原创专栏-手机报

打不死的小强GFF电容屏

李星 2014-12-12 09:29
GFF电容屏 OGS 阅读(1954)
导语OGS产品在玻璃进行强化后,还需要进行其它的破坏性加工,或要通过其它高温制程,都会造成强度有一定程度下降,要加工成同样的强度电容屏产品,玻璃厚度至少要增加0.15~0.2mm以上,才能勉强达到。

2011年到2012年间,信息不对称和触控IC技术的滞后,中国大陆的电容屏行业经历了从GG结构转到GFF结构,GFF结构短缺时间内又从GFF结构回到GG结构的反复。

然而,还没等大家设备调试好,2012年底新的IC技术出来后,GG结构电容屏市场需求出现雪崩。

在三星大量真实订单的冲击下,自从2012年底开始,GFF结构的电容屏全面在行业重新应用推广开来,当年重金投资GG结构电容屏的企业,要么彻底封存了GG工艺的生产线,要么转向OGS结构电容屏,作为外设辅助工具,转战中大尺寸电脑应用市场。

智能手机的普及速度加快,让电容屏很快成为继显示屏后的大宗采购手机配件。在巨额的交易金额面前,还没有行业标准能够完全诠释这个功能器件,到底需要满足什么样的物理参数,才能让最终用户在使用时体验舒畅,成为了各方争议的焦点。

这些争议的背后,除了利益原因驱使之外,也不妨碍某些人为了获取眼球,故意制造杂音,干扰行业健康发展。

主流电容屏技术都是什么工艺流程?

目前市场上主要的电容屏技术,无非GFF、OGS、In\On-Cell三大类。

其中GFF结构电容屏跟最早普及的GG结构电容屏一样,采用市场上的通用材料和设备,截取了线路板生产工艺中的一段工序进行制作。

由于材料和设备的通用性强,工艺成熟度高,熟练员工多,所以普及速度很快。

OGS结构电容屏的生产工艺,更像是盖板玻璃加工工艺与半导体显示器的线路加工工艺叠加在一起,将在GFF电容屏的盖板与功能片分开加工的短工艺流程,变成了盖板与功能片加工顺序执行的冗长的工艺流程。

绵长的工艺流程让OGS在良率上,除了设备投资保证外,对员工的技术要求、工厂工艺成熟度的依赖都很高。

目前市面上的In\On-Cell结构电容屏在生产工艺上其实跟OGS结构电容屏没什么两样,只不过on-cell结构电容显示屏在工艺流程上,把盖板与功能片加工顺序执行的长工艺流程,变成了显示器与功能片顺序加工,再加上盖板的并行加工的工艺流程。

谁在黑GFF?

GFF结构电容屏在2013年快速侵占市场份额,在中国大陆市场占有率最高的时候,达到了77%。做为竞品的OGS、In\On-Cell结构电容显示屏在宣传自己产品的时候,便经常会编排出一些GFF的“缺点”来对比。

甚至有些仰仗GFF结构电容屏在市场上的成功推广,研发取代GFF结构电容屏里的ITOPET导电膜的材料商们,也能从“专家”那找到“确凿”论据来批评GFF结构电容屏的“不足”。

下面就来看一下有哪些GFF的“不足”。

透过率低?

很多人在黑GFF时,都会拿透过率来说事。按照“笨小孩”理论,眼睛跟物体之间的介质层数越多,透过率越低。

实际情况是怎样呢,根据昆山日久新能源应用材料有限公司总工程师吕敬波在客户端测试后发现,GFF、OGS、In\On-Cell三大类结构电容显示屏的透过率都能超过90%,并没有像很多人宣称的那样,GFF的透过率要比后面两类电容屏透过率低。

吕敬波对比了这些产品后发现,GFF结构电容屏强度和韧性方面比另两类要好,能用更薄的盖板,做更彻底的光学增透处理,可以在透过率上追平OGS和In\On-Cell结构电容显示屏。

即使是在同样厚度的盖板玻璃情况下,GFF结构电容屏的透过率也仅比OGS和In\On-Cell结构电容显示屏低1~2%,只有用专业的光学测量设备才能区别开来,在超过90%透过率下,人眼的视觉是很难分辨出1、2个点的透过率差异。

做不了超薄?

同样按照“笨小孩”理论,GFF结构电容屏加上全贴合光学胶有六层材料,肯定比加上全贴合光学胶仅二层材料的OGS和In\On-Cell结构电容显示屏要厚,从而断定GFF做不了超薄。

事实上,根据吕敬波对三大类产品测量后发现,产品在满足客户同样强度的条件下,GFF可以用更薄一个级别的盖板。

如采用昆山日久0.023mm基材厚度ITOPET导电膜制作功能层,两层功能层加两层光学胶层的厚度不到0.15mm。

OGS产品在玻璃进行强化后,还需要进行其它的破坏性加工,或要通过其它高温制程,都会造成强度有一定程度下降,要加工成同样的强度电容屏产品,玻璃厚度至少要增加0.15~0.2mm以上,才能勉强达到。

在测试中还发现,In\On-Cell结构电容显示屏如果设计成窄边框,同样需要加厚盖板或光学胶来保证强度,在超薄方面的优势也不是那么明显。

做不了窄边框?

OGS和In\On-Cell结构电容显示屏由于采用的是半导体加工工艺,在方阻控制上有着较大的优势,可以把显示屏边框尽可能的压缩到材料的物理极限,容易实现窄边框视觉效果。

传统的GFF结构电容屏使用的ITOPET导电膜材料的方阻比较高,IC支持能力也有限,需要在边框上留出一定的尺寸来布置方阻低,透过率低的走线区,限制了GFF结构电容屏把边框做窄。

据吕敬波介绍,从2013年底开始,在PET基材上进行ITO镀膜的工艺不断改进,昆山日久在2014年初成功开发出方阻在60欧姆的ITOPET导电膜材料,再配合触控IC芯片技术的突破,昆山日久的客户从2014年第二季度开始,已经成功量产左右两边无边框的GFF结构电容屏在市场上销售。

铟稀缺?

得益于触控行业对ITO导电膜的需求日益增长,越来越多的人希望能找到成本比ITO更低的材料来进行替代。

想要取代一个东西,踩着它上位,寻找或制造出一个“弱点”来攻击对方是最有效的方法。

由于中国大陆近年来在稀土资源上实行控制以来,因铟的储量有限,少数西方国家为了所谓的“产业安全”、“国家安全”,大肆炒作重金属“铟”对电子消费品的作用。

这种炒作很快被行业搬到ITO导电膜与替代品的竞争台面上。

根据昆山日久吕敬波的实际测量结果表明,生产一万平方米的ITO膜,折算出来,铟的消耗量仅1.46千克(ITOfilm中ITO导电层的厚度仅仅18nm)。

统计数量显示目前全球手机触摸屏用的ITO膜每月为300万平方米左右,也就是说,全球手机触摸屏上铟的用量为450千克左右。

2014年全球铟的月平均产能超过1.5万吨,铟的产能对ITO导电膜在触摸屏行业的应用,影响极小,在未来二十年内,“铟”都不是一个很稀缺的商品。

铟价格高?

铟的市场价格约5000元/公斤,理论上,基础材料要比其它金属网格和碳素材料贵,所以铟的价格也被竞品当作另外一个“不足”来对比。

实际上,根据昆山日久吕敬波分析,ITO导电膜和其它导电膜产品,仅仅是导电层的材料有巨别,但导电层材料在整个导电膜的成本里面占不到二成。

相反,为了达到同样的阻值或更低的阻值,金属网格工艺中,金属层的微米级厚度远远高于只镀几百埃厚度的ITO,如果计算生产流转过程的工艺损耗,仅仅工装治具粘附掉的材料,就比ITO材料多了不知多少倍。

目前成功量产的纳米银金属网格产品里,基础材料银的价格也要4000元/公斤,加上纳米级的制备成本,相对低的良率,在成本上,目前还无法与ITO导电膜抗衡。

纳米银丝工艺也同样存在这个问题,并且跟金属网格产品一样,导电材料紊乱的分布在侦测面,应用在小尺寸的手机产品上线性功能达不到要求。

至于碳元素纳米材料,要在跟ITO导电膜相同的基材上制作导电层,也是在不到二成的导电层材料成本里做文章。

碳元素纳米导电材料另外还有一块更大的工艺成本,也跟纳米材料的纳米级制备成本一样,一直被人所忽视,其中包括制备过程中需要高真空及400℃高温的电力成本,需要高纯金属衬底的材料成本,以及处理在制备和化学反应清洗掉这些金属衬底材料的环保成本。

ITO导电膜含有不能再生的矿物质铟,寻找替代材料肯定是未来的发展方向。

但是仅靠目前的工业方法,还很难有可行的生产方式,除非能有综合成本更低廉的生物获取方法,制备出均匀、纯净又不容易被生物降解的导电材料来。

未来几年七成市场仍是GFF

目前大陆市场上OGS、In\On-Cell触摸显示屏产品越来越多,开始让行业积极反思GFF结构电容屏的未来发展。

为此星哥也曾与多方业内人士交流,得出的结论是:未来两到三年,大陆手机触摸屏市场七成产品仍是GFF结构,GFF结构电容屏的霸主地位难以撼动。

首先OGS结构电容屏虽然解决了产能与良率问题,由于售后的原因,使用OGS电容屏的手机产品还不太敢在线下进行大量销售,只能在售后服务处理时间回旋余地大的电商品牌上使用。

其次另外一竞品In\On-Cell触摸显示屏,由于一定要采用全贴合技术才能得到相对稳定的使用效果,结构特性使得同样规格产品的成本,In\On-Cell触摸显示屏比GFF结构电容屏显示屏产品高出10到15美金。

现在市场上75%的手机销售价格在千元以下,并且价格仍在下探中,10到15美金成本优势对一部不到千元的手机来说是非常致命的。即使同样的售价,10到15美金成本完全可以再造出其它的“杀手”级产品优势。

星哥也从In\On-Cell触摸显示屏的厂商那了解到,In\On-Cell触摸显示屏的产能爬坡也至少要两年,还需要培养相应的售后调试工程师队伍来服务客户,触控IC的产能也要能配合得上,这些都不是短时间内能完成的。

GFF结构电容屏生命力远比你想象的坚强,生产GFF结构电容屏产品的企业未雨绸缪是没错,杞人忧天就没必要了。

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