OLED與觸控戀曲2017(下)

 

刊登日期:2017/1/16
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蔡東璋

自2007年起算,觸控面板業發展將近10年,目前公認的觸控-顯示面板( Touch-Display Module;TDM )撘配的架構可見圖十三。就如觸控-LCD模組的發展脈絡,觸控和 OLED兩個部件間的合作可約略回溯至 2010年,當時觸控和 OLED經各自的產線製程,一路完成模組半成品,再以貼合工藝將兩片面板組立在一起,此即是眾人習知的外掛式觸控顯示器,期間以諾基亞公司( Nokia )的 C6-01 智慧手機為代表。接著像宿命般地,內嵌式觸控- OLED迅速由Samsung開發並導入市場,2011年世界行動通訊大會( Mobile World Congress;MWC )上展演的 Galaxy S2 標誌了此一里程碑。

三星在 2011年申請了專利並發表圖十四之On-cell OLED (又名OCTA)產品,2011~2014年 九成以上的 OCTA 產出便獨家用於三星的Galaxy系列智慧手機與Phonelet (手機平板),也因為 Galaxy 強勢品牌、高市佔率而帶動了 OCTA 的出貨量逐年攀升。該疊構由下而上依序為:LTPS玻璃(321)上有 OLED電流驅動 TFT 元件和 RGB 三色有機發光層等;為了增加可靠度,需以封裝玻璃( 322 )阻隔水氣、保護有機層和半導體元件;外貼偏光片(330),可用來降低外界反射光;最後,視窗玻璃( 350 )透過光學膠( 340 )與 OLED面板全面性貼合在一起( Optical Bonding )。為了避免Touch Sensor吃掉廠內顯示器舊線的產能,三星選擇向華映( CTP )、瀚彩(HannsTouch)等供應商外購作好 Touch Senosr 的 Encap 玻璃,再回到廠內執行 OLED 封裝作業,最後連同 Cover Glass 透過全貼合( Optical Bonding )完成 On-cell OLED 成品出貨。
     

圖十四、三星主導開發的On-cell OLED
圖十四、三星主導開發的On-cell OLED

當然,現行 OCTA 的製程僅適用於硬式(Rigid)基板的 OLED ( 或稱Rigid OLED ),往後過渡到可撓式基材( Flexible Substrate )之OLED ( 或稱Flexible OLED )時,須考量 PI、Metal Foil等軟性基材的耐溫和作業性皆不如玻璃硬板,因此勢必換成其他構造,如2013年的LG G Flex香蕉彎的智慧機或者 2015年上市的 Samsung Galaxy S6 Edge又回到外掛式觸控的懷抱(圖十五(a))。惟今年上市的 Galaxy S7 Edge,觸控 Sensor層已被移到 Polarizer下方,若按過往約定俗成的定義,其可謂全球第一支 On-cell Flexible OLED (圖十五(b))。同時,上述4支代表性的機型整理於圖十六。

圖十五、可撓式OLED之觸控主流
圖十五、可撓式OLED之觸控主流(a) 外掛式;(b) 內嵌式: On-cell;(c) 內嵌式: On-cell (Sensor與Polarizer或Encap.層整併)


圖十六、Touch-OLED模組代表性產品
圖十六、Touch-OLED模組代表性產品

其實,從三星 S7 Edge 機種架構上的進化,可窺探出三星將 Touch Sensor 納入自製( In-house ) Flexible OLED的製程工序( Process Route )以降低觸控模組外購成本,並可掌握相關生產良率訣竅( Know-how )。另一方面,其更深層的戰略就是為未來圖十五(c)的真實 On-cell Flexible OLED 作準備,筆者個人大膽預測,若 Touch Sensor可成功整併到 Polarizer 或 Encapsulation層,則該材料結構還可驗證用於 Rigid OLED 以將 Encap.玻璃抽換成更薄的觸控膜材,最終實現萬用型的 OLED On-cell技術( Universal OCTA;UOCTA )。

觸控 OLED模組薄化的迫切性比 LCD陣營還強烈,因為「比 LCD薄」這事兒可是 OLED業者在市場銷售上強調的重點之ㄧ,故可理解對 OLED而言,Touch Sensor 內嵌不僅是技術宣示,更是面子之爭。簡言之,對 OLED來說,內嵌式觸控“是必要”而“不是需要”。從產品的演進亦可嗅出端倪,Rigid OLED自2010年上市,僅僅不過1年的時間便迅速切換到 On-cell且一直沿用至今。同時,圖十七分別標註了Rigid OLED和Flexible OLED觸控架構的演化過程。接著,筆者進一步描述圖十七結構⑤真實 On-cell OLED 的開發市況。如圖十八,目前至少有四種技術正在研發,為的就是達成真實 On-cell Flexible OLED如下---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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