“全面屏”时代，笔记本电脑的设计取舍
自 Dell 在 CES 2015 推出 XPS 13 9343 以来，笔记本电脑厂商在追求窄边框屏幕的路上一去不复返；在 CES 2020，Dell 更进一步，推出屏幕四边窄边框的 XPS 13 9300。自此，笔记本电脑厂商似乎点完了“全面屏”这棵科技树，但受限于当今的技术水平，在全面屏的背后，其实有许多妥协。本文以“全面屏”为切入口，分析目前的笔记本电脑在追求窄边框屏幕时做出的取舍。
 |  |
| XPS 13 9343 (Early 2015) | XPS 13 9300 (2020) |
黑色边框是屏幕的一部分
不难发现，每块屏幕的四周都有黑边——然而，以当前的技术，屏幕必然有黑边。
作为显示器基本结构设计的一部分，此边框是必要的，因为显示器的某些部分需要出现在该区域。
下图中，Samsung Display 将黑边称为“Dead Space”，与之相对的是通常认知下的屏幕“Active Area”；此外，Display Driver IC 等外围元件也是屏幕的一部分，后文会进一步讨论。
屏幕的黑色边框之下，有阴极材料、电路；选择黑色的遮挡材料也有减少漏光的考虑。
“全面屏”的趋势使更多产品专注于最小化边框以尽可能最大化有效显示区域。
“窄边框”、“无边框”和“零边框”都是显示行业的营销术语，表明对最小化边框的关注和努力。
通过减少死角来扩大显示器的活动区域，不仅可以增强沉浸式体验，还可以增加产品的美感。
Seal：连接面板上部和下部的材料
GIP Circuit：在 TFT 基板成形时将栅极驱动电路放置在面板内部的技术
CLK：用于顺序驱动GIP电路的电路
PI：用于在 Cell 内将液晶沿所需方向排列的有机薄膜
BM：阻止光线从显示器背面从像素传输区域泄漏的层
减小屏幕黑色边框其实并不是难事，只需要“最小化电线宽度或电线厚度”即可。在首款以窄边框为卖点的笔记本电脑，下图展示的 XPS 13 9343 (Early 2015) 推出后，其他厂商也迅速跟进。然而，让“下巴”变窄是一个相当复杂的过程。
合理的转轴设计有助于隐藏“下巴”
屏幕和键盘通过转轴连接，使用时需要打开“盖子”，是通常认知中的笔记本电脑的特征之一。1
立轴
转轴位于键盘上方。在很长一段时间内，主流的笔记本电脑都采用立轴设计。目前大多数“游戏本”仍采用这样的转轴。
惠普暗影精灵 10 Slim 14 (2024, OMEN Transcend 14) 的立轴设计：确保散热无阻碍，但“下巴”明显，也保留了“屁股”。
沉轴
转轴位于键盘下方，当“盖子”打开时，“下巴”会被机身遮住一部分，从视觉上减少了“下巴”的宽度。越来越多的轻薄笔记本电脑采用沉轴设计。
华硕灵耀 13 (2023, UX5304) 的下沉式转轴设计：减少“下巴”的可视面积，提高机身以促进散热，实现 180° 平放屏幕。
但是，这样的设计也导致机身后部的散热出风口对着屏幕，会导致转轴附近温度较高。
铰链
一向善于设计转轴的联想，曾在 2016 款 ThinkPad X1 Carbon (4th Gen) 上引入“平衡轴”铰链，一定程度上可以缓解屏幕对散热出风口的阻挡，但如今为了追求更窄的“下巴”也改成下沉式转轴。
摄像头成为烫手山芋
通常，笔记本电脑的摄像头位于屏幕上方。然而，随着边框变窄，上边框的宽度难以容纳摄像头模组。
2015~2018 年，全系 XPS 笔记本电脑的前置摄像头均位于屏幕下方。视频通话时打字，对方能仔细观赏你的手指。同时，分辨率只有 HD (1280×720)。
比 XPS “下巴”更窄的 MateBook X Pro 的摄像头位于键盘上，不可调节角度，使视角非常诡异。分辨率仍为 HD。
老师让开摄像头
同学们纷纷私信我：你为什么一直翻白眼啊？？
MacBook Pro (14-inch, 2021) 的摄像头没有紧贴上边沿，被做成“刘海”。
“刘海”会被喷，那倒过来呢？ThinkPad X13s (2022, 1st Gen) 通过“倒刘海”塞入 5MP 前置摄像头，使它成为视频会议神器。
XPS 13 9340 (2024)，“额头”变宽，摄像头分辨率升至 FHD，算是给 XPS 的窄边框之路画上了句号。
“下巴”变窄，机身变厚
前文提到，屏幕的“下巴”其实是屏幕的一部分。
在屏幕上显示图像有几个步骤。显示驱动 IC (Display Driver IC, DDI) 是操作每个子像素不可或缺的半导体芯片。DDI 接受来自设备 CPU 的图像信号，并生成和控制输出信号。简单来说，DDI 命令面板上每个子像素如何操作。
DDI 由栅极 IC、源极 IC 等组成。当根据栅极 IC 和源极 IC 之间的电压差向 TFT 施加一定量的电力时，TFT 作为开关打开/关闭每个子像素。显示器的颜色会随着每个子像素的开/关操作而变化，显示器最终会在屏幕上生成预期的图像。
柔性印刷电路板 (Flexible Printed Circuit Board, FPCB) 是将来自应用处理器 (Application Processor, AP) 的命令信号传输到 DDI 的组件。
为了操作显示面板，智能手机等 IT 设备首先发送一个信号，表明应该显示哪些图像。应用处理器 (AP) 类似于 PC 的中央处理器 (CPU)，是一种片上系统 (SoC)，旨在支持在移动操作系统中运行的应用程序。
印刷电路板 (PCB) 是传输电信号的电路元件，类似人的神经。开发柔性印刷电路板 (FPCB) 是为了最小化移动设备的尺寸以具有更好的便携性。为了减小尺寸，PCB 应折叠到显示面板的背面，因此需要薄且可弯曲的特性。
与 DDI 不同，FPCB 不是独立工作的，其关键功能是从 AP 向 DDI 发送命令信号。
传统的屏幕基板是玻璃，相对应的 Chip on Glass (COG) 工艺将 DDI 直接固定在玻璃基板上；Chip on Film (COF) 工艺则使用柔性薄膜连接 FPCB、DDI 和屏幕的玻璃基板；Chip on Plastic (COP) 是目前最先进的工艺，它将刚性的玻璃基板替换为柔性的塑料基板。
相比 COG，COF 和 COP 通过柔性元件实现部分电路的弯折，屏幕“下巴”的一部分被折到显示区域后，看起来更窄。
下图展示了一种典型的 COG 工艺的屏幕，可以清晰地看见屏幕下方的 PCB。
2018 年，Acer 发布了整机厚度仅 8.98mm 的 Swift 7 (SF714-51T)，屏幕的“下巴”很大，可看作 COG 工艺屏幕的典型产品。
2019 年，Swift 7 获得更新 (SF714-52T)，整机厚度上升到 9.95mm，但“下巴”明显缩小。
通过拆解，可以发现 2019 款的屏幕改用 COF 工艺，并且非常彻底—— DDI 和 PCB 均通过柔性的排线延伸出来，然后直接固定在机身上。值得一提的是，这台电脑的主板是“反装”的，CPU 及散热板朝向键盘面。
这种设计明显的缺点是可维护性差。排线作为活动部件会随着转轴一起运动，一旦损坏将不得不更换整个屏幕总成，成本很高。
Acer 至今没有更新 Swift 7 产品线。Swift Edge 或许可以当成精神继任者。
回到开头的 XPS 13 9300，来看看 Dell 是如何做到视觉上去掉“下巴”的。
这块屏幕仍然有一点“下巴”，只不过依靠下沉式转轴藏了起来；依靠 COF 工艺，DDI 和 PCB 都被折到屏幕后方。
元件放在屏幕后，代价显而易见：厚度增加。
展望：笔记本电脑“全面屏”的未来，会如愿吗？
窄边框与高画质前置摄像头不可兼得，窄“下巴”与薄不可兼得，这是当前笔记本电脑的困境。针对这两个问题，供应链提出了一些解决方案。
更小的前置摄像头
Sony Semiconductor Solutions：5 层堆叠式曲面 CMOS，Type 1/7.4
Samsung Semiconductor：Type 1/6.x RGBW
目前均未量产，何时量产有待观察。
窄“下巴” & 薄屏幕
以目前的技术，把元件弯折到屏幕后似乎是不可避免的，要降低屏幕的厚度，只能从屏幕本身入手。OLED 相比 LCD 在厚度和重量方面都有显著优势，在可预见的未来，LCD 将只出现在低端笔记本电脑上。
目前，中大尺寸的 OLED 都是玻璃基板 (刚性)，不采用更轻薄的塑料基板 (柔性) 的原因是“大尺寸 OLED 更容易起褶皱”；业界对此的解决方案是“Hybrid OLED”，基板改用 0.2mm 的超薄玻璃，表面改用柔性薄膜。
目前，各大屏厂在积极投资 8.6 代 OLED 产线，据信均会引入 Hybrid OLED 技术。
Samsung Display establishes 8.6th generation OLED organization and starts ordering
Samsung Display 8.6 Gen Organic Light Emitting Diodes (OLED) has established a dedicated organization to promote investment in earnest. It has been confirmed that an ‘IT business team’ has been created that is in charge of technology development and commercialization. The 8.6th generation OLED is a panel mainly used in information technology (IT) devices such as tablets and laptops, and it has started the operation of the 8.6th generation.
京东方科技集团股份有限公司第 8.6 代 AMOLED 生产线项目公告解读
公司第 8.6 代 AMOLED 生产线采用的技术路线？什么是 Hybrid OLED？该技术路线用于生产 IT 类 OLED 产品的优势？
答：在第 6 代柔性 AMOLED 生产线积累的技术能力基础上，为更好的对应高端 IT 类产品，拟在第 8.6 代 AMOLED生产线应用升级后的显示技术，在产品形态方面以 Hybrid OLED 为主，同时兼容柔性 OLED。Hybrid 指使用玻璃为基底，结合 TFE 柔性封装技术；使用该技术结合公司成熟的背板技术及发光器件结构，能够使产品具有更低功耗和更长的寿命及更好的画质效果。
LGD mentions Paju’s ‘P10’ as an investment destination for 8.6th generation IT OLED
A display industry official explained, “LG Display is expressing its will to proceed with the P10 investment in earnest this year, which has been put on hold,” and added, “According to the plan, it is supposed to introduce 8.6 generation IT facilities from the 3~4 quarters of this year.”
TCL CSOT 没有引入高世代 OLED 产线的计划，但展示了 14 吋的 Hybrid OLED 面板
全球首款 14 吋 2.8K 印刷 Hybrid OLED 笔电显示屏，是 TCL 华星印刷 OLED 技术首次跨入笔电显示领域的产品，也意味着 TCL 华星印刷 OLED 与 IGZO 技术目前已覆盖 TV、笔记本电脑、显示器三大应用领域，实现了新的突破。
TCL 华星基于新型 Oxide 补偿电路设计与印刷 OLED 工艺制程，实现了量产级 240PPI 技术突破，带来 2.8K 高分辨率以及 DCI-P3 100% 的色域覆盖率，细腻入微，画质卓越，让每一个细节都清晰可见，带给用户无与伦比的视觉体验。
在动态画面方面，得益于 30~120Hz VRR 技术加持，屏幕支持自适应刷新，无论是观影还是玩游戏，都不会卡帧拖影，带来极致丝滑的流畅体验，同时还能显著降低功耗，增强续航。
考虑到笔记本电脑的商务应用场景，TCL 华星把产品形态也做到了极致纤薄，方便携带出行，让移动生活更加智能和便利。
这些技术何时量产？只能拭目以待。
Clamshell，像贝壳那样开合；笔记本电脑还有其他形态，本文不作讨论。 ↩︎
