觸控面板表面蓋板用塑膠基材發展趨勢

 

刊登日期:2014/8/19
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玻璃或塑膠表面蓋板?
表面蓋板或稱保護玻璃(Cover Lens),是電容式觸控面板的關鍵元件,也是人機接觸之第一道界面,其位置是觸控面板最外層、最靠近手指端之保護玻璃板(圖一)。表面蓋板通常是以強化玻璃基板(0.4~0.5 mm)為基材,在上層經過抗反射(AR)、抗眩(AG)、抗指紋或抗污(AF或AS)等加工處理;下層部分則以網印製程製做邊框遮蔽層(俗稱黑框、白框以及彩色框等),最後製得之成品可與觸控感測器(Touch Sensors)貼合而完成—觸控面板。一個簡易玻璃式蓋板的製程與成品可以參考圖一與圖二。


圖一、玻璃基表面蓋板成品圖(a)NB用;(b)手機用;(c)基本結構示意圖

目前市售表面蓋板是以康寧大猩猩玻璃(Gorilla)為主之玻璃基材為主流產品,市佔率高達9成以上,其次則為旭硝子的Dragontrail玻璃。然而,為了因應未來觸控面板之輕量化、薄型、大面積化與立體化(泛指可撓曲與2.5D以上立體化)之技術精進與消費端需求,日系廠商(如日本合成、Gunze、DNP、新日鐵、JSR等)正極力開發可取代玻璃之光學膜做為新基材(表一),目前表面硬度都可達7~9H,這使高階電容式觸控面板用之塑膠表面蓋板(Plastic Cover Lens)變成未來可能之新技術與關鍵材料。若純以技術面而言,有幾個原因促使玻璃基板需要塑料化:(1)為了輕量與耐衝擊,現行強化玻璃有重量偏高與耐衝擊性不足的難題。高透光的玻璃基板擁有高硬度、高剛性,雖能有效抵抗擠壓而造成的變形,但在高速地摔擊後,所引發的破裂損壞情形十分普遍。相形之下,塑膠材料的耐衝擊性與耐摔擊性更優,不易造成蓋板破裂。(2)為了減薄與立體化,亦即OGS(One Glass Solution)觸控面板正朝向OPS(One Plastic Solution)觸控技術轉進。OGS或OPS的目的在於將觸控面板傳感器(X-Y排列之ITO圖案層)全部整合在一片表面蓋板上,以便減少使用一片玻璃或塑膠基板,達到減薄之目的。

塑膠蓋板基材基本結構
目前各廠所開發的塑膠表面蓋板基材結構規格不一,大部分都是在高透光高分子基板上塗上一層硬化層來補強硬度。以台廠穎台科技所公開之基本結構示意圖(圖三)為例,其為一PMMA/PC共擠出板,之後在兩側塗上一層硬化層(Hard Coating),該結構體擁有不錯之透光度與表面硬度,產品出廠時會進一步在上下層各貼上一層透明以及有顏色之霧面保護膜。


圖三、穎台科技之PMMA/PC系塑膠表面蓋板基材結構示意圖

塑膠蓋板基材特性分析
基於不同層板結構與材料所衍生之特性差異,各家所開發之塑膠表面蓋板將會有所不同。表一係經過搜集各家資訊所整理之市售可替代玻璃之高分子光學膜商品特性分析表,表中顯示只有日系光學膜廠有能力做到極接近玻璃的特性,但目前價格尚不具有吸引力。若以基本特性來衡量塑膠基材,則有以下的基本要求:
(2) 需有高穿透度與低霧度來強化視覺效果
觸控面板需有高穿透度與低霧度才能使影像不失真、不模糊地傳送至人眼中。表一中各家廠商所開發的光學膜穿透度均超過90%以及低霧度(≤0.5%),因此基本上與玻璃接近……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文。

作者:吳清茂 、林思吟/工研院材化所
本文節錄自「工業材料雜誌332期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=17013


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