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全面屏手机“盛世”:该如何解决屏幕缩减的问题?

类别:行业访谈  出处:华强电子网  发布于:2017-12-25 | 1238 次阅读

  业内预测,2017年全球全面屏面板的总出货量预计将达到1.39亿块,其中AMOLED全面屏面板的出货量为1亿块,LCD全面屏面板的出货量约3900万块;2018年全球全面屏面板的总出货量也将持续增长,并有望突破14亿块;2021年,几乎所有的用于智能机的面板都将转向全面屏方案,预计总量将达到29.68亿块。考虑到智能机面板的出货量一般是智能机出货量的1.6倍,其中渠道和厂商囤货、生产过程中的损耗以及维修市场三大块将分别占总出货量的10%、25%、25%,所以从智能手机维度来看,2017年全面屏手机出货量将达到8700万台,预计2018年全面屏手机出货量为8.75亿。

  相信今年以来,我们已切实感受到全面屏浪潮对整个手机产业带来的强有力的冲击和变革。不久前的高交会上,编者在走访维信诺展台时,就有产品销售人员告诉记者,今年5月份开始,国内手机品牌商几乎所有的新设计机型均已全线转战全面屏,尽管有相当多的国内厂商此前已经开了16:9的模具,但由于全面屏技术的悄然兴起,这些厂家也不得不调整开发计划,重新按照18:9全面屏设计。可以预见的是,由于苹果、华为、小米、三星等全球主流手机OEM对全面屏技术的重视,全面屏手机的开发节奏将会持续加快,资源也会越发抢手,预计明年Q1会有更大批量的全面屏手机集中上市。

  左右BM区域如何缩减?还得看屏幕材质作何选择

  天马微电子副总裁曾章和也表示:“随着今年全面屏爆发式的增长,大家都想要看到无边框的产品,但这也对包含设备、设计、驱动、优化等多个领域提出了新的挑战。无论是LCD还是OLED,边框的压缩都会是一个非常大的挑战,柔性屏因为可以弯折,似乎这方面的困难更少,但无论是刚性还是柔性OLED,边框压缩所涉及到的设备能力和像素、电路、材料、甚至更成熟的切割工艺难度都急剧提升,这是我们产品开发和客户对接、应用上面临的实际性问题。另一部分是超薄的模组,尤其是柔性OLED,非常薄的模组可以弯折、可以Flexible甚至未来的Rigid,但它除了显示以外还必须加上触控性能的整合,这里面也引申出了包括截面应力、耐性以及强度的要求。”

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  天马微电子副总裁曾章和

  相比LCD而言,OLED屏幕在可视角度、对比度、响应时间、抗震性能以及功耗等方面的优势毋庸置疑,且OLED、尤其是柔性OLED在多项特性上和全面屏完全契合,因此也成为各大手机厂商追捧的焦点。曾章和表示:“相比LCD,功耗的确是OLED在应用中的最大优势,但这并不会成为业内厂商一直追求的目标,因为在功耗的推进当中还要考量包括真实颜色的实现、Lifetime等,所以我们相信在功耗推进到一个程度以后,未来显示画面质量、寿命以及OLED量产良率将会成为核心议题,同时在OLED的材料上也会做更多要求。天马从2015年开始工程样产出1.5寸可弯曲的样品,2016年产出了5.5寸HD手机柔性可弯曲的样品,而今年我们提出了Flexible柔性工程样品,我们会继续往更高解析度的柔性产品方向开发推进。”

  不过,在当前OLED供需严重不平衡的形势下,从绝对的数量上看,市场上采用TFT-LCD方案的全面屏智能手机仍占据大多数份额。京东方某产品工程师也告诉记者:“从设计方案来看,低端机的全面屏方案较为简单,仅仅是从16:9切换到18:9的屏幕比例,依旧沿用了之前的COG方案,不做异形切割。有的低端机项目为了快速上市,甚至会把手机两端拉长,给内部设计留有了较大的净空,所以不需要对过去的设计方案做太大改动。这样也使得低端机全面屏手机发布时间较为靠前,而目前国内主流的低端机屏幕主要采用HD的解析度,对应的是a-Si方案,所以在一定时间内,a-Si方案的需求量会大大增加。”

  在全面屏的应用方面,LTPS方案在LCD屏上的应用优势比a-Si更加明显,未来市占率有望持续提升。根据CINNOResearch的预测,今年LTPS的全球市占率将提升至33%,而2020年则会进一步提升至38%。目前LTPS面板的窄边框极限能力一般在三边0.5-0.6mm,下边2mm左右,但当前受制于成本以及开发进度等原因,各大面板厂开出来的全面屏资源主要规格是1mm的左右边框,以及4.5-5mm的端子区。

  如果要进一步考虑边框压缩效果,相比a-Si的方案,LTPS的确会更好一些,京东方某产品工程师解释到:“a-Si方案里为了保证稳定的电压控制,每个子像素点都需要独立的栅极走线,会占据较大的左右BM区域宽度,而LTPS的电子迁移率较低,所以各个像素点的驱动电压也较低,在具体设计电路时,可以将3个子像素合并一组用一根配线连接到IC上,这样LTPS只需要原来1/3数量的栅极走线即可。在必要的时候,也可以将2根线路重叠设计,中间用绝缘层隔绝开来,进一步节省布线空间,从而有效减小左右BM区域宽度。”

  缩减面板端子部宽度COG是主流、COF是趋势

  为了达到真正意义上的全面屏,除了左右两端BM区域宽度缩减外,面板端子部的BM区域缩减也是当前行业所面临的重大课题。相比左右两边BM区域,面板端子部的结构更加复杂,这里除了边框胶以外,还有连接源极和的斜配线、SourceIC以及FPCBonding区域,这都极大的增加了IC贴合封装的难度。目前这三者的宽度均在1.5mm左右,而边框胶的宽度一般为0.5mm,为了解决面板端子部的BM区域缩减问题,COG(ChipOnGlass)与COF(ChipOnFilm)成为业内厂商目前推进的两种主流方案。

  京东方某产品工程师告诉记者,“如果采用当前主流的COG封装方式,将SourceIC直接绑定到玻璃上,面板端子部的边框仍然会在4-5mm左右,难以达到手机OEM们的设计预期。为了更进一步缩减面板端子部的BM区域宽度,不少厂商采用的是COF方案,相比IC在玻璃上的COG技术,COF可以缩小边框1.5mm左右的宽度。但采用COF封装形式将意味着增加使用FPC,这会进一步提升手机的成本,同时COF封装的温度较高,FPC的热膨胀系数较大,容易受热变形,所以对bonding工艺也会有更高的要求。当前,COF方案所用的FPC主要采用聚酰亚胺(PI膜)混合物材料,厚度仅为50-100um,线宽线距在20um以下,所以在FPC生产过程中要采用半加成,或者加成法工艺。”

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  SOP时尚健康手机研发总监廖传威

  SOP时尚健康手机研发总监廖传威则从更直观的角度阐释了两种方案的特点,采用COG方案,AA区从16:9到18:9意味着屏幕会变长变窄,而且还会带来ID的变化,比如5.5英寸的16:9屏幕长宽分别为120.96*68.04mm,采用COG方案就会变成18:9的124.95*62.47mm,长宽分别变化约3%和8%,而且最多也只能做到三面窄边框;而COF方案可以保持在ID不变的前提下,AA区直接在16:9的基础上拉长变成18:9,形成高屏占比,这样也可以认为从一个小尺寸实现了大尺寸的效果。比如5.5寸的显示屏通过COF方案,就可以在ID不变的前提下,AA区直接拉长变成约5.99寸,从5.5寸16:9的屏幕、72.2%的屏占比变成5.99寸18:9的屏幕、80.2%的屏占比,通过AA区长度可以提升约12.5%且保持宽度同比例变化,屏占比可以提高8%,同时能够达到四面窄边框的要求。

  因此,总体上看,COF的方案会更好一些,但它也存在着一些难以克服的缺陷,廖传威进一步补充到:“双层COF可以避免IC绑定不佳造成振动后的脱落,且弯折可靠性更好,也可以让IC的输出频脚限制较少,但双层COF方案当前的推进缓慢,成本高且产能严重不足是瓶颈;而单层COF设计下,IC会因为环境温度高而出现散热问题,同时也会出现周围结构干涉避让问题。此外,与现在的单颗IC出货方式不同,COF方案的DriverIC都需要绑定在COF上出货,其良率和成本也都成为新的问题,同时该方案所采用的设备资源也十分稀缺,需要规划开发,这也会进一步提升整体的成本。因此,综合多方因素考虑,业内当前的方案仍然是以COG为主。”


关键词:全面屏 

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