ボーダーレス携帯電話の実現はなぜ難しいのでしょうか?

最近、CES 2015に注目していたところ、Nubia がフチなしの携帯電話をリリースしたようで、とてもファッショナブルに見えました。他のブランドのフチなし携帯電話を見かけることはなぜそんなに珍しいのでしょうか?ボーダーレス携帯電話を実現するのは技術的に難しいのでしょうか？

ボーダーレスや透明性といったコンセプトは、実のところ長い間宣伝されてきました。技術的な観点から言えば、完全なボーダレスを実現するのは確かに困難です。

現時点では、完全にボーダーレスな携帯電話は存在しません。各メーカーが推進するフチなし携帯電話は、まさに超狭額縁携帯電話としか言いようがありません。唯一の違いは、境界線の狭さです。より高い技術と製造レベルを持つメーカーが発売する製品は、超狭額ベゼルにより視覚的なインパクトが強くなります。よく見ないと、製品によってはベゼルの厚さがほとんど分からないものもあります。例えば、シャープが以前発売した骨伝導携帯電話は、その極めて狭いベゼルで大きな話題を呼びました。

今回の CES で発表された Nubia のボーダーレス携帯電話についても同様です。流出したスパイ写真から判断すると、このフチなし携帯電話は両側に湾曲したデザインを採用しており、両側のフチの厚さはほとんど無視できるほどである。過去2年間で、国産携帯電話の職人技と技術レベルは確かに世界トップクラスのメーカーに劣っていないことがわかります。

簡単な質問、簡単な答え。以上、ボーダーレス携帯電話の実現は確かに難しいことが確認できました。今、私たちはこれを基に拡張します。興味のある友人は読み進めてください。

画面制限

境界線を実現することの難しさについて言えば、まず最初に言及しなければならないのは、スクリーン技術の限界です。では、スクリーン技術がますます進歩している今日の時代に、なぜ真のボーダーレスディスプレイを実現できないのでしょうか?

これはまだ LCD 画面の性質から始まる必要があります。 LCD画面の「液晶」とは、その名の通り「液晶」を意味します。液体と結晶の中間の状態にある物質であるため、液体の流動性と結晶の性質（流動性、異方性）を併せ持っています。

私たちの身の回りにも「液晶」はたくさんあります。たとえば、ある濃度の石鹸水は「液晶」現象を生み出します。石鹸で手を洗ったりお風呂に入ったりすると、泡が作られるのが見えます。そして、これらの泡は光の下でさまざまな色に見えます。原理的には、泡のこの特性は LCD 画面の「液晶」に似ています。 LCD画面内の「液晶」は回路によって制御できるため、表示される色も制御できます。

フチなし携帯電話が作りにくい理由は、「液晶」が液体の性質を持ち、流動性があるからです。そのため、液晶の流れを制限するために、ある程度のスペースが必要となり、エッジも必要となります。画面は液晶で作られており、端は接着剤などの物質で密封する必要があります。ディスペンシングなどの技術をスクリーンの境界にも応用することで、境界を狭めながらスクリーン破損のリスクを軽減することができます。

LCD 画面である限り、端は必ず存在します。境界線が狭くなってほぼ境界線がなくなったとしても、たとえ数十分の一ミリであっても境界線は依然として存在します。

技術的な障害: 多層設計

プロセスの制限に加えて、スクリーン技術にも一定の制限があります。さまざまなブランドの既存のスマートフォンは一連のタッチスクリーン技術を採用していますが、基本的には内蔵コンデンサを使用し、電荷の変化によってタッチ操作を実現します。

たとえば、Samsung の S Pen スタイラスの先端には磁場が組み込まれており、コンデンサに影響を及ぼす可能性があります。さらに、より高感度のコンデンサが内蔵されているため、「エアサスペンション」のような操作が可能になり、より遠くからでも同じ操作効果が得られます。

静電容量式タッチ技術に関係なく、正確な指検出を実現するために、タッチ スクリーンには 2 つの独立した静電容量層が組み込まれています。1 つは X 軸、もう 1 つは Y 軸で、これはマルチタッチ操作にとって特に重要です。この技術は画面の境界に依存します。電流の変化を検出する必要があるため、正確な操作効果を得るには、画面の境界の周囲に追加の回路を設計する必要があります。そのため、「ボーダーレススクリーン」は実は非常に難しい技術なのです。

また、実際の量産においては、2 つの別々の軸を使用してデータを記録することは、2 つのコンデンサ層 (X 軸と Y 軸) 間で信号のクロストークが発生するため理想的ではなく、その間に絶縁材料の層を配置し、その後に配線層と外部保護ガラスを配置する必要があります。この設計では、画面の厚さを効果的に減らすことができません。同時に、いずれかの層に障害が発生すると、静電容量スクリーンは正常に動作しなくなります。

携帯電話の画面全体をフレームレス化すると、液晶画面のフレームが露出してしまいます。フレーム接着剤は上下のガラス基板を貼り合わせるために使用するため、接着部分はLCDなどの表示には使用できません。液晶分子は通電後に回転し、フレーム接着剤は固化して液晶と同じ物理的および化学的性質を持ちません。

現状、携帯電話の画面をフレームレス化したとしても、画面の周囲には0.3～1mm程度（フレーム接着剤の厚さ）は表示できない部分があります。また、フレーム接着部の位置から液晶画面のバックライトの一部が露出することになります。壊れやすさや偶発的な接触の問題を無視したとしても、この部分はカバーする必要があります。したがって、現時点では、液晶画面を使用して真の意味でのボーダーレス携帯電話を作ることは基本的に不可能です。

コスト制限

携帯電話メーカーがフチなし携帯電話を作ろうとする場合、画面だけでなくコストも優先事項となります。携帯電話が非常に高価であれば、市場の見通しはあまり立たないと思います。では、ボーダレス携帯電話を作るには、どのようなコスト上の制約があるのでしょうか?

人的コスト：現在、ボーダレス製品を製造しているメーカーはなく、参考にできる前例もないため、能力不足の研究開発担当者にとって大きな課題となっています。

研究開発費: 前例のないプロセスや製品を革新するには、多くの実験が必要になります。しかし、現在の技術的手段から判断すると、この分野への投資は未知数であり、基盤の弱い企業は簡単には挑戦できないだろう。

製造コスト：現在、携帯電話のサプライチェーンの基本コンポーネントは比較的均質ですが、画面のコストが携帯電話全体のコストの大きな割合を占めています（iPhone 5のコストから、画面+タッチスクリーン+ガラスのコストが全体のコストの15％を超えていることがわかります）。したがって、新しいソリューションが開発されたとしても、十分な材料がなければ、生産コストが大幅に増加するだけであり、市場の疑念に直面した場合は販売圧力に直面することさえあります。

屈折の原理により境界のない状態をシミュレートできる

ここまで多くの制限要因を挙げてきましたが、本当にボーダーレスディスプレイを実現するのは不可能なのでしょうか?

完全なボーダーレスディスプレイを実現できないからといって、他に解決策がないということではありません。ご存知のように、従来の LCD パネルはすべて長方形のデザインを採用しており、パネルの周囲には何も表示できない黒い領域が常に存在します。実際、これは従来の LCD パネルではゲート ドライバ回路を境界領域に配置する必要があるためです。そのため、非表示領域の幅をできるだけ狭くしても、最終的に非表示領域をなくすことはできず、LCD パネルが動作しなくなります。

この制限を克服するには、回路のこの部分を「消す」必要があります。シャープの「フリーフォームディスプレイ」技術は、これらの回路を液晶パネルの各ピクセルに統合することで、パネル端の回路部分を完全に排除することができます。

また、ゲートドライバ回路がパネルピクセルに統合されているため、パネルの形状に制約がなく、製品の要件に応じてさまざまな形状のパネルを生産できます。

しかし、「フリーフォームディスプレイ」液晶パネルはまだ量産化されておらず、携帯電話に適用できるようになるまでには時間がかかるかもしれない。そこでシャープは、それを実現するためのより簡単な方法を考案しました。完全にボーダーレスにすることはできませんが、「ほぼボーダーレス」にすることは可能です。

同社独自のフチなしケータイ「AQUOS CRYSTAL」では、光学マジックに近いこの方式を採用している。屈折の原理を利用して、携帯電話の画面パネルの端に特殊な斜面カットを施し、「レンズ」効果を生み出します。ガラスの下のパネルの黒い端は、光の屈折によって「隠されています」。

これにより、ガラスの端が携帯電話の前面を完全に覆うようになり、視覚的に「縁なし」の感覚が得られます。明らかに、このネットユーザーが言及したNubiaのボーダーレスフォンも、その湾曲した側面からわかるように、この方法を採用しているはずです。

ボーダーレスフォンの現在の欠点

ボーダーレスデザインの携帯電話は見た目がとてもクールですが、このクールさには代償が伴います。画面の端が露出していると、携帯電話を持ったときに手のひらが画面に簡単に触れてしまい、誤ってタッチ操作してしまう可能性があります。この問題を解決するには、タッチ ソリューションを提供するメーカーがアルゴリズムによる判断を通じてこの問題を解決する必要があるかもしれません。

さらに、現在のフチなし携帯電話は極端に薄くすることはできません。厚さ 6mm 未満のボディの場合、曲率半径 1mm はまだ大きすぎます。シャープのCRYSTALディスプレイ技術では、レンズ効果のある保護ガラスを製造するために、ガラスを斜めにカットできるように、ガラスに一定の厚さが必要です。

最も重要な点は、フレームの保護がない画面ガラスは衝撃を受けたときに非常に簡単に割れてしまうことです。これは、フレーム付きの多くの携帯電話にとって大きな問題です。実際、画面の端に 2.5D の突出デザインを備えた多くの携帯電話でもこの問題が確認されています。つまり、携帯電話が地面に落ちたときに、フレームで保護された画面ガラスよりも、突出した画面ガラスが割れる可能性がはるかに高くなります。

携帯電話メーカーがガラス素材を放棄し、代わりに透過率の高いプラスチック素材を使用しない限り、画面の傷に対する耐性は低下するでしょう。総じて、製造条件だけから判断すると、今すぐにでもボーダレス携帯電話が誕生することは可能だが、実際の使用においては多くの問題を解決するのにはまだ時間がかかりそうだ。

完全なるボーダーレス携帯電話の時代はいつ来るのでしょうか？

それで、待つことといえば、どれくらい待たなければならないのでしょうか?前述したように、フチなしデザインがどれだけかっこよく見えても、画面を適切に保護できないという最も直接的な欠点が 1 つあります。

携帯電話は日常生活で使われるツールなので、事故は避けられません。一度それが起こると、画面が最も損傷を受ける可能性が高くなります。さらに恐ろしいのは、携帯電話の画面の価格がデバイス全体の価格の 3 分の 1 以上を占めることが多いことです。現在、フルボンディング技術を採用しているスクリーンは、一度破損すると、以前のように内側と外側のスクリーンに価格が分かれなくなります。

技術の進歩によりガラスの強度は向上し続けており、Corning Gorilla Glass は傷がつきにくくなっていますが、ガラスの強度は落下に対して非常に強いレベルには達していません。ボーダーの意味は、全体の強度を高めるだけでなく、画面の端がぶつかるのを防ぐことにもあります。 Nubia は、画面全体の強度と保護を確保しながら、可能な限りベゼルフリーに近づけるために、狭いベゼルの実現に取り組んできました。

境界線が狭いほど、視覚的な体験が向上します。携帯電話にフレームがない場合、その全体的な構造は現在の携帯電話の構造と同じにはなりません。スクリーン全体がサポートシステムの外側にあるか、スクリーン自体がマシン全体の強度を保証するために使用されます。したがって、フレキシブルスクリーン素材が本当に普及すれば、完璧なボーダーレス時代が本当に到来するかもしれません。

現時点では、すべてのメーカーができることは、超狭額縁をベースにした産業革新を実行することだけです。最後に、質問に戻りますが、Nubiaのスパイ写真から判断すると、縁なし携帯電話の既知の欠陥を回避するために、このNubia携帯電話のガラスカバーはフレームにドームとして覆われ、その後、透視鏡の原理によって極薄のガラスカバーが屈折して縁なしの視覚効果を実現する可能性があります。

接合面では、Nubia は安定性を向上させるために LCD フレームレス接着接合を使用する可能性があります。新しいガラス+タッチ層+ディスプレイパネルの融合により、擬似的なボーダレスを実現します。もしこれが本当なら、この携帯電話は本当に期待する価値がある。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。