黑科技：柔性觸控屏到底是咋實現的？ [複製鏈接]

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電梯直達

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發表於 2016-11-27 14:20:33 |只看該作者 |倒序瀏覽

從三星Galaxy Edge系列旗艦的熱賣到各種曲屏手環和電視的相繼問世，無疑曲屏技術近年來受到了消費者和產業界普遍的重視和追捧。未來隨著固定曲率曲屏技術的不斷發展和完善，能實現任意彎折的柔性觸控屏必將成為一個重要的發展方向。25日，在第13屆國際觸摸屏與顯示技術發展論壇上，來自深圳歐菲光科技的觸控研發副總經理黃漢鋒站在產業鏈的角度，圍繞柔性顯示、柔性觸控、柔性蓋板和柔性貼合四個關鍵要素對柔性觸控屏做了詳細的介紹。

柔性顯示
對於LCD液晶顯示來說，通常由液晶負責控制顯示灰度，三原色濾光片控制顯示顏色，這就要求它們必須一一對應才能顯示正常。而如果用LCD液晶面板來做曲屏，內周長與外周長就會出現不相等，原來一一對應的液晶和濾光片就會出現位置偏差，從而導致色彩失真，此外還會引起漏光、暗屏重影及雪花等一些列問題。因此，對於曲屏來說，以AMOLED為代表的OLED顯示技術幾乎就成了不二之選。
黃漢鋒表示，目前三星無論在專利、產能、良率和技術積累等方面都是無可爭議的AMOLED霸主，其2014年底開始量產的第六代AMOLED面板現在已經可以做到每月5萬片的產量，並且良率可以達到60%。其次是LG，但LG此前一直主攻的方向是大屏的曲面電視，目前隨著小屏AMOLED的趨勢日漸明顯，LG也正在加快中小尺寸柔性屏幕的佈局，其產量目前雖不及三星，但良率也可以達到60%以上。最新發佈的小米Note 2就是采用的LG的柔性AMOLED屏。此外，日本的JDI和夏普（已經被鴻海收購），以及臺灣的友達，國內的京東方、柔宇等一眾屏幕廠商也都在加快佈局自己的AMOLED技術，AMOLED取代LCD已經是大勢所趨。
柔性觸控
觸控方面，ITO（錫氧化銦）透明導電薄膜由於透光性好、厚度低、硬度和導電性優秀、制作工藝成熟等諸多原因，成為了非曲面LCD和OLED等顯示屏幕最重要的觸控層材料。然而，由於ITO本身是一種脆性材料，不適合做大曲率甚至可隨意彎折的柔性觸控層，而且造價和成本高昂，目前大約占到整個觸控屏幕產業上遊材料部分30%-40%的成本，又使用了“銦”這種儲量有限的稀有金屬，因此隨著曲面和柔性時代的到來，大有被取代的態勢。
黃漢鋒表示，目前對ITO材質最主要的替代品有：石墨烯、碳納米管、納米銀和金屬網格等。其中石墨烯和碳納米管從材料本身的特性來說是ITO非常好的替代者。但是石墨烯目前仍處於研發階段，距離量產還有很遠的距離。納米碳管工業化量產技術尚未完善，其制成的薄膜產品在導電性也不及ITO。因此從技術與市場化的角度來說，金屬網格與納米銀技術將是近幾年發展的主角。其中金屬網格技術目前已經在一些PC顯示市場應用了。
這裡說的金屬網格技術是使用銀、銅等金屬導電材料或者氧化物在PET等薄膜基板上壓制所形成的導電金屬網。其主要優勢是原料成本低和可繞折性好，但是由於良率、產量和高線寬高像素下引起的莫瑞幹涉波紋問題，因此更適合應用在分辨率不高、相對遠距離使用的臺式一體機、筆記本電腦和電視等產品上。
納米銀技術是指將納米銀墨水材料塗抹在PET或者玻璃基板上，然後利用鐳射光刻技術，刻畫制成具有納米級別的銀線導電網絡。其主要優勢是良率高、線寬小、導電性好和耐繞折，缺點是成本高。而且相比於金屬網格，納米銀材質具有較小的曲率半徑，且在彎曲時的電阻變化率小，再加上線寬的原因，因此更適合在手機、智能手表和手環等高分辨率的近距離場景中使用。
“綜合比較的話，我認為目前納米銀比金屬網格更具有優勢。”黃漢鋒說。
柔性蓋板
為了要做到可隨意彎折，除了解決柔性顯示和柔性觸控之外，最後也是最關鍵的部分就是柔性蓋板和貼合了。但是由於本身堅硬易碎的特性，玻璃蓋板在柔性領域卻不是最好的選擇。
黃漢鋒表示，相比玻璃，高表面硬度和高透光率的PET和PI（聚酰亞胺）材質才是更好的選擇，但目前PET和PI也存在許多待解的問題。一方面是它們不耐高溫且透光率差：PET和PI在不太高的環境溫度下就會出現部分熔融和性狀改變的問題，而且相比玻璃也沒有很好的透光性。
其次是難以在硬度和繞折性上達到一個平衡。黃漢鋒表示，如果要達到一定硬度要求，就要塗佈硬化層，但是塗佈硬化層之後，經過反復繞折，這個硬化層就會出現龜裂，硬度降低的問題。因此，如何在這兩者之間達到平衡是目前一個最大的瓶頸。
相比需要進一步發展的柔性蓋板，目前曲屏手機必備的3D玻璃蓋板的發展前景則非常好。
有資料顯示，2018年或將成為3D玻璃蓋板的爆發年，預計到2020年前後，3D玻璃蓋板的手機滲透率將超過50%，並且隨著3D玻璃蓋板加工工藝的成熟，單價的下降，普及率會進一步地提高，預計未來的市場規模將達到190億元以上。
黃漢鋒表示，目前常見的1R（單一弧度彎折）和2R蓋板制作工藝已經基本成熟，基本都是通過熱彎技術來實現一個彎曲的效果，區別主要在硬化層的塗佈方面。但是良率是一個待解問題，基本上隻有30%，而且短期內看不到很大的提升空間。未來如果要做4R的話，良率會更低。因此良率是蓋板制造方面亟須解決的問題之一。
柔性貼合
蓋板選定之後就是貼合，即把蓋板和下面的觸控、顯示層整合在一起形成一個完整的模組。目前常見的方式有滾輪式和真空貼合兩種：其中滾輪的效率高，需要滾壓被貼物。而真空式的效率相對較低，不過不需要滾壓被貼物，也就不容易造成被貼物的損傷。
黃漢鋒表示，如果曲率大的話，就隻能選擇真空貼合。不過，對於未來有可能出現的4R貼合，由於其特殊的4邊彎折特性，因此即便采用了真空方式也很難避免在弧度大的地方出現褶皺和氣泡。目前業內有采用定制的擠壓氣囊或者塑膠件的方式來緩解這一問題，但並沒有完全解決。因此在多曲面和高曲率的貼合工藝上業界也依然有進步的空間。
黃漢鋒坦言：“從供應鏈的角度來說，隨意繞折的柔性屏幕要真正實現量產化，還需要幾年的時間，同時也需要上下遊的供應鏈來共同攻克相關的技術難題。”
對於未來的發展，黃漢鋒認為各模塊的融合將是大勢所趨。他說：“LCD液晶顯示的Incell技術中，將ITO觸控薄膜與液晶層融合到了一起，這就是一個很好的整合。現在指紋模組是獨立的，未來也可以和觸控整合在一起。我認為未來將出現一個功能模塊間相互整合和進步的過程。”