觸控面板貼合用光學膠簡介(上)

刊登日期:2014/9/1
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蔡東璋

前言
觸控方式的人機介面大眾化普及應用自2007年崛起,多頭氣氛走了8年有餘,時至今日持續緩步成長,觸控話題方興未艾(圖一)。這幾年來,因電腦、通訊設備與消費電子之3C產品導入觸控後,引發台、日、中、韓廠商競相投入,然2013下半年起隨各家生產技術成熟與原材料單價走低,相關產業鏈陷入過度廝殺的紅海困境,預料未來將有一波波產業整併與觸控結構簡化的潮流,廠商著眼於經濟規模的戰略思維以求立足並站穩產業駭浪。

就TPM組成材料而言,若將其大部拆解則可分成CG、觸控感測片、印刷電路軟板(含觸控IC等元件) (Flexible Print Circuit Assembly;FPCA)和OCA光學膠(見圖二)。OCA平均佔TPM整機5~10%的材料成本(BOM Cost),分別用於「感測片與CG間(泛稱OCA1)」、「感測片間(泛稱 OCA2)」及「TPM與顯示模組(如: LCD, OLED等)間(泛稱 OCA3)」的三道貼合製程(圖三)。貼合的概念看似簡單,但實作上生產良率不易達標,常是各家TPM製造商競爭力差異所在,一般業界單道貼合的量產良率(Mass Production Yield)約在 80~95% 遊走。片狀的 OCA膠概分為膠厚 125μm 以下的薄膠,和 125μm 以上的厚膠;一般原則下,薄膠用於 OCA1、OCA2 兩道大氣滾壓貼合,OCA3厚膠則是將 TPM與顯示器兩個硬物進行真空面壓貼合。當然,某些情況厚、薄膠的定義是模糊的,端看使用者的生產設備及被貼物件的軟、硬條件來區分。


圖二、觸控面板結構

OCA 高透、純淨、無異物的特性,不影響最終觸控顯示模組(Touch Display Module;TDM)成品之可視性及色調再現性,在 TPM 或 TDM 組裝過程中不產生貼合氣泡,成品於製程中及出貨後不會因高溫/濕或 UV 曝露…等環境應力下產生黃化(Yellowness)、各層材料剝離(Peeling 或 Debonding)的不良。綜合以上,OCA 可說是觸控面板的關鍵原物料,亦值得我們好好去認識和了解。

市售OCA規格及其供應商
表一所列為業界 OCA 的泛用規格:①.外觀透明、無色不在話下,另有多種厚度依需求供使用者選擇,常見膠度為 50、100 和 175μm,且撕除外層離型保膜(Release Film;RF)的力道需適當匹配,以避免撕離時拉膠問題,貼合後的單位尺寸接著力(Adhesion)不論對玻璃還是PET(聚對苯二甲酸乙二酯)基材至少需10N;②光學上的需求,皆要求九成以上的穿透率(Transmittance)和 1%以下的白濁度(Haze),也被要求無雙折射效應(Birefringence Effect),即光透過膠體時沒有位相差(Zero Retardation)產生,OCA折射率約1.5左右與CG玻璃相近,因此減少了界面反射的光損失;③介電值維持有機化合物的本性約在 3~5之間,其構成的迴路阻抗(Sensor Impedance)亦為眾多觸控控制器(Touch Controller IC)所認可的推力區間,當然也必須是絕緣體才不致屏蔽掉(Shielding)觸控的驅動(Tx)與感知(Rx)訊號傳遞;最後,④ OCA必須耐受得住熱源和溼氣等可靠度測試(RA Test)條件,膠材配方設計成阻水或高度透水,使水氣不會侷限(Trap)在膠體中,就能保持TPM成品清澈、無白霧的外觀,同時也要---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

相關閱讀:觸控面板貼合用光學膠簡介(下)

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