屏下指紋解鎖是什麼？這原是當年手機行業“全面屏”風潮前期的終極難題，因為在當時手機普遍還是採用Home鍵指紋解鎖方案，這個大膽想法的提出在當時顯得頗為“科幻”，時過境遷，經歷了幾代解鎖方案的演變，如今看來，屏下指紋已幾乎成為了當下旗艦手機的標配，當然，“固執”的蘋果除外。
3月9日，Redmi紅米總經理盧偉冰在微博上發佈了一則重磅消息，即Redmi的研發團隊已經在LCD屏幕上實現了屏下指紋解鎖，並號稱具備可量產性，同時還配有演示視頻，這似乎表明了Redmi下一代中低端機型會鐵定搭載這項技術，因為熟悉小米營銷套路的朋友們都知道，一旦做什麼新技術的微博預熱，那麼基本這項技術就會鐵定搭載了。
直到這時候，或許各位才會恍然大悟，原來目前市面上雖然搭載屏下指紋解鎖的手機眾多，但無論是不足千元的榮耀20青春版還是剛剛發佈的售價逼近7000元的OPPO Find X2 Pro，無一例外採用的都是AMOLED屏，因為按理說千元機為了壓縮成本肯定會選擇LCD屏，為什麼非要採用AMOLED屏，很明顯，就是因為LCD做不了屏下指紋。問題來了，為什麼LCD屏做不了屏下指紋？
首先我們先來了解下目前手機指紋解鎖的三種主流方案，即電容式指紋識別、光學式屏幕指紋識別和超聲波式指紋識別，通過下圖可以清楚的知道三者的工作原理和優缺點，
電容式、光學式、超聲波式工作原理及優缺點
電容式指紋識別
電容式指紋識別技術我們應該都不陌生，全面屏手機時代之前，幾乎所有的手機指紋識別技術都是電容式指紋識別，比如之前的老旗艦iPhone8和三星S9，都是採用的電容式指紋識別。電容式指紋識別技術應用發展多年，無論是識別速度還是準確性都很高，可以說已經相當成熟。
不過電容識別不能溼手解鎖，以及無法隔著電場情況複雜的屏幕實現屏下指紋識別。想要將電容式指紋識別轉移到屏下有著不小的困難，因為其穿透能力太差讓它在全面屏時代顯得格格不入。
光學指紋識別
光學識別的應用很普遍，比如日常上下班的打卡機或門禁等，都是光學指紋識別技術，其原理是利用了光的折射和反射。當手指按壓屏幕時，OLED屏幕發出光線將手指區域照亮，照亮指紋的反射光線透過屏幕像素的間隙返回到緊貼於屏下的傳感器上。獲取的指紋圖像與手機初次錄入的圖像進行對比，最後進行識別判斷，光學屏下指紋識別可以有效的避免環境光的干擾，在複雜環境下的穩定性表現更好。
最初應用光學指紋識別的手機品牌是Vivo, 從2018年1月，第一款量產屏幕指紋技術的手機—— vivo X20 Plus屏幕指紋版發佈，之後針對用戶體驗，光學屏下指紋技術不斷改進，獲得了長足發展，截止目前在電商上我們能搜索到上百款搭載屏下光學指紋識別技術的手機。
第一款量產屏幕指紋技術手機——vivo X20 Plus
其實從這一點上我們就能搞清楚為什麼LCD屏幕無法做屏下指紋了，可以看下圖，從LCD屏幕和OLED屏幕的構造中，由於LCD屏幕無法自發光，需要背光模組來提供背光，這就形成了天然的屏障，無法實現光信號的接收，所以LCD屏幕要想做屏下指紋就需要另闢蹊徑。
直接在屏幕下方放置光學傳感器肯定是行不通的，而OLED屏幕擁有的自發光、可彎曲，厚度薄等特性，是光學指紋識別得以實現的物理基礎，這也解釋清楚了為什麼目前搭載光學指紋技術的手機都是採用的OLED屏。
超聲波指紋識別
超聲波具有穿透性，指紋模組發出的特定頻率的超聲波掃描手指，利用指紋的不同對超聲波反射的不同，能夠建立3D圖像，類似於聲吶的原理。
目前在研發超聲波指紋識別的巨頭就是高通，其將超聲波指紋識別命名為Sense ID，它對手指表面的清潔程度沒有太多要求。而且不用對屏幕面板進行開孔，無需按壓、可以實現溼手解鎖。但目前應用該技術的手機廠商並不是很多，三星去年的旗艦機Galaxys S10是最初應用超聲波指紋識別技術的手機，今年的S20系列也延續搭載了此項技術。
三星S20繼續搭載超聲波指紋識別
瞭解了三大指紋識別技術，我們也從中知道了為啥LCD做不了指紋識別，但能否另闢蹊徑來實現呢？一如上文說到，背光模組的存在阻礙了光信號的傳播，但是光既有直射，也有反射和折射，所以目前研發出LCD屏下指紋技術的面板廠幾乎都採用了“光折射”這一原理。目前筆者找到的最早資料是匯頂科技在18年10月15日申請的一項名為“屏下指紋識別裝置和電子設備”的發明專利。
從圖中可以看出，屏下指紋識別裝置應用於具有背光模組420和液晶面板430的電子設備中，背光模組位於液晶面板的下方。液晶面板包括顯示區域和非顯示區域，液晶面板的顯示區域上設置有指紋探測區域440。
其中，屏下指紋識別裝置可以包括指紋傳感器410。該指紋傳感器用於設置在液晶面板的非顯示器區域的下方，並接收背光模組發出的經指紋探測區域上方的手指反射回來的光信號，並根據接收的光信號生成手指的指紋信息。指紋傳感器位於液晶面板的下方，即指紋傳感器位於玻璃蓋板的下方。
由於指紋傳感器位於液晶面板的下方，而不是背光模組的下方，指紋傳感器接收的手指反射回來的光信號不需要經過背光模組，因此，指紋傳感能夠接收到手指反射回來的光信號進行指紋識別。此外，指紋傳感器設置在液晶面板非顯示區域的下方，也不會影響屏幕的顯示效果。
友達光電全球首款全屏幕光學內嵌式指紋掃描LTPS顯示屏
當然這是一個實現區域屏幕指紋識別的方案，全屏解鎖方案中，友達光電於參加美國DisplayWeek 2019時，展出了全球首款全屏幕光學內嵌式指紋掃描LTPS顯示屏，不過專家表示，其成本可能會限制全屏幕光學內嵌式指紋掃描LTPS顯示屏的普及速度。目前各整機廠商均對此表示興趣，但是無法接受如此大幅度的成本增加。
各大廠商LCD屏下指紋識別技術均獲突破
可能的改善方向是將sensor重新放置在Array一側，重走ITP發展之路，目前包括深天馬、友達、阜時科技、匯頂科技、京東方等均在2019年陸續發佈了屏下指紋解決方案，從上游來看，這項技術已沒有太多技術難題。
上文我們提到的Redmi採用的屏下指紋方案，據悉就是採用的深天馬的屏下指紋解決方案。小米應該是第一個站出來說宣佈要做LCD屏下指紋手機的終端廠商，小米又要做第一個“吃螃蟹”的人，而且可以預見這項技術未來將會應用到整個小米的中低端手機上，那麼大家有沒有必要為這樣一項新技術買單呢？
面板價格在疫情之前持續走低（數據來源於奧維睿沃）
綜上我們也介紹了好多面板廠都已經有了這項技術的方案，所以實現起來已經不是事兒了，無非是成本和量產性，但筆者看來，說到底這並不算是一種技術創新。因為這本就是是液晶面板廠為了解決LCD面板銷路問題，以及廠商為了打出低端手機差異化，雙方強行推進的TO B行為，其實從這可以看出，包括之前電視產品搭載的疊屏技術在內，都是面板廠和品牌方所主導的技術轉型。
為什麼呢，歸根接地還是為了打開銷路，大家都知道目前的液晶面板行業一直供過於求，但是無論是之前的疊屏技術還是如今的LCD屏下指紋技術，都顯得進步有限，有強造噱頭之嫌。
OLED搶佔了更多LCD市場（數據來源於奧維睿沃）
如今OLED面板需求量激增，高端旗艦的電視或者手機也都一窩蜂的導向OLED，所以廠家的策略就是，OLED能做的，如果LCD也能做到，就可以多一些噱頭去做產品差異化和高溢價，所以技術研發就這麼提上日程了。
最後，未來出現這類產品，值不值得買的問題，筆者認為參與這項技術研發的上游廠商這麼多，激烈的競爭下必然會導致解決方案的價格下降，目前可以說半屏指紋解鎖的方案到終端的話不會導致增加很多成本，所以不用擔心未來搭載LCD屏下指紋技術的手機價格會因此上漲很多。
在解鎖速度方面，應該也是和OLED屏下指紋差不多的，因為都是光學指紋識別原理。LCD若真想做出差異化，全屏幕LCD指紋解鎖是彎道超車的方法，但是上文也說了，目前限於成本，量產可能性不大。
曝光的Redmi紅米LCD屏幕指紋手機
所以，如果有一天真的推出了LCD屏下指紋手機，建議可以先去體驗下LCD屏下指紋解鎖速度，價格的話肯定要比OLED同類產品便宜才能說有一定性價比，另外就是合理看待屏下指紋的重要性，比如堅持了三年的蘋果Face ID，目前依舊沒有透露出會使用屏下指紋識別技術的消息，當然不排除已經和高通和解的蘋果，未來會否倒向超聲波指紋識別方案。
總之目前來看，屏下指紋識別依舊是手機邁向終極全面屏的關鍵一步，且技術競賽仍將長期存在。
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