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近日LCD屏幕指紋識(shí)別技術(shù)又迎來(lái)了曙光
在沉寂了許久后，近日LCD屏幕指紋識(shí)別技術(shù)又迎來(lái)了曙光。
隨著近年來(lái)在手機(jī)行業(yè)中OLED屏幕成為中高端機(jī)型的主流選擇，大家也已經(jīng)很少能夠聽(tīng)到類似“LCD永不為奴”這樣的話了，其實(shí)原因無(wú)它，畢竟在這個(gè)屬于全面屏設(shè)計(jì)的時(shí)代里，聚光燈下屬于LCD的位置已經(jīng)日益減少，而LCD與OLED之間的“路線之爭(zhēng)”，并沒(méi)有在屏幕特性等方面分出高下，反而是作為場(chǎng)外因素的屏幕指紋識(shí)別技術(shù)讓LCD黯然失色，并直接導(dǎo)致了OLED一統(tǒng)中高端市場(chǎng)。
LCD屏幕指紋這回要量產(chǎn)了
毫無(wú)疑問(wèn)，全面屏概念的出現(xiàn)重新塑造了整個(gè)智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)，而為了實(shí)現(xiàn)更加“全面”的屏幕顯示效果，屏幕指紋識(shí)別技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。由于這項(xiàng)技術(shù)滿足了全面屏?xí)r代消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)體驗(yàn)的需求，因此當(dāng)LCD與屏幕指紋識(shí)別技術(shù)出現(xiàn)不兼容的情況時(shí)，手機(jī)廠商也做出了“用腳投票”的選擇。
在沉寂了許久后，近日LCD屏幕指紋識(shí)別技術(shù)又迎來(lái)了曙光。近日，國(guó)內(nèi)知名屏幕廠商天馬微電子發(fā)布了自主研發(fā)的全球首款LCD屏內(nèi)多點(diǎn)指紋解決方案“TED Finger Print”（下文簡(jiǎn)稱TFP）。而這一解決方案除了有著自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)之外，還兼具高集成化、全屏多點(diǎn)指紋識(shí)別、高屏占比等特點(diǎn)，并已具備量產(chǎn)條件，且正向全球知名品牌送樣。
其實(shí)不僅僅是天馬，本月初TCL華星方面也已宣布，成功研發(fā)出了基于LCD面板的屏下指紋識(shí)別產(chǎn)品，可支持全屏單點(diǎn)識(shí)別，并預(yù)計(jì)將在今年內(nèi)推出。在在更早之前的今年3月，小米集團(tuán)副總裁盧偉冰也曾在社交媒體宣布，Redmi成功在LCD屏幕上實(shí)現(xiàn)了屏下指紋識(shí)別功能。
在手機(jī)行業(yè)的全面屏?xí)r代之前，OLED有著色彩艷麗及輕薄柔軟的特性，而LCD則有著更為長(zhǎng)久的群眾基礎(chǔ)，雙方可謂是各具特色。然而隨著全面屏設(shè)計(jì)的到來(lái)，手機(jī)廠商成功向消費(fèi)者灌輸了全面屏可以提升機(jī)身整體視覺(jué)效果的概念，并且為了實(shí)現(xiàn)更高的屏占比，有了COG、COF，以及COP屏幕封裝技術(shù)，還帶來(lái)了類似升降式前攝、開(kāi)孔屏，異型屏等形態(tài)，更為重要的則是讓屏幕指紋識(shí)別技術(shù)幾乎成為了標(biāo)準(zhǔn)配置。
目前，已經(jīng)商用的屏幕指紋識(shí)別技術(shù)主要有兩大流派，光學(xué)方案與超聲波方案，這二者針對(duì)收集用戶指紋信息這一核心目的則有著完全不同的思路。其中光學(xué)方案主要是依靠光線反射來(lái)探測(cè)指紋回路，但受限于手機(jī)內(nèi)部設(shè)計(jì)的輕薄化要求，自發(fā)光的OLED屏幕天然更契合光學(xué)屏幕指紋方案。而基于超聲波透過(guò)屏幕，通過(guò)反射回去的聲波獲取指紋信息的超聲波方案，則有著信號(hào)穿透能力有限的問(wèn)題，但LCD屏幕的厚度顯然要明顯高于OLED。
因此這也就意味著適用于OLED的屏下指紋識(shí)別技術(shù)，并不適用于LCD，因此也導(dǎo)致需要重新開(kāi)發(fā)新的技術(shù)。在此之前，日本JDI以及國(guó)內(nèi)的阜時(shí)科技都曾宣稱在LCD面板上實(shí)現(xiàn)了屏幕指紋識(shí)別功能，但是直到現(xiàn)在為止，LCD的屏幕指紋技術(shù)依舊未能大規(guī)模商用，而天馬與TCL華星所公布的方案，則宣稱自家的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了量產(chǎn)水平。
同是LCD屏幕指紋，原理卻有不同
在LCD屏幕指紋識(shí)別技術(shù)的前進(jìn)道路上，主要有穿透性差與背光干擾兩大難點(diǎn)，但針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，天馬和TCL華星在實(shí)現(xiàn)上所采用的解決方案其實(shí)是不同的。兩者的差異在官方公布的信息中也已經(jīng)表現(xiàn)得非常清晰，并且TCL華星目前實(shí)現(xiàn)了全屏單點(diǎn)識(shí)別，而天馬則完成了全屏多點(diǎn)指紋識(shí)別。
在TCL華星公布的相關(guān)信息中提及，研發(fā)團(tuán)隊(duì)花了兩年時(shí)間不斷對(duì)LCD背光板進(jìn)行改造，成功解決了BLU films開(kāi)發(fā)、TPM亮度的提升、紅外傳感器識(shí)別精度提升等難題，最終實(shí)現(xiàn)了LCD屏下指紋的快速識(shí)別。因此也就意味著這一解決方案的重點(diǎn)在于“紅外傳感器”上，是利用紅外光來(lái)代替可見(jiàn)光在手指的反射作用進(jìn)行成像，并通過(guò)紅外發(fā)射器、指紋接收器，和各類光學(xué)鍍膜來(lái)提高透過(guò)率及成像精度。
而天馬的方案則是目前光學(xué)屏幕指紋識(shí)別的升級(jí)版，由感光元件（CMOS）圖像感應(yīng)方案轉(zhuǎn)換為薄膜晶體管（TFT）陣列方案，這二者的區(qū)別在于，同樣為了收集光信息的材料，從半導(dǎo)體變成了TFT。作為有源液晶顯示器 (AM-LCD)中的一種，TFT在液晶的背部設(shè)置特殊光管，可以主動(dòng)對(duì)屏幕上的各個(gè)獨(dú)立像素進(jìn)行控制。而TFT光學(xué)屏幕指紋識(shí)別方案的特點(diǎn)，就是利用TFT制程增加了一層a-Si(非晶硅)驅(qū)動(dòng)的sensor（光電轉(zhuǎn)換二極管）。
但TFT的這一方案其實(shí)并不是項(xiàng)新技術(shù)，早在2004年，卡西歐就發(fā)布了200*240像素的光學(xué)TFT sensor，而友達(dá)則曾在2014年進(jìn)一步推出了1.8mm厚的TFT光學(xué)指紋基板。可之所以這一方案在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)被束之高閣，最核心的原因就是TFT sensor的量子效率（光電轉(zhuǎn)換能力的重要參數(shù)）僅有10%左右，而作為對(duì)比，CMOS的量子效率通常在40%以上。
盡管說(shuō)天馬方面并沒(méi)有詳細(xì)解釋實(shí)現(xiàn)“TED Finger Print”的方式，但其增加Mask（掩膜）工藝的可能性非常高。由于Mask是半導(dǎo)體工業(yè)里光刻工藝過(guò)程中起到底片作用的部分，疊加掩膜層數(shù)會(huì)提高敏感度，最終提升TFT sensor的量子效率，但這同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致良率下降和成本提高的問(wèn)題。
機(jī)會(huì)已經(jīng)錯(cuò)過(guò)，LCD無(wú)力回天
看到這里，或許更青睞LCD的朋友會(huì)有重燃希望的想法，然而遺憾的是，即便能夠支持屏幕指紋識(shí)別技術(shù)，LCD如今想要回歸手機(jī)市場(chǎng)中高端領(lǐng)域已經(jīng)是一個(gè)“ Mission Impossible”。這其中的原因，并非天馬或TCL華星兩家推出的LCD屏幕指紋識(shí)別技術(shù)不夠出色，而是作為對(duì)手的OLED已經(jīng)將終端廠商綁上了自己的戰(zhàn)車。
目前，中高端機(jī)型集體轉(zhuǎn)向OLED屏幕，包括小米、vivo、一加、OPPO，以及魅族等廠商，更是幾乎將自家與三星定制AMOLED作為了重要的產(chǎn)品賣(mài)點(diǎn)。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商也開(kāi)始以各種方式扶持國(guó)內(nèi)OLED屏廠，例如小米方面就曾在5月份入股了從事硅基OLED微型顯示技術(shù)開(kāi)發(fā)的合肥視涯。
就像當(dāng)年復(fù)雜指令（CISC）與簡(jiǎn)單指令（RISC）之爭(zhēng)一樣，盡管當(dāng)時(shí)美國(guó)學(xué)術(shù)界幾乎一邊倒認(rèn)為Intel堅(jiān)持的復(fù)雜指令集（x86架構(gòu)）已經(jīng)過(guò)時(shí)，精簡(jiǎn)指令集才更先進(jìn)，但是來(lái)自“Wintel”盟友微軟的鼎力相助，讓技術(shù)上相對(duì)落后的英特爾反而占據(jù)了更多的市場(chǎng)份額，并最終依靠市場(chǎng)打贏了對(duì)精簡(jiǎn)指令集的處理器之戰(zhàn)。
技術(shù)上相對(duì)落后的Intel能夠依靠市場(chǎng)贏得勝利，更何況在LCD與OLED的這場(chǎng)對(duì)決中，二者本身就是各有千秋。在錯(cuò)過(guò)了智能手機(jī)轉(zhuǎn)向全面屏的窗口期，導(dǎo)致手機(jī)廠商在OLED上投入了重注后，僅靠著加入屏幕指紋識(shí)別技術(shù)，LCD想要扳回一城顯然并不是那么容易的事情。
并且由于在中低端市場(chǎng)，各大手機(jī)廠商普遍更注重產(chǎn)品的穩(wěn)定性與成本可控性，隨著屏幕指紋識(shí)別模塊和OLED規(guī)模化生產(chǎn)帶來(lái)的成本下降，大量千元級(jí)產(chǎn)品也紛紛用上了Rigid AMOLED+屏幕指紋識(shí)別的組合。
其中Rigid AMOLED雖然在成本上依然要高過(guò)LTPS LCD，如果TCL華星和天馬的LCD屏幕指紋識(shí)別方案，能夠在成本上與目前匯頂科技及思立微的OLED方案打平，或許未來(lái)還能夠看到LCD+屏幕指紋識(shí)別的組合出現(xiàn)在中低端機(jī)型上。
但至于LCD在高端市場(chǎng)的復(fù)興，可能就要等到microLED屏幕商業(yè)化的那一天了。
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