手機(jī)屏幕封裝技術(shù)及其分類相關(guān)知識(shí)

哈嘍，大家好，我是小G。

前言

時(shí)常試想，假如我們將自己的智能手機(jī)換成功能機(jī)，不多換，就換三天，自己的生活將發(fā)生怎樣的變化？?現(xiàn)在及以后的人類，一輩子時(shí)間中，陪伴手機(jī)的時(shí)間可能是最長(zhǎng)的，每天拿著手機(jī)面對(duì)屏幕，不停的獲取和輸出信息，一個(gè)手機(jī)的屏幕使用體驗(yàn)的好壞越來(lái)越是“用戶”關(guān)注的一個(gè)很重要點(diǎn)，每個(gè)手機(jī)廠商為了追求屏幕的差異化，也是使出了混荒之力。今天了解學(xué)習(xí)一下當(dāng)前手機(jī)屏幕封裝技術(shù)和屏幕分類相關(guān)知識(shí)。

手機(jī)屏幕封裝技術(shù)

現(xiàn)在大多出手機(jī)廠商出的中高端機(jī)，基本都有非常高的屏占比。但“全面屏”概念應(yīng)該是由小米率先提出的，2017年發(fā)布小米 MIX 2后，“全面屏”概念徹底爆發(fā)，各大手機(jī)廠商后來(lái)為了追求更大的視野面積，搞出了各種形式的全面屏，比如劉海屏、水滴屏、挖孔屏、配合升降式攝像頭的屏等，還有正在進(jìn)化的屏下攝像頭的屏設(shè)計(jì)。

全面屏目的是為了讓用戶在同樣大的屏幕前提下獲得更大的視野，不斷的提高“屏占比”成了一項(xiàng)很關(guān)鍵的手機(jī)參數(shù)，而智能手機(jī)屏幕采用的封裝技術(shù)，是影響這項(xiàng)參數(shù)的關(guān)鍵，屏幕采用的封裝工藝，決定著屏幕排線放置方式，以及屏體的結(jié)構(gòu)，最終決定了屏占比情況，是否能夠做到真正的全面屏。目前手機(jī)屏幕的封裝技術(shù)主要有三種：COG、COF和COP。

COG

COG（Chip On Glass）屬于傳統(tǒng)封裝技術(shù)。在出現(xiàn)18:9的“全面屏”之前，智能手機(jī)的屏幕普遍的都采用了COG封裝技術(shù)，就是IC芯片被直接綁定在LCD液晶屏幕的玻璃表面，這種封裝技術(shù)可以大大減小整個(gè)LCD模塊的體積，良品率高、成本低并且易于大批量生產(chǎn)。但問(wèn)題是玻璃是無(wú)法折疊和卷曲的，再算上了與其相連的排線，注定就需要更寬的“下巴”與其匹配。

COF

“COF”（Chip On Flex或Chip On Film）又稱覆晶薄膜，現(xiàn)在全面屏常用的封裝技術(shù)，和COG相比COF最大的改進(jìn)就是將觸控IC等芯片固定于柔性線路板上的晶粒軟膜構(gòu)裝，并且運(yùn)用了軟質(zhì)附加電路板作封裝芯片載體將芯片與軟性基板電路接合的技術(shù)。更直觀的表述就是IC被鑲嵌在了FPC軟板上，也就是說(shuō)附在了屏幕和PCB主板之間的排線之上。

COG和COF直觀比較

COF技術(shù)把玻璃背板上的芯片放在屏幕的排線上，這樣就可以直接放置到屏幕底部，這樣就比COG多留出了更多的屏幕顯示空間。COF有尺寸縮小化，更薄，更輕的優(yōu)點(diǎn)；

小米MIX采用傳統(tǒng)COG封裝技術(shù)，小米MIX2采用COF封裝技術(shù)，很直觀能看到小米MIX2下巴相比變窄了，看起來(lái)更美觀了。

COP

COP（Chip On Pi）封裝技術(shù)可以最大限度壓縮屏幕模組，在COP工藝下，手機(jī)的排線可以對(duì)折到屏幕背面，再連接到主板上，因此智能手機(jī)的下邊框可以盡量做小。但是壓縮比率越高，隨之而來(lái)的也就是更高的成本和更低的良品率。據(jù)說(shuō)iPhone X當(dāng)初為了實(shí)現(xiàn)“無(wú)下巴”的設(shè)計(jì)，早期的良品率不到10%，生產(chǎn)10臺(tái)就會(huì)廢掉9臺(tái)。就時(shí)下的手機(jī)廠商而言，有魄力來(lái)對(duì)COP封裝進(jìn)行無(wú)視成本的優(yōu)化改良，可以說(shuō)除了蘋果也就沒(méi)別家了(追求品質(zhì)的財(cái)大氣粗者)。

COG和COF兩種封裝工藝都需要在屏幕的底部流出一部分邊框，無(wú)法做到100%全面屏，但是COP可以做到，如iPhone X當(dāng)時(shí)基本就做到的沒(méi)有下巴。

像三星、新思、京東方，這些屏幕廠商比拼的就是挖掘屏幕顯示材料技術(shù)，IC設(shè)計(jì)技術(shù)和封裝技術(shù)。少了任何一個(gè)環(huán)節(jié)都保障不了口味越來(lái)越刁鉆的消費(fèi)者需求。

手機(jī)屏幕分類

一、概念和原理

1、LCD（Liquid Crystal Display）：液晶顯示。LCD顯示屏的結(jié)構(gòu)是在兩片平行的玻璃基板上設(shè)置液晶層，在下面的玻璃基板上設(shè)置TFT，就是薄膜晶體管，在上面的玻璃基板上添加彩色濾光片，并通過(guò)改變TFT上的信號(hào)與電壓來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，讓不同頻率的光線通過(guò)；最后，采用紅、綠、藍(lán)濾鏡/濾光片，也就是所謂的子像素的混合產(chǎn)生不同的顏色。液晶材料本身并不會(huì)發(fā)光，因此需要背光，LCD屏幕的所有像素發(fā)光都需要依靠一個(gè)統(tǒng)一的背光層/板，這也就導(dǎo)致LCD屏幕整體變得很厚。

2、OLED（Organic Light Emitting Diode）：利用有機(jī)電激光顯示、有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體技術(shù)。是一種電流型的有機(jī)發(fā)光器件，是通過(guò)載流子的注入和復(fù)合而致發(fā)光的現(xiàn)象，發(fā)光強(qiáng)度與注入的電流成正比。OLED在電場(chǎng)的作用下，陽(yáng)極產(chǎn)生的空穴和陰極產(chǎn)生的電子就會(huì)發(fā)生移動(dòng)，分別向空穴傳輸層和電子傳輸層注入，遷移到發(fā)光層。和LCD不一樣的是，OLED 屏幕發(fā)光不需要背光板，屏幕的每個(gè)像素都是自動(dòng)發(fā)光的；相比于LCD而言，OLED 屏幕更薄、更輕，但價(jià)格也更貴。

3、AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）：有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體或主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極體）是一種顯示屏技術(shù)。是有機(jī)物發(fā)光體，成千上萬(wàn)個(gè)只能發(fā)出紅、綠或藍(lán)色這三者顏色之中的一種的光源被以一種特定的形式安放在屏幕的基板上，這些發(fā)光體在被施加電壓的時(shí)候會(huì)發(fā)出紅、綠或者藍(lán)色，電壓的變換同樣需要依靠TFT，在調(diào)節(jié)三原色的比例之后，才能發(fā)出各種顏色。簡(jiǎn)單說(shuō)就是：AMOLED是通過(guò)許多微小的彩色發(fā)光二極管來(lái)發(fā)出各種顏色的光，通過(guò)調(diào)整電壓改變每個(gè)紅、綠、藍(lán)LED的亮度，就可以得到各種顏色。AMOLED屏幕也是像素能夠獨(dú)立發(fā)光。

二、區(qū)別和聯(lián)系

1、OLED和AMOLED

參考網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)形象比喻，OLED屏幕可以看做是一個(gè)白熾燈，只要有電就會(huì)一直亮。

AMOLED可以想象是一個(gè)帶顏色控制的智能燈泡，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)控制燈泡的亮與滅，也可以調(diào)節(jié)燈泡的顏色。相當(dāng)基于oled技術(shù)的增強(qiáng)型實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上也屬于OLED技術(shù)范疇。

2、AMOLED與LCD

①基于OLED屏幕結(jié)構(gòu)的特性，AMOLED能夠?qū)崿F(xiàn)真正的可彎折，對(duì)于很多終端產(chǎn)品創(chuàng)新有巨大意義(比如努比亞α、華為Mate X、小米Mix Fold等機(jī)型，都是通過(guò)AMOLED屏幕實(shí)現(xiàn)了可彎折特性)；

②對(duì)于屏下指紋應(yīng)用來(lái)說(shuō)，LCD需要依靠一層背光源發(fā)光，透光性能并不是太好，照射指紋后反射的光要再穿過(guò)LCD層到達(dá)指紋傳感器的話，圖像質(zhì)量不好，識(shí)別率就會(huì)很差。而OLED屏幕有自發(fā)光的優(yōu)勢(shì)，結(jié)構(gòu)更薄，反光可以從子像素的間隙穿過(guò)到達(dá)指紋傳感器。AMOLED透光率要好于LCD，所以目前屏下指紋一般都是采用AMOLED屏幕(據(jù)說(shuō)LCD的屏下指紋應(yīng)該有廠商也馬上量產(chǎn)了，但指紋的識(shí)別率估計(jì)一時(shí)半會(huì)兒還達(dá)不到oled屏幕的水平)。

③AMOLED和LCD屏幕觀感上的最大區(qū)別在于AMOLED色域會(huì)更廣，顯示顏色也就越多，顯示的畫(huà)面會(huì)更加細(xì)膩。此外，在顯示藍(lán)色和綠色時(shí)，AMOLED屏幕的飽和度較高，因此在早期AMOLED屏幕經(jīng)常被詬病色彩不準(zhǔn)以及色彩過(guò)于艷麗。與AMOLED屏幕相比，LCD屏幕通常會(huì)對(duì)紅色進(jìn)行一些過(guò)度補(bǔ)償，同時(shí)壓制一下綠色，雖然LCD屏幕色域沒(méi)有AMOLED屏幕來(lái)得廣，但實(shí)際上更接近視頻和圖片編輯使用的標(biāo)準(zhǔn)RGB色域。

色域兩種屏幕技術(shù)之間最顯著的差別就是它們所能顯示的顏色范圍。顯示出的顏色集合被稱為色階，它是人眼可辨別顏色集合的一部分。

大多數(shù)媒介采用的是標(biāo)準(zhǔn)RGB（sRGB）色階，LCD屏幕匹配的就是這一色階。這也是為什么LCD屏幕通常看起來(lái)更加自然，因?yàn)樗钇ヅ淦渌浇椴捎玫念伾秶MOLED可以顯示比LCD更多的顏色，因此讓圖像看起來(lái)更加鮮艷。

產(chǎn)生這一差異的原因在于兩種技術(shù)的原理不同。我們可以在更大的范圍內(nèi)控制每個(gè)LED像素，因此可以通過(guò)主色的混合生成更寬的色域。AMOLED的另一個(gè)好處是可以通過(guò)對(duì)單個(gè)LED的調(diào)暗或熄滅，更精確地控制黑色的顯示。

④除了色域之外，色準(zhǔn)也是非常重要的一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。從測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，目前AMOLED屏幕的色準(zhǔn)表現(xiàn)已經(jīng)非常好了，尤其實(shí)在顯示白色時(shí)，而LCD屏幕通常都有點(diǎn)泛藍(lán)或者是泛綠。當(dāng)然，考慮到LCD屏幕通常都使用的是藍(lán)光背光源，因此出現(xiàn)這種結(jié)果倒也不算意外。

⑤關(guān)于可視角度和屏幕響應(yīng)速度，在LCD中，光線只能以一個(gè)受限的角度穿過(guò)液晶分子和偏光板，因此可視角度比AMOLED小一些。另外LED的反應(yīng)速度也要比改變液晶分子的電壓來(lái)得快，因此屏幕響應(yīng)時(shí)間也是AMOLED勝出。

⑥關(guān)于功耗和壽命，LCD需要持續(xù)開(kāi)啟背光，OLED則可以在顯示較暗畫(huà)面時(shí)將部分LED關(guān)閉，因此功耗小于前者。另外需要注意的一點(diǎn)是，不同顏色LED的功耗不同，LCD則沒(méi)有這一問(wèn)題，因此電力消耗相比OLED更為規(guī)律，也更容易預(yù)測(cè)。不同顏色LED之間的功耗也差異導(dǎo)致它們的壽命不同，比如，藍(lán)色像素LED功耗最大也最短命。因此AMOLED屏幕長(zhǎng)期使用后可能會(huì)出現(xiàn)部分或整體屏幕的某種顏色變淡。

⑦兩種技術(shù)各有利弊，通常來(lái)說(shuō)，喜歡更鮮艷顏色的用戶可以選擇AMOLED，但良好校調(diào)的LCD顏色有可能更加真實(shí)。如果希望屏幕壽命長(zhǎng)一些，可以選擇LCD，如果希望電池壽命長(zhǎng)一些，則應(yīng)該選擇AMOLED。

總體來(lái)說(shuō)，目前AMOLED更加節(jié)能和有更豐富的色域顯示，是現(xiàn)在大多數(shù)手機(jī)廠商中高端手機(jī)的選擇，除了一些嚴(yán)格控制成本的手機(jī)可能在使用LCD屏幕。不過(guò)LCD也在持續(xù)發(fā)展和進(jìn)化，也許有一天又出現(xiàn)另外一種屏幕技術(shù)。