أولًا، ما هي تقنية التغليف الكامل؟ في ظل المنافسة الشديدة في سوق الهواتف الذكية، تسعى كبرى الشركات المصنعة إلى تمييز منتجاتها من حيث المكونات لإبراز خصائصها الفريدة. ولذلك، تظهر مصطلحات جديدة باستمرار مثل IPS وSLCD وRetina وClearBlack، ولكن غالبًا ما تظهر هذه المصطلحات التقنية الجديدة قبل أن نفهمها فهمًا كاملًا. ومؤخرًا، أصبحت تقنية "التغليف الكامل" ميزة تنافسية جديدة للعديد من مصنعي الهواتف المحمولة. فما هي هذه التقنية؟ دعونا نستكشفها معًا.

1. البنية الأساسية للشاشة
تتكون الشاشة عادةً من ثلاثة أجزاء رئيسية، من الأعلى إلى الأسفل: الزجاج الواقي، وشاشة اللمس، وشاشة العرض. ولضمان عمل هذه المكونات معًا بسلاسة، عادةً ما تخضع لعملية تغليف. تتطلب هذه العملية خطوتين، الأولى بين الزجاج الواقي وشاشة اللمس، والثانية بين شاشة العرض وشاشة اللمس. وتنقسم طرق التغليف إلى فئتين رئيسيتين: التغليف الكامل والتغليف الإطاري.

2. ملصقات الإطار
تُعدّ ملصقات الإطار، والمعروفة أيضًا باسم اللصق بالغراء، طريقةً بسيطةً لتثبيت جوانب شاشة اللمس وشاشة العرض باستخدام شريط لاصق مزدوج. تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في العديد من شاشات العرض الحديثة، وتكمن ميزتها في سهولة عملية التصنيع وانخفاض التكلفة. مع ذلك، فإنّ لملصقات الإطار عيوبًا واضحة. فبسبب وجود طبقة هوائية بين شاشة العرض وشاشة اللمس، ينكسر الضوء عند مروره، مما يؤثر سلبًا على جودة العرض.

3. تغليف كامل
تعتمد تقنية التغليف الكامل على استخدام مواد لاصقة مائية أو بصرية لربط اللوحة وشاشة اللمس بسلاسة، مما يضمن التصاقًا تامًا بينهما. وبالمقارنة مع طريقة لصق الإطار، تُحسّن تقنية التغليف الكامل جودة العرض بشكل ملحوظ. حاليًا، تشمل حلول الشاشات المتكاملة المستخدمة على نطاق واسع في السوق حلول OGS، التي تتصدرها شركات تصنيع شاشات اللمس؛ وحلول تقنية On Cell وIn Cell، التي تتصدرها شركات تصنيع اللوحات.

تتمثل ميزة تقنية التغليف الكامل في أنها تزيل طبقة الهواء بين الشاشات، مما يقلل من ظاهرة الانعكاس بين لوحة العرض والزجاج، مما يجعل الشاشة أكثر شفافية، ويحسن بشكل كبير من تأثير عرض الشاشة.

تُقلل أجهزة iMac التي تستخدم تقنية التغليف الكامل من مشاكل انعكاس الشاشة بنسبة تصل إلى 75%. إضافةً إلى ذلك، تُوفر هذه التقنية العديد من المزايا الأخرى. أولًا، تم حل مشكلة بهتان الشاشة بشكل جذري، حيث أن التكامل الوثيق بين وحدة اللمس واللوحة لا يُعزز المتانة فحسب، بل يُقلل أيضًا بشكل فعال من تداخل ضوضاء لوحة العرض مع إشارات اللمس. مع ذلك، ورغم المزايا الكبيرة لتقنية التغليف الكامل، فإن معدل إنتاجها منخفض نسبيًا، مما يزيد من تكاليف الإنتاج إلى حد ما. لذلك، أصبح التحكم في إزالة الرغوة وإنتاجية الربط أمرًا بالغ الأهمية، بل وأكثر أهمية من تكلفة المواد.
فيما يتعلق بتقنية التغليف الكامل، تُعدّ تقنيات InCell وOn Cell وOGS التقنيات الرئيسية الثلاث المستخدمة في صناعة شاشات الهواتف المحمولة. في عملية الإنتاج، عادةً ما يكون من الضروري لصق الزجاج الواقي وشاشة اللمس وشاشة العرض مرتين. في حال استخدام طريقة التأطير التقليدية، سيتأثر أداء الشاشة بشكل كبير. تُحسّن تقنية التغليف الكامل أداء الشاشة بشكل ملحوظ، إلا أن معدل الإنتاج يُمثّل تحديًا رئيسيًا.
بهدف تقليل عدد دورات الربط وتحسين معدل الإنتاج، ظهرت عدة اتجاهات تطويرية جديدة في الصناعة. يرتكز حل OGS/TOL، الذي تقوده شركات تصنيع شاشات اللمس، بالإضافة إلى حلول تقنية On Cell وIn Cell، التي تقودها شركات تصنيع اللوحات، على تقليل عدد دورات الربط. في الوقت الحالي، تميل شركات تصنيع لوحات العرض الكبرى إلى الترويج لحلول On Cell أو In Cell نظرًا لقدراتها الإنتاجية في مجال شاشات العرض، وميلها إلى دمج طبقات اللمس في الشاشة. مع ذلك، تميل شركات تصنيع وحدات اللمس وموردي المواد الأولية إلى حلول OGS، لما تتميز به من عمليات تصنيع قوية وقدرات تقنية متقدمة.
يتمثل الهدف المشترك لهاتين الطريقتين في تقليل عدد مرات اللصق، مما يوفر التكاليف ويحسن معدل الإنتاج. وفي الوقت نفسه، من خلال تقليل طبقة واحدة من طبقات اللمس، يمكن توفير المزيد من تكاليف المواد، كما يمكن تصنيع المنتج بشكل أنحف وأخف وزنًا. جدير بالذكر أن هاتف آيفون 5 من آبل قد اعتمد بنجاح تقنية In Cell، مما يُظهر بوضوح الإمكانات الهائلة لتقنية التغليف الكامل في تحسين أداء الشاشة.
4. في تكنولوجيا الخلايا
تتضمن تقنية InCell دمج وظائف لوحة اللمس مباشرةً في وحدات البكسل لشاشات LCD، أي دمج مستشعرات اللمس داخل الشاشة. يُسهم هذا التصميم المبتكر في جعل الشاشة أرق وأخف وزنًا. مع ذلك، يتطلب تطبيق هذه التقنية تزويد الشاشة بدائرة متكاملة مخصصة للمس لتجنب إشارات اللمس الخاطئة أو التشويش. لذا، يُعدّ إتقان تقنية شاشات اللمس InCell/OnCell والتغلب على مشكلة انخفاض الإنتاجية تحديًا كبيرًا لمصنعي شاشات العرض. بعد اعتماد تقنية InCell، انخفض سُمك شاشة هاتف Apple iPhone 5 بشكل ملحوظ إلى 2.54 مم، حيث ساهمت تقنية InCell بنحو 0.44 مم، أي ما يعادل 25% من إجمالي انخفاض سُمك الشاشة.
على الرغم من أن شركات التكنولوجيا العملاقة مثل آبل تُشجع بنشاط تطوير تقنية InCell، فمن المتوقع أن تقتصر هذه التقنية في السنوات القادمة على سوق الهواتف الذكية الراقية. ويكمن العائق الرئيسي في مسألة معدل الإنتاج، لأنه في حال واجهت تقنية InCell أي مشكلة، لا يقتصر الضرر على شاشة اللمس فحسب، بل قد تُتلف الشاشة بأكملها. لذا، يفرض المصنّعون متطلبات صارمة للغاية فيما يتعلق بمعدل إنتاج تقنية InCell.
5. حول تكنولوجيا الخلايا
تعتمد تقنية On Cell على دمج شاشة لمس بين طبقة مرشح الألوان ومستقطب شاشة العرض، وذلك بتزويد لوحة الكريستال السائل بمستشعر لمس. وبالمقارنة مع تقنية In Cell، فقد انخفضت صعوبتها التقنية. وقد حققت شركات مثل سامسونج وهيتاشي وإل جي وغيرها تقدماً ملحوظاً في مجال شاشات اللمس ذات بنية On Cell، وخاصة سامسونج التي اعتمدت منتجاتها من لوحات AMOLED هذه التقنية على نطاق واسع. ومع ذلك، لا تزال هذه التقنية تواجه بعض التحديات، مثل مشاكل الرقة وعدم انتظام توزيع الألوان عند اللمس، والتي تتطلب مزيداً من التطوير.

6. تقنية OGS/TOL
تجمع تقنية OGS بين شاشة اللمس والزجاج الواقي من خلال طلاء طبقة موصلة من أكسيد الإنديوم والقصدير (ITO) على السطح الداخلي للزجاج الواقي، مما يتيح الطلاء المباشر والطباعة الضوئية على الزجاج. توفر هذه التقنية قطعة من الزجاج وعملية الربط المستخدمة في الطرق التقليدية، مما يجعل شاشات اللمس أرق وأكثر فعالية من حيث التكلفة. في الوقت الحالي، تستخدم علامات تجارية محلية للهواتف المحمولة مثل Tianyu Bumblebee هذه التقنية.

اعتمدت شركتا جينلي فينغهوا وشاومي هذه التقنية. مع ذلك، لا تزال تقنية OGS تواجه تحديات فيما يتعلق بالمتانة وتكاليف التصنيع. نظرًا للتصميم المتكامل للزجاج الواقي وشاشة اللمس بتقنية OGS، تتضمن عملية إنتاجها خطوات متعددة كالتقوية والطلاء والحفر والقطع، مما يزيد من تعقيد التصنيع، لا سيما صعوبات القطع في عملية تقوية الزجاج، ما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف وانخفاض الإنتاجية. في الوقت نفسه، يمكن أن تؤثر الشقوق الشعرية الناتجة عن القطع على متانة الزجاج. أصبحت هذه المشكلات عوامل رئيسية تعيق تطوير تقنية OGS. جدير بالذكر أن بعض الشركات المصنعة لشاشات اللمس تستخدم تقنية OGS في وثائقها الداخلية تحت اسم TOL (اللمس على العدسة)، وهو مصطلح يحمل نفس المعنى ويؤكد على التكوين المباشر لطبقة ITO الموصلة والمستشعر على الزجاج الواقي، ما يحقق وظيفتي الحماية واللمس في قطعة زجاج واحدة.

4. مقارنة تقنيات الفحص داخل الخلية، وعلى الخلية، وOGS، وGG

تجمع تقنية In Cell بين لوحة اللمس وشاشة العرض في وحدة واحدة، محققةً تكاملاً مثالياً بين اللمس والعرض من خلال دمج عناصر اللمس مباشرةً داخل لوحة LCD. أما تقنية On Cell، فتجمع بين شاشة اللمس ولوحة العرض، باستخدام عملية خاصة لدمجهما بإحكام، مما يُحسّن حساسية شاشة اللمس وجودة عرضها. في المقابل، تُوفّر تقنية OGS التكاليف وتُبسّط عملية الإنتاج من خلال دمج شاشات اللمس مع الزجاج الواقي. بينما تُعدّ تقنية GG تقنية شاشة تقليدية تُحقّق وظيفة اللمس بإضافة طبقة لمس على الزجاج. لكلٍّ من هذه التقنيات الأربع مزاياها الخاصة، مع وجود اختلافات مُحدّدة في الأداء والتكلفة وعمليات التصنيع.