更高屏占比全靠它!比刘海屏还重要的COP封装是个什么鬼?

智趣狗 电脑爱好者 2018-05-17 09:28产品 标签:刘海屏 屏幕 手机

智能手机在2017年迎来了“全面屏”的彻底爆发,让无数新品在(相较前辈)保持身材不变的前提下获得了更大的视野。2018年,“刘海屏”将成为智能手机领域的主旋律,让“屏占比”这一参数成为了未来新品角逐的战场,而智能手机屏幕的封装技术,就是能否取得这场战役胜利的关键所在。

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为了提升屏占比参数,智能手机在很早以前就走上了衍化之路,在经历数个阶段的改变后,才慢慢变成如今我们所熟悉的形态。

扩大视野先从边框入手

所谓屏占比,就是屏幕实际可视面积与手机表面积的比值,提升这个参数就能带来一种视野被扩大了的错觉,在看视频玩游戏时带来更好的沉浸感。在LCD面板被16:9比例一统江山的时代,想扩大视野面积,缩减屏幕边框自然就成为了首选方式

先从左右边框开刀

为了扩展视野,智能手机领域最早曾涌现出了一个名为“无边框”概念,也就是拿屏幕左右边框开刀,让手掌直接与屏幕边缘接触。

可惜,无论是LCD还是OLED屏幕,在现有技术下真正的无(左右)边框是不可能实现的。因此,以努比亚为代表的品牌通过讨巧的aRC(arc Refractive Conduction,弧面折射传导)技术,实现了“视觉无边框”的既定目标。

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简单来说,aRC技术就是采用极窄的边框,再利用弧面玻璃的外层直接覆盖BM区,然后通过独特的边缘切割来折射光线,从而达到视觉无边框的惊艳效果。努比亚从Z9开始,再到Z11和Z17,aRC技术逐渐趋于成熟,以往的屏幕过厚和边缘彩虹条问题也得到了很好的解决。

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除了努比亚,索尼从2015年推出的Xperia C5 Ultra和Xperia M5开始也走上了削减左右边框设计的道路上。同时,通过AMOLED材质屏幕打造的“曲面屏”,也能有效减轻左右边框对视野的影响。

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再拿上下边框出气

相对左右边框,智能手机以“脑门”和“下巴”为代表的上下边框对屏占比参数的影响更大。而真正意义上拿上下边框出气的产品则要以联想ZUK Edge为代表,该产品通过压缩上下边框,将5.5英寸屏幕塞进了5.2英寸大小的手机里。

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实际上,时下流行的“全面屏”手机继承的就是ZUK Edge的“遗产”,很多产品的上下边框和ZUK Edge的宽度(或者说是高度)相似,唯一的差别只是嵌入了一块更大的18:9显示比例的屏幕,这是属于整个上下游产业链(主要依靠屏幕面板供应商)协同升级的结果,与个别手机厂商的创新无关

“刘海屏”取代“全面屏”

全面屏时代,手机逐渐衍生出了以小米MIX/MIX2为代表的“非对称式”、以三星GALAXY S8为代表的“对称式”,以及以iPhone X为代表的“异形切割式”三种全面屏形态。

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异形屏的阶段性胜利

如你所见,在2018年三种全面屏形态中“异形屏”取得了阶段性的胜利,在这一整年中95%以上的新款手机都会借鉴iPhone X的样式,武装所谓的“刘海屏”。这种形态屏幕的好处不言而喻,除了蹭iPhone X的热度外,还通过将手机屏幕“额头”(上边框)两侧挖空,获得了更多视野,可进一步提升屏占比参数。

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和2017年“全面屏”的爆发相同,“刘海屏”能在2018年称王,依旧是得益于产业链的优化升级:这种20:9/19.5:9/19:9等显示比例的异形屏已经进入了成熟量产阶段,所以为啥还要为新品准备去年流行的“古董屏幕”?

然而,如果你仔细观察众多采用“刘海屏”设计的新品,不难发现它们都存在一个颇为尴尬的缺陷,那就是“下巴”普遍都要比“额头”更长一些(上下边框不一样宽),看起来多少会有些别扭之感。

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关于“无下巴”的定义

和屏幕的左右边框一样,智能手机自然也不能彻底干掉上下边框,哪怕是vivo在MWC2018上发布的APEX全面屏概念手机同样有一个相对较宽的“下巴”。

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那么,在刘海屏手机中,究竟哪种设计才算是最大限度还原了“无下巴”的定义呢?

答案很简单,请参考iPhone X。iPhone X是目前已发布刘海屏手机中,唯一实现上下边框等宽,取得了完全对称设计形态的产品。可能文字描述有些抽象,我们不妨将几款刘海屏手机的中间部分去掉,只保留“额头”和“下巴”部分,并将它们摆在一起对比一番,由此就不难彰显iPhone X的与众不同之处了吧?

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问题又来了,既然iPhone X这种对称式的“无下巴”设计美观时尚,为啥众多刘海屏新品就没有一款参考借鉴了呢?

屏幕封装技术决定“下巴”设计

可能有用户会问了,手机的“额头”要容纳前置摄像头、光线/距离传感器和听筒,所以必须保留一定的宽度。如今智能手机流行后置指纹或屏下指纹,手机的“下巴”似乎没有必须承载的硬件单元啊,那为啥就不能将宽度压缩到极致呢?

屏幕的封装困局

无论是普通屏、全面屏还是刘海屏,这些智能手机的屏幕部分都是由LCD(或OLED)、电源管理/触控IC和排线插槽等元器件组成的一个有机整体,并通过FPC软板(排线)与PCB主板相连。而这些IC和屏幕的封装技术,就是决定智能手机能否将“下巴”干掉的核心所在

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液晶屏幕结构示意图,手机屏幕只会比它更复杂

目前智能手机屏幕的封装技术主要以COG、COF和COP为主,下面我们就来依次加以分析。

COG:传统封装

在进入18:9“全面屏”时代之前,智能手机的屏幕普遍都采用了“COG”(Chip On Glass)封装技术,即IC芯片被直接绑定在LCD液晶屏幕的玻璃表面,这种封装可以大大减小整个LCD模块的体积,良品率高、成本低且易于大批量生产。问题来了,玻璃是无法折叠和卷曲的,再算上与其相连的排线,注定需要更宽的“下巴”与其匹配。

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小米第一代MIX带来了惊艳的三面无边框设计,但宽大的“下巴”同样令人印象深刻。MIX的宽“下巴”除了有安置前置摄像头的需求外,保守的COG屏幕封装技术也是“罪魁祸首”,很多排线都需要集中在底部几个毫米的空间内。

COF:全面屏的最佳搭档

“COF”(Chip On Flex或Chip On Film)又称覆晶薄膜,和COG相比最大的改进就是将触控IC等芯片固定于柔性线路板上的晶粒软膜构装,并运用软质附加电路板作封装芯片载体将芯片与软性基板电路接合的技术。更直观的表述,就是IC被镶嵌在了FPC软板上,也就是附着在了屏幕和PCB主板之间的排线之上。

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由于FPC软板可以自由弯曲,因此手机厂商可以将其对折到LCD液晶屏幕背面,从而实现缩小下边框的目的。与COG相比,COF封装至少可以缩减1.5mm的“下巴”宽度。小米MIX2之所以实现了比MIX更窄的“下巴”,就是受益于COF封装的可折叠属性。实际上,如今绝大多数中高端全面屏和刘海屏手机都采用了COF封装的屏幕,比如OPPO R15、vivo X21和APEX全面屏概念机等。

COP:柔性OLED专享的完美方案

COF封装技术可以用于OLED材质(包括AMOLED)的屏幕,但它却没有100%发挥出OLED可变柔性的全部潜力。而“COP”(Chip On Pi)封装技术,则可视为专为柔性OLED屏幕定制的完美封装方案。

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简单来说,柔性OLED屏幕的背板并非LCD特有的玻璃,其使用的材料和FPC软板相似,自身就具备柔性可以随意卷曲。因此,COP封装的屏幕可以在COF的基础上直接把背板往后一折就行,从而最大限度减少屏幕模组对“下巴”空间的占用。

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问题来了,iPhone X和三星GALAXY S8/S9都采用了柔性OLED屏幕和COP封装技术,那为什么只有iPhone X实现了“无下巴”,而GALAXY S8/S9却依旧保留了较宽的“下巴”呢?要知道iPhone X的屏幕本来就是由三星供货,难道三星不愿意将最好的屏幕留给自己吗?

答案很简单,COP封装技术可以最大限度压缩屏幕模组,但压缩比率越高,随之而来的就是更高的成本和更低的良品率。iPhone X为了实现“无下巴”的设计,早期良品率据说不到10%,生产10台就会废掉9台。就时下的手机厂商而言,有魄力对COP封装进行无视成本的优化改良,除了苹果也就没谁了。

小结

2018年是刘海屏手机的天下,而高端机在设计上所比拼的就是谁家的“下巴”可以实现类似iPhone X的对称设计。希望随着产业链的优化升级,COP封装技术能用在更多高性价比的Android手机身上吧。