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　　早在一個(gè)月之前，已經(jīng)有人表示iPhone 8幾乎沒有邊框，四邊只有極窄的邊框，只有頂部采用了“凹口”設(shè)計(jì)，以容納前置攝像頭和聽筒。

　　近日，推特泄密大神 Benjamin Geskin 轉(zhuǎn)發(fā)了一條來自微博用戶 @羅忠生的微博的一條博文，該微博講的是極有可能用在“iPhone 8”中的 OLED 屏幕的切割技術(shù)。

　　除了iPhone 8，即將發(fā)布的夏普AQUOS S2也被曝光搭載了一塊異形全面屏幕，其中屏幕四邊采用了圓形倒角設(shè)計(jì)，另外在屏幕的頂部還內(nèi)嵌了一塊區(qū)域，用于放置前置攝像頭、聽筒、光線距離傳感器等零部件。

　　通過曝光照片來看，夏普AQUOS S2是將聽筒、傳感器和前置攝像頭融合到了一起，構(gòu)成了所謂的異形屏幕設(shè)計(jì)。

　　羅忠生的微博提到了全面屏的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，包括異形屏和非異形屏，三星 S8 的無左右邊框屏幕屬于后者，而傳說中的 iPhone 8 的四面無邊框屏幕（但有頂部凹口）則屬于前者的異形屏。

　　異形屏？這是什么？？

　　“全面屏產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以分為異形屏和非異形屏。非異形屏就是大家所熟悉的三星 S8 這樣的方式，為上下都用額頭，只是把屏幕的尺寸做了改變，到 18:9。這種實(shí)現(xiàn)方式，可以看成是對(duì)傳統(tǒng)手機(jī)的一種改良，成本相對(duì)便宜很多，也比較容易實(shí)現(xiàn)。”

　　由于加工困難，技術(shù)難度高，成本高，能夠提供顯示屏的廠家少，因此目前異形屏主要用于旗艦機(jī)和高端機(jī)設(shè)計(jì)。

　　想要做好異形屏需要克服這些！

　　通過異形切割的方式給手機(jī)“開腦洞”，為前置相機(jī)等部分通過切割預(yù)留非屏幕區(qū)域，這種工藝可實(shí)現(xiàn)真正意義的全面屏，但技術(shù)難度和成本都要高很多。

　　面板

　　目前智慧手機(jī)上的屏幕絕大多數(shù)數(shù)都是16:9的屏幕，如果手機(jī)廠商要切換到18:9的全面屏，那么這對(duì)于上游的比例供應(yīng)商是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

　　首先，從顯示幕玻璃基板制程角度來看，18:9的玻璃切割相比當(dāng)前的16:9來說更不經(jīng)濟(jì)，而且玻璃原廠需要重新排產(chǎn)線及工藝優(yōu)化，而這也將引發(fā)短期內(nèi)全面屏成本居高不下。

　　供應(yīng)商

　　目前只有三星、JDI和夏普等廠商已經(jīng)量產(chǎn)，國內(nèi)的京東方、翰彩、華星光電都已經(jīng)規(guī)劃了全面屏玻璃產(chǎn)線，但是目前只有HD+（720*1440解析度）有小批出來，F(xiàn)HD還需要一段時(shí)間。

　　因?yàn)楣?yīng)有限，所以短期內(nèi)全面屏的成本將會(huì)居高不下。不過，眾多屏廠開始量產(chǎn)全面屏，成本有望進(jìn)一步降低。

　　異形切割

　　為了進(jìn)一步的提升屏占比，手機(jī)廠商要求屏幕能夠盡量向手機(jī)的四邊靠近。

　　但是絕大多數(shù)的手機(jī)的四角都是采用的R角，而不是直角，這也要求玻璃可能需要切角才能滿足全面屏手機(jī)ID設(shè)計(jì)的收弧需求。

　　COF與COG

　　目前手機(jī)屏幕驅(qū)動(dòng)IC 的封裝形式一般有COG（chip on glass）和COF（chip on film）兩種。

　　COG 是LCD 屏幕常用的一種，其原理是直接通過各項(xiàng)異性導(dǎo)電膠（ACF）將 IC 封裝在玻璃上，實(shí)現(xiàn)IC導(dǎo)電凸點(diǎn)與玻璃上的ITO 透明導(dǎo)電焊盤互連封裝在一起。

　　COF 是將 IC 芯片直接封裝到撓性印制板上，達(dá)到高構(gòu)裝密度，減輕重量，縮小體積，能自由彎曲安裝的目的。而這可以將使得顯示模組與手機(jī)底邊框的距離可以進(jìn)一步減小到3.6mm以內(nèi)，這也意味著可以進(jìn)一步提升屏幕占比。

　　但是COF需要增加使用FPC，將增加手機(jī)的成本。同時(shí)COF封裝的溫度較高，而FPC膨脹系數(shù)較大，易受熱變形，所以對(duì)bonding工藝提出了更高的要求。

　　前置攝像頭

　　前置攝像頭與受話器類似，在非全面屏手機(jī)中是通過開孔的方式解決。但是在全面屏?xí)r代，開孔影響全面屏的顏值，也需要使用新的方案。

　　攝像頭結(jié)構(gòu)

　　目前主要有隱藏式和異形切割開孔兩種方法。

　　隱藏式是把攝像頭隱藏在面板的下面。該方案只能應(yīng)用于OLED面板，因?yàn)镺LED是自發(fā)光且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)像素點(diǎn)的控制，在需要拍照時(shí)可以控制攝像頭區(qū)域的像素點(diǎn)不發(fā)光而呈現(xiàn)透明狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)拍照功能。

　　盡管隱藏式可以完美解決全面屏美感和開孔的矛盾，但是在實(shí)際應(yīng)用中并不可行。這是因?yàn)榧词故荗LED面板，也會(huì)遮擋進(jìn)入攝像頭的光線，使得成像效果不佳。所以該方案暫時(shí)不會(huì)實(shí)際應(yīng)用。

　　異形切割與受話器類似，也是在面板上切出一部分用于放置攝像頭。盡管這不是最好的方案，但這是目前最可行的方案。

　　天線

　　因?yàn)槭謾C(jī)天線是全向天線，需要一定的空間，這樣信號(hào)才能發(fā)射出來；同時(shí)手機(jī)內(nèi)部金屬很多，而金屬對(duì)天線會(huì)產(chǎn)生影響；另外，手機(jī)內(nèi)部還有一定的EMI（電磁干擾）。

　　所以手機(jī)天線在設(shè)計(jì)時(shí)都需要預(yù)留一個(gè)足夠干凈的空間。由于全面屏的設(shè)計(jì)，會(huì)使得屏幕模組向整機(jī)上下兩端端延伸，這將使得留給天線的主凈空大幅減少。

　　而留給天線的主凈空的減少，將會(huì)引發(fā)手機(jī)射頻OTA指標(biāo)，特別是在手持握/放在頭部通話時(shí)可能會(huì)下降。

　　所以，在全面屏?xí)r代，手機(jī)天線需要重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)天線廠商提出了更高的要求。

　　指紋識(shí)別

　　手機(jī)正面指紋識(shí)別通常是與正面的HOME鍵集成在一起的，不過現(xiàn)在越來越多的手機(jī)開始取消了正面的實(shí)體按鍵，改為了虛擬按鍵。

　　即便如此，對(duì)于全面屏手機(jī)來說如果要繼續(xù)保留指紋識(shí)別在正面，并且采用傳統(tǒng)的指紋識(shí)別技術(shù)，那么手機(jī)正面下方需要預(yù)留足夠的位置給到指紋模組，但是這會(huì)影響到屏占比。

　　小米MIX、三星S8 及Essential phone 的方案都是將指紋識(shí)別挪到背面，但這種設(shè)計(jì)在一定程度上影響了操作體驗(yàn)。

　　隱藏式技術(shù)由于能夠?qū)崿F(xiàn)將指紋識(shí)別傳感器前置搭載于觸摸屏下方且不需對(duì)屏幕開孔，將是全面屏手機(jī)實(shí)現(xiàn)前置指紋識(shí)別的最佳方案。

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　　除了屏幕內(nèi)指紋識(shí)別之外，也有廠商在探索手機(jī)側(cè)邊框指紋識(shí)別、按鍵指紋識(shí)別等新的解決方案。

　　聲學(xué)

　　非全面屏手機(jī)擁有較寬的上邊框，所以很容易放置受話器。但在全面屏手機(jī)中，繼續(xù)使用傳統(tǒng)方案需要大邊框，這會(huì)破壞全面屏的美感，所以受話器也面臨變革。

　　目前主流的全面屏受話器方案有壓電陶瓷和優(yōu)化開槽兩種。

　　壓電陶瓷是一種具有壓電效應(yīng)的陶瓷材料。所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。

　　反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。當(dāng)電話接通時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元將電信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過微震點(diǎn)擊的方式帶動(dòng)整機(jī)的中框共振，通過空氣將聲音傳遞至耳朵。

　　壓電陶瓷不使用受話器，避免了手機(jī)正面開槽，可以保持全面屏的完整性。但是壓電陶瓷實(shí)際使用效果并不好，一方面是在安靜環(huán)境下容易出現(xiàn)聲音泄露，影響隱私，另外一方面是通話時(shí)手機(jī)會(huì)有抖動(dòng)感。

　　所以壓電陶瓷并不是一種很好的解決方案。

　　優(yōu)化開槽是將手機(jī)全面屏異形切割，留出一部分用于放置受話器。這樣可以保證通話效果，也可以保持全面屏的美觀。但是根據(jù)在面板部分的分析，這種方案使用OLED屏效果更好，可以保證切割的良率。

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　　關(guān)于異形切割

　　傳統(tǒng)的16:9的手機(jī)屏幕呈長方形，四邊均是直角，由于要在機(jī)身上放置前置攝像頭，距離傳感器，受話器等元件，所以屏幕和上下機(jī)身邊緣均有一定距離。

　　而18：9的全面屏手機(jī)的屏占比一般都會(huì)大于80%，屏幕邊緣會(huì)非常貼近手機(jī)機(jī)身。如果繼續(xù)沿用此前的直角方案，會(huì)無處放置相關(guān)模組和元件，同時(shí)，屏幕接近機(jī)身會(huì)讓屏幕在跌落時(shí)承受更多的沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致碎屏。

　　因此對(duì)屏幕的異形切割十分必要。一方面要在屏幕四角做C角或者R角切割，同時(shí)通過加緩沖泡棉等進(jìn)行邊緣補(bǔ)強(qiáng)，以防止碎屏。以另外一方面需要在屏幕上方做U形切割，為前置攝像頭，距離傳感器，受話器等元件預(yù)留空間。

　　當(dāng)前的異形切割方案主要有刀輪切割和激光切割，以及作為臨時(shí)替代方案的CNC研磨。

　　刀輪切割

　　刀輪切割是最為傳統(tǒng)的切割方案，成本低，一般用于直線切割，精度在80um左右。刀輪切割的具體流程是先用刀輪在玻璃上劃出切口，再通過裂片機(jī)完成裂片。

　　刀輪切割屬于機(jī)械加工，沒有高溫問題，不會(huì)導(dǎo)致框邊黃化與熱點(diǎn)缺口，但成品較粗糙，容易改變玻璃本身的應(yīng)力特性，且工序復(fù)雜且良率較低，相對(duì)于激光切割來說出片率較低，不適用于精細(xì)的玻璃、藍(lán)寶石等材料的加工。

　　刀輪切割示意圖

　　裂片示意圖

　　目前異形切割的主流方案是在屏幕面板上切兩個(gè)C角，兩個(gè)R角，一個(gè)U槽。該方案里主要是圓弧切割，如若采用刀輪切割方案，則崩邊嚴(yán)重。

　　由于刀輪切割需要預(yù)留切割線，相比激光切割，刀輪切割對(duì)于整個(gè)Panel的利用率會(huì)下降10-20%；切割一片需要2-3分鐘。所以刀輪異形切割已經(jīng)逐步被業(yè)內(nèi)淘汰。

　　激光切割

　　激光切割在異形切割方面的優(yōu)勢(shì)明顯，激光切割是非接觸性加工，無機(jī)械應(yīng)力破壞，且效率較高。同樣的兩個(gè)C角，兩個(gè)R角，一個(gè)U槽的加工方案，20秒左右就可以完成切割。

　　激光切割的原理是將激光聚焦到材料上，對(duì)材料進(jìn)行局部加熱直至超過熔點(diǎn)，然后用高壓氣體將熔融的金屬吹離，隨著光束與材料的移動(dòng)，形成寬度非常窄的切縫，激光切割的精度可以達(dá)到20um。

　　激光器分類

　　從增益介質(zhì)來看

　　分為固體和氣體

　　固體激光器包括Al2O3，YAG切割等，氣體激光器主要有CO2切割等。

　　氣體激光器一般為10.6um波長的紅外光，使用范圍較廣，固體激光器一般為1064nm波長的紅外光，輸出能量大，峰值功率高。

　　固體紫外激光器（波長從180到400nm），紫外切割更多用于處理聚合物材料，通過破壞非金屬材料表面的分子鍵，來實(shí)現(xiàn)切割，紫外切割也被稱為冷激光，熱效應(yīng)較小。

　　從激光器的脈沖寬度時(shí)間來看，又分為納秒（ns，10^-9秒）、皮秒（ps，10^-12秒）和飛秒（10^-15秒）等。脈沖寬度約短，峰值功率越高，熱效應(yīng)越低。

　　從切割方案角度來看，激光切割又分為表面消融切割和內(nèi)聚焦切割，表面消融切割可以直接切透，不需要后續(xù)增加裂片工序，熱影響區(qū)域大；而內(nèi)聚焦切割后需要裂片分離工序，熱影響區(qū)域小。

　　目前主流的激光切割機(jī)型是紅外固體皮秒激光器，采用內(nèi)聚焦切割方案。該方案在成本和效率之間取得了最大的均衡。

　　國內(nèi)的面板激光切割設(shè)備廠商主要有：大族激光，盛雄激光，德龍激光，國外廠商主要是日本平田。

　　大族激光切割設(shè)備

　　日本平田面板切割產(chǎn)線示意圖

　　由于目前設(shè)備交期是2-3個(gè)月，再加上驗(yàn)證和測(cè)試的3個(gè)月，我們預(yù)計(jì)國內(nèi)的COF和異形的產(chǎn)能將在2017年Q4釋放。但由于目前異形切割的需求較為旺盛，所以有較多廠商選擇用CNC研磨的臨時(shí)替代方案加工面板。

　　U型槽切割處需要雙柵極控制輸入

　　同時(shí)從面板角度來看，由于引入了U形槽切割，使得柵極控制信號(hào)傳輸?shù)角懈钐幘椭兄?，所以需要在模組生產(chǎn)過程中就引入左右雙柵極控制排線。