半导体

谁说LCD不能搭载屏下指纹识别?

作者:卢梦琪来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-09-03 18:24我要评论

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支付APP指纹安全认证、联名账户取款加密指纹认证……诸多指纹识别行为将有望通过LCD屏下(内)指纹识别技术,以更高安全性、更高便捷性的方式实现。

由于LCD屏幕自身不透光的特性,实现该技术的难度较大。尽管如此,有许多面板、手机厂商向LCD屏下指纹技术发起了挑战,该技术在正在朝着高集成化、全屏指纹多点识别以及高屏占比方向演进。

“屏下”到“屏内”的进化

目前,应用在OLED手机上的屏下指纹识别技术已经很成熟,由于高成本,手机售价普遍较高。虽然LCD屏幕成本较低,但LCD屏幕自身不能透光,所以在LCD实现屏下指纹技术难度较大。尽管如此,近年来依然有许多面板、手机厂商向LCD屏下指纹技术发起了挑战,并取得了一定成果。

2019年5月,友达光电向外展示了全屏幕光学指纹识别LCD屏幕。

2019年6月,京东方透露,LCD屏下光学指纹感测技术已经研发成功。2019年8月,华为荣耀展示了搭载屏下指纹解锁的LCD手机样机,据悉,这款样机是荣耀与京东方联合开发的成果。

2020年3月,小米集团副总裁、红米品牌总经理卢伟冰宣布红米团队攻克屏幕指纹难题,在LCD屏幕上实现了屏幕指纹并具备可量产性。

2020年6月,TCL华星宣布已经开发出固定单点屏下指纹技术,预计今年将推出全屏单点屏内指纹技术,2021年将推出全屏多点屏内指纹技术。

2020年7月,天马研发的全球首款 LCD屏内多点指纹解决方案(TED Finger Print)正式发布,该方案将指纹图像采集器内嵌于TFT显示基板,实现了触控、显示、指纹识别三项功能融合为一。

从“屏下”到“屏内”,体现出怎样的进化过程?

据了解,屏下指纹的发展主要分为屏下指纹(固定单点)、屏内指纹(全屏单点)、屏内指纹(全屏多点 TED内嵌式)等阶段。屏下指纹识别包括电容式、光学式以及超声波式等类别,但目前搭载此类技术的产品由于技术和成本的原因,绝大部分仅能在固定的区域实现单点指纹识别。如今最新研发成果——屏内多点指纹解决方案,采用了光学指纹识别模式,将指纹图像采集器集成到显示屏内,可在全屏幕上实现“全屏多点”指纹识别,比屏下指纹产品拥有更大屏幕识别面积。

集成化与多点识别成攻克方向

“屏内多点指纹解决方案的未来发展方向,一定是高集成化、全屏指纹多点识别以及高屏占比。”天马微电子股份有限公司市场部总监吴弢在接受《中国电子报》记者采访时表示。

具体而言,第一是高集成化。主要是实现触控、显示、指纹识别三合一,要突破LCD屏内光学指纹难以匹配正常盖板厚度的限制,这样才更具市场竞争力及量产性;同时,由于将光路调制单元集成在显示屏内部,显示屏厚度相比外挂式准直光路设计方案降低50%以上,使终端产品设计更轻薄。第二是全屏指纹多点识别。要支持全屏实现任意显示区域指纹多点识别,可应用于全屏幕盲解锁、APP加密解锁、自定义指纹控制,实现高安全性和高私密性。第三就是高屏占比。将指纹识别功能内置在显示屏内,有效提升终端产品的屏占比,可为用户带来更极致的视觉体验。

此外,LCD屏下(内)指纹的发展完善,还离不开高亮度、高指纹识别率以及解锁体验提升几个维度。高亮度需要模组亮度达450nits以上,要保证展现更多的图像细节的同时还能有效解决亮度严重损失问题,带来流畅的观影和游戏体验;超高指纹识别率是指FRR<3%,可以达到OLED水平;在解锁体验方面,使用解锁或消费功能时更具直觉性,避免误触,精简手机配件按钮,增进整体美观。

据了解,TCL华星在LCD屏下指纹技术攻关过程中,通过对LCD背光板的不断改造与尝试,解决了BLU films开发、TPM亮度的提升、红外传感器识别精度提升等难题。最终,推出了可以清晰看到指纹图像的LCD面板+屏下指纹,并实现了LCD屏下指纹的快速识别功能。

优化成本寻找差异化竞争之路

LCD屏内指纹的优势在于可以做大面积及多指纹识别,可以提升智能终端人机交互体验的多元化空间。例如可为APP深层加密、保障财富安全、提升车辆驾驶体验;还可为智慧工厂、智慧城市、智能家居、智能交通、智能医疗的信息安全提供更高级别的保障。

据吴弢介绍,未来,LCD屏内指纹可以对任意APP加密,用户点击APP图标的瞬间需要完成指纹验证,才能进一步打开和运行APP,相比现有手机APP需要在指定位置按下手指进行指纹验证的加密方式,更加方便。LCD屏内指纹甚至可实现在ATM机上使用联名账户时,需两人同时输入指纹才能实现转账的操作功能。

从友达光电发布全屏幕光学指纹识别LCD屏幕开始,天马最新的LCD多点触控屏内指纹方案已经具备了量产条件,正向全球知名品牌终端送样,LCD屏下(内)指纹方案推出已经有很长时间,但一直未实现大规模商用,整体LCD屏下指纹在量产应用进程走到哪一步?

CINNO Research高级分析师刘雨实在接受采访时表示,LCD屏下(内)指纹在技术上已打通,与采用光学屏下指纹的刚性OLED相比,量产成本上不具优势,因此目前还极少有实际应用。目前,LCD屏下(内)指纹正在积极优化成本和寻找与OLED屏下指纹差异化竞争之道。

群智咨询(Sigmaintell)半导体器件研究资深分析师徐晶晶在接受《中国电子报》记者采访时表示,LCD 屏下(内)指纹方案目前仍处在研发阶段,从应用领域看,相比于手机终端,未来有望在车载显示、门锁市场推广,预计会在2021年下半年实现量产。

触控显示演进趋势之一,就是从器件结构层面出发,通过增加更多的功能来帮助触控显示模组不断加值。尽管最新的LCD屏内指纹解决方案仍有一些细节待优化,但该技术的发布还是重振了从业者对LCD指纹解决方案的信心。

总体来说,面板厂正在不遗余力地摆脱单一显示功能的显示屏,让其成为各种功能汇聚交互的平台是未来期待的发展方向。与此同时,面板厂也将从简单的生产制造商升级为系统平台整合者的角色,这一趋势也将大大促进LCD屏下(内)指纹的发展进步。


责任编辑:赵强
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