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手机新卖点 摺叠触控及屏幕下指纹辨识

屏幕下指纹辨识功能,品牌手机纷纷搭载。来源:TechRadar

首先,以折叠式手机来说,包括三星、华为、摩托罗拉等手机品牌业者,或是已推出产品,或是已宣布计画。新型手机的诞生带动新商机,如何让屏幕在摺叠十多万次后依然能够维持屏幕触控功能?软性显示器背后得采用哪里种导电材料?在许多可能性,例如金属网格、纳米银线、纳米碳管、导电聚合物等选择中,纳米银线目前颇受看好。

折叠式手机  触控ITO被挑战

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折叠式手机的内部材料及结构,也必须具备可折叠特性。来源:Samsung

折叠式手机的内部材料及结构,当然也必须具备可折叠特性。ITO(氧化铟锡)是一种金属陶瓷半导体材料,不能满足可折叠触控屏幕的要求,因此给了纳米银线「可趁之机」。

在多种导电材料中,纳米银线之所以能够胜出,主要是因为它在许多方面都有较杰出的表现,包括具有银的优良导电性、纳米级别的尺寸效应、优异的透光性及耐曲挠性等,且纳米银线阻抗值与ITO相当,因此被认为有潜力取代占据触控市场近30年的ITO技术。

纳米银线所具有的特性,使其前景备受看好。研究机构HIS Markit预测指出,2020年软性显示器的全球出货量将增至7.92亿个,市场值达到413亿美元。有厂商认为,相较于ITO,纳米银具有成本与制程优势,因此有望在未来3?5年内取代ITO,拿下近5成市占率。整体而言,做为软性显示器适用的纳米银线材料,其商机正在扩大中,吸引许多业者积极投入和布局。

纳米银线触控 业者积极布局

例如,全球最大纳米银线厂商天材创新材料科技 (Cambrios)近日宣布,该公司位于厦门同安的生产基地将正式投产,预估月产能可达7,000升纳米银线,成为全球最大的纳米银线生产基地。Cambrios拥有全球7成的纳米银线专利,是目前市场上最大的纳米银线供应商。

另外,触控解决方案供应商,同时也是苹果及其它第一线厂商的主要供应者宸鸿光电(TPK),也早已展开纳米银线的布局。

宸鸿光电是与Cambrios合作,Cambrios供应原料墨水、薄膜;宸鸿则主要负责后段触控传感器、后段贴合等。宸鸿投入开发的各类纳米银材料与应用,包括曲面OLED集成方案、超大尺寸的应用。

宸鸿强调产品皆会进行1,000小时、85℃、80%湿度的测试;耐弯折方面则将通过40万次测试,相当于每天折叠100次,可连续使用10年的标准,以确保纳米银触控模块,不会因为银的高度活性与导电性,以及水气等导致失效。

值得一提的,宸鸿的纳米银布局很完整,从上游银材料、雷射涂布、Pattern、贴合到模块生产服务等一应俱全。宸鸿纳米银线预计2019年第4季出货,2021年、2022年大量生产,目前已通过5家大厂认证。

屏幕下指纹辨识 品牌手机搭载

接下来说说2019年智能型手机的另一个亮点—屏幕下指纹辨识。据了解,目前包括Vivo、华为、小米、Oppo都推出了搭载屏幕下指纹辨识方案的机种,随著各大 Android手机品牌大举采用屏幕下指纹技术,研究机构预估2019年屏幕下指纹辨识技术(超音波与光学),占手机指纹辨识市场的比重,将从2018年的3%拉升至13%。

目前受到看好的屏幕下指纹辨识技术有两种,分别是屏幕下超音波指纹辨识,以及屏幕下光学式指纹辨识。

超音波指纹辨识  优点多

首先,屏幕下超音波指纹辨识技术,其运行过程是在手指接触到智能型手机屏幕时,传感器会向手指表面发射超音波,然后利用指纹表面皮肤和空气密度的不同,构建一个3D图象。之后传感器接受到超音波回波讯息后,比对先前存于手机的信息,就能进行辨识指纹。

超音波指纹辨识的优势优点,包括穿透性较强、抗污能力高,即使手指湿了或髒了,系统还是能够辨识,且此系统的安全性也较高,不过,伴随这些优点而来的是成本较高此项缺点。

关于超音波指纹辨识的发展,值得注意的是高通(Qualcomm)已于2018年底发表首款支持屏幕下超音波指纹辨识系统的芯片,且三星的高阶智能手机也将采用由高通芯片支持的屏幕下指纹辨识系统。更进一步地,高通预计在2019年下半推出敏感度更高的第2代系统,抢攻市场商机。

高通的第1代超音波屏幕下指纹辨识系统搭载于三星智能型手机Galaxy S10。为了解决此系统无法灵敏反应「乾」手指的触控;导致辨识功能失效的缺点,高通正在研发第2代的超音波屏幕下指纹辨识系统。据了解,相较于第1代产品,第2代超音波屏幕下指纹辨识系统的辨识区域加大,从36mm²提升为64mm²,同时辨识厚度不变,也就是达到200μm。

光学式指纹辨识  OLED限定

至于屏幕下光学式指纹辨识,其运行原理是利用传感器投射出光线,之后获取光线反射绘制指纹图样,与系统内存指纹图象比对,达到辨识功能。光学式指纹辨识的最大缺点,在于它必须依赖手机屏幕的光做为光源,而由于LCD液晶屏幕本身无法发光,因此支持屏幕下光学式指纹辨识的产品都是采用OLED 屏幕。

屏幕下指纹辨识技术逐渐成为智能型手机新品的功能亮点,带动相关芯片需求。根据群智咨询(Sigmaintell)预估,2019年全球屏幕下指纹芯片出货量将突破1亿颗,市场商机加热中。


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