屏下指纹技术解析

屏下指纹市场调研深圳同兴达科技股份有限公司夏明星2019-11-8目录1屏下指纹发展背景与市场状况2指纹技术分类3OLED，LCD光学指纹的比对4光学指纹的周边资源信息5光学指纹的发展趋势方向

随着全面屏机型迎来快速普及，高屏占比产品与市场对前置指纹的需求产生了矛盾，而屏下光学指纹识别正是解决这一矛盾的关键方案。同时智能手机竞争加剧，而屏下光学指纹识别正是差异化产品的体现。如下图2019Q2，OLED手机屏下指纹的渗透率已经达到86.5%，截止2019年7月份VIVO宣布屏下指纹手机已经出货超过2000W部。。一、屏下指纹发展背景经2018~2019年的技术积累，光学指纹技术基本成熟渐渐成为屏下指纹的第一选择，目前光学指纹产品全部用于OLED显示，故OLED产品的供应也将会随着屏下指纹持续增长。一、屏下指纹发展背景--OLED产品的持续放量

屏下识别增长预测OLED面板增长预测显著点屏下指纹电容式下游竞争格局现在更加向国产领先品牌集中vivo，OPPO，华为全球同步发展2014年供应商格局汇顶、思立微和新思实现量产，FPC、汇顶和新思为首至少在7家适用范围OLED（目前为止）LCD，OLED技术难度不仅算法有严格要求，对光路设计等也有要求仅对Sensor和算法有要求，技术路线存在屏下光学、屏下超声波和3D人脸识别等多种技术路线。电容式指纹对密码解锁成功实现了逐步替代。一、屏下指纹发展背景---发展周期长综上：屏下光学指纹将迎快速成长，且比电容式指纹成长周期更长、更健康。一、屏下指纹市场状况品牌数量型号售价指纹类型摄像华为+荣耀34P30pro，Mate30，荣耀20NOVA5,Mate20pro畅想10S1k~15K光学指纹/3D结构光notch,水滴OPPO39Reno，K5，K3A9，R17，A7，FindX,1K~5K光学指纹/3D结构光美人尖，升降VIVO42Nex双屏，IQOO,X27，23，Z5，Y7，S11.5K光学指纹（5代）/3D结构光水滴，升降小米+红米34米8，9，Note7，Mix3,K201K~5K光学指纹（7代）3D结构光水滴notch三星18Galaxy10、A70，N10+，2K~8K超声/虹膜识别打孔一加魅族realme142216一加7魅族16TrealmeX2K~5K光学指纹水滴，notch升降其他41黑鲨，锤子，中移动，中兴等/光学指纹水滴，notch2018~2019共计260款产品，2018年约44款其中7款已经停产，2019年新机约216款二、指纹解锁技术分类类型电容式光学超声波3DSensing原理硅晶片与皮肤接触形成电场，记录指纹传感器数据的形状将反射光与折射光换成数字电信号，经算法复原、分析、对比进行指纹验利用超声波的反射特性，收集指纹信息利用可见光或红外光物体的三维深度信息抗干扰能力较差较差优秀优秀（非接触）防伪能力较强较强强强穿透能力0.3~0.5mm≤1.5mm≤1.2mm0.2~1.2m成本USD＜2USD6~8持续下降USD12~15USD18实用性LCDOLED（柔性，硬屏）柔性OLEDLCD,OLED新品厂商FPC，汇顶，思立微汇顶，思立微，神盾高通奥比，中光，英飞凌，代表机型Iphone6正面指纹Nove4背面指纹vivoiQOO小米9华为P30OPPOR17三星GalaxyS10+小米8IphoneXOPPOFindX

目前智能手机解锁方式分为三类：密码键盘。指纹类分为：电容指纹识别方案、光学指纹识别方案以及超声波指纹识别方案、、以及3DSensing（细分为三类）。OLED光学式屏下指纹识别：由OLED屏幕充当光源自发光照亮指纹，光线通过盖板玻璃的折射与反射到显示屏下的传感器上并转换成数字电信号，经算法复原、分析、对比进行指纹验证。三、OLED光学指纹基本原理与发展

一代二代技术的差别一代模组为了提高成像质量，会加入准直层，提高光学传输方向，同时屏下模组需要贴合屏幕导致良率较低。二代模组则换成了微距摄像头方案，因此不需要准直层，只需要提高摄像头的像素即可，同时屏下模组也不需要和显示屏进行贴合，从而实现了良率的提高和识别速度和精度的提升。华为Mate20ProOppoR17三、OLED光学指纹发展趋势类型20181H一代方案20182H~2019二代方案结构图12是否贴合是否厚度薄厚新片尺寸大小成本高（贴合良率）低分辨率低高解锁速度慢快代表机型X21,Mate20小米8R17，VivoX23，基本原理：利用红外或可见光摄像能够获得物体的三维深度信息，模拟出3D模型进行解锁目前3D成像有三种主流解决方案：结构光、TOF（TimeofFlight）和双目视觉技术，其中前两种方案在手机端的应用已经初具规模。三、3DSensing基本介绍方案TOF（timeofFlight）结构光双目成像原理红外脉冲，测量光传输时间差图形光或红外检测2D传感器模拟人眼点云成传感器内中级软件处理高级软件处理识别距离0.4~50.2~1.2小，与外界光强相关分辨率低高高扫描速度高中中应用范围人脸识别，3D建模，手势识别，AR，VR人脸识别支付，3D建模/终端厂商OPPOR17,VIVONEX，三星S105G版苹果，小米8，OPPOfindXmate20Pro/总结远距离扫描效果优异，应用领域广，关注度高,目前常用与后置摄像成熟度高，3D扫描效果好，常用于前摄.手机上应用较少LCD产品的光学结构，屏下指纹目前有两种可行的方案：1.Under-Display，红外感应识别或超声识别。使用波段940nm红外光灯放置于显示屏下方，此方案的优点为不增加边框，但对算法要求较高，同时对背光材料的红外透过要求很高。三、LCD光学指纹发展预测2.In-Dispay，内嵌式指纹扫描或贴合式的屏幕指纹。TFT屏幕指纹，单个像素点由光学传感部分和TFT信号读取部分构成。当用户的指纹接触屏幕时，指纹脊和谷的结构差异会影响反射到光学传感元件SensorTFT的光强不同。通过对采集到的反射光强进行数据处理，即可实现指纹信息的提取。三、LCD光学指纹方案比对类型Under-Display屏下识别

In-Dispay内嵌式指纹扫描分类红外识别超声识别TFT侧内置指纹贴合型是否贴合否否否是厚度一般一般最薄厚背光要求红外穿透超薄高亮度高亮度大区域识别需要拼接需要拼接OKOK成本低低高高新品厂商思立微，汇顶，阜时/AUO目前专利IC集成TP，指纹，显示箩箕目前进度基本成型/样品样品发展潜力高一般高低地区厂商方案方案进度品牌客户大陆汇顶科技光学量产所有主流品牌思立微光学量产OPPO欧美FPC超声波研发/高通超声波量产三星新思光学量产VIvo台湾义隆光学研发/神盾光学量产三星敦泰光学研发/四、屏下指纹识芯片厂商Lens&滤光片:大立光、舜宇光学、玉晶光、关东辰美、水晶光电。CMOS:SONY、三星、海力士、安森美、豪威科技。模组封装:欧菲科技、丘钛科技、信利国际。其中欧菲科技目前在屏下指纹与3DSensing方面都已提前布局，同时与华为，OPPO,vivo等众多厂商都简历了稳定合作，在2018年90%以上的手机都是使用欧菲的指纹模组。同时也与高通签订了战略合作协议，布局超声方案的产品供应链。四、屏下指纹识其他五、屏下指纹识未来技术发展方向说明原因大面积屏下指纹1/4或1/2的或满屏的指纹解锁视觉与操作上更具有冲击性与观赏LCD屏下指纹LCD屏下光学指纹的技术与周边材料的发展目前已经在稳定进行中，同时也是一种市场区域手机的性价比决定这个发展是必须的更快速、安全、丰富多样的解锁方式硬件性能的提升，软件算法的优化，更多厂商参与竞争目前屏下光学指纹整体识别率相比电容还有一定差距Micro-LED屏下指纹Micro-LED能够很好的适用于屏下指纹作为新一代的显示技术能够更好的适应屏下指纹应用领域的广泛车载，智能家居，5G产品的应用屏下指纹作为新一代的技术不可替代的将在其他产品上推广使用五、屏下指纹研究方向研究方向研究内容研究重点难点建议LCD屏下指纹AUO的内嵌式指纹扫描技术1.面内集成的设计原理，2.新版LCD，IC的特性，3.模组所有材料的选材设计，工艺技术暂无LCD，IC的资源，AUO暂不开放高层与AUO商议后期预研项目的深度合作屏下光学指纹技术1.LCD屏下指纹原理，LCD设计区别。2.背光材料的选型设计3.模组所有材料的选材设计，工艺，测试研究针对红外透过的背光材料3m暂无释放对外合作1.通过南昌工厂增加屏下指纹识芯片厂商的技术沟通2.