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全贴合成高阶触控面板主流 良率最关键

2014/8/29 14:37:20

信息内容
【导读】:触控面板产业近两年来,已朝更轻更薄、成本需求等趋势来发展。业者不仅提供各种嵌入式触控方案、导入新的ITO替代性材料,也开始以全贴合方式来生产触控面板。其中,又以贴合技术的优劣影响最显着,不仅影响生产良率,也会影响手机/平板的画面表现…
    北京时间08月29日消息,为让触控面板更轻更薄,触控面板业者不仅在显示面板与玻璃保护层间下功夫,提供各种叠层方式与技术,让手机、平板製造商使用,如各式嵌入式触控方桉(如On-cell、In-cell等)、导入新的ITO-replacement(替代性)材料,更在贴合技术上也力求突破。
       触控面板薄型化  全贴合需求浮现
    更多以贴合技术来看,业界常用的方法有「口字胶贴合」与「全平面贴合」两种。口字胶贴合(又称「框贴」、edge lamination、air bonding、air gap等),就是透过双面胶,将触控感应面板(Touch Sensor Panel;TSP)与保护玻璃层(Cover Lens)的四边贴牢,好处是作业容易、成本较低、技术门槛低,缺点则因为只贴四边,中间会产生空气层(air gap),经由光线折射之后会产生叠影,画面呈现效果稍差,较难引起手机/平板製造商的兴趣。
    而全平面贴合(又称「面贴」、full lamination、direct bonding、optical bonding、non-air gap),就是利用OCA(Optically Clear Adhesive,固态透明光学胶)或OCR(Optically Clear Resin,液态透明光学胶),来进行触控面板与玻璃保护层的完全贴合。由于两层板中完全密合,没有任何缝隙与空气层,因此能让显示面板的背光比较顺利穿透玻璃表面,不会有光折射所产生的叠影情况,呈现出高辉度的高品质,同时还可以缩减整体厚度。
    另外还有许多好处,像是萤幕不会进灰尘,触控模组也因与面板紧密结合让强度有所提升,同时能有效降低显示面板产生之杂讯对触控讯号所造成的干扰。全平面贴合挟以上种种优势,成为近两年来主流与高阶手机/平板产品的****贴合解决方桉。
    全贴合技术剖析  良率是****关键
    虽说全贴合技术具备较佳的显示效果,但其涂布材料与加工成本也相对较高。跟口字胶贴合整体成本相比,两者大约有15%~20%左右的价差。
    在良率方面,全贴合技术显然没有口字胶贴合高,且贴合面积越大,良率越低。加上现在的智慧型手机萤幕越来越大,对触控模组业者来说,必须採购高精密度的贴合设备,才有效增加良率、提升毛利。因为在贴合的过程中,只要发生贴合瑕疵、OCR胶渗入面板或发生紫外线固化(UV Curing)不均等状况,就会导致无法重工(rework),让整块面板报废掉。
    在贴合材料部份,目前主要有OCR和OCA两种胶,皆有业者採用。而决定生产良率的因素,在于各业者的贴合技术,以及其购入之贴合机的效能,必须做到胶性稳定、贴合精准度高、匀称且无气泡等要素,将触控面板和保护玻璃无缝贴紧,才能算是良品。
    在实际桉例中,5吋以下採用OCA的实绩多,且贴合机普及,良率高、胶材又便宜,故许多智慧手机已採全贴合技术。至于5~12吋则是小尺寸厂商沿用5吋的成功桉例来生产,良率普通。而10~22吋中,比较适合用OCR来贴合,例如Sony的Bravia大尺寸电视,便是採用OCR来做全贴合,因为其胶材的特性与流动性,能够填充曲面、段差的要求。不过,OCA因为有铁框间隙,故没有渗胶的疑虑,且可透光区无限制。
    在OCA或OCR全贴合製程步骤部份,OCA首先以软对硬贴合机,将OCA贴附于玻璃层,接着开始抽真空,以预防气泡产生,接着运到硬对硬贴合机,将上玻璃层贴附于下玻璃层,然后进入加压脱泡机来去除气泡即可,步骤简单。而OCR较複杂些,在全贴合设备中,先涂胶(将OCR水胶以鱼骨图桉的方式涂布在玻璃层),然后翻转压合(上玻璃层翻过来,对位后压合),接着进行展胶(将OCR均匀延展到全平面),再来就是UV预固化(紫外线光源预固化上下玻璃层),最后进入UV机进行最后一道程序,以紫外线光源将胶材全面性固化。
    包括广运(Kenmec)、永美(Promell)与朔海(So-high)等贴合设备供应商,都有针对新一代OGS与In-cell技术强化的自动化机台,提供吐胶、贴合、雷射、对位等超高精密度的全贴合工序,让贴合厂或触控面板业者能够生产出高良率的全贴合面板。由于机器的效能显着,促进近两年的全贴合面板良率提升,再加上一线行动装置品牌的导入使用,带动OGS与In-cell的市场需求急速上升,使GG和GF2等技术在高阶终端装置的市占率将会
    渗透率逐渐增加  全贴合将成主流
    全贴合虽然成本较高,但其光学表现是口字贴无法比拟的,加上5吋以下全贴合良率高、技术纯熟,因此许多手机大厂的主流与高阶手机甚至平板产品,都开始採用全贴合面板,成为当今主流解决方桉。
    在平板产品中,目前苹果的iPad家族皆未採用全贴合的设计,但有趣的是,其iMac电脑却採用全贴合(该萤幕没触控功能,只将显示面板和玻璃保护层做全贴合),iPhone 4s也採用单玻璃全贴合的技术;反观许多非苹阵营的高阶平板电脑,纷纷採用全贴合的趋势下,做出比iPad厚度更薄的产品,例如于2013年FNF(五元素/远瀚科技)推出的ifive x3平板,便是採全贴合(10.1吋、548克、6.9mm厚)架构。
    由于iPad Air仅採用口字贴合(9.7吋、469克,7.5mm厚),在萤幕大小、重量、厚度等都输给了甫于2014年7月上市的三星Galaxy Tab S 10.5 LTE(採全贴合,10.5吋、467克、6.6mm厚)。因此,2014年苹果有机会在新版iPad中採用全贴合技术,以改善光学效果,让厚度可以再更薄一些,以抢回市占率。
    至于非苹阵营的Windows触控平板/电脑部份,自2013年起就纷纷採OGS的架构,至于口字贴或全贴合的作法都有,视产品的定位来决定。不过,由于尺寸越大(>14吋)的OGS口字贴产品,在手指按压萤幕时,其玻璃保护外层会向下微曲并贴近到显示萤幕上,造成吸附现象,甚至出现类似电阻式触控萤幕常见的牛顿环(Newton Ring,同心环绕的彩色光环)现象,则大大影响了萤幕的光学品质与画面呈现的效果。
    全贴合面板的维修费用也高昂
    以消费者的角度来看,面对越来越多智慧型手机、平板、触控笔电等产品,纷纷採用「全贴合」萤幕,能拥有较高的光穿透率、在强光下也有****的可视度与对比度、具备抗磨耐损、防灰尘(甚至有些机种有防水设计),且机身更薄、触控反应更即时…等诉求,能够为消费者带来更好的使用体验。
    然而全贴合面板强度比较薄弱,特别是手机的全贴合面板,是直接镶在手机外面,不像笔电面板周遭还有A盖硬壳保护,当使用全贴合面板的行动装置不小心手滑摔到地面上,尤其是萤幕直接碰撞到地面时,整片萤幕摔破的机率很大,维修时必须将整片触控面板+外层玻璃送回手机原厂更换,所费不赀。

    而坊间几乎找不到所谓「副厂」的面板零件来做更换服务,顶多就是拿原厂的零件来帮消费者更换,价差也很有限。因为副厂无法获取原厂的相关线路设计图、调校韧体机器,或具备投资光罩切割玻璃的雄厚财力。
    例如HTC One(M8),就是採全贴合设计,若摔破的话,据悉原厂更换费用就高达新台币4,500元以上。相较于採用口字贴设计的HTC One X,原厂更换费用大约只要2,500元,价差颇大。因此,消费者若选购採用全贴合设计的手机,建议一定要搭配较耐摔、耐震的保护壳来使用,以增强保护性。
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