2018年智能手機顯示技術解析：“外觀”和“功能集成”

時光如梭，面對全球智能手機市場日趨飽和，產品同質化嚴重、換機周期延長的背景下，2017年中國大陸市場更是經歷了一場寒冬。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示：

2017年中國大陸智能手機市場發(fā)貨量約4．68億部，同比下降6．2％，尤其是進入下半年，整體出貨降幅超兩位數(shù)。根據(jù)模型測算，隨著2018年二季度各品牌新機都陸續(xù)發(fā)布，市場將出現(xiàn)觸底反彈跡象。

“全面屏”成為關鍵詞，整整貫穿了2017年一整年。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在剛剛過去的2017年，全球全面屏智能手機發(fā)貨量約1．3億部，其中中國大陸智能手機的發(fā)貨量約2200萬部，第四季度其滲透率達到16％，全面屏的普及已經成為產業(yè)鏈不可逆的趨勢。

如2016年撰文的《2017年智能手機顯示技術解析》一文中所提到，智能手機面板的技術發(fā)展趨勢主要圍繞“畫質、外觀、功能集成”三個方面展開。

如今，隨著傳統(tǒng)顯示技術的逐步成熟，無論LCD或是OLED面板的顯示效果都已經達到較高水平。

“全面屏”的話題就讓它留在2017年。展望2018年全球智能手機顯示技術提升仍將主要圍繞“外觀”和“功能集成”兩個方面展開。結合顯示產業(yè)發(fā)展，對智能手機的技術趨勢進行如下梳理：

從“劉海屏（Notch）”到“挖孔屏（Hole）”，不斷挑戰(zhàn)可視面積

“劉海屏”

手機顯示屏突破傳統(tǒng)16：9長寬比例，向18：9、19：9、20：9甚至更細長方向發(fā)展，增加了手機屏的可視面積。

以5．5英寸16：9產品為例，如果換用18：9全面屏，則顯示屏在保持整體寬度基本不變的前提下，可將尺寸增加到6英寸，可視面積提升10％；如果換用18．7：9全面異型屏，則顯示屏尺寸可以增加到6．2英寸，可視面積提升16％。

2017年蘋果發(fā)布iPhoneX的“劉海屏”高端智能手機，這種創(chuàng)新設計在曝光之初引發(fā)了不小的爭論。但無論如何，它提升了智能手機的可視面積，同時也增加了消費者對品牌的辨識度。國內手機品牌在2018年將會有多款異形屏手機面世。

根據(jù)數(shù)據(jù)，截止2017年12月，已經在規(guī)劃和研發(fā)中的異形屏智能手機有超過20款之多。

與普通全面屏相比，異性屏幕的大范圍普及將遇到以下五大挑戰(zhàn)：

第一，面板開槽部位的設計難度較高，跟全面屏顯示區(qū)域四角類似，開槽部位的邊角通常是R角形狀，因此該部位顯示線路的布局都需要進行重新設計。

圖：開槽部位放大圖

第二，由于不同品牌廠開槽部分的尺寸都存在差異，因此對驅動IC的算法匹配提出了差異化的要求。如果顯示屏還同時使用了TDDI驅動方式，那么對驅動IC的調校要求就更高。

第三，LCD異形屏對背光改動要大得多，背光整體結構以及內部的各種膜材都需要為對應開槽進行匹配。

第四，屏幕本身切割也需增加相應切割設備，這部分增加的資金投入較多（雖然主流面板廠已經增加了相應的投資）。

第五，異形屏的采用也對手機硬件（包括攝像頭、聽筒等）、軟件（操作系統(tǒng)等）的適配性提出更高要求，無形也增加了其它零部件的成本。

總之，異性屏的采用無疑會增加硬件及軟件的不小成本，最終品牌廠又不得不轉嫁該部分成本到終端消費者。在全球大宗原材料價格不斷攀升的今天，異形屏的成本壓力將是終端品牌不得不面對的挑戰(zhàn)。

對全面屏的快速上量仍然保持較保守態(tài)度，預計2018年全球異性屏智能手機的發(fā)貨量約2．8億片，滲透率從2％上升到19％，其中更多是蘋果公司貢獻。

“挖孔屏”

三星Galaxy前不久公布其“挖孔”屏幕的專利申請（相信不少朋友已經認真查閱過專利細節(jié)），那么對于“挖孔屏”是否能引領全面屏的發(fā)展趨勢，仍需觀望。

相較“劉海屏”，“挖孔屏”無疑提升了手機顯示屏的可視面積，無比接近“全面屏”的概念。同時也提升了手機整體外觀的時尚性及科技性，更能吸引消費者。

毋庸置疑，其對產業(yè)鏈的挑戰(zhàn)性也相當高，除了期待下半年三星Galaxy Note9或者明年S10的新品外，國內整機廠商也紛紛開始考慮和加大對“挖孔屏”的研發(fā)力度，主力面板廠商同時也在加大這方面的開發(fā)力度。

圖：三星全面屏“挖孔“專利

功能集成：Y－OCTA ／ 屏下指紋、Face ID

Y－OCTA逐漸成熟

在LCD領域，借助LTPS（低溫多晶硅）LCD的普及，In－cell touch技術被普遍使用，但在OLED領域則仍是以On－cell touch技術為主。

因為對剛性OLED顯示屏而言，為了解決陰極對In－cell touch電路的屏蔽作用，需要在封裝層內測形成圖案化陰極以避免屏蔽，這樣就增加了mask蒸鍍步驟進而降低了良率。

但在On－cell touch方式中，在封裝玻璃上部形成ITO的工藝無需使用蒸鍍工藝，而且也可以將光刻工作外包出去進行，因此On－cell touch技術一直是剛性OLED的觸控方案選擇。

但是柔性OLED產品實現(xiàn)后情況則出現(xiàn)了變化。由于柔性OLED需要使用薄膜封裝技術（TFE： Thin Film Encapsulation），而此步驟中的封裝層需要在OLED產線內形成，無法進行外包，這樣就需要使用面板內部的光刻產能實現(xiàn)觸控功能。

因此，為了將OLED產線產能留給利潤更為豐厚的屏幕生產，現(xiàn)階段柔性OLED顯示屏的觸控方案多為 touch film的形式，即通過在偏光片上部或下部貼附觸控ITO薄膜的方式實現(xiàn)觸摸功能。這種方案技術成熟，但也存在透光性較差及厚度較大的問題。

做為全球OLED領先制造商，三星在2017年的Galaxy S8手機中使用了針對柔性OLED開發(fā)的Y－OCTA顯示屏（Youm On－Cell TouchAMOLED）。

首先在薄膜封裝層上涂布材料提高平整度，然后通過光刻工藝在封裝層上直接生成touch電路。使用這種技術的柔性顯示屏在功能集成度，屏幕厚度和透光率等方面表現(xiàn)都更為優(yōu)異。

2018年三星將在Galaxy S9和Note9系列高端手機中全面使用Y－OCTA顯示屏，這也意味著柔性On－cell觸控技術將愈加成熟。

屏下指紋（Under Display）

近期一則新聞——《瑞典生物識別廠商FPC裁員45％，2017年Q4營收同比減少62％》，轟動業(yè)界，對于領先的全球生物識別供應商，萬萬沒料到幾件事：

首先，“全面屏”趨勢來得如此迅猛，品牌終端廠新項目取消前置指紋。

其次，2016年年底其高企的芯片備料庫存，在2017年手機產業(yè)遭遇“寒冬”。

再有，國內指紋識別方案商的迅速崛起，芯片價格一路下滑。

造成這種情況也不足為奇，根據(jù)初步統(tǒng)計，2017年全球指紋芯片的發(fā)貨量約9．8億顆，同比增幅超30％，其中FPC／匯頂?shù)某鲐浟烤^2億顆。

指紋識別已經成為手機的標配部件，雖然出貨量增幅明顯，但是產品結構卻出現(xiàn)大逆轉，蓋板式等中高端需求下降明顯，增長主要來自低端Coating鍍膜式需求。

眾所周知，屏下指紋技術主要分為光學式及超聲波兩種，且均需要搭載OLED屏幕實現(xiàn)。以新思、匯頂?shù)葹榇淼墓鈱W式屏下指紋方案已經逐步成熟。

在2018年的全球CES展上，vivo率先發(fā)布了搭配Synaptics Clear ID FS9500光學指紋傳感器的vivo X20PlusUD屏下指紋手機，雖然目前仍然在試水階段。

但是國內主流品牌廠已經進入了小批量項目的試產階段，預計2018年下半年會有更多搭載屏光學屏下指紋方案的智能手機上市。

目前的光學指紋方案更多是基于硅片，采用玻璃基板的光學指紋識別方案，仍然需要待面板廠研發(fā)技術不斷提升。

另一種方案是超聲波方案，主要以高通、FPC為主。目前仍然在預研階段，由于超聲波方案必須搭載柔性OLED屏幕，整機產品的上市會晚于光學指紋產品。預計2018年下半年超聲波式的整機會逐步上市。

相較光學式屏下方案，由于超聲波式方案在量產成本、強穿透性方面頗具優(yōu)勢。隨著中長期柔性OLED上量，從技術路線來看，超聲波方案的屏下指紋或許能迎來更好的發(fā)展。

2018年將會是屏下指紋的發(fā)展元年，光學式及超聲波式指紋均會有量產機型上市，技術的大范圍普及仍然要期待供應鏈的進一步成熟，或許2019年將引來市場的高速成長。

Face ID（3D結構光）

蘋果公司在iPhoneX上直接取消了指紋識別方案而采用Face ID（3D結構光）面部識別方案的做法，對產業(yè)也產生了不小的影響。3D結構光的技術攻克難點不在硬件，硬件供應鏈已經相對成熟。

正真的難點仍然在算法，包括高通公司在內的，擁有AP平臺的公司目前已經在加大研發(fā)力度，希望可以在算法方面盡早突破，F(xiàn)ace ID 的發(fā)展仍然受制于供應鏈的成熟。

預計今年下半年會有品牌廠（非蘋果）率先搭載 Face ID（3D結構光）產品小批量試產。

屏下指紋識別技術和面部識別技術將在2018年展開對未來中高端手機識別技術主導權的爭奪，預計未來兩種生物識別技術也將同時并存，至于誰會更勝一籌，還要待整機產品的量產上市。

綜上所述，2018年智能手機顯示技術在外觀方面將圍繞“挖槽”展開并逐步衍生到“挖孔”方案。功能集成方面將圍繞“屏下指紋”和“Face ID”展開，柔性OLED的“Y－OCTA”觸控方式也將愈加成熟。

“快”，是智能手機產業(yè)鏈發(fā)展的一大特點，供應鏈、新技術、業(yè)態(tài)模式等變化均比較快，多因素決定了終端品牌的興起及衰退。

“不求一時梟雄，但求長久基業(yè)，且行且珍惜。”