为了寻找智能手机以外的新市场,日本面板厂Japan Display Inc. (JDI)开发了一款以透明玻璃为基础材质的电容式指纹传感器。

对于这家由索尼(Sony)、东芝(Toshiba)与日立(Hitachi)的显示器部门组合而成、景况不佳的公司来说,传感器代表一个全新的市场,但产业分析师认为,尽管其TFT指纹传感器与硅芯片解决方案相较有一些特定优势,JDI可能太晚切入该市场、投入的资源也太少。

JDI旗下显示器解决方案事业部门Display Solutions Company社长汤田克久(Katsuhisa Yuda)在日本举行的新产品发表会上解释,该公司的新传感器开发概念是做为其in-cell架构Pixel Eyes触控面板的延伸;JDI的Pixel Eyes已经将基本的触控功能与TFT显示器的玻璃基板整合在一起,不必额外添加触控面板模块。 JDI_KatsuhisaYuda_421 JDI旗下Display Solutions Company社长汤田克久 (来源:EE Times)

汤田指出,JDI的新技术往前更进了一步,玻璃基板现在不只能识别手指接触的位置,也能“读取”因为指纹导致的电容值变化;该公司希望这种能做为电容式指纹传感器的高透明度玻璃基板,能催生各种以硅芯片指纹传感器无法实现的新应用,在智能手机应用之外,还能进军信用卡、门锁等等产品:“我们能将之与背光结合,或者是在软性表面上使用。” JDI_door JDI_card 指纹识别门锁与信用卡 (来源:EE Times)

目前支持指纹识别解决方案的TFT电路有两种,第一个是替换硅芯片以及独立的指纹识别模块,另一种则是将传感器电路整合到显示器TFT背板、做为显示器内部的解决方案;JDI提供的是前者,该公司的传感器模块尺寸为8.0mm x 8.0mm,支持508 ppi像素密度、256灰阶以及160 x 160分辨率(参考下图)。 JDI_fingerprint1 JDI最新研发的玻璃基板电容式指纹识别传感器(来源:EETimes)

指纹传感器供应商寒冬来临?

如果JDI的创新技术在一年前就诞生,或许整个情势会有不同;当时产业界正在担忧新一代智能手机将移除Home键的设计趋势,手机厂商、控制器IC供应商以及面板厂热衷于搜寻与显示器整合的指纹感测解决方案,而且需要能支持可变的感测区域以提供更大弹性,还有藉由操作系统来指派的多手指输入功能带来更多便利。

当时市场研究机构IHS Markit认为,以显示器为基础的指纹传感器优势在于隐形化,不会影响终端设备的外观,此外也认为这种方案会比硅芯片方案便宜。不过在一年后,该机构在本月发表的一篇最新报告却分享了最新的情节转折

IHS Markit报告作者、LED与照明市场首席分析师Jamie Fox表示,因为苹果(Apple)替iPhone X推出的脸部识别功能Face ID、即将问世的显示器内传感器(in-display sensors),还有中国供应商大举入侵西方同业版图,指纹传感器市场正面临颠覆性变化。

他在报告中指出:“整体看来,Apple以Face ID取代Touch ID的决定,将在2021年底让全球指纹传感器生产量,比Apple还继续在iPhone保留Touch ID的情况下减少11亿颗。”

JDI的汤田在记者会上被问到该公司是否打算以智能手机市场测试新指纹传感器时,他的回答是“还未决定”,这也意味着该公司并不想涉足一个价格竞争白热化的市场。

IHS Markit的触控与用户接口研究总监谢忠利(Calvin Hsieh)接受EE Times访问时表示,JDI无法进入智能手机指纹传感器市场,因为该市场正出现平均销售价格(ASP)下滑趋势;他指出,以硅芯片为基础以及显示器为基础的指纹识别解决方案定位不同,前者以电容式为主流,大多数以硅芯片制作,对所有应用产品来说技术都很成熟,ASP在1.20~3美元之间。

而在以显示器为基础的指纹识别技术方面,谢忠利表示,到目前为止是以显示器下的CMOS影像传感器(CIS)为主流,只能支持AMOLED面板(LCD不适用),属于高端技术,ASP为10~12美元。高通(Qualcomm)的Sense ID超音波指纹识别方案也是显示器为基础,但要到今年第一季末才能问世,其ASP未知:“其(超越CIS的)优势在于能支持活体检测。”

简而言之,无论有没有JDI的玻璃电容式传感器,智能手机市场已经有足够的相关技术。

硅芯片、TFT指纹识别方案比一比

那么,以硅芯片为基础还有以TFT为基础的指纹识别方案又各有什么优缺点?谢忠利表示,TFT (采用玻璃或塑料材质)指纹识别方案──包括JDI的技术──能利用较低成本的TFT工艺,能帮助消化中小尺寸面板厂产能。

而他也指出,为了进一步降低ASP,IC业者会扮演关键角色,因为508ppi像素密度(无显示器电路)对面板制造商来说并不困难,但他们会需要读出芯片。 JDI_TFTvsSilicon 硅芯片、TFT指纹识别方案架构差异 (来源:IHS Markit)

谢忠利指出,硅芯片解决方案现在非常成熟而且廉价;而他认为,以TFT为基础的指纹识别传感器要进入智能手机市场已经晚了一年,因此对JDI来说,商用市场(特别要求低成本以及灵活的耐用性)是一条可行的路。

JDI的汤田则预期,TFT指纹识别方案会取代硅芯片方案,因为后者是脆弱的;对此谢忠利同意,硅芯片会断裂,如果采用TFT技术而且具备柔软性,耐用度会是一大优势。

JDI积极经营非智能手机市场

JDI将在截止于2019年3月的2018财务年度开始商业生产其新型指纹传感器。而自去年秋天成为Display Solutions Company社长的汤田,其任务是开发智能手机以外的新市场;他表示:“虽然我的公司名称有Display,但我们的业务并不限于显示器。”

Display Solutions Company的产品包括高端数字相机的屏幕、可穿戴设备的反射式LCD,以及虚拟现实(VR)头戴式设备、高端笔记本电脑使用的显示器;该公司的目标是在2020年达到1亿日圆的营收,而汤田表示以其现有产品已经达到了一半。

而Display Solutions Company正在开发的产品除了指纹传感器,还有与伙伴元太科技(E-Ink)合作开发的商品标签用反射式显示器。 JDI_salestags1 JDI_salestags2 能持续变换信息的商品卷标 (来源:EE Times)

JDI目前财务表现不佳,主要是因为太晚进军OLED技术领域──该公司业务在传统上一直仰赖iPhone,却因为Apple最近决定在iPhone X改用OLED面板而颇受打击。JDI要到2019年才开始生产智能手机用OLED面板,但其竞争对手早就已经投资OLED技术,届时应该也早就开始大量生产OLED面板。

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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