柔性顯示觸控方案全揭秘

編輯：格非兒　文章來(lái)源：數(shù)字展示在線　發(fā)布日期：2018-10-15 15:28:33

　　柔性AMOLED 面板出貨量將在2020 年超過(guò)剛性O(shè)LED 面板
　　IHS Markit 的研究分析顯示，柔性AMOLED 面板出貨量預(yù)計(jì)將在2020 年達(dá)到3.357 億，突破剛性AMOLED 面板3.159 億的出貨量。柔性AMOLED 面板預(yù)計(jì)將占AMOLED 面板總出貨量的52%，而在2018年僅為38.9%。

柔性顯示觸控方案全揭秘

圖1：全球柔性AMOLED手機(jī)出貨量占比統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)（數(shù)據(jù)來(lái)源：IHS Markit）

　　傳統(tǒng)觸控方案回顧
　　在柔性面板中，可分為“可彎折（Bendable）”、“可折疊（Foldable）”和“可彎曲（Rollable）”三個(gè)境界�？蓮澱蹱顟B(tài)是柔性屏最容易實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)，顯示屏幕是按固定的角度彎曲，比如三星Edge 系列手機(jī)；而可折疊和可彎曲的屏幕可以在一個(gè)面和任意面上隨意彎曲，所以這兩種形式的柔性面板將對(duì)顯示屏的制造工藝和材料提出新的要求，其中就包括對(duì)于觸控技術(shù)方案的重新選擇。傳統(tǒng)基于LCD屏的觸控技術(shù)面對(duì)的基板材料、封裝材料和整體多層發(fā)光器件的制程難度等方面皆與AMOLED柔屏有較大差異，所以AMOLED柔屏的觸控技術(shù)不會(huì)簡(jiǎn)單復(fù)制傳統(tǒng)的方式。而薄膜材料由于其與生俱來(lái)的“柔韌性”和“靈活性”，有望在AMOLED柔性屏?xí)r代得以重用并快速發(fā)展。

圖2：柔性面板的三種分類

　　AMOLED柔屏不能使用玻璃作為基板與封裝材料導(dǎo)致觸控方案的改變
觸控技術(shù)可分為外掛式和內(nèi)嵌式。外掛式觸控技術(shù)（Out-cell）是由觸控廠商主導(dǎo)，該技術(shù)主要可分為玻璃方式和薄膜方式。后來(lái)由于手機(jī)越做越薄的原因，面板廠商推出內(nèi)嵌式觸控技術(shù)，整合了面板和觸控單元。而內(nèi)嵌式觸控技術(shù)又可分為On-cell和In-cell兩類。而高端手機(jī)的觸控方案也逐漸從外掛式轉(zhuǎn)向內(nèi)嵌式，比如蘋果iPhone的In-cell TFT-LCD。相較于玻璃方式與薄膜方式，In-cell和On-cell 方案節(jié)省了玻璃成本和貼合成本，使得模組重量輕，透光度高，更滿足高端手機(jī)對(duì)品質(zhì)的要求。

　　早在，2016 年，全球觸控屏出貨量14.7 億片，其中內(nèi)嵌式出貨量8.2 億片，占比55.6%，首次超過(guò)外掛式觸控模組。無(wú)論是外掛式還是內(nèi)嵌式，都是適合應(yīng)用于LCD顯示屏的觸控技術(shù)，且制造工藝皆已發(fā)展成熟。

圖3：玻璃方式的外掛觸控技術(shù)GG（左）與薄膜方式的外掛觸控技術(shù)GF（右）

圖4：GG/GF觸控技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖

　　玻璃方式的外掛觸控技術(shù)是將所有觸控傳感器都制作在一層ITO玻璃之上，而薄膜方式則是把這塊ITO玻璃用ITO薄膜取代。

　　表1、玻璃方式與薄膜方式的對(duì)比

　　對(duì)于玻璃方式，還可以將ITO玻璃與玻璃蓋板融為一體，集成為一片玻璃，直接將觸控傳感器置于該片玻璃之上，該方案也稱為“單片玻璃解決方案”-OGS。

圖5：?jiǎn)纹ＡЫ鉀Q方案OGS及其結(jié)構(gòu)示意圖

　　In-cell觸控方式是把觸控模組內(nèi)置與液晶面板內(nèi)，而On-Cell觸控方式則是將觸控傳感器外置與液晶模組之上、偏光片之下。

圖6：In-cell（左）和On-cell（右）內(nèi)嵌式觸控技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖

7：以玻璃為襯底和以玻璃或金屬蓋板封裝的OLED硬屏（左）與以柔性聚合物材料為基板和以單層或多層薄膜材料封裝的OLED柔屏（右）結(jié)構(gòu)圖

　　對(duì)于AMOLED屏幕而言，硬屏采用的是玻璃基板和玻璃蓋板，而由于玻璃的脆度問(wèn)題，柔屏則采用柔性聚合物基板和薄膜封裝。繼而兩者對(duì)于觸控方案的選擇也有所差異。

　　除了In-cell方式不適用以外，觸控技術(shù)的選用類似與LCD屏幕，這是因?yàn)镮n-Cell 將觸控傳感器嵌入到像素中的同時(shí)也必須將配套的觸控集成電路嵌入其中，否則很容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的觸控感測(cè)訊號(hào)或者過(guò)大的噪音，這意味著制程工藝的復(fù)雜度和難度都會(huì)加大。LCD中的液晶層采用印刷涂覆法，良率較高；而OLED中的各項(xiàng)有機(jī)層均采用蒸鍍法附膜，技術(shù)要求高、難度大，所以良率也較低。在蒸鍍結(jié)構(gòu)中再增加一層觸控IC必將會(huì)影響良率。OLED的制程良率一直偏低，如果使用In-Cell必將導(dǎo)致更低的良率。故目前尚無(wú)針對(duì)AMOLED屏的In-cell觸控方案。

　　目前三星AMOLED硬屏采用的觸控技術(shù)是On-cell方案。由于三星采用的是RGB三色像素技術(shù)，所以封裝玻璃的下方無(wú)需彩色濾光片，其可以拿去先進(jìn)行觸控感應(yīng)電極的鍍膜，然后在進(jìn)行OLED發(fā)光器件的封裝。三星的On-cell觸控方案技術(shù)難度相當(dāng)高，收益于三星多年來(lái)在AMOLED顯示領(lǐng)域的深耕，其面板生產(chǎn)良率可以控制在70%-85%之間。其他面板廠商采用On-cell觸控方案的概率由于受良率的影響，可能性不高，而轉(zhuǎn)投良率較高的外掛式GF/GG/OGS方案。AMOLED 屏幕讓被拉下神壇的外掛式觸控模組又得到了市場(chǎng)的關(guān)注。

圖8：三星“硬屏”內(nèi)嵌式On-cell觸控方案結(jié)構(gòu)示意圖

　　AMOLED柔屏需要基于薄膜材料的觸控方案

　　On-cell：由于AMOLED柔屏中的發(fā)光器件采用的是薄膜封裝，觸控感應(yīng)電極無(wú)法像玻璃封裝時(shí)那般，先在玻璃上鍍膜后再拿回來(lái)封裝，而是需要把感應(yīng)電極一次性全部蒸鍍?cè)诎l(fā)光器件之前，這將再次增加良率的挑戰(zhàn)性。而且蒸鍍。蝕刻等工藝流程也會(huì)損害封裝薄膜。故目前對(duì)于AMOLED柔屏而言，On-cell很有可能不是一項(xiàng)備選方案。

　　“可彎折”柔屏：雖然器件基板和封裝材料換成了柔性材料，但是最上方的蓋板還是選用了3D玻璃。但如果采用GG方案，需要另一片3D感應(yīng)層玻璃用以蒸鍍觸控感應(yīng)電極，這無(wú)疑增加了技術(shù)難度；而OGS方案需要將觸控感覺(jué)電極直接蒸鍍與蓋板玻璃內(nèi)側(cè)，由于固定曲面3D玻璃已經(jīng)進(jìn)行的熱處理，存在易碎的問(wèn)題，如果再在此之上進(jìn)行蒸鍍之類的熱加工，會(huì)惡化其脆度。故具有柔性的感應(yīng)薄膜GF是該類屏幕較適合的觸控技術(shù)解決方案。
　　“可折疊”和“可彎曲”柔屏：需要折疊和彎曲的特性把跟玻璃相關(guān)的GG/OGS方案排除在外。同時(shí)由于最外層的玻璃蓋板需換成柔性保護(hù)蓋板，GF方案也將不復(fù)存在，但這一層觸控感應(yīng)薄膜需要繼續(xù)留用，以配合柔性顯示。

　　表2、AMOLED硬屏與柔屏的觸控技術(shù)方案比較

　　受AMOLED柔屏觸控薄膜技術(shù)影響的觸控廠商

　　如果說(shuō)電容式觸摸屏是智能手機(jī)時(shí)代最具有深遠(yuǎn)意義的發(fā)明，那柔性觸摸屏也必將將與柔性顯示一起為智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的輝煌歷史續(xù)寫新的篇章。隨著柔性智能終端產(chǎn)品的漸行漸近，外掛式觸摸屏、特別是以納米銀、金屬網(wǎng)格為代表的柔性觸控產(chǎn)品，因其極具競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格、性能及產(chǎn)能，已獲得了越來(lái)越多行業(yè)人士的關(guān)注，作為全球觸控應(yīng)用、材料、設(shè)備發(fā)展的行業(yè)風(fēng)向標(biāo)。2018深圳國(guó)際全觸與顯示展將圍繞5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等行業(yè)熱點(diǎn)、精心打造專屬平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)呈現(xiàn)從材料、設(shè)備、方案到研發(fā)制造的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品展示，其中柔性觸控與顯示專區(qū)，集中展示柔性觸控顯示技術(shù)產(chǎn)品、材料、設(shè)備等全產(chǎn)業(yè)鏈資源， TPK、新綸科技、科立視、遷鶴光電、潤(rùn)德、環(huán)球同創(chuàng)、創(chuàng)世紀(jì)、恩利克、西可、賽貝爾、聯(lián)得裝備、涌泉自動(dòng)化、寶德自動(dòng)化等知名品牌等知名品牌將會(huì)向觀眾展示最新的技術(shù)與產(chǎn)品。同期還將舉辦2018第二屆中國(guó)柔性顯示技術(shù)（材料）國(guó)際論壇，將深入探討不同技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈路線下的材料、部件及設(shè)備發(fā)展的情況，共同探索柔性產(chǎn)品最優(yōu)解決方案之路。

　　深圳國(guó)際全觸與顯示展立足于中國(guó)電子制造行業(yè)的核心區(qū)域，是觸摸屏行業(yè)影響深遠(yuǎn)，規(guī)模盛大展會(huì)的專業(yè)展會(huì)。在這個(gè)面積達(dá)60,000平方米的觸控技術(shù)展示平臺(tái)上，不僅聚集有國(guó)內(nèi)外近1,000個(gè)知名品牌更有機(jī)會(huì)與超過(guò)36,000名來(lái)自36個(gè)國(guó)家地區(qū)的觸摸屏、顯示器、家電、平板電腦、手機(jī)方案設(shè)計(jì)和消費(fèi)電子制造業(yè)買家，更吸引了來(lái)自車載、電腦、導(dǎo)航、教育及商用大尺寸顯示等行業(yè)高價(jià)值客戶。同期同地舉辦的“國(guó)際3D曲面玻璃制造技術(shù)暨應(yīng)用展覽會(huì)”和“國(guó)際攝像模組和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)展覽會(huì)”，匯聚3D玻璃生產(chǎn)加工的新技術(shù)、新設(shè)備及新材料，以及在光學(xué)成像和檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域的新突破和新方向，2018年11月22-24日，深圳會(huì)展中心期待您的蒞臨。
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