手機屏幕封裝技術(shù)及其分類相關(guān)知識

哈嘍，大家好，我是小G。

前言

時常試想，假如我們將自己的智能手機換成功能機，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，一輩子時間中，陪伴手機的時間可能是最長的，每天拿著手機面對屏幕，不停的獲取和輸出信息，一個手機的屏幕使用體驗的好壞越來越是“用戶”關(guān)注的一個很重要點，每個手機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)一下當前手機屏幕封裝技術(shù)和屏幕分類相關(guān)知識。

手機屏幕封裝技術(shù)

現(xiàn)在大多出手機廠商出的中高端機，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)，各大手機廠商后來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，還有正在進化的屏下攝像頭的屏設(shè)計。

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”成了一項很關(guān)鍵的手機參數(shù)，而智能手機屏幕采用的封裝技術(shù)，是影響這項參數(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)。但問題是玻璃是無法折疊和卷曲的，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；

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，手機的排線可以對折到屏幕背面，再連接到主板上，因此智能手機的下邊框可以盡量做小。但是壓縮比率越高，隨之而來的也就是更高的成本和更低的良品率。據(jù)說iPhone X當初為了實現(xiàn)“無下巴”的設(shè)計，早期的良品率不到10%，生產(chǎn)10臺就會廢掉9臺。就時下的手機廠商而言，有魄力來對COP封裝進行無視成本的優(yōu)化改良，可以說除了蘋果也就沒別家了(追求品質(zhì)的財大氣粗者)。

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，無法做到100%全面屏，但是COP可以做到，如iPhone X當時基本就做到的沒有下巴。

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)計技術(shù)和封裝技術(shù)。少了任何一個環(huán)節(jié)都保障不了口味越來越刁鉆的消費者需求。

手機屏幕分類

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，并通過改變TFT上的信號與電壓來控制液晶分子的轉(zhuǎn)動方向，讓不同頻率的光線通過；最后，采用紅、綠、藍濾鏡/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）：利用有機電激光顯示、有機發(fā)光半導(dǎo)體技術(shù)。是一種電流型的有機發(fā)光器件，是通過載流子的注入和復(fù)合而致發(fā)光的現(xiàn)象，發(fā)光強度與注入的電流成正比。OLED在電場的作用下，陽極產(chǎn)生的空穴和陰極產(chǎn)生的電子就會發(fā)生移動，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，屏幕的每個像素都是自動發(fā)光的；相比于LCD而言，OLED 屏幕更薄、更輕，但價格也更貴。

3、AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）：有源矩陣有機發(fā)光二極體或主動矩陣有機發(fā)光二極體）是一種顯示屏技術(shù)。是有機物發(fā)光體，成千上萬個只能發(fā)出紅、綠或藍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候會發(fā)出紅、綠或者藍色，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。簡單說就是：AMOLED是通過許多微小的彩色發(fā)光二極管來發(fā)出各種顏色的光，通過調(diào)整電壓改變每個紅、綠、藍LED的亮度，就可以得到各種顏色。AMOLED屏幕也是像素能夠獨立發(fā)光。

二、區(qū)別和聯(lián)系

1、OLED和AMOLED

參考網(wǎng)絡(luò)上一個形象比喻，OLED屏幕可以看做是一個白熾燈，只要有電就會一直亮。

AMOLED可以想象是一個帶顏色控制的智能燈泡，可以通過開關(guān)控制燈泡的亮與滅，也可以調(diào)節(jié)燈泡的顏色。相當基于oled技術(shù)的增強型實現(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等機型，都是通過AMOLED屏幕實現(xiàn)了可彎折特性)；

②對于屏下指紋應(yīng)用來說，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LCD層到達指紋傳感器的話，圖像質(zhì)量不好，識別率就會很差。而OLED屏幕有自發(fā)光的優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)更薄，反光可以從子像素的間隙穿過到達指紋傳感器。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LCD的屏下指紋應(yīng)該有廠商也馬上量產(chǎn)了，但指紋的識別率估計一時半會兒還達不到oled屏幕的水平)。

③AMOLED和LCD屏幕觀感上的最大區(qū)別在于AMOLED色域會更廣，顯示顏色也就越多，顯示的畫面會更加細膩。此外，在顯示藍色和綠色時，AMOLED屏幕的飽和度較高，因此在早期AMOLED屏幕經(jīng)常被詬病色彩不準以及色彩過于艷麗。與AMOLED屏幕相比，LCD屏幕通常會對紅色進行一些過度補償，同時壓制一下綠色，雖然LCD屏幕色域沒有AMOLED屏幕來得廣，但實際上更接近視頻和圖片編輯使用的標準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)媒介采用的是標準RGB（sRGB）色階，LCD屏幕匹配的就是這一色階。這也是為什么LCD屏幕通常看起來更加自然，因為它最匹配其他媒介采用的顏色范圍。AMOLED可以顯示比LCD更多的顏色，因此讓圖像看起來更加鮮艷。

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LED像素，因此可以通過主色的混合生成更寬的色域。AMOLED的另一個好處是可以通過對單個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，色準也是非常重要的一項評價指標。從測試數(shù)據(jù)來看，目前AMOLED屏幕的色準表現(xiàn)已經(jīng)非常好了，尤其實在顯示白色時，而LCD屏幕通常都有點泛藍或者是泛綠。當然，考慮到LCD屏幕通常都使用的是藍光背光源，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，光線只能以一個受限的角度穿過液晶分子和偏光板，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得快，因此屏幕響應(yīng)時間也是AMOLED勝出。

⑥關(guān)于功耗和壽命，LCD需要持續(xù)開啟背光，OLED則可以在顯示較暗畫面時將部分LED關(guān)閉，因此功耗小于前者。另外需要注意的一點是，不同顏色LED的功耗不同，LCD則沒有這一問題，因此電力消耗相比OLED更為規(guī)律，也更容易預(yù)測。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，藍色像素LED功耗最大也最短命。因此AMOLED屏幕長期使用后可能會出現(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，通常來說，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。如果希望屏幕壽命長一些，可以選擇LCD，如果希望電池壽命長一些，則應(yīng)該選擇AMOLED。

總體來說，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)手機廠商中高端手機的選擇，除了一些嚴格控制成本的手機可能在使用LCD屏幕。不過LCD也在持續(xù)發(fā)展和進化，也許有一天又出現(xiàn)另外一種屏幕技術(shù)。