在選擇智能手機、PC顯示器和智能電視,你優選的條件有哪些?刷新率更快、屏幕更柔性、屏占比更高……屏幕就像一張隨時要拿來看的照片,不斷被“美顏”。實際上,伴隨著芯片技術和軟件的發展,只有感官上更好地被看到,才能不辜負這一切的努力。
144Hz、240Hz逐漸步入了主流市場,顯示開啟了新一輪的高刷新率之戰。事實上,除了這項參數,越來越多的極客對于屏占比的需求愈來愈高。
在追求屏占比的過程之中,屏幕“從硬逐漸偏軟”,賦予了屏幕更大的折疊、彎曲空間,也為全面屏的道路鋪上了一條羅馬大道。但在這背后,屏幕封裝工藝卻如同一只“魔棒”,擁有使手機額頭和下巴收緊、屏幕邊框變窄的神奇功效。
21ic中國電子網曾報道,上達電子江蘇邳州COF項目于9月11日正式投產,而COF封裝(卷帶式薄膜覆晶)技術長期以來一直被日韓等企業掌握,對于國內來說是一處短板。通過本次投產,填補了國內本土的一處空白,也會為顯示行業帶來成本上的普惠。
對于大部分工程師來說,或許對這項封裝技術并不太熟悉,以下便從技術、優勢、生產上講述COF封裝的故事。
屏幕封裝技術的“三分天下”
需要引起注意的是,無論是LCD還是OLED屏幕,從來都不只是單純的一塊屏幕。為了讓屏幕“點亮”,需要將屏幕連接顯示驅動IC、FPC排線。驅動IC主要是控制液晶層電壓從而控制每個像素亮度,FPC是充當顯示模組和主板的連接載體。
目前主流的屏幕的封裝工藝主要有三種,分別為COG、COF、COP。具體來說,有以下特點:
圖1:三種封裝技術對比
1、COG(Chip On Glass):這是最傳統的封裝方法之一,技術門檻低、成本低,是屏幕最常用技術。從英文上也可以看出,這種方式的封裝是將IC芯片、FPC排線放置在屏幕的背板玻璃上。但由于IC芯片就在LCD的正下方,擠壓了相當大部分的屏幕空間,因此不可避免地產生了“下巴”。
2、COF(Chip On Film):實質上來說,相當于COG的升級版,也是現在屏幕轉型的關鍵。主要原理是將顯示驅動IC芯片置入柔性的FPC排線中,再利用FPC本身的特性翻折至屏幕下方。具體來說,透過熱壓合,IC芯片的金凸快(Gold Bump)和軟性基板電路上的內引腳(Inner Lead)將進行結合(bonding)。由于IC芯片所占用的空間被釋放,所以一般來說至少能夠減少1．5毫米的下邊框寬度。
3、COP(Chip On Pi):屬于邊框減少最多的工藝,但需要強調的是這種工藝的前提是應用柔性的OLED屏幕,利用柔性OLED本身的彎曲特性將排線和IC全部彎折至屏幕下方。當然OLED也是分為硬性屏幕和柔性屏幕兩種,使用這種技術必須使用COP封裝技術+柔性OLED的組合。但本身這項技術仍然還有成本較高、良品率低的缺點。
圖2:通過排線和IC減少下巴長度
縱觀整個屏幕封裝市場,顯示屏逐漸從18:9轉向19:9和20:9演進,顯然更窄的COF和COP更適應未來的窄邊框的高占屏比需求。
從市場方面來講,COG封裝技術主要集中在中小型尺寸,COF封裝技術主要集中在中大型尺寸,COP封裝技術受制于柔性OLED并且也主要集中在中小型尺寸。
為什么江蘇上達選擇的是COF封裝?江蘇上達電子總經理沈洪在接受記者采訪時表示,屏幕正在由LCD轉向OLED,但不論哪一種屏幕都需要COF封裝技術。COF封裝的優勢領域在大尺寸面板,雖然面板一直在革命性發展,但點亮屏幕仍然依托顯示驅動IC。反觀占比更小的COP封裝技術事實上已經超出線路板領域,換言之即將顯示驅動IC固定在屏幕上,而不是線路板。
他表示,除了大家都比較關注的手機,COF封裝技術90%的出貨量和銷售市場都集中在大尺寸面板,手機面板占據了上達電子的10%。大尺寸面板在未來擁有8K大尺寸電視、5G和AIoT萬互聯、汽車屏幕等,智能化時代下人機交互單元都有可能會被賦予大尺寸的屏幕,因此COF封裝的未來應用是廣闊的。
記者認為,替代COG封裝是行業追求更好顯示效果的必經之路,而COP封裝則依賴面板類型,主要還是適用中小尺寸面板上,在成本和良率上也仍然擁有一定的發展空間。因此大力發展較為成熟的COF封裝技術,正是時下AIoT時代爆發的好選擇。
COF封裝幾乎占據LTPS-LCD市場,另外從數據上來看,COF的智能型手機滲透率2018年為16．5%,2019年則達到35%。