全面屏手機(jī)中的窄邊框技術(shù)的專利技術(shù)綜述

常津銘 李思彤

摘要：本文旨在對(duì)全面屏手機(jī)中的窄邊框技術(shù)的相關(guān)中國(guó)專利情況進(jìn)行分析，具體從專利申請(qǐng)趨勢(shì)、專利申請(qǐng)分布、重要申請(qǐng)人分布情況、以及專利技術(shù)分析四個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)企業(yè)關(guān)于窄邊框技術(shù)的專利研究和布局提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：窄邊框;全面屏;技術(shù)路線

中圖分類號(hào)：G3061 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）06-0158-03

1 窄邊框技術(shù)的簡(jiǎn)介

全面屏手機(jī)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，窄邊框技術(shù)作為全面屏手機(jī)的基礎(chǔ)技術(shù)的一種值得我們關(guān)注。從手機(jī)的正面看，如圖1所示，手機(jī)分為可視區(qū)（VA，Viewing Area）和非可視區(qū)?？梢晠^(qū)又分為有效區(qū)域（AA，Active Area）和BM區(qū)域（Black Matrix，如圖1中的A區(qū)域），如果要實(shí)現(xiàn)全面屏手機(jī)，就要盡可能的實(shí)現(xiàn)窄邊框，盡可能的提高有效區(qū)域在可視區(qū)域的占比[1]。

BM區(qū)域在觸摸顯示屏中區(qū)域是用來(lái)設(shè)置周圍走線的，其作用是將觸摸感應(yīng)電極的引線導(dǎo)出，并連接到FPC上，當(dāng)觸摸發(fā)生，觸摸感應(yīng)電極會(huì)感測(cè)到觸摸的發(fā)生，并將信號(hào)通過(guò)引線、BM區(qū)域的走線傳遞給FPC，進(jìn)而通過(guò)FPC上的處理器確定觸摸位置。為了達(dá)到更好的顯示效果，避免BM區(qū)域的走線被人肉眼所看到，因此，通常在走線的上方采用黑色油墨進(jìn)行遮蔽，進(jìn)而形成了BM區(qū)域[2]。

2 專利申請(qǐng)總體情況

2.1 申請(qǐng)趨勢(shì)

對(duì)窄邊框技術(shù)的全部480項(xiàng)在中國(guó)申請(qǐng)的專利文獻(xiàn)進(jìn)行申請(qǐng)趨勢(shì)分析，排除2017—2018年的專利部分還未公開的影響，可以看出窄邊框的技術(shù)專利申請(qǐng)量從2009年開始進(jìn)入了迅速增長(zhǎng)，這也與這幾年各大手機(jī)廠商對(duì)該技術(shù)關(guān)注的程度相一致。

2.2 申請(qǐng)人地域分布

中國(guó)當(dāng)仁不讓的成為窄邊框相關(guān)專利技術(shù)的第一來(lái)源國(guó)，由此可以反映出中國(guó)在窄邊框技術(shù)上具備較強(qiáng)研發(fā)能力和技術(shù)儲(chǔ)備，這也與這幾年中國(guó)手機(jī)廠商這方面的技術(shù)進(jìn)步相一致。

2.3 主要申請(qǐng)人排名

京東方科技集團(tuán)股份有限公司以90項(xiàng)專利申請(qǐng)牢牢占據(jù)第一的位置，天馬微電子、歐菲光、努比亞在本領(lǐng)域中也有相當(dāng)數(shù)量的申請(qǐng)，其技術(shù)能力也不容忽視。同時(shí)，這五家公司的專利數(shù)量在窄邊框技術(shù)專利數(shù)量中的占比達(dá)到了58.8%，由此可見(jiàn)，本領(lǐng)域的專利分布比較集中，核心技術(shù)被幾家公司所獨(dú)占，進(jìn)入行業(yè)的門檻比較高。

3 窄邊框技術(shù)重點(diǎn)研發(fā)方向

通過(guò)對(duì)窄邊框技術(shù)相關(guān)的480件專利進(jìn)行分析，其主要涉及的技術(shù)方向包括增加額外部件、改進(jìn)材料、對(duì)屏幕結(jié)構(gòu)的進(jìn)行改進(jìn)、工藝改進(jìn)、布線方式改進(jìn)的方式來(lái)減小邊框的面積。從圖5可以看出，主要的技術(shù)方向在于對(duì)布線方式的改進(jìn)。

3.1 技術(shù)路線：

早期為了達(dá)到窄邊框的技術(shù)效果，通過(guò)采用增加額外部件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn);2011年，友達(dá)光電股份有限公司，通過(guò)在觸摸屏中增加透鏡的方式來(lái)放大顯示區(qū)域，造成視覺(jué)上的窄邊框效果。但其需要在觸摸屏中增加額外部件，減少了觸摸屏內(nèi)的可使用面積。

隨著材料學(xué)以及材料加工和生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，通過(guò)使用透明度較高的導(dǎo)線、柔性導(dǎo)線或是改變導(dǎo)線的印刷工藝以達(dá)到窄邊框的技術(shù)效果漸漸成為了主流。歐菲光相關(guān)專利CN201310450514通過(guò)使用柔性走線，將走線在基板側(cè)面進(jìn)行布線降低了邊框的寬度。

增加額外部件和改進(jìn)材料的方式都是在視覺(jué)上提供給用戶一窄邊框的效果，其實(shí)質(zhì)上并沒(méi)有增加可視區(qū)域的操控面積。隨著手機(jī)屏占比要求的增加，對(duì)屏幕的可操作范圍的要求也越來(lái)越高，因此，通過(guò)對(duì)觸摸屏的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以及電極布線方式的改進(jìn)漸漸成為了主流。例如京東方的相關(guān)申請(qǐng)CN201410645707。

3.2 各技術(shù)路線中重點(diǎn)專利分析：

3.2.1 技術(shù)方向1：設(shè)置額外部件

[發(fā)明名稱]無(wú)邊框移動(dòng)終端的控制方法及終端

[公開號(hào)]CN105242434A

本發(fā)明公開了一種光學(xué)式視覺(jué)窄邊框的觸控顯示裝置，包括：一液晶顯示模塊、一觸控感測(cè)模塊以及一覆蓋層部。該液晶顯示模塊具有一液晶顯示器、一膠框以及一封裝邊框，該封裝邊框與該液晶顯示器、該膠框共同形成一容置空間。該觸控感測(cè)模塊與該液晶顯示模塊相貼靠，且位于該容置空間中，該觸控感測(cè)模塊具有一邊框油墨區(qū)。該覆蓋層部與該觸控感測(cè)模塊相貼靠，該覆蓋層部具有一微結(jié)構(gòu)部，該微結(jié)構(gòu)部鄰靠該封裝邊框內(nèi)側(cè)表面。本創(chuàng)作透過(guò)微結(jié)構(gòu)部之設(shè)置，可將該液晶顯示器外緣表面所投射的光利用該微結(jié)構(gòu)部折射至垂直于該邊框油墨區(qū)的方向投射出去，利用光折射原理實(shí)現(xiàn)屏幕放大的效果。

3.2.2 技術(shù)方向2：改進(jìn)材料

[發(fā)明名稱]無(wú)邊框移動(dòng)終端的控制方法及終端

[公開號(hào)]CN204390203U

本實(shí)用新型涉及一種觸摸屏的邊框結(jié)構(gòu)，如圖9所示，包括：在基板的背面設(shè)置在基板一端的BM部;設(shè)置在BM部上的結(jié)合區(qū)，所述結(jié)合區(qū)設(shè)置有多根金屬引線以及多個(gè)透明導(dǎo)電焊盤，所述多個(gè)透明導(dǎo)電焊盤與對(duì)應(yīng)的金屬引線電連接;在基板的厚度方向上設(shè)置在透明導(dǎo)電焊盤與金屬引線之間的第一絕緣光阻層，所述透明導(dǎo)電焊盤與對(duì)應(yīng)的金屬引線利用設(shè)置在第一絕緣光阻層中的跳孔電連接;以及在基板的背面設(shè)置在基板的兩側(cè)的多根透明導(dǎo)電邊緣走線，每一根透明導(dǎo)電邊緣走線延伸到結(jié)合區(qū)而形成對(duì)應(yīng)的所述透明導(dǎo)電焊盤。利用透明導(dǎo)電材料作為邊緣走線，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)邊框的技術(shù)，為用戶提供更好的用戶體驗(yàn)。本實(shí)用新型通過(guò)采用透明走線材料的方式避免了使用黑色油墨的遮蔽層，減少了邊框的面積。

3.2.3 技術(shù)方向3：結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

[發(fā)明名稱]觸控電極的驅(qū)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)電路、觸控面板及驅(qū)動(dòng)方法

[公開號(hào)]CN104360781B

一種觸控電極的驅(qū)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)電路、觸控面板及驅(qū)動(dòng)方法。其中，驅(qū)動(dòng)單元包括：信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，被配置為在時(shí)鐘輸入端輸入的時(shí)鐘信號(hào)的控制下對(duì)信號(hào)輸入端輸入的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出;邏輯運(yùn)算單元，被配置為對(duì)第一輸入端接收的輸入信號(hào)和第二輸入端接收的觸控使能信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算并輸出;緩沖單元，連接到邏輯運(yùn)算單元的輸出端;以及輸出單元，連接到緩沖單元的輸出端，在緩沖單元輸出的信號(hào)的控制下，向觸控驅(qū)動(dòng)電極輸出觸控掃描信號(hào)。包括多級(jí)上述驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)電路可以直接集成在陣列基板上，消除了針對(duì)觸控掃描信號(hào)而需要另外貼合觸控驅(qū)動(dòng)芯片導(dǎo)致占用基板較大的走線面積并不利于實(shí)現(xiàn)窄邊框的問(wèn)題。在本申請(qǐng)中，通過(guò)對(duì)電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，去除了傳統(tǒng)的觸控驅(qū)動(dòng)芯片，減少了邊框區(qū)域的面積。

3.2.4 技術(shù)方向4：工藝的改進(jìn)

[發(fā)明名稱]一種在較小的排線空間里實(shí)現(xiàn)高清屏幕配置的方法

[公開號(hào)]CN104793785A

本發(fā)明公開了一種在較小的排線空間里實(shí)現(xiàn)高清屏幕配置的方法，將一端較大空間的通道，采用sensor過(guò)孔的方式，并用銀漿線引到另一端，這樣減少了兩邊銀漿走線數(shù)量;空間較小的一端直接做一整排PIN，采用全出PIN工藝，H型減PIN設(shè)計(jì)，直接用FPC壓合。本發(fā)明的方法可以在窄邊框內(nèi)實(shí)現(xiàn)排線，減少了銀漿絲印面積，大大降低人工成本減小外形尺寸而不影響功能，反而增加了其通道的個(gè)數(shù)，提高觸摸靈敏度，理論上達(dá)到了高清屏觸摸精準(zhǔn)的配置。

3.2.5 技術(shù)方向5：布線方式的改進(jìn)

[發(fā)明名稱]無(wú)邊框移動(dòng)終端的控制方法及終端

[公開號(hào)]CN107622990A

本發(fā)明公開了一種觸控基板及其制作方法、顯示裝置，包括：基底、設(shè)置在基底上的觸控走線層、絕緣層和觸控層。其中觸控走線層包括多個(gè)金屬線形成的鏤空?qǐng)D案，使得觸控走線層的寬度較小，減小了觸控走線層占用區(qū)域，即使外漏，人眼幾乎無(wú)法分辨，實(shí)現(xiàn)了觸控屏的窄邊框的設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)上述專利分析可以看出，隨著對(duì)終端屏占比的要求越來(lái)越高，如何在保證觸摸屏在穩(wěn)定工作的前提下減少邊框的寬度成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)本文分析發(fā)現(xiàn)企業(yè)主要在通過(guò)設(shè)置額外部件、改進(jìn)材料、對(duì)觸摸屏的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)以及布線方式的改進(jìn)這幾個(gè)方向上進(jìn)行專利布局。目前，由于觸摸屏技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，因此對(duì)觸摸屏的結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及通過(guò)設(shè)置額外部件減少邊框的寬度比較困難;對(duì)材料的改進(jìn)依賴于物理學(xué)和材料學(xué)的發(fā)展，而且受困于成本因素，目前也無(wú)太大進(jìn)展;因此，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)以及對(duì)布線方式的改進(jìn)應(yīng)當(dāng)是企業(yè)加強(qiáng)專利研發(fā)和布局的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 優(yōu)奕視界顯示屏.全面屏的到來(lái)給LCD顯示屏帶來(lái)哪些巨大的變化？[EB/OL].（2017-07-25）.https：//www.sohu.com/a/159761846_99891638.

[2] 天通人.全面屏產(chǎn)業(yè)鏈分析——窄邊框方案是全面屏的基礎(chǔ)[EB/OL].（2017-11-21）.https：//www.sohu.com/a/205940071_365855.