迎来屏幕指纹加持的LCD,如今已经无力回天

随着近年来在手机行业中OLED屏幕成为中高端机型的主流选择,大家也已经很少能够听到类似“LCD永不为奴”这样的话了,其实原因无它,毕竟在这个属于全面屏设计的时代里,聚光灯下属于LCD的位置已经日益减少,而LCD与OLED之间的“路线之争”,并没有在屏幕特性等方面分出高下,反而是作为场外因素的屏幕指纹识别技术让LCD黯然失色,并直接导致了OLED一统中高端市场。

LCD屏幕指纹这回要量产了

毫无疑问,全面屏概念的出现重新塑造了整个智能手机产业,而为了实现更加“全面”的屏幕显示效果,屏幕指纹识别技术也应运而生。由于这项技术满足了全面屏时代消费者对于手机体验的需求,因此当LCD与屏幕指纹识别技术出现不兼容的情况时,手机厂商也做出了“用脚投票”的选择。

迎来屏幕指纹加持的LCD,如今已经无力回天

在沉寂了许久后,近日LCD屏幕指纹识别技术又迎来了曙光。近日,国内知名屏幕厂商天马微电子发布了自主研发的全球首款LCD屏内多点指纹解决方案“TED Finger Print”(下文简称TFP)。而这一解决方案除了有着自主知识产权之外,还兼具高集成化、全屏多点指纹识别、高屏占比等特点,并已具备量产条件,且正向全球知名品牌送样。

其实不仅仅是天马,本月初TCL华星方面也已宣布,成功研发出了基于LCD面板的屏下指纹识别产品,可支持全屏单点识别,并预计将在今年内推出。在在更早之前的今年3月,小米集团副总裁卢伟冰也曾在社交媒体宣布,Redmi成功在LCD屏幕上实现了屏下指纹识别功能。

迎来屏幕指纹加持的LCD,如今已经无力回天

在手机行业的全面屏时代之前,OLED有着色彩艳丽及轻薄柔软的特性,而LCD则有着更为长久的群众基础,双方可谓是各具特色。然而随着全面屏设计的到来,手机厂商成功向消费者灌输了全面屏可以提升机身整体视觉效果的概念,并且为了实现更高的屏占比,有了COG、COF,以及COP屏幕封装技术,还带来了类似升降式前摄、开孔屏,异型屏等形态,更为重要的则是让屏幕指纹识别技术几乎成为了标准配置。

目前,已经商用的屏幕指纹识别技术主要有两大流派,光学方案与超声波方案,这二者针对收集用户指纹信息这一核心目的则有着完全不同的思路。其中光学方案主要是依靠光线反射来探测指纹回路,但受限于手机内部设计的轻薄化要求,自发光的OLED屏幕天然更契合光学屏幕指纹方案。而基于超声波透过屏幕,通过反射回去的声波获取指纹信息的超声波方案,则有着信号穿透能力有限的问题,但LCD屏幕的厚度显然要明显高于OLED。

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因此这也就意味着适用于OLED的屏下指纹识别技术,并不适用于LCD,因此也导致需要重新开发新的技术。在此之前,日本JDI以及国内的阜时科技都曾宣称在LCD面板上实现了屏幕指纹识别功能,但是直到现在为止,LCD的屏幕指纹技术依旧未能大规模商用,而天马与TCL华星所公布的方案,则宣称自家的技术已经达到了量产水平。

同是LCD屏幕指纹,原理却有不同

在LCD屏幕指纹识别技术的前进道路上,主要有穿透性差与背光干扰两大难点,但针对这两个问题,天马和TCL华星在实现上所采用的解决方案其实是不同的。两者的差异在官方公布的信息中也已经表现得非常清晰,并且TCL华星目前实现了全屏单点识别,而天马则完成了全屏多点指纹识别。

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在TCL华星公布的相关信息中提及,研发团队花了两年时间不断对LCD背光板进行改造,成功解决了BLU films开发、TPM亮度的提升、红外传感器识别精度提升等难题,最终实现了LCD屏下指纹的快速识别。因此也就意味着这一解决方案的重点在于“红外传感器”上,是利用红外光来代替可见光在手指的反射作用进行成像,并通过红外发射器、指纹接收器,和各类光学镀膜来提高透过率及成像精度。

而天马的方案则是目前光学屏幕指纹识别的升级版,由感光元件(CMOS)图像感应方案转换为薄膜晶体管(TFT)阵列方案,这二者的区别在于,同样为了收集光信息的材料,从半导体变成了TFT。作为有源液晶显示器 (AM-LCD)中的一种,TFT在液晶的背部设置特殊光管,可以主动对屏幕上的各个独立像素进行控制。而TFT光学屏幕指纹识别方案的特点,就是利用TFT制程增加了一层a-Si(非晶硅)驱动的sensor(光电转换二极管)。

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但TFT的这一方案其实并不是项新技术,早在2004年,卡西欧就发布了200*240像素的光学TFT sensor,而友达则曾在2014年进一步推出了1.8mm厚的TFT光学指纹基板。可之所以这一方案在很长时间内被束之高阁,最核心的原因就是TFT sensor的量子效率(光电转换能力的重要参数)仅有10%左右,而作为对比,CMOS的量子效率通常在40%以上。

迎来屏幕指纹加持的LCD,如今已经无力回天

尽管说天马方面并没有详细解释实现“TED Finger Print”的方式,但其增加Mask(掩膜)工艺的可能性非常高。由于Mask是半导体工业里光刻工艺过程中起到底片作用的部分,叠加掩膜层数会提高敏感度,最终提升TFT sensor的量子效率,但这同时也会导致良率下降和成本提高的问题。

机会已经错过,LCD无力回天

看到这里,或许更青睐LCD的朋友会有重燃希望的想法,然而遗憾的是,即便能够支持屏幕指纹识别技术,LCD如今想要回归手机市场中高端领域已经是一个“ Mission Impossible”。这其中的原因,并非天马或TCL华星两家推出的LCD屏幕指纹识别技术不够出色,而是作为对手的OLED已经将终端厂商绑上了自己的战车。

迎来屏幕指纹加持的LCD,如今已经无力回天

目前,中高端机型集体转向OLED屏幕,包括小米、vivo、一加、OPPO,以及魅族等厂商,更是几乎将自家与三星定制AMOLED作为了重要的产品卖点。与此同时,国内手机厂商也开始以各种方式扶持国内OLED屏厂,例如小米方面就曾在5月份入股了从事硅基OLED微型显示技术开发的合肥视涯。

就像当年复杂指令(CISC)与简单指令(RISC)之争一样,尽管当时美国学术界几乎一边倒认为Intel坚持的复杂指令集(x86架构)已经过时,精简指令集才更先进,但是来自“Wintel”盟友微软的鼎力相助,让技术上相对落后的英特尔反而占据了更多的市场份额,并最终依靠市场打赢了对精简指令集的处理器之战。

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技术上相对落后的Intel能够依靠市场赢得胜利,更何况在LCD与OLED的这场对决中,二者本身就是各有千秋。在错过了智能手机转向全面屏的窗口期,导致手机厂商在OLED上投入了重注后,仅靠着加入屏幕指纹识别技术,LCD想要扳回一城显然并不是那么容易的事情。

并且由于在中低端市场,各大手机厂商普遍更注重产品的稳定性与成本可控性,随着屏幕指纹识别模块和OLED规模化生产带来的成本下降,大量千元级产品也纷纷用上了Rigid AMOLED+屏幕指纹识别的组合。其中Rigid AMOLED虽然在成本上依然要高过LTPS LCD,如果TCL华星和天马的LCD屏幕指纹识别方案,能够在成本上与目前汇顶科技及思立微的OLED方案打平,或许未来还能够看到LCD+屏幕指纹识别的组合出现在中低端机型上。

迎来屏幕指纹加持的LCD,如今已经无力回天

但至于LCD在高端市场的复兴,可能就要等到microLED屏幕商业化的那一天了。

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