Bạn vui lòng chờ trong giây lát...

Giải pháp camera ẩn dưới màn hình của hãng nào là tốt nhất? Cùng nghe chia sẻ đến từ chuyên gia trong ngành

Giải pháp camera dưới màn hình sẽ định hình trải nghiệm hình ảnh trong tương lai, nghe chuyên gia chia sẻ có lý thiệt
Giải pháp camera ẩn dưới màn hình trên smartphone của VinSmart (nguồn ảnh: Fanpage Vsmart)

Trong những năm qua, khả năng hiển thị của màn hình smartphone và TV đã trở nên cực kỳ sắc nét, sáng hơn và độ tương phản cũng vượt trội. Phần lớn thành tựu này có được là nhờ vào sự cải tiến nhanh chóng trong công nghệ OLED.

Có thể thấy, công nghệ màn hình OLED hiện tại đã bước sang một cấp độ mới, không còn dừng lại ở thiết kế phẳng thụ động mà chuyển sang linh hoạt (có thể gập, uốn cong hay nói chung là tùy biến ngoại hình đa dạng hơn trước).

Tương lai của màn hình OLED

Để nói về tương lai của OLED, mình xin thuật lại những gì mà trang Gizmochina đã phỏng vấn một chuyên gia trong ngành, là anh Michael Helander - CEO của OTI Lumionics, chuyên phát triển vật liệu nâng cao cho các tấm nền OLED.

Anh Michael Helander - CEO của OTI Lumionics
Anh Michael Helander - CEO của OTI Lumionics (nguồn ảnh: OTI Lumionics)

Anh Michael Helander có bằng Tiến sĩ ngành Kỹ thuật Vật liệu của Đại học Toronto. Anh cùng với đồng nghiệp Zhibin Wang đã đồng sáng lập OTI Lumionics vào năm 2011, sau khi cả hai đã khám phá ra được một yếu tố quan trọng giúp giảm mức tiêu thụ điện năng khi tăng độ sáng màn hình OLED.

Kể từ đó, OTI Lumionics đã chính thức tham gia vào việc nghiên cứu và phát triển OLED. Đáng kể nhất chính là việc họ đã phát triển ra Điện cực ConducTorr mới mang đến những ứng dụng mới cho tấm nền OLED.

Trong buổi phỏng vấn này, anh Michael Helander đã chia sẻ những hiểu biết chuyên sâu của mình về giải pháp camera ẩn dưới màn hình và tấm nền OLED. Tuy chỉ lọc lấy những thông tin quan trọng và dễ hiểu nhất về OLED, nhưng khi viết ra cả bài mình cảm thấy rất là dài. Nên đã quyết định chia bài phỏng vấn này ra thành hai phần.

Bên trong phòng thí nghiệm nghiên cứu của OTI Lumionics
Bên trong phòng thí nghiệm nghiên cứu của OTI Lumionics (nguồn ảnh: OTI Lumionics)

Theo đó, bài viết này sẽ tập trung vào giải pháp camera dưới màn hình, cách chúng hoạt động, tương lai và những thách thức mà các nhà sản xuất phải đối mặt khi sản xuất đại trà.

Còn phần thứ hai của bài phỏng vấn sẽ nói về TV OLED trong suốt và việc ứng dụng vào đời sống, cùng một vài thông tin chi tiết về tấm nền OLED có thể gập lại.

Xin lưu ý rằng do tính chất của cuộc phỏng vấn, bài viết này sẽ không viết theo dạng câu hỏi và câu trả lời đơn giản. Thay vào đó sẽ tập trung vào các lĩnh vực cụ thể của camera dưới màn hình như sự phát triển và ứng dụng.

Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu thấu đáo về cách hoạt động của camera dưới màn hình và việc ứng dụng trong tương lai.

OTI Lumionics đã hỗ trợ những gì cho ngành công nghiệp OLED?

Có thể nhiều bạn đọc bài viết này chưa từng nghe đến cái tên OTI Lumionics, vì hãng không sản xuất màn hình OLED tiêu dùng như LG Display hay BOE. Thay vào đó, OTI Lumionics làm việc đằng sau hậu trường và chung tay giúp các nhà sản xuất màn hình sản xuất tấm nền OLED cho smartphone, TV, v.v.

Khi được hỏi về đóng góp của OTI trong lĩnh vực OLED, anh Michael Helander giải thích rằng OTI Lumionics đã cung cấp các vật liệu và hóa chất tiên tiến cho các công ty để sản xuất tấm nền OLED chất lượng cao trên quy mô lớn. Công ty hợp tác với các nhà cung cấp khác như Universal Display Corporation để cho phép các hãng màn hình sản xuất các tấm nền với hiệu suất cao hơn, độ sáng cao hơn và kéo dài thời lượng pin.

Conductorr CPM của OTI Lumionics
ConducTorr CPM (nguồn ảnh: OTI Lumionics)

OTI Lumionics có nhóm Material Discovery chuyên nghiệp, áp dụng mô phỏng máy tính hiệu suất cao (HPC) hiện đại cùng với các thuật toán AI/Machine learning (Học máy) để khám phá và thiết kế các vật liệu tiên tiến sẵn sàng sản xuất. Trong đó, sản phẩm điện cực ConducTorr của bộ phận này dành cho OLED Cathode Patterning, giúp camera dưới màn hình hoạt động tốt hơn.

Vậy ConducTorr CPM (Cathode Patterning Material) của OTI Lumionics là gì?

Nói một cách dễ hiểu, ConducTorr CPM cho phép các nhà sản xuất tạo lỗ hổng giữa các pixel OLED để truyền nhiều ánh sáng hơn cho camera bên dưới.

Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của camera dưới màn hình smartphone và các thiết bị khác, trước tiên chúng ta cần hiểu cách hoạt động của cảm biến camera và tại sao việc đặt nó dưới tấm nền OLED thông thường khiến việc tái tạo hình ảnh gần như không thể.

Giải pháp camera đục lỗ trên Galaxy Note 20 Ultra 5G
Giải pháp camera đục lỗ trên Galaxy Note 20 Ultra 5G đang rất thịnh hành

Cảm biến camera trên smartphone cần ánh sáng để chụp ảnh. Điều này có nghĩa là mọi cảm biến camera, bao gồm cả loại ẩn dưới màn hình, cần được tiếp cận với ánh sáng để xử lý và tạo ra những bức ảnh selfie chất lượng tốt. Nhưng các tấm nền OLED thông thường lại không trong suốt, đồng nghĩa với việc màn hình không cho phép ánh sáng tiếp cận với cảm biến camera nằm bên dưới.

Vì vậy, để camera dưới màn hình hoạt động, nhà sản xuất cần màn hình hoặc ít nhất là phần phía trên cảm biến camera phải tương đối trong suốt và cho phép ánh sáng cùng các tín hiệu khác (như nhận dạng khuôn mặt 3D) đi qua. Như vậy các tấm nền OLED trang bị cho smartphone có camera dưới màn hình phải được tùy chỉnh cho mục đích này - đây không phải là công việc dễ dàng, đặc biệt là khi bạn phải đưa ra các giải pháp có thể mở rộng để sản xuất hàng triệu tấm nền như vậy.

Giải pháp camera điện thoại notch thông thường
Sơ đồ giải pháp camera trên smartphone màn hình notch thông thường (nguồn ảnh: OTI Lumionics)

Anh Michael Helander giải thích: "Nhìn vào ảnh sơ đồ phía trên có thể thấy phần notch ở màn hình OLED được tạo thành từ một loạt các lớp khác nhau và được xếp chồng lên nhau. Trong đó, lớp phía trước màn hình là một trong những điện cực được sử dụng để đưa điện vào màn hình và chuyển thành ánh sáng để nhận trực tiếp từ mỗi pixel OLED. Cho nên, lớp kim loại đó bao phủ toàn bộ bề mặt của màn hình và nó rất mỏng (quy mô nanomet)."

"Biết là rất mỏng nhưng bản chất là kim loại nên lớp Light Blocking Electrode vẫn chặn ít nhiều ánh sáng, bởi thế việc đặt camera bên dưới lớp này sẽ làm giảm độ trong suốt và có thể phát sinh một loạt vấn đề. Đây được xem là thách thức trong việc sản xuất đại trà smartphone có camera ẩn dưới màn hình. Chưa kể không có cách nào hiệu quả để tạo khuôn mẫu cho lớp kim loại đó mỏng hơn ở khu vực này và dày hơn ở những khu vực khác, hoặc tạo lỗ," anh Michael Helander nói thêm.

Đây là lý do tại sao smartphone có camera dưới màn hình phải đến tận năm 2020 mới được trình làng. Các công ty đã tìm ra cách cải thiện độ trong suốt của tấm nền OLED kết hợp với những giải pháp mới đến từ các công ty như OTI Lumionics, việc tăng độ trong suốt của một phần màn hình hoặc toàn bộ tấm nền OLED không còn bất khả thi như trước.

Giải pháp ConducTorr CPM của OTI Lumionic làm tăng độ trong suốt của màn hình trong quá trình sản xuất bằng cách tạo các lỗ ở giữa các pixel.

Giải pháp camera dưới màn hình áp dụng công nghệ ConducTorr của OTI Lumionic
Giải pháp camera dưới màn hình áp dụng công nghệ ConducTorr (nguồn ảnh: OTI Lumionics)

Anh Michael Helander giải thích: "Có thể nói ConducTorr CPM chính là cứu cánh đối với camera-phone ẩn dưới màn hình. Bạn có thể nghĩ nó giống như một lớp phủ chống dính cho kim loại, và việc các nhà sản xuất màn hình cần làm lúc này chỉ đơn giản là đưa vật liệu của chúng tôi vào những khu vực mà họ không muốn bất kỳ kim loại nào hình thành, rồi tiếp tục với quy trình sản xuất của họ như bình thường."

Ý tưởng ở đây là tận dụng khoảng trống giữa các pixel và lỗ pattern để tăng khả năng truyền ánh sáng và tín hiệu. Hiện ZTE, Xiaomi và OTI Lumionics về cơ bản đều dựa vào việc sử dụng khoảng trống giữa các pixel để tăng khả năng truyền ánh sáng, nhưng cách thức này có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tổng thể của tấm nền màn hình OLED.

Anh Michael Helander cho rằng hiện chưa có công nghệ nào là hoàn hảo, nhưng ConducTorr CPM của OTI được đánh giá là tốt hơn và sẽ cho phép camera dưới màn hình hoạt động hiệu quả hơn.

Để hiểu thêm về sự khác biệt trong cách tiếp cận công nghệ camera ẩn dưới màn hình của ZTE, Xiaomi và OTI Lumionics, mời các bạn chịu khó đọc thêm chút nữa.

Giải pháp camera ẩn dưới màn hình của ZTE

Thay vì tạo pattern hoặc tạo lỗ ở lớp kim loại trên cùng của màn hình OLED Axon 20 5G (ra mắt hồi đầu tháng 9/2020), ZTE đã quyết định thay thế phần trên cùng bằng vật liệu trong suốt hơn. Nhờ vậy, camera selfie của chiếc smartphone này sẽ nhận được nhiều ánh sáng hơn do độ trong suốt cao hơn.

ZTE Axon 20 5G là smartphone thương mại đầu tiên trên thế giới ứng dụng giải pháp camera ẩn dưới màn hình
ZTE Axon 20 5G là smartphone thương mại đầu tiên trên thế giới ứng dụng giải pháp camera ẩn dưới màn hình (nguồn: ZTE)

Tuy nhiên trong quá trình này, phần màn hình phía trên của ZTE Axon 20 5G có độ phân giải thấp hơn (vì các điểm ảnh đã được thiết kế cách nhau hơn để xuất hiện nhiều khoảng trống cho ánh sáng đi qua).

Để đảm bảo rằng phần trên cùng dù có độ phân giải thấp hơn cũng sẽ không ảnh hưởng nhiều đến trải nghiệm hình ảnh, ZTE phải làm cho các pixel ở khu vực đó sáng hơn so với phần còn lại của màn hình. Điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng hiển thị của phần màn hình đã ẩn camera bên dưới, chưa kể màn hình OLED rất dễ bị burn-in - hiện tượng xuất hiện những hình ảnh mờ ảo (bóng mờ) hay còn gọi là điểm chết khi điểm ảnh nào đó trên màn hình OLED hiển thị một màu quá lâu.

Một vấn đề khác mà giải pháp camera ẩn dưới màn hình của ZTE gặp phải chính là chất lượng màu sắc của màn hình sẽ không đồng nhất. Vì phần phía trên camera selfie có chất liệu khác, mỏng hơn và trong suốt hơn phần còn lại của màn hình, bạn sẽ nhận thấy sự thay đổi nhẹ về màu sắc.

Các phần tử giao diện người dùng của Axon 20 5G ở phía trên (nợi nhúng camera selfie bên dưới) cho thấy sự khác biệt về chất lượng hiển thị so với phần còn lại của màn hình
Các phần tử giao diện người dùng của Axon 20 5G ở phía trên (nơi nhúng camera selfie bên dưới) cho thấy sự khác biệt về chất lượng hiển thị so với phần còn lại của màn hình (nguồn ảnh: Pheonix Lab)

Vì vậy, để khắc phục nhược điểm này, anh Michael Helander nói rằng ZTE đã phải giới hạn giao diện người dùng chỉ hiển thị các thông báo và nội dung không quan trọng trong khu vực đặt camera selfie dưới màn hình (mình sẽ gọi tắt là UDC - Under Display Camera) để người dùng ít chú ý hơn. Nhưng đối với các giao diện người dùng và hệ điều hành khác nhau, giải pháp phần mềm này sẽ không bao giờ bền vững về lâu dài.

Chất lượng ảnh chụp selfie từ camera trước của ZTE Axon 20 5G so với iPhone 11
Chất lượng ảnh chụp selfie từ camera trước của ZTE Axon 20 5G so với iPhone 11 (nguồn ảnh: Pheonix Lab)

Giải pháp camera ẩn dưới màn hình của Xiaomi

Về phần Xiaomi đã thực hiện một cách tiếp cận hơi khác so với ZTE. Cụ thể, Xiaomi đã quyết định làm cho các pixel ở khu vực phía trên UDC nhỏ hơn (thay vì giảm độ phân giải) so với phần còn lại của màn hình. Điều này giúp tạo ra nhiều khoảng trống hơn giữa các pixel, cho phép nhiều ánh sáng đi qua hơn. Nhìn chung giải pháp này có vẻ tốt hơn một chút so với ZTE nhưng cả hai lại có những nhược điểm rất giống nhau.

Công nghệ sắp xếp pixel mới của Xiaomi

Công nghệ sắp xếp pixel mới của Xiaomi (xem chú thích bên dưới)

Anh Michael Helander giải thích: "Tuy việc giảm kích thước pixel sẽ tạo ra nhiều không gian hơn giữa các pixel để ánh sáng đi qua, nhưng Xiaomi không thực sự khoét lỗ. Vì vậy, nó vẫn còn hạn chế về mặt chất lượng và vấn đề với việc làm cho một pixel nhỏ hơn là… bạn phải làm cho chúng sáng hơn nhiều, từ đó có thể xảy ra các vấn đề burn-in."

Nguyên mẫu smartphone được trang bị UDC thế hệ thứ 3 của Xiaomi
Nguyên mẫu smartphone được trang bị UDC thế hệ thứ ba của Xiaomi (nguồn ảnh: PCHome)
Chiếc smartphone phía trên sử dụng UDC thế hệ đầu tiên, còn máy phía dưới dùng UDC thế hệ thứ ba của Xiaomi
Chiếc smartphone phía trên sử dụng UDC thế hệ đầu tiên, còn máy phía dưới dùng UDC thế hệ thứ ba của Xiaomi (nguồn ảnh: PCHome)

Anh Michael Helander chỉ ra rằng cả Xiaomi và ZTE có lẽ sẽ phải phụ thuộc nhiều vào khâu xử lý hậu kỳ để làm cho ảnh selfie đẹp hơn. Xiaomi có thể tận dụng công nghệ từ Meitu mà hãng thâu tóm hồi năm 2018. Tuy nhiên, không phải người dùng nào cũng thích ảnh selfie được xử lý kỹ lưỡng và làm đẹp, đó là lý do tại sao anh Michael Helander cho rằng sẽ khó sử dụng giải pháp này về lâu dài.

Công nghệ ConducTorr CPM của OTI Lumionics có gì khác biệt so với ZTE và Xiaomi?

Theo anh Michael Helander, để khai phá hết tiềm năng của UDC và thậm chí cả OLED trong suốt, các hãng di động sẽ phải tạo lỗ trên màn hình OLED của họ để đạt được mức độ trong suốt cao.

Nhưng ý tưởng tạo lỗ hổng giữa các pixel nghe có vẻ khá phức tạp và mạo hiểm. Liệu độ bền từ giải pháp mà OTI đưa ra duy trì được bao đâu, trong khi màn hình OLED thường có chung những nhược điểm như điểm ảnh chết/bị kẹt, cháy sáng và thậm chí là biến đổi màu sắc.

Khoảng cách điểm ảnh OLED được sử dụng để tăng độ trong suốt
Khoảng cách điểm ảnh OLED được sử dụng để tăng độ trong suốt (nguồn ảnh: OTI Lumionics)

Tuy nhiên, anh Michael Helander có vẻ khá tự tin vào công nghệ của mình. Anh ấy giải thích: "Với kỹ thuật của OTI Lumionics, chúng tôi đang sử dụng cùng một quy trình bay hơi mà các công ty sử dụng để thực sự tạo ra các pixel màu xanh-lục-đỏ (RGB) trong màn hình OLED, nhưng tất cả đều ở nhiệt độ thấp."

"Không gây tổn hại cho màn hình và chúng tôi có thể chuyển sang bất kỳ độ phân giải nào - tất cả đều giảm xuống kích thước pixel rất nhỏ tương đương với hàng nghìn pixel trên inch, tức là khoảng gấp đôi độ phân giải của màn hình smartphone bình thường. Sau tất cả, dữ liệu của chúng tôi và cả dữ liệu khách hàng của chúng tôi cho thấy chất lượng hiển thị không bị suy giảm và không có vấn đề gì phát sinh về lâu dài."

Lời giải thích của anh Michael Helander nghe có vẻ khá thuyết phục, nhưng tất nhiên chúng ta phải chờ các nhà sản xuất ứng dụng giải pháp ConducTorr CPM vào màn hình OLED thì mới biết chất lượng và độ bền thực tế như thế nào.

Camera ẩn dưới màn hình sẽ ưu tiên cho điện thoại tầm trung

Việc hoàn thiện công nghệ UDC mất khá nhiều thời gian, nên các công ty sẽ do dự khi ứng dụng giải pháp này lên model đắt tiền, và dòng smartphone tầm trung được đưa ra thử nghiệm UDC đầu tiên trước khi công nghệ này phổ biến.

ZTE Axon 20 5G có giá từ 2.198 Yuan (khoảng 7.4 triệu đồng)
ZTE Axon 20 5G có giá từ 2.198 Yuan (khoảng 7.4 triệu đồng)

Anh Michael Helander giải thích: "Trước đây chúng ta đã thấy Samsung và các hãng di động khác từng ứng dụng công nghệ thử nghiệm trên một số sản phẩm tầm trung của họ trước, rồi xem thị trường chấp nhận thiết bị đó như thế nào trước khi chính thức phổ biến."

"Có khả năng trong hai thế hệ UDC đầu tiên, chúng ta sẽ phải hy sinh điều gì đó. Màn hình hiển thị có chất lượng kém hơn một chút hoặc camera selfie chỉ ở mức tạm ổn, ” anh Michael Helander nói thêm. Đến khi các nhà sản xuất thu thập đủ phản hồi của người tiêu dùng để biết được cần ưu tiên những gì quan trọng hơn: Chất lượng camera hoặc chất lượng hiển thị.

ZTE teaser về công nghệ UDC trên Axon 20 5G so với các giải pháp camera selfie khác
ZTE teaser về công nghệ UDC trên Axon 20 5G so với các giải pháp camera selfie khác

Với Axon 20 5G được định giá dưới 10 triệu đồng, ZTE đã tiên phong đặt ra xu hướng cho smartphone có UDC vào năm 2021. Theo đó, phía Xiaomi được cho là sẽ tung ra thị trường một sản phẩm tương tự ở phân khúc tầm trung. Vì vậy, các nhà sản xuất hàng đầu khó có thể triển khai giải pháp UDC cho những chiếc flagship đắt tiền của họ, nơi không có chỗ cho sai lầm.

Nhưng điều này cũng cho chúng ta biết rằng UDC sẽ không có chi phí quá cao để sản xuất hàng loạt.

UDC tương lai có khả năng hỗ trợ cảm biến lớn hơn, nhiều camera và đa vị trí

Hiện tại, khi áp dụng thiết kế notch hoặc đục lỗ trên màn hình để chứa camera selfie, vị trí cảm biến thường cố hữu ở viền trên hoặc dưới của màn hình. Nhưng nếu cảm biến camera ẩn sau màn hình, thì tương lai các nhà sản xuất có thể tùy thích di chuyển cảm biến đến bất cứ đâu dù đó có là chính giữa màn hình.

Khi được hỏi về khả năng bổ sung một cảm biến UDC lớn hơn để chụp được các bức ảnh selfie đẹp hơn, anh Michael Helander đã rất vui mừng nói: "Đây là một câu hỏi thực sự tuyệt vời và tôi thậm chí có thể tiến thêm một bước nữa. Chúng tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm của khách hàng về việc làm cho toàn bộ màn hình trở nên trong suốt."

Vậy trong tương lai gần, màn hình smartphone có thể hoàn toàn trong suốt thay vì chỉ một phần như hiện nay? Anh Michael Helander nói thêm rằng: "Màn hình vẫn sẽ giống như một tấm nền OLED thông thường nhưng lợi ích của việc làm cho toàn bộ màn hình trong suốt là giúp các nhà sản xuất linh hoạt trong việc bố trí camera và cảm biến dưới màn hình. Một khu vực trong suốt lớn hơn sẽ cho phép các nhà sản xuất thêm vào một cảm biến UDC lớn hơn nhiều."

Camera ẩn dưới màn hình thế hệ thứ 3 của Xiaomi
Camera ẩn dưới màn hình thế hệ thứ 3 của Xiaomi

Bên cạnh đó, các nhà sản xuất có thể thêm hai hoặc ba UDC đi kèm với cảm biến hồng ngoại IR hoặc thậm chí một cái gì đó như cảm biến Soli (trên Google Pixel 4 XL) mà không làm ảnh hưởng đến toàn màn hình, cũng như trải nghiệm hình ảnh không bị sao nhãng bởi những chi tiết nào đó.

Nhưng không chỉ là về số lượng cảm biến bên trong, mà còn về vị trí của UDC. anh Michael Helander nói thêm: "Khi đã ẩn được camera dưới màn hình, thì vị trí đặt cảm biến ở viền trên không còn là nơi tốt nhất. Nếu có thể di chuyển UDC đến một nơi khác, smartphone sẽ có nhiều không gian hơn cho pin, hoặc chế tác điện thoại mỏng và nhẹ hơn."

Ví dụ, di chuyển UDC xuống nằm ở giữa màn hình, người dùng sẽ có thể thực hiện các cuộc gọi video với chất lượng tốt hơn, và đặc biệt là còn có cảm giác như đối phương đang nhìn vào bạn trực diện hơn. Bởi các giải pháp hiện có chỉ hướng camera trước tập trung vào trán của người dùng, điều này không tạo ra trải nghiệm phong phú.

Tóm lại, camera ẩn dưới màn hình thế hệ đầu tiên sẽ không hoàn hảo. Tuy nhiên, với những công nghệ tiên tiến như ConducTorr CPM của OTI Lumionics, hy vọng trong vài năm tới, chúng ta sẽ có được những chiếc camera-phone UDC hoàn hảo về cả khả năng hiển thị và ảnh chụp selfie.

Riêng bạn thích sử dụng camera selfie "lộ thiên" hay ẩn dưới màn hình?

Xem thêm: Các hãng lớn còn đang phân vân, nhưng tại sao VinSmart lại tự tin đem công nghệ camera ẩn lên smartphone sớm đến thế?

Biên tập bởi Trần Thanh Nam
Không hài lòng bài viết
2.527 lượt xem
Hãy để lại thông tin để được hỗ trợ khi cần thiết (Không bắt buộc):
Bài viết liên quan
Bình luận mới vừa được thêm vào. Click để xem
Mới nhất Bình luận hay Xếp theo:
Mọi người đang chờ bình luận đầu tiên của bạn đấy