支付APP指紋安全認證、聯(lián)名賬戶取款加密指紋認證……諸多指紋識別行為將有望通過LCD屏下(內)指紋識別技術,以更高安全性、更高便捷性的方式實現(xiàn)。

由于LCD屏幕自身不透光的特性,實現(xiàn)該技術的難度較大。盡管如此,有許多面板、手機廠商向LCD屏下指紋技術發(fā)起了挑戰(zhàn),該技術在正在朝著高集成化、全屏指紋多點識別以及高屏占比方向演進。

“屏下”到“屏內”的進化

目前,應用在OLED手機上的屏下指紋識別技術已經很成熟,由于高成本,手機售價普遍較高。雖然LCD屏幕成本較低,但LCD屏幕自身不能透光,所以在LCD實現(xiàn)屏下指紋技術難度較大。盡管如此,近年來依然有許多面板、手機廠商向LCD屏下指紋技術發(fā)起了挑戰(zhàn),并取得了一定成果。

2019年5月,友達光電向外展示了全屏幕光學指紋識別LCD屏幕。

2019年6月,京東方透露,LCD屏下光學指紋感測技術已經研發(fā)成功。2019年8月,華為榮耀展示了搭載屏下指紋解鎖的LCD手機樣機,據悉,這款樣機是榮耀與京東方聯(lián)合開發(fā)的成果。

2020年3月,小米集團副總裁、紅米品牌總經理盧偉冰宣布紅米團隊攻克屏幕指紋難題,在LCD屏幕上實現(xiàn)了屏幕指紋并具備可量產性。

2020年6月,TCL華星宣布已經開發(fā)出固定單點屏下指紋技術,預計今年將推出全屏單點屏內指紋技術,2021年將推出全屏多點屏內指紋技術。

2020年7月,天馬研發(fā)的全球首款 LCD屏內多點指紋解決方案(TED Finger Print)正式發(fā)布,該方案將指紋圖像采集器內嵌于TFT顯示基板,實現(xiàn)了觸控、顯示、指紋識別三項功能融合為一。

從“屏下”到“屏內”,體現(xiàn)出怎樣的進化過程?

據了解,屏下指紋的發(fā)展主要分為屏下指紋(固定單點)、屏內指紋(全屏單點)、屏內指紋(全屏多點 TED內嵌式)等階段。屏下指紋識別包括電容式、光學式以及超聲波式等類別,但目前搭載此類技術的產品由于技術和成本的原因,絕大部分僅能在固定的區(qū)域實現(xiàn)單點指紋識別。如今最新研發(fā)成果——屏內多點指紋解決方案,采用了光學指紋識別模式,將指紋圖像采集器集成到顯示屏內,可在全屏幕上實現(xiàn)“全屏多點”指紋識別,比屏下指紋產品擁有更大屏幕識別面積。

集成化與多點識別成攻克方向

“屏內多點指紋解決方案的未來發(fā)展方向,一定是高集成化、全屏指紋多點識別以及高屏占比。”天馬微電子股份有限公司市場部總監(jiān)吳弢在接受《中國電子報》記者采訪時表示。

具體而言,第一是高集成化。主要是實現(xiàn)觸控、顯示、指紋識別三合一,要突破LCD屏內光學指紋難以匹配正常蓋板厚度的限制,這樣才更具市場競爭力及量產性;同時,由于將光路調制單元集成在顯示屏內部,顯示屏厚度相比外掛式準直光路設計方案降低50%以上,使終端產品設計更輕薄。第二是全屏指紋多點識別。要支持全屏實現(xiàn)任意顯示區(qū)域指紋多點識別,可應用于全屏幕盲解鎖、APP加密解鎖、自定義指紋控制,實現(xiàn)高安全性和高私密性。第三就是高屏占比。將指紋識別功能內置在顯示屏內,有效提升終端產品的屏占比,可為用戶帶來更極致的視覺體驗。

此外,LCD屏下(內)指紋的發(fā)展完善,還離不開高亮度、高指紋識別率以及解鎖體驗提升幾個維度。高亮度需要模組亮度達450nits以上,要保證展現(xiàn)更多的圖像細節(jié)的同時還能有效解決亮度嚴重損失問題,帶來流暢的觀影和游戲體驗;超高指紋識別率是指FRR<3%,可以達到OLED水平;在解鎖體驗方面,使用解鎖或消費功能時更具直覺性,避免誤觸,精簡手機配件按鈕,增進整體美觀。

據了解,TCL華星在LCD屏下指紋技術攻關過程中,通過對LCD背光板的不斷改造與嘗試,解決了BLU films開發(fā)、TPM亮度的提升、紅外傳感器識別精度提升等難題。最終,推出了可以清晰看到指紋圖像的LCD面板+屏下指紋,并實現(xiàn)了LCD屏下指紋的快速識別功能。

優(yōu)化成本尋找差異化競爭之路

LCD屏內指紋的優(yōu)勢在于可以做大面積及多指紋識別,可以提升智能終端人機交互體驗的多元化空間。例如可為APP深層加密、保障財富安全、提升車輛駕駛體驗;還可為智慧工廠、智慧城市、智能家居、智能交通、智能醫(yī)療的信息安全提供更高級別的保障。

據吳弢介紹,未來,LCD屏內指紋可以對任意APP加密,用戶點擊APP圖標的瞬間需要完成指紋驗證,才能進一步打開和運行APP,相比現(xiàn)有手機APP需要在指定位置按下手指進行指紋驗證的加密方式,更加方便。LCD屏內指紋甚至可實現(xiàn)在ATM機上使用聯(lián)名賬戶時,需兩人同時輸入指紋才能實現(xiàn)轉賬的操作功能。

從友達光電發(fā)布全屏幕光學指紋識別LCD屏幕開始,天馬最新的LCD多點觸控屏內指紋方案已經具備了量產條件,正向全球知名品牌終端送樣,LCD屏下(內)指紋方案推出已經有很長時間,但一直未實現(xiàn)大規(guī)模商用,整體LCD屏下指紋在量產應用進程走到哪一步?

CINNO Research高級分析師劉雨實在接受采訪時表示,LCD屏下(內)指紋在技術上已打通,與采用光學屏下指紋的剛性OLED相比,量產成本上不具優(yōu)勢,因此目前還極少有實際應用。目前,LCD屏下(內)指紋正在積極優(yōu)化成本和尋找與OLED屏下指紋差異化競爭之道。

群智咨詢(Sigmaintell)半導體器件研究資深分析師徐晶晶在接受《中國電子報》記者采訪時表示,LCD 屏下(內)指紋方案目前仍處在研發(fā)階段,從應用領域看,相比于手機終端,未來有望在車載顯示、門鎖市場推廣,預計會在2021年下半年實現(xiàn)量產。

觸控顯示演進趨勢之一,就是從器件結構層面出發(fā),通過增加更多的功能來幫助觸控顯示模組不斷加值。盡管最新的LCD屏內指紋解決方案仍有一些細節(jié)待優(yōu)化,但該技術的發(fā)布還是重振了從業(yè)者對LCD指紋解決方案的信心。

總體來說,面板廠正在不遺余力地擺脫單一顯示功能的顯示屏,讓其成為各種功能匯聚交互的平臺是未來期待的發(fā)展方向。與此同時,面板廠也將從簡單的生產制造商升級為系統(tǒng)平臺整合者的角色,這一趨勢也將大大促進LCD屏下(內)指紋的發(fā)展進步。