早在一個月之前(qian)，已(yi)經有(you)人表示iPhone 8幾乎沒有(you)邊(bian)(bian)框(kuang)，四邊(bian)(bian)只有(you)極窄的邊(bian)(bian)框(kuang)，只有(you)頂部(bu)采(cai)用了“凹(ao)口”設計，以容納前(qian)置攝像頭和聽筒。
近日，推特泄密大神(shen) Benjamin Geskin 轉發了一條來(lai)自微(wei)博用戶 @羅忠生的(de)(de)(de)微(wei)博的(de)(de)(de)一條博文，該微(wei)博講的(de)(de)(de)是極有可能用在“iPhone 8”中的(de)(de)(de) OLED 屏(ping)幕的(de)(de)(de)切割技術。
除了(le)(le)iPhone 8，即將(jiang)發(fa)布的(de)夏普AQUOS S2也(ye)被(bei)曝光搭載(zai)了(le)(le)一(yi)塊異形全面屏(ping)(ping)幕(mu)，其中屏(ping)(ping)幕(mu)四邊采用了(le)(le)圓形倒角(jiao)設計，另外在屏(ping)(ping)幕(mu)的(de)頂部(bu)還(huan)內嵌(qian)了(le)(le)一(yi)塊區域，用于放(fang)置前(qian)置攝(she)像(xiang)頭、聽筒(tong)、光線距離傳感(gan)器(qi)等(deng)零部(bu)件。
通(tong)過曝光照(zhao)片來(lai)看，夏普AQUOS S2是(shi)將(jiang)聽筒、傳感器和前置攝像頭融合到了一(yi)起，構成了所(suo)謂的異(yi)形屏幕設計。
羅(luo)忠生的微博提(ti)到了全面(mian)屏(ping)的產品設(she)計，包括(kuo)異形屏(ping)和非異形屏(ping)，三(san)星 S8 的無左(zuo)右邊框屏(ping)幕(mu)屬于后者，而傳(chuan)說中的 iPhone 8 的四面(mian)無邊框屏(ping)幕(mu)（但有頂部凹口(kou)）則屬于前者的異形屏(ping)。
異形屏？這是什么？？
“全(quan)面屏產(chan)品設計，可(ke)以(yi)分為(wei)異(yi)形屏和(he)非異(yi)形屏。非異(yi)形屏就是(shi)大家所熟悉的(de)(de)三星 S8 這樣的(de)(de)方(fang)式，為(wei)上下(xia)都用額頭，只是(shi)把屏幕的(de)(de)尺(chi)寸(cun)做了改(gai)變，到 18:9。這種實現(xian)方(fang)式，可(ke)以(yi)看成(cheng)是(shi)對(dui)傳(chuan)統(tong)手機(ji)的(de)(de)一種改(gai)良，成(cheng)本相對(dui)便(bian)宜很多，也比(bi)較容(rong)易實現(xian)。”
由于(yu)加工(gong)困難，技術難度高(gao)，成(cheng)本高(gao)，能夠提供顯示屏(ping)的廠家少，因(yin)此目前異形屏(ping)主(zhu)要用于(yu)旗艦機(ji)(ji)和高(gao)端(duan)機(ji)(ji)設計。
想要做好(hao)異形屏需要克(ke)服(fu)這(zhe)些！
通過異(yi)形切割的方式(shi)給手機“開(kai)腦洞(dong)”，為前置相機等部分(fen)通過切割預留非屏幕(mu)區域，這種工(gong)藝可實現真(zhen)正意義的全面屏，但技術難度和成本都要高很多。
面板
目前智(zhi)慧(hui)手機上(shang)的(de)屏(ping)幕絕大多數數都(dou)是16:9的(de)屏(ping)幕，如果(guo)手機廠商(shang)要切換到(dao)18:9的(de)全面屏(ping)，那么這對于上(shang)游的(de)比(bi)例供(gong)應商(shang)是個很大的(de)挑戰。
首先，從顯示幕玻(bo)璃(li)基板(ban)制程(cheng)角(jiao)度來看，18:9的(de)玻(bo)璃(li)切割相比當前的(de)16:9來說(shuo)更(geng)不經(jing)濟(ji)，而且(qie)玻(bo)璃(li)原廠需要重(zhong)新排產(chan)線及(ji)工藝優(you)化，而這也(ye)將引發短(duan)期內全面屏成本(ben)居(ju)高(gao)不下。
供應商
目前只(zhi)有(you)三星、JDI和夏普等廠商已(yi)經量(liang)產，國內的京東方、翰彩、華星光電都已(yi)經規劃(hua)了全面屏(ping)玻(bo)璃(li)產線，但(dan)是目前只(zhi)有(you)HD+（720*1440解(jie)析(xi)度）有(you)小批出來(lai)，FHD還需要一(yi)段時間(jian)。
因為供應有限，所以短期(qi)內全面(mian)(mian)屏的(de)成本將會居(ju)高不下。不過，眾多屏廠開始量產全面(mian)(mian)屏，成本有望進一步降(jiang)低。
異形切割
為了進一步(bu)的提升屏(ping)占比，手(shou)機廠商(shang)要(yao)求屏(ping)幕能夠盡(jin)量向手(shou)機的四邊靠近。
但是(shi)絕大多數的手機的四角(jiao)都是(shi)采用的R角(jiao)，而不是(shi)直(zhi)角(jiao)，這也要(yao)求玻(bo)璃可能(neng)需要(yao)切角(jiao)才能(neng)滿足(zu)全(quan)面(mian)屏(ping)手機ID設計的收弧需求。
COF與COG
目前手機屏幕驅(qu)動IC 的封裝形式(shi)一般(ban)有COG（chip on glass）和(he)COF（chip on film）兩種。
COG 是LCD 屏幕常(chang)用(yong)的(de)一種，其原理是直接通過各(ge)項異性(xing)導電膠（ACF）將 IC 封(feng)裝在(zai)玻(bo)璃(li)上(shang)，實現IC導電凸點與玻(bo)璃(li)上(shang)的(de)ITO 透明導電焊盤(pan)互連封(feng)裝在(zai)一起。
COF 是將 IC 芯片(pian)直(zhi)接封裝到(dao)撓性印制板上，達到(dao)高構(gou)裝密度，減(jian)輕重量，縮(suo)小體積，能自由彎曲安裝的(de)目(mu)的(de)。而(er)這可以將使得(de)顯示模組與手機(ji)底(di)邊框的(de)距離可以進一(yi)步(bu)減(jian)小到(dao)3.6mm以內，這也意(yi)味著可以進一(yi)步(bu)提(ti)升屏(ping)幕(mu)占比。
但是COF需要(yao)增加(jia)使用FPC，將(jiang)增加(jia)手機的(de)(de)成(cheng)本。同(tong)時COF封裝的(de)(de)溫度較高，而(er)FPC膨脹系數較大，易受熱變形，所(suo)以對(dui)bonding工藝提出了更(geng)高的(de)(de)要(yao)求。
前置攝像頭
前置(zhi)攝像(xiang)頭與受話器類似，在(zai)非全(quan)面(mian)屏手機中是通過開孔的(de)方(fang)式解決。但是在(zai)全(quan)面(mian)屏時代，開孔影響全(quan)面(mian)屏的(de)顏值，也需要使用新的(de)方(fang)案(an)。
攝像頭結構
目前主要有(you)隱藏式(shi)和異形切割(ge)開孔兩(liang)種(zhong)方法(fa)。
隱藏(zang)式(shi)是(shi)把攝(she)像(xiang)頭隱藏(zang)在面板的下面。該方案只能(neng)應用(yong)于OLED面板，因為OLED是(shi)自(zi)發(fa)光且可以(yi)(yi)實現(xian)對單(dan)個像(xiang)素點的控制，在需要(yao)拍照時可以(yi)(yi)控制攝(she)像(xiang)頭區域的像(xiang)素點不發(fa)光而呈現(xian)透明狀態，從而實現(xian)拍照功能(neng)。
盡管隱藏式可(ke)以(yi)完美(mei)(mei)解決(jue)全面屏美(mei)(mei)感和(he)開孔的(de)矛盾，但(dan)是(shi)在實(shi)際應(ying)用(yong)中(zhong)并不(bu)可(ke)行(xing)。這是(shi)因(yin)為即使是(shi)OLED面板，也會遮擋進(jin)入攝像(xiang)(xiang)頭的(de)光(guang)線，使得成像(xiang)(xiang)效果不(bu)佳。所以(yi)該(gai)方(fang)案暫時不(bu)會實(shi)際應(ying)用(yong)。
異(yi)形(xing)切(qie)割與受話器類似，也(ye)是在面板上切(qie)出一部(bu)分用(yong)于放(fang)置攝像頭(tou)。盡管這不是最(zui)好的方案，但這是目前最(zui)可行的方案。
天線
因為(wei)手機(ji)天(tian)線是全向天(tian)線，需要(yao)一定的空(kong)間，這(zhe)樣(yang)信號才能發(fa)射出來(lai)；同時(shi)手機(ji)內(nei)部金屬(shu)(shu)很多，而金屬(shu)(shu)對天(tian)線會(hui)產生影響(xiang)；另外，手機(ji)內(nei)部還有一定的EMI（電磁(ci)干擾）。
所以手機天(tian)線在設計時都需要預留(liu)一個足(zu)夠干凈的空間。由于全面屏的設計，會使(shi)得(de)屏幕(mu)模組向整機上下兩端端延伸，這將使(shi)得(de)留(liu)給(gei)天(tian)線的主凈空大幅減(jian)少。
而(er)留給天線(xian)的主凈空的減少(shao)，將會引發手機(ji)射頻OTA指標，特別(bie)是在手持握/放(fang)在頭部通話時可(ke)能會下降。
所以，在全面屏時代，手機天(tian)線需要(yao)(yao)重新優化設計，對天(tian)線廠(chang)商提出了更高的要(yao)(yao)求(qiu)。
指紋識別
手機正面指(zhi)紋識(shi)別通(tong)常是與(yu)正面的(de)(de)(de)HOME鍵(jian)集成在一起(qi)的(de)(de)(de)，不過現在越來越多的(de)(de)(de)手機開(kai)始取消了正面的(de)(de)(de)實體按鍵(jian)，改(gai)為了虛擬(ni)按鍵(jian)。
即便如此(ci)，對于全面(mian)屏(ping)手機來說如果要繼續保(bao)留指紋(wen)(wen)識(shi)別(bie)(bie)在正(zheng)(zheng)面(mian)，并且采(cai)用傳(chuan)統的指紋(wen)(wen)識(shi)別(bie)(bie)技術，那么手機正(zheng)(zheng)面(mian)下方需要預留足夠(gou)的位置給到指紋(wen)(wen)模組(zu)，但是這會(hui)影響到屏(ping)占比。
小米MIX、三星S8 及Essential phone 的(de)方案都是(shi)將指紋識別(bie)挪到背(bei)面，但這種設計(ji)在一定(ding)程度上影響了操作體(ti)驗(yan)。
隱藏式技術由于(yu)能(neng)夠實現將(jiang)(jiang)指紋識(shi)別(bie)傳感器前置(zhi)搭載(zai)于(yu)觸(chu)摸屏下方且(qie)不需對屏幕開(kai)孔，將(jiang)(jiang)是全面屏手機實現前置(zhi)指紋識(shi)別(bie)的最佳方案(an)。
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除了(le)屏幕(mu)內指紋識別(bie)(bie)之外，也有廠商在探索手機側邊框指紋識別(bie)(bie)、按鍵(jian)指紋識別(bie)(bie)等新的解決方(fang)案。
聲學
非全(quan)(quan)面(mian)屏手(shou)機(ji)擁(yong)有較寬的上邊(bian)(bian)框，所以(yi)很(hen)容易(yi)放置受話器。但在全(quan)(quan)面(mian)屏手(shou)機(ji)中，繼續使用傳統方(fang)案需(xu)要(yao)大邊(bian)(bian)框，這會破壞全(quan)(quan)面(mian)屏的美(mei)感，所以(yi)受話器也面(mian)臨變(bian)革(ge)。
目前主流的(de)全面屏(ping)受(shou)話器方案有壓電陶瓷和優化(hua)開槽(cao)兩(liang)種。
壓電(dian)陶瓷(ci)是(shi)一種具有壓電(dian)效應的陶瓷(ci)材(cai)料(liao)。所謂壓電(dian)效應是(shi)指某些介(jie)質(zhi)在力(li)的作用下，產(chan)生形變，引起(qi)介(jie)質(zhi)表面帶(dai)電(dian)，這是(shi)正壓電(dian)效應。
反之，施加激勵電(dian)(dian)場(chang)，介質將產(chan)生機械變形，稱逆壓(ya)電(dian)(dian)效(xiao)應。當電(dian)(dian)話接通時，驅動單元將電(dian)(dian)信(xin)號直接轉化(hua)為機械能，通過微(wei)震點擊的(de)方(fang)式帶動整機的(de)中框共振，通過空氣將聲音傳遞(di)至耳朵。
壓電陶(tao)瓷不使(shi)用受話器，避免(mian)了手機正面(mian)(mian)開槽，可以保持全(quan)面(mian)(mian)屏(ping)的完整性(xing)。但是(shi)壓電陶(tao)瓷實際使(shi)用效(xiao)果并(bing)不好，一方面(mian)(mian)是(shi)在(zai)安(an)靜環境下容易出現聲音泄露，影響隱私，另外一方面(mian)(mian)是(shi)通話時(shi)手機會有抖動感。
所以壓電陶瓷并不是一種(zhong)很好的解決方案。
優化開槽是(shi)將手機全面(mian)(mian)屏異形切割，留出一部分用(yong)于放置受話器。這樣可(ke)(ke)以保(bao)證通話效果，也可(ke)(ke)以保(bao)持全面(mian)(mian)屏的美觀。但是(shi)根據(ju)在面(mian)(mian)板部分的分析，這種方案使用(yong)OLED屏效果更好，可(ke)(ke)以保(bao)證切割的良率。
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關于異形切割
傳統的16:9的手機屏(ping)(ping)幕呈(cheng)長方(fang)形，四邊(bian)均是直(zhi)角，由(you)于(yu)要在機身上放(fang)置前置攝像頭，距離傳感器，受話(hua)器等(deng)元件(jian)，所以屏(ping)(ping)幕和(he)上下機身邊(bian)緣(yuan)均有一(yi)定距離。
而(er)18：9的(de)全(quan)面屏手(shou)機的(de)屏占比一般都會(hui)(hui)大于(yu)80%，屏幕(mu)邊緣會(hui)(hui)非常(chang)貼近手(shou)機機身(shen)。如果繼續沿用(yong)此前的(de)直角方案，會(hui)(hui)無(wu)處放置(zhi)相關模組和元件，同(tong)時(shi)(shi)，屏幕(mu)接(jie)近機身(shen)會(hui)(hui)讓屏幕(mu)在跌落時(shi)(shi)承受更多的(de)沖擊，進(jin)而(er)導致碎(sui)屏。
因此(ci)對屏(ping)幕(mu)的(de)異形切割十分(fen)必(bi)要(yao)。一方面要(yao)在(zai)(zai)屏(ping)幕(mu)四角做C角或者R角切割，同(tong)時(shi)通過加緩(huan)沖泡棉(mian)等(deng)進行邊緣補強(qiang)，以防止碎屏(ping)。以另外一方面需要(yao)在(zai)(zai)屏(ping)幕(mu)上方做U形切割，為前(qian)置(zhi)攝像(xiang)頭，距離傳(chuan)感器(qi)，受話器(qi)等(deng)元件(jian)預(yu)留空間。
當(dang)前(qian)的異形切割(ge)方案主(zhu)要有刀(dao)輪切割(ge)和激光切割(ge)，以(yi)及作為臨時替代方案的CNC研磨。
刀輪切割
刀輪(lun)切割(ge)是(shi)最為(wei)傳統的(de)切割(ge)方案，成本低(di)，一般用于直(zhi)線切割(ge)，精(jing)度在(zai)80um左右(you)。刀輪(lun)切割(ge)的(de)具(ju)體(ti)流程(cheng)是(shi)先(xian)用刀輪(lun)在(zai)玻璃上劃出切口，再通過裂(lie)片機(ji)完成裂(lie)片。
刀(dao)輪切割屬(shu)于(yu)機械加(jia)工，沒有高溫(wen)問題，不(bu)會導致框邊黃化(hua)與熱點缺口，但(dan)成品較(jiao)(jiao)粗糙，容易改變玻璃(li)本身的(de)(de)應力特(te)性(xing)，且工序復(fu)雜(za)且良率(lv)較(jiao)(jiao)低，相對于(yu)激光切割來說出片率(lv)較(jiao)(jiao)低，不(bu)適用于(yu)精(jing)細(xi)的(de)(de)玻璃(li)、藍寶(bao)石等(deng)材料的(de)(de)加(jia)工。
刀輪切割示意圖
裂片示意圖
目前異形切割的主流方(fang)案是在屏(ping)幕(mu)面板上切兩(liang)個(ge)C角，兩(liang)個(ge)R角，一個(ge)U槽。該(gai)方(fang)案里(li)主要是圓弧切割，如(ru)若采(cai)用(yong)刀輪切割方(fang)案，則崩邊嚴(yan)重。
由于(yu)刀(dao)(dao)輪切(qie)割(ge)需要預留切(qie)割(ge)線(xian)，相比激光(guang)切(qie)割(ge)，刀(dao)(dao)輪切(qie)割(ge)對于(yu)整個Panel的(de)利用率會(hui)下降10-20%；切(qie)割(ge)一片需要2-3分鐘。所以刀(dao)(dao)輪異形切(qie)割(ge)已經(jing)逐步被業內淘(tao)汰。
激光切割
激光切(qie)(qie)割在異形切(qie)(qie)割方(fang)面的優勢明顯(xian)，激光切(qie)(qie)割是非接(jie)觸性加工(gong)，無(wu)機械應力破壞，且(qie)效率(lv)較(jiao)高。同樣的兩(liang)個C角，兩(liang)個R角，一個U槽的加工(gong)方(fang)案，20秒左右就(jiu)可(ke)以完成切(qie)(qie)割。
激光切(qie)割的(de)原(yuan)理是(shi)將激光聚焦到材料(liao)上，對材料(liao)進行局部加熱直至超過熔點，然后用高壓(ya)氣體將熔融(rong)的(de)金屬吹離，隨著(zhu)光束與(yu)材料(liao)的(de)移動，形成寬度(du)(du)非常窄的(de)切(qie)縫，激光切(qie)割的(de)精(jing)度(du)(du)可以(yi)達(da)到20um。
激光器分類
從增益介質來看
分為固體和氣體
固體激光(guang)(guang)器(qi)(qi)包(bao)括Al2O3，YAG切(qie)割等，氣(qi)體激光(guang)(guang)器(qi)(qi)主(zhu)要有(you)CO2切(qie)割等。
氣體激光器一般為10.6um波(bo)(bo)長(chang)的紅外(wai)光(guang)，使用范圍(wei)較(jiao)廣，固(gu)體(ti)激光(guang)器一般為1064nm波(bo)(bo)長(chang)的紅外(wai)光(guang)，輸出能量大(da)，峰值功率高。
固體紫外激光器（波(bo)長從180到(dao)400nm），紫(zi)外(wai)切割更多用于處(chu)理聚合(he)物材(cai)料，通過破壞非(fei)金屬(shu)材(cai)料表面的分子鍵(jian)，來實現切割，紫(zi)外(wai)切割也被稱為(wei)冷激光，熱(re)效(xiao)應(ying)較小。
從激光器(qi)的(de)脈沖(chong)寬度(du)時間(jian)來看，又分為(wei)納秒(miao)(miao)(miao)（ns，10^-9秒(miao)(miao)(miao)）、皮秒(miao)(miao)(miao)（ps，10^-12秒(miao)(miao)(miao)）和(he)飛秒(miao)(miao)(miao)（10^-15秒(miao)(miao)(miao)）等。脈沖(chong)寬度(du)約短，峰(feng)值(zhi)功率越(yue)高，熱(re)效應越(yue)低。
從切(qie)割(ge)(ge)方案角度來看，激(ji)光切(qie)割(ge)(ge)又分為表面(mian)消融(rong)切(qie)割(ge)(ge)和(he)內聚焦(jiao)(jiao)切(qie)割(ge)(ge)，表面(mian)消融(rong)切(qie)割(ge)(ge)可以(yi)直接切(qie)透，不需要后(hou)(hou)續增加裂(lie)片工序，熱影響區域大；而內聚焦(jiao)(jiao)切(qie)割(ge)(ge)后(hou)(hou)需要裂(lie)片分離工序，熱影響區域小。
目前主流的激光(guang)切(qie)割機型是紅外固體(ti)皮(pi)秒(miao)激光(guang)器，采(cai)用內聚焦切(qie)割方案。該方案在(zai)成(cheng)本和效率之間取(qu)得了(le)最(zui)大的均衡。
國內的(de)面板激(ji)光(guang)切割設備廠商(shang)主(zhu)要(yao)有：大族(zu)激(ji)光(guang)，盛(sheng)雄激(ji)光(guang)，德龍激(ji)光(guang)，國外廠商(shang)主(zhu)要(yao)是(shi)日本平(ping)田。
大族激光切割設備
日本平田面板切割產線示意圖
由于目(mu)前(qian)設備交期(qi)是2-3個月(yue)，再(zai)加上驗證和測試的3個月(yue)，我(wo)們預計國(guo)內的COF和異形的產能將在2017年Q4釋(shi)放。但(dan)由于目(mu)前(qian)異形切割的需求(qiu)較(jiao)(jiao)為旺盛，所以有較(jiao)(jiao)多廠商選擇(ze)用CNC研磨(mo)的臨(lin)時替代方(fang)案(an)加工(gong)面板。
U型槽切割處需(xu)要(yao)雙柵極控(kong)制輸入
同時(shi)從面板(ban)角度來看，由于(yu)引(yin)(yin)入了U形槽切(qie)(qie)割，使(shi)得(de)柵(zha)極(ji)控(kong)制信號傳輸到切(qie)(qie)割處就中止，所以需要在模組生產過程(cheng)中就引(yin)(yin)入左右雙柵(zha)極(ji)控(kong)制排線。
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