cámara para obtener mejores selfies, se emocionó al decir: “Esa es una muy buena pregunta y puedo dar un paso más. De hecho, hemos visto a varios clientes interesados ​​en hacer que toda la pantalla sea transparente. "

Entonces, ¿estamos viendo teléfonos completamente transparentes pronto?

Justo cuando estaba a punto de hacer esta pregunta, agregó que la pantalla seguirá luciendo como un panel OLED normal, pero el beneficio de hacerlo transparente. La pantalla completa permite a los fabricantes ser flexibles con la ubicación de la cámara y los sensores debajo de la pantalla. Un área transparente más grande permitiría a los fabricantes agregar un sensor mucho más grande para selfies debajo.

Pero esta es solo una posibilidad.

También pueden agregar dos o tres cámaras por adelantado con múltiples sensores IR o incluso algo como un sensor Soli sin perturbar la experiencia de visualización de pantalla completa y sin distracciones en el

Pero no se trata solo de la cantidad de sensores. sori dentro, sino también de su posición. Michael agrega: "[Right] n ay, estoy limitado a solo [one or two cameras] en el bisel superior. Y tal vez en términos del diseño interior del teléfono, en realidad no es el mejor lugar. Si pudiera moverlo a otro lugar, Tendría más espacio para la batería, o podría hacer que el teléfono sea más delgado o más liviano ".

Otra ventaja del posicionamiento flexible de la cámara en la parte frontal es el ángulo de visión. Él dice que con las cámaras debajo de la pantalla, la ubicación de la cámara ya no está limitada en el bisel superior, ya sea un teléfono o incluso una computadora portátil. Esto les da la libertad de colocarlo en cualquier lugar de la pantalla, como el centro del panel OLED, lo que probablemente permitirá una videollamada y una experiencia de cámara más inmersivas.

Esto es especialmente cierto en el caso de los dispositivos más grandes como computadoras portátiles y televisores. Imagínese poder ocultar la cámara en el centro de sus pantallas; esto permitiría realizar videollamadas de mejor calidad, especialmente si siente que la persona de guardia lo está mirando directamente. En el caso de las soluciones existentes, si la persona que realiza una llamada mira la pantalla del dispositivo, a menudo encontrará que la cámara enfoca su frente, lo que no crea una experiencia inmersiva. Esto es especialmente cierto en esta era en la que las videollamadas y las videoconferencias se están convirtiendo en una parte vital de nuestra vida personal y profesional.

Hablando de videoconferencia, Michael dice que compañías como Microsoft también están considerando el potencial de las cámaras debajo de la pantalla dentro de los televisores grandes que son parte de un sistema de videoconferencia. Agrega: “ ¿Qué pasaría si el televisor fuera transparente y hubiera muchas cámaras detrás? Y nuevamente, es mucho mejor en términos de calidad de videollamada e interacción social. "

Mi conversación con Michael me hizo darme cuenta de que las cámaras debajo de la pantalla son definitivamente el siguiente paso en la evolución de los teléfonos inteligentes. El propósito real de gastar millones de dólares y años en investigación y desarrollo de cámaras debajo de la pantalla no es solo ofrecer al usuario una experiencia de pantalla completa. Pero es para permitir que los fabricantes sean flexibles con la solución de cámara frontal, abriendo así muchas aplicaciones nuevas potenciales que antes no hubieran sido posibles.

La primera generación de cámaras debajo de la pantalla no será perfecta. Sin embargo, con tecnologías innovadoras como ConducTorr ™ CPM de OTI Lumionics, se espera, dentro de los próximos años, encontrar teléfonos que puedan igualar los productos insignia de la actualidad en términos de calidad de pantalla y cámara. quiéralo.

OTI recibió recientemente una estrategia de inversión estratégica de LG Ventures (el brazo de inversión de LG Group) para ayudar a acelerar la adopción comercial de sus materiales y aumentar las operaciones. La última versión de ConducTorr ™ CPM de OTI está lista para la producción en masa y se enviará a los clientes con pantallas de teléfonos inteligentes en el cuarto trimestre de 2020. Y se espera que el primer conjunto de teléfonos con cámara debajo de la pantalla se fabrique utilizando este material llegará a los mercados en 2021.

En el próximo artículo, que llegará este fin de semana, conocerás más sobre los OLED transparentes, sus aplicaciones y el plegado. ¡Así que estad atentos a Gizmochina!

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