指紋識(shí)別解鎖已經(jīng)成為當(dāng)下絕大部分智能手機(jī)的默認(rèn)方案，然而傳統(tǒng)指紋解鎖所需要的指紋采集窗，在一定程度上影響著手機(jī)的屏占比。隨著全面屏智能手機(jī)漸成主流，更加“隱形”的屏下指紋識(shí)別涌入了市場(chǎng)。

日前，根據(jù)CINNO Research調(diào)研機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，2020年有望成為L(zhǎng)CD屏幕屏下指紋識(shí)別手機(jī)量產(chǎn)上市的元年，分析師預(yù)測(cè)搭載該功能的智能手機(jī)年出貨量可能會(huì)超過600萬臺(tái)，市場(chǎng)接受量有望在2024年達(dá)到1.9億臺(tái)。

什么是屏下指紋識(shí)別，為何這項(xiàng)功能搭載常見的LCD屏成為了今年的熱點(diǎn)話題？帶著這些問題，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了有關(guān)專家。

以往光學(xué)屏下指紋識(shí)別需要搭載OLED屏

“具備屏下指紋能力的手機(jī)，可以直接通過按壓手機(jī)屏幕指定區(qū)域，來完成識(shí)別指紋的過程。”第一手機(jī)界研究院院長(zhǎng)孫燕飚指出，這樣設(shè)計(jì)可以避免物理按鍵對(duì)屏幕面板的額外占用，進(jìn)而增大了手機(jī)的屏占比，提高了手機(jī)的顯示性能。

據(jù)了解，當(dāng)前主流的指紋識(shí)別技術(shù)主要有三種，分別是電容式指紋識(shí)別、光學(xué)指紋識(shí)別和超聲波式指紋識(shí)別。那么，哪種指紋識(shí)別技術(shù)與屏下指紋解鎖更“搭配”？

“超聲波式指紋識(shí)別具有較強(qiáng)的穿透性，可以穿透金屬、玻璃等常用手機(jī)材質(zhì)，但目前市場(chǎng)占有率低，研發(fā)難度較大；電容式指紋識(shí)別技術(shù)成熟，但存在手指沾水就識(shí)別失靈等情況，識(shí)別率低，且不能穿透太厚的東西?！碧祚R微電子研發(fā)高級(jí)總監(jiān)李俊誼表示，光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)更成熟、速度也更快。就目前的技術(shù)和市場(chǎng)來看，光學(xué)指紋識(shí)別更適合用于解決手機(jī)屏下指紋識(shí)別的問題。

光學(xué)指紋識(shí)別技術(shù)，其原理是利用了光的折射和反射。當(dāng)手指按壓屏幕時(shí)，屏幕發(fā)出光線將手指區(qū)域照亮，照亮指紋的反射光線透過屏幕像素的間隙返回到緊貼于屏下的傳感器上，獲取的指紋圖像與手機(jī)初次錄入的圖像進(jìn)行對(duì)比，最后進(jìn)行識(shí)別判斷。光學(xué)屏下指紋識(shí)別可以有效避免環(huán)境光的干擾，在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性表現(xiàn)更好。

長(zhǎng)期以來，被應(yīng)用在智能手機(jī)上的光學(xué)屏下指紋識(shí)別都需要OLED屏來進(jìn)行配合。為何LCD屏無法完成呢？

原來，光學(xué)指紋識(shí)別對(duì)傳感器與鏡片之間的距離有一定要求?！皞鹘y(tǒng)的LCD屏幕結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它需要背光模組來提供背光，也正是這層背光模組使光線無法穿透LCD屏，導(dǎo)致屏下指紋識(shí)別失敗。而OLED屏幕可以實(shí)現(xiàn)自己發(fā)光，無需背光源，更加纖薄，而且有較好透光度?！崩羁≌x介紹說，這使得OLED屏下的指紋識(shí)別傳感器能夠準(zhǔn)確捕捉OLED屏發(fā)出的光線照射用戶指紋后再反射回來的光線，從而順利實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別。

紅外成像幫低成本LCD屏重獲青睞

“OLED屏幕雖然在光學(xué)屏下指紋識(shí)別中有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，但從成本來看，LCD屏幕生產(chǎn)成本更低，同時(shí)使用壽命更長(zhǎng)?！睂O燕飚介紹說。

智能手機(jī)功能和性能在不斷升級(jí)，LCD屏作為智能手機(jī)的關(guān)鍵零組件之一，更小的孔徑、高刷新率等新工藝的導(dǎo)入，在不斷提升LCD屏的附加價(jià)值，這也推動(dòng)了不少廠商開始研發(fā)可適用于LCD屏的屏下指紋識(shí)別技術(shù)。

今年1月初，天馬微電子在美國(guó)電子消費(fèi)展上展示了以LTPS LCD技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)具備顯示、觸控和指紋識(shí)別功能的屏下指紋技術(shù)顯示產(chǎn)品。日前，據(jù)紅米品牌總經(jīng)理盧偉冰在微博上發(fā)布的消息，紅米的研發(fā)團(tuán)隊(duì)也已經(jīng)在LCD屏幕上實(shí)現(xiàn)了屏下指紋解鎖，并稱具備可量產(chǎn)性。

“由于背光的存在，LCD屏幕若采用可見光來實(shí)現(xiàn)屏下光學(xué)指紋識(shí)別，會(huì)面臨難以克服的穿透性差以及背光干擾的問題?！睂O燕飚說。

據(jù)此前業(yè)界曝光的一種方案，采用屏下紅外光成像技術(shù)可解決以上問題。具體來說，就是通過紅外發(fā)射器、紅外指紋接收器及紅外光學(xué)材料系統(tǒng)，大幅提高紅外透過率以及指紋成像的靈敏度，最終達(dá)到高水準(zhǔn)的識(shí)別效果。

李俊誼解釋說，在保證顯示效果的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)較好的紅外透光率與指紋識(shí)別效果，需要對(duì)LCD屏的各光學(xué)膜層和玻璃等進(jìn)行優(yōu)化，甚至更改膜層結(jié)構(gòu)，以提高紅外線穿透率。其次，為了提高指紋識(shí)別性能，原本位于屏下特定位置的傳感器還有紅外信號(hào)發(fā)射器也需要做專門的修改。

實(shí)驗(yàn)室里的突破只是第一步?！捌料轮讣yLCD屏，相對(duì)普通LCD屏，總體成本略微上升，比屏下指紋OLED屏還是有較大的成本優(yōu)勢(shì)。需要注意的是，由于采用屏下指紋的LCD屏定制化程度高于傳統(tǒng)LCD屏，未來要真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，需要上下游廠商之間緊密合作，這對(duì)終端品牌的供應(yīng)鏈管控能力提出了更高的要求?！崩羁≌x說。