全面屏手机中的窄边框技术的专利技术综述

常津铭 李思彤

摘要：本文旨在对全面屏手机中的窄边框技术的相关中国专利情况进行分析，具体从专利申请趋势、专利申请分布、重要申请人分布情况、以及专利技术分析四个方面进行了详细分析，并对企业关于窄边框技术的专利研究和布局提出了相关建议。

关键词：窄边框;全面屏;技术路线

中图分类号：G3061 文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）06-0158-03

1 窄边框技术的简介

全面屏手机时代已经来临，窄边框技术作为全面屏手机的基础技术的一种值得我们关注。从手机的正面看，如图1所示，手机分为可视区（VA，Viewing Area）和非可视区。可视区又分为有效区域（AA，Active Area）和BM区域（Black Matrix，如图1中的A区域），如果要实现全面屏手机，就要尽可能的实现窄边框，尽可能的提高有效区域在可视区域的占比[1]。

BM区域在触摸显示屏中区域是用来设置周围走线的，其作用是将触摸感应电极的引线导出，并连接到FPC上，当触摸发生，触摸感应电极会感测到触摸的发生，并将信号通过引线、BM区域的走线传递给FPC，进而通过FPC上的处理器确定触摸位置。为了达到更好的显示效果，避免BM区域的走线被人肉眼所看到，因此，通常在走线的上方采用黑色油墨进行遮蔽，进而形成了BM区域[2]。

2 专利申请总体情况

2.1 申请趋势

对窄边框技术的全部480项在中国申请的专利文献进行申请趋势分析，排除2017—2018年的专利部分还未公开的影响，可以看出窄边框的技术专利申请量从2009年开始进入了迅速增长，这也与这几年各大手机厂商对该技术关注的程度相一致。

2.2 申请人地域分布

中国当仁不让的成为窄边框相关专利技术的第一来源国，由此可以反映出中国在窄边框技术上具备较强研发能力和技术储备，这也与这几年中国手机厂商这方面的技术进步相一致。

2.3 主要申请人排名

京东方科技集团股份有限公司以90项专利申请牢牢占据第一的位置，天马微电子、欧菲光、努比亚在本领域中也有相当数量的申请，其技术能力也不容忽视。同时，这五家公司的专利数量在窄边框技术专利数量中的占比达到了58.8%，由此可见，本领域的专利分布比较集中，核心技术被几家公司所独占，进入行业的门槛比较高。

3 窄边框技术重点研发方向

通过对窄边框技术相关的480件专利进行分析，其主要涉及的技术方向包括增加额外部件、改进材料、对屏幕结构的进行改进、工艺改进、布线方式改进的方式来减小边框的面积。从图5可以看出，主要的技术方向在于对布线方式的改进。

3.1 技术路线：

早期为了达到窄边框的技术效果，通过采用增加额外部件的方式来实现;2011年，友达光电股份有限公司，通过在触摸屏中增加透镜的方式来放大显示区域，造成视觉上的窄边框效果。但其需要在触摸屏中增加额外部件，减少了触摸屏内的可使用面积。

随着材料学以及材料加工和生产工艺的进步，通过使用透明度较高的导线、柔性导线或是改变导线的印刷工艺以达到窄边框的技术效果渐渐成为了主流。欧菲光相关专利CN201310450514通过使用柔性走线，将走线在基板侧面进行布线降低了边框的宽度。

增加额外部件和改进材料的方式都是在视觉上提供给用户一窄边框的效果，其实质上并没有增加可视区域的操控面积。随着手机屏占比要求的增加，对屏幕的可操作范围的要求也越来越高，因此，通过对触摸屏的电路结构进行改进以及电极布线方式的改进渐渐成为了主流。例如京东方的相关申请CN201410645707。

3.2 各技术路线中重点专利分析：

3.2.1 技术方向1：设置额外部件

[发明名称]无边框移动终端的控制方法及终端

[公开号]CN105242434A

本发明公开了一种光学式视觉窄边框的触控显示装置，包括：一液晶显示模块、一触控感测模块以及一覆盖层部。该液晶显示模块具有一液晶显示器、一胶框以及一封装边框，该封装边框与该液晶显示器、该胶框共同形成一容置空间。该触控感测模块与该液晶显示模块相贴靠，且位于该容置空间中，该触控感测模块具有一边框油墨区。该覆盖层部与该触控感测模块相贴靠，该覆盖层部具有一微结构部，该微结构部邻靠该封装边框内侧表面。本创作透过微结构部之设置，可将该液晶显示器外缘表面所投射的光利用该微结构部折射至垂直于该边框油墨区的方向投射出去，利用光折射原理实现屏幕放大的效果。

3.2.2 技术方向2：改进材料

[发明名称]无边框移动终端的控制方法及终端

[公开号]CN204390203U

本实用新型涉及一种触摸屏的边框结构，如图9所示，包括：在基板的背面设置在基板一端的BM部;设置在BM部上的结合区，所述结合区设置有多根金属引线以及多个透明导电焊盘，所述多个透明导电焊盘与对应的金属引线电连接;在基板的厚度方向上设置在透明导电焊盘与金属引线之间的第一绝缘光阻层，所述透明导电焊盘与对应的金属引线利用设置在第一绝缘光阻层中的跳孔电连接;以及在基板的背面设置在基板的两侧的多根透明导电边缘走线，每一根透明导电边缘走线延伸到结合区而形成对应的所述透明导电焊盘。利用透明导电材料作为边缘走线，可以实现无边框的技术，为用户提供更好的用戶体验。本实用新型通过采用透明走线材料的方式避免了使用黑色油墨的遮蔽层，减少了边框的面积。

3.2.3 技术方向3：结构的改进

[发明名称]触控电极的驱动单元、驱动电路、触控面板及驱动方法

[公开号]CN104360781B

一种触控电极的驱动单元、驱动电路、触控面板及驱动方法。其中，驱动单元包括：信号转换单元，被配置为在时钟输入端输入的时钟信号的控制下对信号输入端输入的信号进行转换并输出;逻辑运算单元，被配置为对第一输入端接收的输入信号和第二输入端接收的触控使能信号进行逻辑运算并输出;缓冲单元，连接到逻辑运算单元的输出端;以及输出单元，连接到缓冲单元的输出端，在缓冲单元输出的信号的控制下，向触控驱动电极输出触控扫描信号。包括多级上述驱动单元的驱动电路可以直接集成在阵列基板上，消除了针对触控扫描信号而需要另外贴合触控驱动芯片导致占用基板较大的走线面积并不利于实现窄边框的问题。在本申请中，通过对电路结构的改进，去除了传统的触控驱动芯片，减少了边框区域的面积。

3.2.4 技術方向4：工艺的改进

[发明名称]一种在较小的排线空间里实现高清屏幕配置的方法

[公开号]CN104793785A

本发明公开了一种在较小的排线空间里实现高清屏幕配置的方法，将一端较大空间的通道，采用sensor过孔的方式，并用银浆线引到另一端，这样减少了两边银浆走线数量;空间较小的一端直接做一整排PIN，采用全出PIN工艺，H型减PIN设计，直接用FPC压合。本发明的方法可以在窄边框内实现排线，减少了银浆丝印面积，大大降低人工成本减小外形尺寸而不影响功能，反而增加了其通道的个数，提高触摸灵敏度，理论上达到了高清屏触摸精准的配置。

3.2.5 技术方向5：布线方式的改进

[发明名称]无边框移动终端的控制方法及终端

[公开号]CN107622990A

本发明公开了一种触控基板及其制作方法、显示装置，包括：基底、设置在基底上的触控走线层、绝缘层和触控层。其中触控走线层包括多个金属线形成的镂空图案，使得触控走线层的宽度较小，减小了触控走线层占用区域，即使外漏，人眼几乎无法分辨，实现了触控屏的窄边框的设计要求。

4 结论与建议

通过对上述专利分析可以看出，随着对终端屏占比的要求越来越高，如何在保证触摸屏在稳定工作的前提下减少边框的宽度成为企业关注的焦点。通过本文分析发现企业主要在通过设置额外部件、改进材料、对触摸屏的结构进行改进、生产工艺的改进以及布线方式的改进这几个方向上进行专利布局。目前，由于触摸屏技术的发展已经比较成熟，因此对触摸屏的结构改进以及通过设置额外部件减少边框的宽度比较困难;对材料的改进依赖于物理学和材料学的发展，而且受困于成本因素，目前也无太大进展;因此，通过对生产工艺的改进以及对布线方式的改进应当是企业加强专利研发和布局的方向。

参考文献：

[1] 优奕视界显示屏.全面屏的到来给LCD显示屏带来哪些巨大的变化？[EB/OL].（2017-07-25）.https：//www.sohu.com/a/159761846_99891638.

[2] 天通人.全面屏产业链分析——窄边框方案是全面屏的基础[EB/OL].（2017-11-21）.https：//www.sohu.com/a/205940071_365855.