手机屏幕封装技术及其分类相关知识

哈喽，大家好，我是小G。

前言

时常试想，假如我们将自己的智能手机换成功能机，不多换，就换三天，自己的生活将发生怎样的变化？ 现在及以后的人类，一辈子时间中，陪伴手机的时间可能是最长的，每天拿着手机面对屏幕，不停的获取和输出信息，一个手机的屏幕使用体验的好坏越来越是“用户”关注的一个很重要点，每个手机厂商为了追求屏幕的差异化，也是使出了混荒之力。今天了解学习一下当前手机屏幕封装技术和屏幕分类相关知识。

手机屏幕封装技术

现在大多出手机厂商出的中高端机，基本都有非常高的屏占比。但“全面屏”概念应该是由小米率先提出的，2017年发布小米 MIX 2后，“全面屏”概念彻底爆发，各大手机厂商后来为了追求更大的视野面积，搞出了各种形式的全面屏，比如刘海屏、水滴屏、挖孔屏、配合升降式摄像头的屏等，还有正在进化的屏下摄像头的屏设计。

全面屏目的是为了让用户在同样大的屏幕前提下获得更大的视野，不断的提高“屏占比”成了一项很关键的手机参数，而智能手机屏幕采用的封装技术，是影响这项参数的关键，屏幕采用的封装工艺，决定着屏幕排线放置方式，以及屏体的结构，最终决定了屏占比情况，是否能够做到真正的全面屏。目前手机屏幕的封装技术主要有三种：COG、COF和COP。

COG

COG（Chip On Glass）属于传统封装技术。在出现18:9的“全面屏”之前，智能手机的屏幕普遍的都采用了COG封装技术，就是IC芯片被直接绑定在LCD液晶屏幕的玻璃表面，这种封装技术可以大大减小整个LCD模块的体积，良品率高、成本低并且易于大批量生产。但问题是玻璃是无法折叠和卷曲的，再算上了与其相连的排线，注定就需要更宽的“下巴”与其匹配。

COF

“COF”（Chip On Flex或Chip On Film）又称覆晶薄膜，现在全面屏常用的封装技术，和COG相比COF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，并且运用了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，也就是说附在了屏幕和PCB主板之间的排线之上。

COG和COF直观比较

COF技术把玻璃背板上的芯片放在屏幕的排线上，这样就可以直接放置到屏幕底部，这样就比COG多留出了更多的屏幕显示空间。COF有尺寸缩小化，更薄，更轻的优点；

小米MIX采用传统COG封装技术，小米MIX2采用COF封装技术，很直观能看到小米MIX2下巴相比变窄了，看起来更美观了。

COP

COP（Chip On Pi）封装技术可以最大限度压缩屏幕模组，在COP工艺下，手机的排线可以对折到屏幕背面，再连接到主板上，因此智能手机的下边框可以尽量做小。但是压缩比率越高，随之而来的也就是更高的成本和更低的良品率。据说iPhone X当初为了实现“无下巴”的设计，早期的良品率不到10%，生产10台就会废掉9台。就时下的手机厂商而言，有魄力来对COP封装进行无视成本的优化改良，可以说除了苹果也就没别家了(追求品质的财大气粗者)。

COG和COF两种封装工艺都需要在屏幕的底部流出一部分边框，无法做到100%全面屏，但是COP可以做到，如iPhone X当时基本就做到的没有下巴。

像三星、新思、京东方，这些屏幕厂商比拼的就是挖掘屏幕显示材料技术，IC设计技术和封装技术。少了任何一个环节都保障不了口味越来越刁钻的消费者需求。

手机屏幕分类

一、概念和原理

1、LCD（Liquid Crystal Display）：液晶显示。LCD显示屏的结构是在两片平行的玻璃基板上设置液晶层，在下面的玻璃基板上设置TFT，就是薄膜晶体管，在上面的玻璃基板上添加彩色滤光片，并通过改变TFT上的信号与电压来控制液晶分子的转动方向，让不同频率的光线通过；最后，采用红、绿、蓝滤镜/滤光片，也就是所谓的子像素的混合产生不同的颜色。液晶材料本身并不会发光，因此需要背光，LCD屏幕的所有像素发光都需要依靠一个统一的背光层/板，这也就导致LCD屏幕整体变得很厚。

2、OLED（Organic Light Emitting Diode）：利用有机电激光显示、有机发光半导体技术。是一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下，阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传输层注入，迁移到发光层。和LCD不一样的是，OLED 屏幕发光不需要背光板，屏幕的每个像素都是自动发光的；相比于LCD而言，OLED 屏幕更薄、更轻，但价格也更贵。

3、AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）：有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体）是一种显示屏技术。是有机物发光体，成千上万个只能发出红、绿或蓝色这三者颜色之中的一种的光源被以一种特定的形式安放在屏幕的基板上，这些发光体在被施加电压的时候会发出红、绿或者蓝色，电压的变换同样需要依靠TFT，在调节三原色的比例之后，才能发出各种颜色。简单说就是：AMOLED是通过许多微小的彩色发光二极管来发出各种颜色的光，通过调整电压改变每个红、绿、蓝LED的亮度，就可以得到各种颜色。AMOLED屏幕也是像素能够独立发光。

二、区别和联系

1、OLED和AMOLED

参考网络上一个形象比喻，OLED屏幕可以看做是一个白炽灯，只要有电就会一直亮。

AMOLED可以想象是一个带颜色控制的智能灯泡，可以通过开关控制灯泡的亮与灭，也可以调节灯泡的颜色。相当基于oled技术的增强型实现，本质上也属于OLED技术范畴。

2、AMOLED与LCD

①基于OLED屏幕结构的特性，AMOLED能够实现真正的可弯折，对于很多终端产品创新有巨大意义(比如努比亚α、华为Mate X、小米Mix Fold等机型，都是通过AMOLED屏幕实现了可弯折特性)；

②对于屏下指纹应用来说，LCD需要依靠一层背光源发光，透光性能并不是太好，照射指纹后反射的光要再穿过LCD层到达指纹传感器的话，图像质量不好，识别率就会很差。而OLED屏幕有自发光的优势，结构更薄，反光可以从子像素的间隙穿过到达指纹传感器。AMOLED透光率要好于LCD，所以目前屏下指纹一般都是采用AMOLED屏幕(据说LCD的屏下指纹应该有厂商也马上量产了，但指纹的识别率估计一时半会儿还达不到oled屏幕的水平)。

③AMOLED和LCD屏幕观感上的最大区别在于AMOLED色域会更广，显示颜色也就越多，显示的画面会更加细腻。此外，在显示蓝色和绿色时，AMOLED屏幕的饱和度较高，因此在早期AMOLED屏幕经常被诟病色彩不准以及色彩过于艳丽。与AMOLED屏幕相比，LCD屏幕通常会对红色进行一些过度补偿，同时压制一下绿色，虽然LCD屏幕色域没有AMOLED屏幕来得广，但实际上更接近视频和图片编辑使用的标准RGB色域。

色域两种屏幕技术之间最显著的差别就是它们所能显示的颜色范围。显示出的颜色集合被称为色阶，它是人眼可辨别颜色集合的一部分。

大多数媒介采用的是标准RGB（sRGB）色阶，LCD屏幕匹配的就是这一色阶。这也是为什么LCD屏幕通常看起来更加自然，因为它最匹配其他媒介采用的颜色范围。AMOLED可以显示比LCD更多的颜色，因此让图像看起来更加鲜艳。

产生这一差异的原因在于两种技术的原理不同。我们可以在更大的范围内控制每个LED像素，因此可以通过主色的混合生成更宽的色域。AMOLED的另一个好处是可以通过对单个LED的调暗或熄灭，更精确地控制黑色的显示。

④除了色域之外，色准也是非常重要的一项评价指标。从测试数据来看，目前AMOLED屏幕的色准表现已经非常好了，尤其实在显示白色时，而LCD屏幕通常都有点泛蓝或者是泛绿。当然，考虑到LCD屏幕通常都使用的是蓝光背光源，因此出现这种结果倒也不算意外。

⑤关于可视角度和屏幕响应速度，在LCD中，光线只能以一个受限的角度穿过液晶分子和偏光板，因此可视角度比AMOLED小一些。另外LED的反应速度也要比改变液晶分子的电压来得快，因此屏幕响应时间也是AMOLED胜出。

⑥关于功耗和寿命，LCD需要持续开启背光，OLED则可以在显示较暗画面时将部分LED关闭，因此功耗小于前者。另外需要注意的一点是，不同颜色LED的功耗不同，LCD则没有这一问题，因此电力消耗相比OLED更为规律，也更容易预测。不同颜色LED之间的功耗也差异导致它们的寿命不同，比如，蓝色像素LED功耗最大也最短命。因此AMOLED屏幕长期使用后可能会出现部分或整体屏幕的某种颜色变淡。

⑦两种技术各有利弊，通常来说，喜欢更鲜艳颜色的用户可以选择AMOLED，但良好校调的LCD颜色有可能更加真实。如果希望屏幕寿命长一些，可以选择LCD，如果希望电池寿命长一些，则应该选择AMOLED。

总体来说，目前AMOLED更加节能和有更丰富的色域显示，是现在大多数手机厂商中高端手机的选择，除了一些严格控制成本的手机可能在使用LCD屏幕。不过LCD也在持续发展和进化，也许有一天又出现另外一种屏幕技术。