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詳解智能手機的COP封裝技術！

全面屏工藝：COF、COG和COP的區(qū)別

 

智能手機在2017年迎來了“全面屏”的徹底爆發(fā)，讓無數新品在（相較前輩）保持身材不變的前提下獲得了更大的視野。2018年，“劉海屏”將成為智能手機領域的主旋律，讓“屏占比”這一參數成為了未來新品角逐的戰(zhàn)場，而智能手機屏幕的封裝技術，就是能否取得這場戰(zhàn)役勝利的關鍵所在。

 

 

為了提升屏占比參數，智能手機在很早以前就走上了衍化之路，在經歷數個階段的改變后，才慢慢變成如今我們所熟悉的形態(tài)。

 

擴大視野先從邊框入手

所謂屏占比，就是屏幕實際可視面積與手機表面積的比值，提升這個參數就能帶來一種視野被擴大了的錯覺，在看視頻玩游戲時帶來更好的沉浸感。在LCD面板被16:9比例一統(tǒng)江山的時代，想擴大視野面積，縮減屏幕邊框自然就成為了首選方式。

 

先從左右邊框開刀

為了擴展視野，智能手機領域最早曾涌現出了一個名為“無邊框”概念，也就是拿屏幕左右邊框開刀，讓手掌直接與屏幕邊緣接觸。

可惜，無論是LCD還是OLED屏幕，在現有技術下真正的無（左右）邊框是不可能實現的。因此，以努比亞為代表的品牌通過討巧的aRC（arc Refractive Conduction，弧面折射傳導）技術，實現了“視覺無邊框”的既定目標。

 

 

簡單來說，aRC技術就是采用極窄的邊框，再利用弧面玻璃的外層直接覆蓋BM區(qū)，然后通過獨特的邊緣切割來折射光線，從而達到視覺無邊框的驚艷效果。努比亞從Z9開始，再到Z11和Z17，aRC技術逐漸趨于成熟，以往的屏幕過厚和邊緣彩虹條問題也得到了很好的解決。

 

 

除了努比亞，索尼從2015年推出的Xperia C5 Ultra和Xperia M5開始也走上了削減左右邊框設計的道路上。同時，通過AMOLED材質屏幕打造的“曲面屏”，也能有效減輕左右邊框對視野的影響。

 

 

再拿上下邊框出氣

相對左右邊框，智能手機以“腦門”和“下巴”為代表的上下邊框對屏占比參數的影響更大。而真正意義上拿上下邊框出氣的產品則要以聯(lián)想ZUK Edge為代表，該產品通過壓縮上下邊框，將5.5英寸屏幕塞進了5.2英寸大小的手機里。

 

 

 

實際上，時下流行的“全面屏”手機繼承的就是ZUK Edge的“遺產”，很多產品的上下邊框和ZUK Edge的寬度（或者說是高度）相似，唯一的差別只是嵌入了一塊更大的18:9顯示比例的屏幕，這是屬于整個上下游產業(yè)鏈（主要依靠屏幕面板供應商）協(xié)同升級的結果，與個別手機廠商的創(chuàng)新無關。

 

“劉海屏”取代“全面屏”

全面屏時代，手機逐漸衍生出了以小米MIX/MIX2為代表的“非對稱式”、以三星GALAXY S8為代表的“對稱式”，以及以iPhone X為代表的“異形切割式”三種全面屏形態(tài)。

 

 

異形屏的階段性勝利

如你所見，在2018年三種全面屏形態(tài)中“異形屏”取得了階段性的勝利，在這一整年中95%以上的新款手機都會借鑒iPhone X的樣式，武裝所謂的“劉海屏”。這種形態(tài)屏幕的好處不言而喻，除了蹭iPhone X的熱度外，還通過將手機屏幕“額頭”（上邊框）兩側挖空，獲得了更多視野，可進一步提升屏占比參數。

 

 

和2017年“全面屏”的爆發(fā)相同，“劉海屏”能在2018年稱王，依舊是得益于產業(yè)鏈的優(yōu)化升級：這種20:9/19.5:9/19:9等顯示比例的異形屏已經進入了成熟量產階段，所以為啥還要為新品準備去年流行的“古董屏幕”？

然而，如果你仔細觀察眾多采用“劉海屏”設計的新品，不難發(fā)現它們都存在一個頗為尷尬的缺陷，那就是“下巴”普遍都要比“額頭”更長一些（上下邊框不一樣寬），看起來多少會有些別扭之感。

 

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關于“無下巴”的定義

和屏幕的左右邊框一樣，智能手機自然也不能徹底干掉上下邊框，哪怕是vivo在MWC2018上發(fā)布的APEX全面屏概念手機同樣有一個相對較寬的“下巴”。

 

 

那么，在劉海屏手機中，究竟哪種設計才算是最大限度還原了“無下巴”的定義呢？

答案很簡單，請參考iPhone X。iPhone X是目前已發(fā)布劉海屏手機中，唯一實現上下邊框等寬，取得了完全對稱設計形態(tài)的產品。可能文字描述有些抽象，我們不妨將幾款劉海屏手機的中間部分去掉，只保留“額頭”和“下巴”部分，并將它們擺在一起對比一番，由此就不難彰顯iPhone X的與眾不同之處了吧？

 

 

問題又來了，既然iPhone X這種對稱式的“無下巴”設計美觀時尚，為啥眾多劉海屏新品就沒有一款參考借鑒了呢？

屏幕封裝技術決定“下巴”設計

可能有用戶會問了，手機的“額頭”要容納前置攝像頭、光線/距離傳感器和聽筒，所以必須保留一定的寬度。如今智能手機流行后置指紋或屏下指紋，手機的“下巴”似乎沒有必須承載的硬件單元啊，那為啥就不能將寬度壓縮到極致呢？

屏幕的封裝困局

無論是普通屏、全面屏還是劉海屏，這些智能手機的屏幕部分都是由LCD（或OLED）、電源管理/觸控IC和排線插槽等元器件組成的一個有機整體，并通過FPC軟板（排線）與PCB主板相連。而這些IC和屏幕的封裝技術，就是決定智能手機能否將“下巴”干掉的核心所在。

 

 

目前智能手機屏幕的封裝技術主要以COG、COF和COP為主，下面我們就來依次加以分析。

COG：傳統(tǒng)封裝

在進入18:9“全面屏”時代之前，智能手機的屏幕普遍都采用了“COG”（Chip On Glass）封裝技術，即IC芯片被直接綁定在LCD液晶屏幕的玻璃表面，這種封裝可以大大減小整個LCD模塊的體積，良品率高、成本低且易于大批量生產。問題來了，玻璃是無法折疊和卷曲的，再算上與其相連的排線，注定需要更寬的“下巴”與其匹配。

 

 

小米第一代MIX帶來了驚艷的三面無邊框設計，但寬大的“下巴”同樣令人印象深刻。MIX的寬“下巴”除了有安置前置攝像頭的需求外，保守的COG屏幕封裝技術也是“罪魁禍首”，很多排線都需要集中在底部幾個毫米的空間內。

 

COF：全面屏的最佳搭檔

“COF”（Chip On Flex或Chip On Film）又稱覆晶薄膜，和COG相比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裝，并運用軟質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。更直觀的表述，就是IC被鑲嵌在了FPC軟板上，也就是附著在了屏幕和PCB主板之間的排線之上。

 

 

由于FPC軟板可以自由彎曲，因此手機廠商可以將其對折到LCD液晶屏幕背面，從而實現縮小下邊框的目的。與COG相比，COF封裝至少可以縮減1.5mm的“下巴”寬度。小米MIX2之所以實現了比MIX更窄的“下巴”，就是受益于COF封裝的可折疊屬性。實際上，如今絕大多數中高端全面屏和劉海屏手機都采用了COF封裝的屏幕，比如OPPO R15、vivo X21和APEX全面屏概念機等。

 

COP：柔性OLED專享的完美方案

COF封裝技術可以用于OLED材質（包括AMOLED）的屏幕，但它卻沒有100%發(fā)揮出OLED可變柔性的全部潛力。而“COP”（Chip On Pi）封裝技術，則可視為專為柔性OLED屏幕定制的完美封裝方案。

 

 

簡單來說，柔性OLED屏幕的背板并非LCD特有的玻璃，其使用的材料和FPC軟板相似，自身就具備柔性可以隨意卷曲。因此，COP封裝的屏幕可以在COF的基礎上直接把背板往后一折就行，從而最大限度減少屏幕模組對“下巴”空間的占用。

 

 

問題來了，iPhone X和三星GALAXY S8/S9都采用了柔性OLED屏幕和COP封裝技術，那為什么只有iPhone X實現了“無下巴”，而GALAXY S8/S9卻依舊保留了較寬的“下巴”呢？要知道iPhone X的屏幕本來就是由三星供貨，難道三星不愿意將最好的屏幕留給自己嗎？

答案很簡單，COP封裝技術可以最大限度壓縮屏幕模組，但壓縮比率越高，隨之而來的就是更高的成本和更低的良品率。iPhone X為了實現“無下巴”的設計，早期良品率據說不到10%，生產10臺就會廢掉9臺。就時下的手機廠商而言，有魄力對COP封裝進行無視成本的優(yōu)化改良，除了蘋果也就沒誰了。

 

小結

2018年是劉海屏手機的天下，而高端機在設計上所比拼的就是誰家的“下巴”可以實現類似iPhone X的對稱設計。希望隨著產業(yè)鏈的優(yōu)化升級，COP封裝技術能用在更多高性價比的Android手機身上吧。