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觸摸屏技術(shù)

手機TP全貼合技術(shù)解析

   觸控面板更輕更薄,觸控面板業(yè)者不僅在顯示面板與玻璃保護層間下功夫,提供各種疊層方式與技術(shù),讓手機、平板制造商使用,如各式嵌入式觸控方案(如On-cell、In-cell等)、導(dǎo)入新的ITO-replacement(替代性)材料,更在貼合技術(shù)上也力求突破。
 
  觸控面板薄型化全貼合需求浮現(xiàn)
 
  以貼合技術(shù)來看,業(yè)界常用的方法有“口字膠貼合”與“全平面貼合”兩種。
 
  口字膠貼合(又稱“框貼”、edgelamination、airbonding、airgap等),就是透過雙面膠,將觸控感應(yīng)面板(TouchSensorPanel;TSP)與保護玻璃層(CoverLens)的四邊貼牢,好處是作業(yè)容易、成本較低、技術(shù)門檻低,缺點則因為只貼四邊,中間會產(chǎn)生空氣層(airgap),經(jīng)由光線折射之后會產(chǎn)生疊影,畫面呈現(xiàn)效果稍差,較難引起手機/平板制造商的興趣。
 
  而全平面貼合(又稱“面貼”、fulllamination、directbonding、opticalbonding、non-airgap),就是利用OCA(OpticallyClearAdhesive,固態(tài)透明光學(xué)膠)或OCR(OpticallyClearResin,液態(tài)透明光學(xué)膠),來進行觸控面板與玻璃保護層的完全貼合。由于兩層板中完全密合,沒有任何縫隙與空氣層,因此能讓顯示面板的背光比較順利穿透玻璃表面,不會有光折射所產(chǎn)生的疊影情況,呈現(xiàn)出高輝度的高品質(zhì),同時還可以縮減整體厚度。
 
  另外還有許多好處,像是熒幕不會進灰塵,觸控模組也因與面板緊密結(jié)合讓強度有所提升,同時能有效降低顯示面板產(chǎn)生之雜訊對觸控訊號所造成的干擾。全平面貼合挾以上種種優(yōu)勢,成為近兩年來主流與高階手機/平板產(chǎn)品的最佳貼合解決方案。
 
  全貼合技術(shù)剖析:良率是最大關(guān)鍵
 
  雖說全貼合技術(shù)具備較佳的顯示效果,但其涂布材料與加工成本也相對較高。跟口字膠貼合整體成本相比,兩者大約有15%——20%左右的價差。
 
  在良率方面,全貼合技術(shù)顯然沒有口字膠貼合高,且貼合面積越大,良率越低。加上現(xiàn)在的智慧型手機熒幕越來越大,對觸控模組業(yè)者來說,必須采購高精密度的貼合設(shè)備,才有效增加良率、提升毛利。因為在貼合的過程中,只要發(fā)生貼合瑕疵、OCR膠滲入面板或發(fā)生紫外線固化(UVCuring)不均等狀況,就會導(dǎo)致無法重工(rework),讓整塊面板報廢掉。
 
  在貼合材料部份,目前主要有OCR和OCA兩種膠,皆有業(yè)者采用。而決定生產(chǎn)良率的因素,在于各業(yè)者的貼合技術(shù),以及其購入之貼合機的效能,必須做到膠性穩(wěn)定、貼合精準(zhǔn)度高、勻稱且無氣泡等要素,將觸控面板和保護玻璃無縫貼緊,才能算是良品。
 
手機TP全貼合技術(shù)解析
  兩種貼合技術(shù)的比較
 
手機TP全貼合技術(shù)解析
  口字貼(右)與全貼合(左)的光線透通結(jié)果比較
 
  在實際案例中,5寸以下采用OCA的比較多,且貼合機普及,良率高、膠材又便宜,故許多智慧手機已采用全貼合技術(shù)。至于5——12寸則是小尺寸廠商沿用5寸的成功案例來生產(chǎn),良率普通。
 
  而10——22寸中,比較適合用OCR來貼合,例如Sony的Bravia大尺寸電視,便是采用OCR來做全貼合,因為其膠材的特性與流動性,能夠填充曲面、段差的要求。不過,OCA因為有鐵框間隙,故沒有滲膠的疑慮,且可透光區(qū)無限制。
 
  在OCA或OCR全貼合制程步驟部份,OCA首先以軟對硬貼合機,將OCA貼附于玻璃層,接著開始抽真空,以預(yù)防氣泡產(chǎn)生,接著運到硬對硬貼合機,將上玻璃層貼附于下玻璃層,然后進入加壓脫泡機來去除氣泡即可,步驟簡單。
 
  而OCR較復(fù)雜些,在全貼合設(shè)備中,先涂膠(將OCR水膠以魚骨圖案的方式涂布在玻璃層),然后翻轉(zhuǎn)壓合(上玻璃層翻過來,對位后壓合),接著進行展膠(將OCR均勻延展到全平面),再來就是UV預(yù)固化(紫外線光源預(yù)固化上下玻璃層),最后進入UV機進行最后一道程序,以紫外線光源將膠材全面性固化。
 
  包括廣運(Kenmec)、永美(Promell)與朔海(So-high)等貼合設(shè)備供應(yīng)商,都有針對新一代OGS與In-cell技術(shù)強化的自動化機臺,提供吐膠、貼合、雷射、對位等超高精密度的全貼合工序,讓貼合廠或觸控面板業(yè)者能夠生產(chǎn)出高良率的全貼合面板。
 
  由于機器的效能顯著,促進近兩年的全貼合面板良率提升,再加上一線行動裝置品牌的導(dǎo)入使用,帶動OGS與In-cell的市場需求急速上升,使GG和GF2等技術(shù)在高階終端裝置的市占率將會上升。
 
  滲透率逐漸增加,全貼合將成主流
 
  全貼合雖然成本較高,但其光學(xué)表現(xiàn)是口字貼無法比擬的,加上5寸以下全貼合良率高、技術(shù)純熟,因此許多手機大廠的主流與高階手機甚至平板產(chǎn)品,都開始采用全貼合面板,成為當(dāng)今主流解決方案。
 
  在平板產(chǎn)品中,目前蘋果的iMac電腦采用了全貼合(該熒幕沒觸控功能,只將顯示面板和玻璃保護層做全貼合),iPhone4s也采用單玻璃全貼合的技術(shù);許多非蘋陣營的高階平板電腦,紛紛在全貼合的趨勢下,做出比iPad厚度更薄的產(chǎn)品,例如于2013年FNF(五元素/遠瀚科技)推出的ifivex3平板,便是采全貼合(10.1寸、548克、6.9mm厚)架構(gòu)。
 
  至于非蘋陣營的Windows觸控平板/電腦部份,自2013年起就紛紛采OGS的架構(gòu),至于口字貼或全貼合的作法都有,視產(chǎn)品的定位來決定。
 
  不過,由于尺寸越大(>14寸)的OGS口字貼產(chǎn)品,在手指按壓熒幕時,其玻璃保護外層會向下微曲并貼近到顯示熒幕上,造成吸附現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)類似電阻式觸控?zé)赡怀R姷呐nD環(huán)(NewtonRing,同心環(huán)繞的彩色光環(huán))現(xiàn)象,則大大影響了熒幕的光學(xué)品質(zhì)與畫面呈現(xiàn)的效果。
 
  全貼合面板的維修費用也高昂
 
  以消費者的角度來看,面對越來越多智慧型手機、平板、觸控筆電等產(chǎn)品,紛紛采用“全貼合”熒幕,能擁有較高的光穿透率、在強光下也有絕佳的可視度與對比度、具備抗磨耐損、防灰塵(甚至有些機種有防水設(shè)計),且機身更薄、觸控反應(yīng)更即時…等訴求,能夠為消費者帶來更好的使用體驗。
 
  然而全貼合面板強度比較薄弱,特別是手機的全貼合面板,是直接鑲在手機外面,不像筆電面板周遭還有A蓋硬殼保護,當(dāng)使用全貼合面板的行動裝置不小心手滑摔到地面上,尤其是熒幕直接碰撞到地面時,整片熒幕摔破的機率很大,維修時必須將整片觸控面板+外層玻璃送回手機原廠更換,所費不貲。
 
  而坊間幾乎找不到所謂“副廠”的面板零件來做更換服務(wù),頂多就是拿原廠的零件來幫消費者更換,價差也很有限。因為副廠無法獲取原廠的相關(guān)線路設(shè)計圖、調(diào)校韌體機器,或具備投資光罩切割玻璃的雄厚財力。
 
  例如HTCOne(M8),就是采用全貼合設(shè)計,若摔破的話,據(jù)悉原廠更換費用就高達新臺幣4,500元以上。相較于采用口字貼設(shè)計的HTCOneX,原廠更換費用大約只要2,500元,價差頗大。因此,消費者若選購采用全貼合設(shè)計的手機,建議一定要搭配較耐摔、耐震的保護殼來使用,以增強保護性。
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