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天馬攻破LCD指紋識別,紅米手機或大量導入

發布時間:2020/3/12 10:46:28   編輯:hxr
提要: 近日,小米集團副總裁、中國區總裁、紅米Redmi品牌總經理盧偉冰在微博上發布了一條微博,宣稱Redmi目前已經成功地在LCD上實現屏幕指紋識別,并具備可量產性。
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近日,小米集團副總裁、中國區總裁、紅米Redmi品牌總經理盧偉冰在微博上發布了一條微博,宣稱Redmi目前已經成功地在LCD上實現屏幕指紋識別,并具備可量產性。

據runto報道,盧偉冰這次展示的LCD屏幕指紋識別解決方案來自天馬,采用外掛式觸控模組,當前未進入量產。

與天馬一樣的液晶面板廠商都在想方設法去突破LCD屏幕指紋識別技術難點。因為在與剛性OLED競爭的過程中,無法集成指紋識別讓LTPS LCD明顯處于下風。

去年,友達、天馬、阜時科技、TCL華星、群創都在積極研發LCD屏幕指紋識別解決方案。其中友達、天馬、阜時科技皆有一定成果,友達還展出了全球首款全屏幕光學內嵌式指紋掃描LTPS顯示屏。天馬、阜時科技也研發出了樣品。阜時科技甚至宣稱能夠量產。

在OLED屏幕手機流行的今天,為什么LCD愛用者還堅定護航?

LCD與OLED的發光原理

無論LCD還OLED,都是智能手機領域使用最多的兩種顯示技術,包括TFT、IPS、AMOLED、PMOLED等均為基于這兩種技術的「加強版」。

LCD與OLED屏幕種類

LCD(Liquid Crystal display)即液晶顯示技術,歷史可追溯至20多年前,廣泛應用于電視機、計算機、智能手機等電子裝置。

LCD屏幕的構造就像兩片「玻璃」中間夾一層液晶,下基板放置薄膜晶體管,上基板還有色彩濾光層,中間液晶層在電壓作用下會產生不同的光特征,最后投射時經過色彩濾光層產生不同色彩。

OLED(Organic Light-Emitting Diode)全稱是有機發光二極管,公認為LCD繼承者,也認為是下一代智能手機顯示屏幕的最佳方案。

與LCD不同,OLED每個像素點都能獨立發光,我們可把每個子像素點看作一顆LED燈,由紅綠藍三子像素組成一個像素,這些像素組成的數組就是OLED面板。

簡單理解,LCD的光源層和顯示層分離,OLED顯示層和光源層合而為一。同時LCD光源固定,無法單獨發光。

OLED架構有許多紅利性特質,包括但不限于:

OLED顯示效率比需多級「過濾」光的LCD更高。

OLED不再需要背光源,屏幕可做得更薄。

配合不同的基板材質,OLED還能做成彎曲甚至折迭顯示效果。

OLED屏幕烙印與閃爍問題

按理來說,未來手機市場的發展趨勢,OLED擁有無限潛力。但與LCD相比,也有遭詬病的缺點,包括烙印和閃爍問題。

如上所述,OLED每個像素都會發光,而亮度控制由電流驅動,控制發光材料形成不同色彩,即DC調光。

不過,由于不同色彩像素點材質不同,發光壽命就有影響;加上三色子像素的波長有差異,對電流也有不同要求,如藍色就需更高電流通過。因此屏幕損耗過大或低亮度情況,想控制每個子像素的亮度配置十分困難,這時OLED屏幕可能會發紅,或出現「殘影」,就是大家常說的「烙印」。

為了解決這難題,廠商想出新辦法──使用PWM調光代替DC調光。具體操作是讓屏幕不斷閃爍,達到一定頻率后,人眼會有暫留視覺效果,讓屏幕看起來「常亮」。如果需要降低亮度,只需要增加閃爍時間間隔即可。

就這樣,PWM調光導致頻閃,并遭LCD愛用者口誅筆伐。

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▲白色區域為高風險,黃色區域為低風險,綠色區域為無風險。

根據《IEEEStd1789-2015標準》(IEEE為美國電氣和電子工程師協會),低健康風險的頻閃范圍應在1,250Hz以上;中國也有相關偵測機構針對標準測試,若光導出頻率大于3,125Hz,認為無頻閃,進入豁免安全區。

盡管上述報告并不是針對手機顯示屏幕,而是針對照明燈類,但也顯示出規律:頻率越高,對健康造成的風險就越低。

這里列舉兩組使用LCD和OLED的手機頻閃頻率:

iPhoneXR(LCD屏幕)閃爍速率超過9,000Hz;iPhoneXsMax(OLED屏幕)在低亮度時閃爍速率只有240Hz。

華為Mate20(LCD屏幕)頻率接近15,000Hz;華為Mate20Pro(OLED屏幕)閃爍速率為245Hz。

盡管肉眼不太容易察覺屏幕閃爍,且目前醫學及電器方面也沒有對「低頻傷眼」蓋棺定論,但網絡出現幾乎一邊倒的觀點:OLED的閃爍會導致眼睛疲勞,甚至干澀疼痛。

LCD走下神壇

相比OLED,LCD屏幕發展歷史悠久,制程成熟,因此成本更低。由于使用背板發光,所以壽命較OLED屏幕更長,且調光過程自然柔和不傷眼。

LCD屏幕在智能手機「崛起」要歸功夏普2014年的首款「全屏幕」手機AquosCrystal──搭載5吋LCD屏幕,分辨率1,280×720,屏幕占比達78.5%?梢哉fAquosCrystal是全屏幕手機的開山之作,很大程度奠定LCD屏幕在手機發展的基礎。

2017年蘋果發表搭載OLED屏幕的iPhoneX系列手機之前,LCD絕對稱得上市場主流。到2019年,市面很難見到搭載LCD的真旗艦──與市場需求不無關系。

近年來,屏幕下指紋技術開始成為智慧手機的賣點,然而技術主要基于光學和超音波解鎖,但LCD面板恰好有阻擋光線和超音波的背光單元,因此也就不具屏幕下指紋解鎖功能。

此外,LCD屏幕需要一系列背光模塊,這會增加厚度,略顯機身厚重,形狀也較固定不可變形。這特征又與如今智能手機「極限輕薄」「折迭屏幕」「曲面屏幕」「真全屏幕」等賣點相悖。因此不少人就幫LCD屏幕貼上「低階過時」等標簽。

不過,在2019年年中,京東方、匯頂科技等企業已經宣布攻克LCD屏幕下指紋技術難關,并將在不久后實現量產,困擾LCD多年的屏幕下指紋難題終于解決。

當然一項新技術,OLED還有許多問題待解決,但短短幾年,OLED屏幕在手機領域的發展速度驚人,三星AMOLED(OLED的一種)屏幕水平已超過傳統LCD屏幕。

小結

無論LCD還OLED,兩者各有優劣。選擇OLED,能有更鮮艷的色彩效果,更薄的屏幕、更快的響應速度;選擇LCD,能避免烙印和閃爍,屏幕更自然清晰。

即便OLED似乎更符合目前主流手機市場的「口味」,但LCD也在積極求變。市場有各自擁有獨特定位的兩種技術,未嘗不是件好事。(OLEDindustry)

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