2018年智能手机显示技术解析：“外观”和“功能集成”

时光如梭，面对全球智能手机市场日趋饱和，产品同质化严重、换机周期延长的背景下，2017年中国大陆市场更是经历了一场寒冬。根据数据显示：

2017年中国大陆智能手机市场发货量约4．68亿部，同比下降6．2％，尤其是进入下半年，整体出货降幅超两位数。根据模型测算，随着2018年二季度各品牌新机都陆续发布，市场将出现触底反弹迹象。

“全面屏”成为关键词，整整贯穿了2017年一整年。根据数据显示，在刚刚过去的2017年，全球全面屏智能手机发货量约1．3亿部，其中中国大陆智能手机的发货量约2200万部，第四季度其渗透率达到16％，全面屏的普及已经成为产业链不可逆的趋势。

如2016年撰文的《2017年智能手机显示技术解析》一文中所提到，智能手机面板的技术发展趋势主要围绕“画质、外观、功能集成”三个方面展开。

如今，随着传统显示技术的逐步成熟，无论LCD或是OLED面板的显示效果都已经达到较高水平。

“全面屏”的话题就让它留在2017年。展望2018年全球智能手机显示技术提升仍将主要围绕“外观”和“功能集成”两个方面展开。结合显示产业发展，对智能手机的技术趋势进行如下梳理：

从“刘海屏（Notch）”到“挖孔屏（Hole）”，不断挑战可视面积

“刘海屏”

手机显示屏突破传统16：9长宽比例，向18：9、19：9、20：9甚至更细长方向发展，增加了手机屏的可视面积。

以5．5英寸16：9产品为例，如果换用18：9全面屏，则显示屏在保持整体宽度基本不变的前提下，可将尺寸增加到6英寸，可视面积提升10％；如果换用18．7：9全面异型屏，则显示屏尺寸可以增加到6．2英寸，可视面积提升16％。

2017年苹果发布iPhoneX的“刘海屏”高端智能手机，这种创新设计在曝光之初引发了不小的争论。但无论如何，它提升了智能手机的可视面积，同时也增加了消费者对品牌的辨识度。国内手机品牌在2018年将会有多款异形屏手机面世。

根据数据，截止2017年12月，已经在规划和研发中的异形屏智能手机有超过20款之多。

与普通全面屏相比，异性屏幕的大范围普及将遇到以下五大挑战：

第一，面板开槽部位的设计难度较高，跟全面屏显示区域四角类似，开槽部位的边角通常是R角形状，因此该部位显示线路的布局都需要进行重新设计。

图：开槽部位放大图

第二，由于不同品牌厂开槽部分的尺寸都存在差异，因此对驱动IC的算法匹配提出了差异化的要求。如果显示屏还同时使用了TDDI驱动方式，那么对驱动IC的调校要求就更高。

第三，LCD异形屏对背光改动要大得多，背光整体结构以及内部的各种膜材都需要为对应开槽进行匹配。

第四，屏幕本身切割也需增加相应切割设备，这部分增加的资金投入较多（虽然主流面板厂已经增加了相应的投资）。

第五，异形屏的采用也对手机硬件（包括摄像头、听筒等）、软件（操作系统等）的适配性提出更高要求，无形也增加了其它零部件的成本。

总之，异性屏的采用无疑会增加硬件及软件的不小成本，最终品牌厂又不得不转嫁该部分成本到终端消费者。在全球大宗原材料价格不断攀升的今天，异形屏的成本压力将是终端品牌不得不面对的挑战。

对全面屏的快速上量仍然保持较保守态度，预计2018年全球异性屏智能手机的发货量约2．8亿片，渗透率从2％上升到19％，其中更多是苹果公司贡献。

“挖孔屏”

三星Galaxy前不久公布其“挖孔”屏幕的专利申请（相信不少朋友已经认真查阅过专利细节），那么对于“挖孔屏”是否能引领全面屏的发展趋势，仍需观望。

相较“刘海屏”，“挖孔屏”无疑提升了手机显示屏的可视面积，无比接近“全面屏”的概念。同时也提升了手机整体外观的时尚性及科技性，更能吸引消费者。

毋庸置疑，其对产业链的挑战性也相当高，除了期待下半年三星Galaxy Note9或者明年S10的新品外，国内整机厂商也纷纷开始考虑和加大对“挖孔屏”的研发力度，主力面板厂商同时也在加大这方面的开发力度。

图：三星全面屏“挖孔“专利

功能集成：Y－OCTA ／ 屏下指纹、Face ID

Y－OCTA逐渐成熟

在LCD领域，借助LTPS（低温多晶硅）LCD的普及，In－cell touch技术被普遍使用，但在OLED领域则仍是以On－cell touch技术为主。

因为对刚性OLED显示屏而言，为了解决阴极对In－cell touch电路的屏蔽作用，需要在封装层内测形成图案化阴极以避免屏蔽，这样就增加了mask蒸镀步骤进而降低了良率。

但在On－cell touch方式中，在封装玻璃上部形成ITO的工艺无需使用蒸镀工艺，而且也可以将光刻工作外包出去进行，因此On－cell touch技术一直是刚性OLED的触控方案选择。

但是柔性OLED产品实现后情况则出现了变化。由于柔性OLED需要使用薄膜封装技术（TFE： Thin Film Encapsulation），而此步骤中的封装层需要在OLED产线内形成，无法进行外包，这样就需要使用面板内部的光刻产能实现触控功能。

因此，为了将OLED产线产能留给利润更为丰厚的屏幕生产，现阶段柔性OLED显示屏的触控方案多为 touch film的形式，即通过在偏光片上部或下部贴附触控ITO薄膜的方式实现触摸功能。这种方案技术成熟，但也存在透光性较差及厚度较大的问题。

做为全球OLED领先制造商，三星在2017年的Galaxy S8手机中使用了针对柔性OLED开发的Y－OCTA显示屏（Youm On－Cell Touch AMOLED）。

首先在薄膜封装层上涂布材料提高平整度，然后通过光刻工艺在封装层上直接生成touch电路。使用这种技术的柔性显示屏在功能集成度，屏幕厚度和透光率等方面表现都更为优异。

2018年三星将在Galaxy S9和Note9系列高端手机中全面使用Y－OCTA显示屏，这也意味着柔性On－cell触控技术将愈加成熟。

屏下指纹（Under Display）

近期一则新闻——《瑞典生物识别厂商FPC裁员45％，2017年Q4营收同比减少62％》，轰动业界，对于领先的全球生物识别供应商，万万没料到几件事：

首先，“全面屏”趋势来得如此迅猛，品牌终端厂新项目取消前置指纹。

其次，2016年年底其高企的芯片备料库存，在2017年手机产业遭遇“寒冬”。

再有，国内指纹识别方案商的迅速崛起，芯片价格一路下滑。

造成这种情况也不足为奇，根据初步统计，2017年全球指纹芯片的发货量约9．8亿颗，同比增幅超30％，其中FPC／汇顶的出货量均超过2亿颗。

指纹识别已经成为手机的标配部件，虽然出货量增幅明显，但是产品结构却出现大逆转，盖板式等中高端需求下降明显，增长主要来自低端Coating镀膜式需求。

众所周知，屏下指纹技术主要分为光学式及超声波两种，且均需要搭载OLED屏幕实现。以新思、汇顶等为代表的光学式屏下指纹方案已经逐步成熟。

在2018年的全球CES展上，vivo率先发布了搭配Synaptics Clear ID FS9500光学指纹传感器的vivo X20PlusUD屏下指纹手机，虽然目前仍然在试水阶段。

但是国内主流品牌厂已经进入了小批量项目的试产阶段，预计2018年下半年会有更多搭载屏光学屏下指纹方案的智能手机上市。

目前的光学指纹方案更多是基于硅片，采用玻璃基板的光学指纹识别方案，仍然需要待面板厂研发技术不断提升。

另一种方案是超声波方案，主要以高通、FPC为主。目前仍然在预研阶段，由于超声波方案必须搭载柔性OLED屏幕，整机产品的上市会晚于光学指纹产品。预计2018年下半年超声波式的整机会逐步上市。

相较光学式屏下方案，由于超声波式方案在量产成本、强穿透性方面颇具优势。随着中长期柔性OLED上量，从技术路线来看，超声波方案的屏下指纹或许能迎来更好的发展。

2018年将会是屏下指纹的发展元年，光学式及超声波式指纹均会有量产机型上市，技术的大范围普及仍然要期待供应链的进一步成熟，或许2019年将引来市场的高速成长。

Face ID（3D结构光）

苹果公司在iPhoneX上直接取消了指纹识别方案而采用Face ID（3D结构光）面部识别方案的做法，对产业也产生了不小的影响。3D结构光的技术攻克难点不在硬件，硬件供应链已经相对成熟。

正真的难点仍然在算法，包括高通公司在内的，拥有AP平台的公司目前已经在加大研发力度，希望可以在算法方面尽早突破，Face ID 的发展仍然受制于供应链的成熟。

预计今年下半年会有品牌厂（非苹果）率先搭载 Face ID（3D结构光）产品小批量试产。

屏下指纹识别技术和面部识别技术将在2018年展开对未来中高端手机识别技术主导权的争夺，预计未来两种生物识别技术也将同时并存，至于谁会更胜一筹，还要待整机产品的量产上市。

综上所述，2018年智能手机显示技术在外观方面将围绕“挖槽”展开并逐步衍生到“挖孔”方案。功能集成方面将围绕“屏下指纹”和“Face ID”展开，柔性OLED的“Y－OCTA”触控方式也将愈加成熟。

“快”，是智能手机产业链发展的一大特点，供应链、新技术、业态模式等变化均比较快，多因素决定了终端品牌的兴起及衰退。

“不求一时枭雄，但求长久基业，且行且珍惜。”