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技术突破,低成本液晶显示屏可以解锁屏幕下的指纹

作者:baidu.com来源:未知   添加时间:2020-05-28 10:11   浏览次数:

指纹识别解锁已经成为目前大多数智能手机的默认方案。然而,传统指纹解锁所需的指纹采集窗口在一定程度上影响了手机的屏幕比例。随着周的全屏幕智能手机成为主流,双“隐形”屏幕指纹识别涌入市场。

几天前,根据一个研究机构的数据,2020年有望成为指纹识别手机在液晶显示屏下大规模生产和上市的第一年。分析师预计,配备这一功能的智能手机的年出货量可能超过600万部,市场收购量预计到2024年将达到1.9亿部。

什么是屏幕下指纹识别,为什么配备普通液晶屏的这项功能是今年的热门话题?带着这些问题,《科技日报》的记者采访了相关专家。

以往光学屏下指纹识别需要搭载OLED屏

“具有屏幕外指纹功能的手机可以通过按下手机屏幕上的指定区域直接完成指纹识别过程。”手机行业第一研究所所长孙延彪指出,这样的设计可以避免物理按键对屏幕面板的额外占用,从而提高手机的屏幕比例,改善手机的显示功能。

众所周知,目前使用的指纹识别技术主要有三种,即电容式指纹识别、光学指纹识别和超声波指纹识别。那么,哪种指纹识别技术与屏幕下的指纹解锁更“匹配”?

“超声波指纹识别具有很强的穿透性,可以穿透金属、玻璃等常用的手机材料。然而,目前它的市场份额较低,研究程度较高。电容式指纹识别技术已经比较成熟,但是存在手指接触水时识别失败等情况。识别率低,无法穿透太厚的仪器。”天马微电子研发高级总监李俊毅表示,光学指纹识别技术更加成熟和快速。从目前的技术和市场来看,光学指纹识别更适合解决手机屏幕下的指纹识别遗留问题。

光学指纹识别技术的原理是利用光的折射和反射。当手指按压屏幕时,屏幕发光以照亮手指区域,照亮指纹的反射光通过屏幕像素之间的间隙返回到靠近屏幕的传感器。将获得的指纹图像与手机首先输入的图像进行比较,最后进行识别判断。光学屏幕下的指纹识别可以有效避免环境光的干扰,更好地避免复杂条件下出现湍流。

长期以来,智能手机上使用的光学屏幕下的指纹识别一直需要有机发光二极管屏幕。为什么液晶显示屏不能完成?

最初,光学指纹识别需要传感器和镜头之间的距离。“传统的液晶显示屏结构复杂。它需要一个背光模块来提供背光。也正是这种背光模块防止光线穿透液晶显示屏,导致无法在屏幕下识别指纹。有机发光二极管显示屏可以在没有背光的情况下发光,背光的厚度是显示屏的两倍,并且具有更好的透光率。”李俊毅说这

从而使有机发光二极管显示屏下的指纹识别传感器能够正确捕捉到有机发光二极管显示屏发出的光线,该光线照射到用户的指纹上后反射回来,从而成功实现指纹识别。

红外成像帮低成本LCD屏重获青睐

有机发光二极管显示屏在光学屏幕下具有优异的指纹识别性能,但从最初的角度来看,液晶显示屏的生产成本更低,使用寿命更长孙延彪说道。

智能手机的功能不断升级。作为智能手机的组成部分之一,小孔径、高刷新率等新技术的引入不断提升了液晶显示屏的附加值,这也促使许多制造商开始研发离屏指纹识别技术

“由于背光的存在,液晶显示屏如果利用可见光实现屏下光学指纹识别,将面临穿透性差和背光干扰的问题。”孙延彪说道。

根据业内先前公布的方案,上述问题可以通过在屏幕下使用红外成像技术来解决。具体来说,通过红外发射器、红外指纹接收器和红外光学材料系统,大大提高了指纹成像的红外透过率和迁移率,最终达到高水平的识别结果。

李俊毅解释说,为了在保证显示结果的基础上获得更好的红外透过率和指纹识别结果,有必要对液晶显示屏的各种光学薄膜和玻璃进行优化,甚至改变薄膜结构来提高红外透过率。其次,为了提高指纹识别功能,原本位于屏幕下方特定位置的传感器和红外标志发射器也需要做特殊的点通道。

实验室的突破只是第一步。“屏下指纹液晶显示屏,相对流行的液晶显示屏,整体成本略有增加,相比屏下指纹有机发光二极管显示屏仍有较大的成本优势。需要注意的是,由于在屏幕下使用指纹的液晶显示屏的定制化程度高于传统液晶显示屏,未来要真正实现大规模生产,需要上下游厂商的精心合作,这就对终端品牌的供应链控制能力提出了更高的要求。”李俊毅说。(原件:科技日报)

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