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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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”。
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?
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。
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。
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,并运用软质附加威廉希尔官方网站 板作封装芯片载体将芯片与软性基板威廉希尔官方网站 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。
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。
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。
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。
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