早在一个月之前，已经有人表示iPhone 8几乎没有边框，四边只有极窄的边框，只有顶部采用了“凹口”设计，以容纳前置摄像头和听筒。

　　近日，推特泄密大神 Benjamin Geskin 转发了一条来自微博用户 @罗忠生的微博的一条博文，该微博讲的是极有可能用在“iPhone 8”中的 OLED 屏幕的切割技术。

　　除了iPhone 8，即将发布的夏普AQUOS S2也被曝光搭载了一块异形全面屏幕，其中屏幕四边采用了圆形倒角设计，另外在屏幕的顶部还内嵌了一块区域，用于放置前置摄像头、听筒、光线距离传感器等零部件。

　　通过曝光照片来看，夏普AQUOS S2是将听筒、传感器和前置摄像头融合到了一起，构成了所谓的异形屏幕设计。

　　罗忠生的微博提到了全面屏的产品设计，包括异形屏和非异形屏，三星 S8 的无左右边框屏幕属于后者，而传说中的 iPhone 8 的四面无边框屏幕（但有顶部凹口）则属于前者的异形屏。

　　异形屏？这是什么？？

　　“全面屏产品设计，可以分为异形屏和非异形屏。非异形屏就是大家所熟悉的三星 S8 这样的方式，为上下都用额头，只是把屏幕的尺寸做了改变，到 18:9。这种实现方式，可以看成是对传统手机的一种改良，成本相对便宜很多，也比较容易实现。”

　　由于加工困难，技术难度高，成本高，能够提供显示屏的厂家少，因此目前异形屏主要用于旗舰机和高端机设计。

　　想要做好异形屏需要克服这些！

　　通过异形切割的方式给手机“开脑洞”，为前置相机等部分通过切割预留非屏幕区域，这种工艺可实现真正意义的全面屏，但技术难度和成本都要高很多。

　　面板

　　目前智慧手机上的屏幕绝大多数数都是16:9的屏幕，如果手机厂商要切换到18:9的全面屏，那么这对于上游的比例供应商是个很大的挑战。

　　首先，从显示幕玻璃基板制程角度来看，18:9的玻璃切割相比当前的16:9来说更不经济，而且玻璃原厂需要重新排产线及工艺优化，而这也将引发短期内全面屏成本居高不下。

　　供应商

　　目前只有三星、JDI和夏普等厂商已经量产，国内的京东方、翰彩、华星光电都已经规划了全面屏玻璃产线，但是目前只有HD+（720*1440解析度）有小批出来，FHD还需要一段时间。

　　因为供应有限，所以短期内全面屏的成本将会居高不下。不过，众多屏厂开始量产全面屏，成本有望进一步降低。

　　异形切割

　　为了进一步的提升屏占比，手机厂商要求屏幕能够尽量向手机的四边靠近。

　　但是绝大多数的手机的四角都是采用的R角，而不是直角，这也要求玻璃可能需要切角才能满足全面屏手机ID设计的收弧需求。

　　COF与COG

　　目前手机屏幕驱动IC 的封装形式一般有COG（chip on glass）和COF（chip on film）两种。

　　COG 是LCD 屏幕常用的一种，其原理是直接通过各项异性导电胶（ACF）将 IC 封装在玻璃上，实现IC导电凸点与玻璃上的ITO 透明导电焊盘互连封装在一起。

　　COF 是将 IC 芯片直接封装到挠性印制板上，达到高构装密度，减轻重量，缩小体积，能自由弯曲安装的目的。而这可以将使得显示模组与手机底边框的距离可以进一步减小到3.6mm以内，这也意味着可以进一步提升屏幕占比。

　　但是COF需要增加使用FPC，将增加手机的成本。同时COF封装的温度较高，而FPC膨胀系数较大，易受热变形，所以对bonding工艺提出了更高的要求。

　　前置摄像头

　　前置摄像头与受话器类似，在非全面屏手机中是通过开孔的方式解决。但是在全面屏时代，开孔影响全面屏的颜值，也需要使用新的方案。

　　摄像头结构

　　目前主要有隐藏式和异形切割开孔两种方法。

　　隐藏式是把摄像头隐藏在面板的下面。该方案只能应用于OLED面板，因为OLED是自发光且可以实现对单个像素点的控制，在需要拍照时可以控制摄像头区域的像素点不发光而呈现透明状态，从而实现拍照功能。

　　尽管隐藏式可以完美解决全面屏美感和开孔的矛盾，但是在实际应用中并不可行。这是因为即使是OLED面板，也会遮挡进入摄像头的光线，使得成像效果不佳。所以该方案暂时不会实际应用。

　　异形切割与受话器类似，也是在面板上切出一部分用于放置摄像头。尽管这不是最好的方案，但这是目前最可行的方案。

　　天线

　　因为手机天线是全向天线，需要一定的空间，这样信号才能发射出来；同时手机内部金属很多，而金属对天线会产生影响；另外，手机内部还有一定的EMI（电磁干扰）。

　　所以手机天线在设计时都需要预留一个足够干净的空间。由于全面屏的设计，会使得屏幕模组向整机上下两端端延伸，这将使得留给天线的主净空大幅减少。

　　而留给天线的主净空的减少，将会引发手机射频OTA指标，特别是在手持握/放在头部通话时可能会下降。

　　所以，在全面屏时代，手机天线需要重新优化设计，对天线厂商提出了更高的要求。

　　指纹识别

　　手机正面指纹识别通常是与正面的HOME键集成在一起的，不过现在越来越多的手机开始取消了正面的实体按键，改为了虚拟按键。

　　即便如此，对于全面屏手机来说如果要继续保留指纹识别在正面，并且采用传统的指纹识别技术，那么手机正面下方需要预留足够的位置给到指纹模组，但是这会影响到屏占比。

　　小米MIX、三星S8 及Essential phone 的方案都是将指纹识别挪到背面，但这种设计在一定程度上影响了操作体验。

　　隐藏式技术由于能够实现将指纹识别传感器前置搭载于触摸屏下方且不需对屏幕开孔，将是全面屏手机实现前置指纹识别的最佳方案。

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　　除了屏幕内指纹识别之外，也有厂商在探索手机侧边框指纹识别、按键指纹识别等新的解决方案。

　　声学

　　非全面屏手机拥有较宽的上边框，所以很容易放置受话器。但在全面屏手机中，继续使用传统方案需要大边框，这会破坏全面屏的美感，所以受话器也面临变革。

　　目前主流的全面屏受话器方案有压电陶瓷和优化开槽两种。

　　压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料。所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。

　　反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。当电话接通时，驱动单元将电信号直接转化为机械能，通过微震点击的方式带动整机的中框共振，通过空气将声音传递至耳朵。

　　压电陶瓷不使用受话器，避免了手机正面开槽，可以保持全面屏的完整性。但是压电陶瓷实际使用效果并不好，一方面是在安静环境下容易出现声音泄露，影响隐私，另外一方面是通话时手机会有抖动感。

　　所以压电陶瓷并不是一种很好的解决方案。

　　优化开槽是将手机全面屏异形切割，留出一部分用于放置受话器。这样可以保证通话效果，也可以保持全面屏的美观。但是根据在面板部分的分析，这种方案使用OLED屏效果更好，可以保证切割的良率。

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　　关于异形切割

　　传统的16:9的手机屏幕呈长方形，四边均是直角，由于要在机身上放置前置摄像头，距离传感器，受话器等元件，所以屏幕和上下机身边缘均有一定距离。

　　而18：9的全面屏手机的屏占比一般都会大于80%，屏幕边缘会非常贴近手机机身。如果继续沿用此前的直角方案，会无处放置相关模组和元件，同时，屏幕接近机身会让屏幕在跌落时承受更多的冲击，进而导致碎屏。

　　因此对屏幕的异形切割十分必要。一方面要在屏幕四角做C角或者R角切割，同时通过加缓冲泡棉等进行边缘补强，以防止碎屏。以另外一方面需要在屏幕上方做U形切割，为前置摄像头，距离传感器，受话器等元件预留空间。

　　当前的异形切割方案主要有刀轮切割和激光切割，以及作为临时替代方案的CNC研磨。

　　刀轮切割

　　刀轮切割是最为传统的切割方案，成本低，一般用于直线切割，精度在80um左右。刀轮切割的具体流程是先用刀轮在玻璃上划出切口，再通过裂片机完成裂片。

　　刀轮切割属于机械加工，没有高温问题，不会导致框边黄化与热点缺口，但成品较粗糙，容易改变玻璃本身的应力特性，且工序复杂且良率较低，相对于激光切割来说出片率较低，不适用于精细的玻璃、蓝宝石等材料的加工。

　　刀轮切割示意图

　　裂片示意图

　　目前异形切割的主流方案是在屏幕面板上切两个C角，两个R角，一个U槽。该方案里主要是圆弧切割，如若采用刀轮切割方案，则崩边严重。

　　由于刀轮切割需要预留切割线，相比激光切割，刀轮切割对于整个Panel的利用率会下降10-20%；切割一片需要2-3分钟。所以刀轮异形切割已经逐步被业内淘汰。

　　激光切割

　　激光切割在异形切割方面的优势明显，激光切割是非接触性加工，无机械应力破坏，且效率较高。同样的两个C角，两个R角，一个U槽的加工方案，20秒左右就可以完成切割。

　　激光切割的原理是将激光聚焦到材料上，对材料进行局部加热直至超过熔点，然后用高压气体将熔融的金属吹离，随着光束与材料的移动，形成宽度非常窄的切缝，激光切割的精度可以达到20um。

　　激光器分类

　　从增益介质来看

　　分为固体和气体

　　固体激光器包括Al2O3，YAG切割等，气体激光器主要有CO2切割等。

　　气体激光器一般为10.6um波长的红外光，使用范围较广，固体激光器一般为1064nm波长的红外光，输出能量大，峰值功率高。

　　固体紫外激光器（波长从180到400nm），紫外切割更多用于处理聚合物材料，通过破坏非金属材料表面的分子键，来实现切割，紫外切割也被称为冷激光，热效应较小。

　　从激光器的脉冲宽度时间来看，又分为纳秒（ns，10^-9秒）、皮秒（ps，10^-12秒）和飞秒（10^-15秒）等。脉冲宽度约短，峰值功率越高，热效应越低。

　　从切割方案角度来看，激光切割又分为表面消融切割和内聚焦切割，表面消融切割可以直接切透，不需要后续增加裂片工序，热影响区域大；而内聚焦切割后需要裂片分离工序，热影响区域小。

　　目前主流的激光切割机型是红外固体皮秒激光器，采用内聚焦切割方案。该方案在成本和效率之间取得了最大的均衡。

　　国内的面板激光切割设备厂商主要有：大族激光，盛雄激光，德龙激光，国外厂商主要是日本平田。

　　大族激光切割设备

　　日本平田面板切割产线示意图

　　由于目前设备交期是2-3个月，再加上验证和测试的3个月，我们预计国内的COF和异形的产能将在2017年Q4释放。但由于目前异形切割的需求较为旺盛，所以有较多厂商选择用CNC研磨的临时替代方案加工面板。

　　U型槽切割处需要双栅极控制输入

　　同时从面板角度来看，由于引入了U形槽切割，使得栅极控制信号传输到切割处就中止，所以需要在模组生产过程中就引入左右双栅极控制排线。