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TCL华星和3M把LCD屏下指纹玩出新花样最大的难点在

更新时间:2021-11-22

  近日TCL华星对外展示了其LCD屏下指纹识别技术,根据示意图可以发现采用的是红外传感解决方案,传感器集成了红外线发射器和红外线接收感应器,所有的背光源光学膜都是3M提供的可透红外光学功能膜。

  屏下指纹识别技术主要是为了替代原来的电容式指纹按键开关,节省玻璃盖板面积,达到全面屏效果。

  为了实现屏下指纹识技术,行业最早的思路是采用小孔成像,在显示屏的不透光层开小孔,如在LCD的背光源、OLED的金属背板和散热膜上开孔。后来在实际验证过程中,发现屏下指纹还容易受外界光线干扰,也就研发了特定波长的红外成像传感器。

  但随着指纹识别的光学传感器技术快速发展,OLED显示屏又能实现透明显示,在优化了OLED显示屏的模组结构后,OLED屏下光学指纹被快速研发出来,并且得到了量产定型。

  而相比OLED,LCD要实现屏下指纹识别技术的难度要高出很多,其中最主要的一点,就是LCD的背光源模组,本身是一个不透光的器件。

  另外采用小孔成像技术,在对LCD的背光源进行小孔开孔作业时,会严重破坏LCD背光源的光线传输结构,造成大量的不良。因此OLED屏下指纹技术突破了很多年后,LCD屏下指纹技术仍然进展十分缓慢。

  3M在配合LCD屏下指纹识别研发产品时,采用了另一种思路,就是对光学膜材料进行改性,让其在透过红外线时,保持光线的准直性,而在正常的LCD背光源的白光波长范围内,仍然维持原来的光线传输特性。

  如把正常白光全反射膜,设计成白光波段全反射,但红外段则是透射的类半透半反型反射膜;把正常白光漫散射的扩散膜,黄浦江畔强聚首人道辩论新擂主!,设计成白光波段仍然高漫散射,但红外段则是透射的扩散膜:把正常白光可以多重全反射增亮的BEF增亮膜,深圳启飞航空-猎飞武装察打无人直升机将亮相,也同样设计成白光波段继续全反射,但红外波段则仍能达到准直透射的增亮膜。

  事实上,LCD屏下指纹识别技术的主要难点,除了需要研发高敏感度的COMS成像传感器芯片外,就是LCD各种光学功能层的光路处理。

  虽然LCD显示屏在没有背光源的情况下,透过率只有5~7%,但是至少还能保证LCD显示屏在全开或全关状下下,总有一个状态是光线准直状态,能正确看到LCD显示屏后面的背景图像。

  而有着多层光学功能膜的LCD背光源,本来就是一个要把光线尽量打乱的匀光器,所以白光波长范围内,背光源的光线是越混乱,得到的效果反而是越均匀。但背光源的匀光原理,对于指纹识别成像来说却是个致命的难题。

  不管怎么说,TCL华星和3M还是通过在LCD背光源和LCD屏下指纹识别两个功能上,采用白光和红外两个不同波长范围的方式,解决了LCD屏下指纹成像实现的难题,这也充分说明了3M在光学设计和光学膜原材料研发两个领域的强悍实力。



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