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黄色PI基板变为无色透明 手机屏幕“刘海”要终结?

近期,三星显示和LGD均曝光了在OLED面板中使用透明聚酰亚胺(PI)基板取代黄色PI基板的计划,以完成屏下摄像的重要蜕变。三星显示和LGD作为OLED屏幕两大主要供应商,如果确实能够在屏下摄像方面有所突破,真全面屏智能手机时代将快速到来。
发布时间:2022-11-03 10:14        来源:电子信息产业网        作者:谷月

近期,三星显示和LGD均曝光了在OLED面板中使用透明聚酰亚胺(PI)基板取代黄色PI基板的计划,以完成屏下摄像的重要蜕变。三星显示和LGD作为OLED屏幕两大主要供应商,如果确实能够在屏下摄像方面有所突破,真全面屏智能手机时代将快速到来。

透明PI基板成OLED屏下摄像新趋势

近几年,智能手机不断突破屏占比,在屏幕尺寸不断变大的同时,为了实现真全面屏,就必须考虑如何尽量减少摄像头的存在感。于是,各大厂开始努力将摄像头“隐藏”起来,刘海屏、水滴屏、挖孔屏、可升降摄像头等接踵而至。

不过,业内认为手机实现全面屏的最终方案还应该是屏下摄像。

屏下摄像技术是将摄像头放置在屏幕下方,摄像头区域保留完整的屏幕显示功能,这对于屏幕显示的完整性具有很大的提升。中兴、小米、三星等品牌早已推出量产的屏下摄像手机产品,OPPO、vivo等手机厂商也在积极布局。

虽然很多厂商看好屏下摄像技术,但目前该技术受黄色PI基板透光性等因素影响,尚未在智能手机中迅速普及。

屏下摄像技术要把摄像头隐藏在屏幕下,既要考虑用户看屏幕的效果,同时也要兼顾摄像头在拍摄时所需要的进光量。据了解,柔性OLED目前主要是以黄色PI膜作为基板,透光率不到70%,大大限制了传感器尽可能多地吸收光线,导致前置摄像头很难实现理想的拍摄效果。

为此,三星显示曾试图将其第一款屏下摄像手机Galaxy Z Fold3的镜头孔所在像素数从374PPI减少到187PPI,以增强透光性。由于该区域像素较少,但像素尺寸却增加了4倍,导致分辨率有所下降。而且,由于摄像头所在的面板区域和屏幕其他区域的像素密度不同,与显示屏周边的异质感也会较为明显。此外,当用户自拍时,照片会出现泛黄的情况。据业内推测,这极有可能与屏下摄像区域覆盖了一层由黄色PI浆料制作而成的黄色PI膜有关。

苹果的“刘海”要终结?

业界开始寻找能够替代黄色PI膜的方式,于是无色透明PI膜开始浮出水面。

三星显示计划在OLED面板中使用无色透明PI基板,取代目前的黄色PI基板,并将其应用于2024年左右发布的折叠屏手机当中。

赛迪研究院显示领域首席研究员耿怡向《中国电子报》记者介绍说:“无色透明PI膜的光学性能更好,在屏下摄像头领域使用无色透明PI膜作为基板可以增加透光率,提高屏下摄像头分辨率。如果三星显示采用无色透明PI基板代替黄色PI基板,有助于其手机产品拍摄比现在更清晰的照片。”

而且业内认为,使用无色透明PI基板,手机镜头孔区域的像素密度也可以更密集,与显示屏周边的异质感不会那么明显,或许还能避免出现拍照泛黄问题。

此外,据业内人士透露,目前LGD也在根据自己的技术路线图开发用于屏下摄像应用的无色透明PI基板,并计划到2023年将屏下摄像透光率提高到20%,到2024年之后提高到40%。

三星显示和LGD作为OLED屏幕的两大生产商,如果确实能够在屏下摄像方面有所突破,真全面屏智能手机时代将快速到来。由此,PI浆料市场将急速扩大。

CINNO Research预测,至2025年,全球柔性OLED基板PI浆料总规模将超过4亿美元,年复合增长率达31.9%。

三星显示和LGD也是苹果OLED屏幕的重要供应商,如果成功开发出无色透明PI基板OLED面板,或许距离苹果摆脱“刘海”就不远了。

事实上,苹果也不想一直留着“刘海”,只不过在屏下摄像还处于被人诟病的时候,苹果必须权衡取舍。业内认为,iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max采用的“灵动岛”也只是苹果在舍弃屏下摄像后,为实现真全面屏而无奈采取的折中方案。在屏下摄像技术完成重要蜕变后,iPhone极有可能考虑使用无色透明PI基板OLED面板。

生产无色透明PI基板并非易事

业内人士认为,无色透明PI基板技术的成熟将促进智能手机屏幕更加简洁美观,为产品设计提供更多选择,有望成为OLED屏下摄像新趋势。但是,由于无色透明PI材料量产难度较高、良品率相对较低,而且对于工艺的技术要求也较为严苛,因此在规模量产方面仍然存在挑战。

“目前折叠屏手机的无色透明PI薄膜材料主要是涂覆硬涂层之后用作盖板材料,在基板材料中的应用仍属于前沿技术。”耿怡表示,无色透明PI主要有含氟芳香型和脂环族两类,无论是哪种改性,都会带来力学性能和耐热性的降低。而在折叠屏的制备过程中存在高温制程,对PI基板的耐热性要求较高,因此限制了无色透明PI薄膜材料的应用。

据业内人士介绍,如生产无色透明PI基板所需的PI清漆耐热性差就是一大问题。PI基板是通过将液体清漆放在玻璃基板上制成的,清漆通过撞击硬化形成固体,并使用激光切割基板。业内人士称,现有的黄色PI基板需经过激光剥离以去除玻璃基板上的液体PI清漆,当PI清漆硬化(热固化)成为PI基板时,再用激光去除玻璃基板。然而,无色透明PI清漆的耐热性较弱,难以进行相同的工艺。

CINNO Research首席分析师周华表示,由于需要兼顾光透过率、耐热性和可剥离性,无色透明PI浆料技术难度远大于黄色衬底PI,材料单价更高,因此终端产品价格也会升高,这势必将在一定程度上阻碍该技术在主流终端产品上的普及。

业内认为,对于智能手机屏下摄像的发展,未来方向依然是不断改善无色透明PI材料性能,已达到规模量产。

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