柔器件需匹配高硬柔性光学薄膜
柔性显示器件是指一类使用柔性基板,可以制造成超薄、超大、可弯曲的显示器件或显示技术,目前主要指的AMOLED柔性显示屏。柔性显示屏作为玻璃显示屏的替代品,具备耐冲击、可弯曲、轻量便携、节能环保等特性更适用于便携式或可穿戴式消费电子产品。受益于“柔韧性”和“灵活性”的特点,薄膜触控技术在柔性AMOLED应用上最具优势。高硬柔性盖板光学薄膜,将成为取代刚性盖板玻璃的最佳柔性匹配主角。
近年来,全球柔性显示市场一直保持快速增长,IHS“柔性显示技术和市场预测报告”指出,柔性显示市场在2023年将达677亿美元,约占整个平板显示市场的20%,柔性显示的利润也将从2016年的200万美元增长至413亿美元。
目前,显示触屏多用ITO材料。但随着柔性市场规模的不断扩大,人们对柔性显示的要求也将越来越高。一方面ITO材料脆性高,已不能满足人们对柔性显示器的要求;另一方面,ITO所用到的铟元素,是不可再生元素,未来必将出现资源紧缺。因此急需寻找可完美替代ITO的新材料。
纳米银透明导电薄膜的透明性及导电性都优于ITO材料,并且具有ITO在柔性领域所不具备的特性,因此,纳米银导电膜被认为目前柔性显示触控屏中可完美替代ITO的材料,广泛应用于触摸屏、液晶显示等领域。
纳米银导电膜是当前量产最柔的纳米导电材料,被认为目前取代ITO的最佳柔性材料”。 虽然“产业化”才刚起步,但是依据其几乎完全透明、极高的导电率、表面电阻可调,适应于大中小尺寸的全覆盖,采用湿法卷对卷工艺生产,超强的导电性和柔韧性、超轻薄等优势,使产业界迅速嗅到了纳米银导电膜在柔性显示领域的应用潜力。目前纳米导电膜处柔性器件在批量应用产业链最关键材料之一,TPK, 三星、LG、3M、东丽等龙头企业纷纷投入大量资金在此布局。
柔性OLED对整合触控技术方案对比
薄膜触控技术在柔性AMOLED应用上最具优势。目前主要有COP和PET两种方案,其中以三星为代表的面板厂主推COP方案,将触控薄膜贴附在封装薄膜之上、偏光片之下,三星称之为Oncell,但从结构上看仍属于外挂式方案。其优势在于可有效改善彩虹纹、pattern可视化等光学效果,但成本相对较高。传统触控厂则采用PET Film方案,由于多年的积累,技术已趋于成熟,并且成本较低。同时为了对抗面板厂,传统触厂间通过加强战略合作,快速形成技术、客户、资金等方面优势资源互补,来进一步提升核心竞争力,如蓝思+NISSHA、欧菲+TPK等。
对于Oncell技术,由于蚀刻制程会对OLED封装薄膜造成损伤,生产良率很低,三星也仅在其部分机型上少量应用。随着技术瓶颈的突破和生产工艺的改善,预计未来Oncell仍会成为柔性AMOLED最具优势的解决方案。主要原因:1)柔性OLED模组本身不存在减薄需求,Incell相较于Oncell无明显优势,且Incell本身工艺难度最高,低良率必然带来成本上涨。2)Oncell方案较film方案,在轻薄化和透光率方面更具竞争优势。3)面板厂商更愿意将触控感应器直接做AMOLED面板中,提升附加值并赚取更高的利润。
鉴于以上分析,目前柔性显示器件,京东方,天马,维信诺,三星,LGD,均已实现了柔性显示器件的实物演示,接下来就是如何做成具有触控功能的器件。
在博鳌亚洲论坛2018年年会上,维信诺总裁张德强指出:“柔性OLED显示技术的发展更好地实现了人工智能、移动互联等新技术应用中不同场景的搭建,以及进行人机交互等体验的融合,为终端应用新业态打开了想象力之门。
柔性器件呼之欲出高硬柔性盖板光学薄膜
就目前来看,柔性面板成为是制约柔性器件的关键材料,柔性面板材料的到来,意味着柔性显示器件量产的开始。因为目前柔性显示,柔性触控都有相关材料来匹配,如AMOLED显示,纳米银柔性触控薄膜。一旦高硬度柔性盖板光学薄膜材料得到突破,柔性AMOLED器件在市场上逐渐趋向主流化会在未来几年内发生。
可挠手机和互动柔性大屏为了要做到可随意弯折以及卷曲(方便随身携带),在解决柔性显示和柔性触控模块之后,是最关键的部分就是柔性盖板及其贴合。但是由于玻璃本身坚硬易碎的特性,玻璃盖板虽在2D,2.5D,3D曲屏盖板有一定优势外,在柔性盖板领域却不是最好的选择。柔性盖板急需新材料来填补空白。
相对玻璃而言,高表面硬度高韧性高透光率的PET或CPI或COP材质都很有可能成为柔性塑料盖板选用的材料!但他们都需要表面涂层来提高硬度,但目前市场上的销售PET也存在许多待解的问题。一方面是它们耐高温时容易翘曲影响使用和量产良率低且雾度高:相比之下玻璃透光率要高些,另一方面,硬度低,普遍在2-3H之间徘徊,不适合柔性盖板使用。CPI由于目前未批量生产,价格昂贵,目前市面上主要以PET材质为主,COP薄膜市场上也难寻其踪迹。
PET等塑料薄膜材料要在柔性器件中得到使用,难点在高硬度和绕折性上达到一个完美平衡。如果要达到一定高硬度要求,目前工艺就要涂布较厚的硬化层,一般涂布干膜厚度要达到40UM—60UM,可达到玻璃面板相应的硬度,硬度虽然增加了,但是涂布硬化层之后,经过反复绕折,这个硬化层就会出现开裂,显然涂层脆性增大了,如果减薄涂层厚度,就有表面硬度降低的问题。因此,如何在这两者之间达到平衡是柔性盖板材料的最大瓶颈。只要技术瓶颈突破了,柔性器件将迎来爆发式增长。
随着柔性AMOLED生产线的量产或者扩产,越来越多的手机厂商将会采用柔性AMOLED面板,ITO导电膜在柔性器件中逐渐退出主流触控历史舞台,柔性纳米银导电膜将在柔性手机触控市场占据主流,高硬柔性盖板将功不可没。
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