1.3 觸控顯示產業鏈概況

觸控顯示技術的發展涉及整個產業鏈，整個產業鏈橫跨近20個次產業。觸控顯示技術的發展與觸控顯示產品的升級依賴產業鏈上下游的工藝創新和材料突破。

1.觸控顯示產業鏈

觸控顯示產業鏈的結構如圖1-21所示。上游為玻璃基板、ITO靶材、膠材等原材料，中游為觸控屏、蓋板、觸控芯片等元件與材料的加工，加工完成的觸控模組與LCD等顯示模組組合，進入下游模組生產，制作出觸控顯示模組。觸控顯示模組是將顯示屏與觸控屏直接貼合成為一體，進入下游應用于各類電子終端產品。從觸控顯示模組的成本結構來看，其中，保護玻璃成本占比33%，ITO PET薄膜成本占比24%，觸控芯片成本占比13%，軟板、光學透明膠、銀漿分別占比8%、6%、3%，其他成本占比13%。觸控顯示產業還包括指紋識別、攝像頭等延伸產業，各類產品均是在觸控屏的生產基礎上進一步深加工的成果。

2.觸控顯示產業的材料技術

觸控顯示技術的發展得益于觸控材料的發展。每種觸控顯示技術都需要特定的結構和特定要求的材料。觸控材料分為電極材料和非電極材料。電極材料主要用于實現觸摸信號感測。非電極材料主要包括蓋板材料和貼合膠。

電極材料是觸控屏最為核心的材料，需要具備高導電率和高透光率。目前，觸控電極材料主要有ITO、碳納米管、石墨烯、銀納米線、金屬網格等。ITO的延展性差，在低應變（2%～3%）作用下就會破裂。形成的微縫在多次彎曲后會進一步變大，顯著地惡化薄膜的電導率，使得ITO不適用于柔性觸控產品。碳納米管材料的電導率較為出色，但基于碳納米管透明導電薄膜的光電性能仍然難以滿足觸控屏的需求。目前，制備出高質量的大面積單層石墨烯仍然比較困難。盡管金屬網格的光電性能超過ITO的光電性能，但其制備成本較高。金屬納米線保持了納米金屬網格優異的光電特性，同時又可以采用與卷對卷兼容的溶液法進行低成本制備。表1-4對ITO、碳納米管、石墨烯、導電聚合物、金屬網格和銀納米線在導電性、透光性、彎曲性、材料成本、制造成本、穩定性、摩爾紋等方面進行了總結和比較。

蓋板主要起保護觸控屏的作用，一般分為玻璃蓋板和塑料蓋板兩種。對蓋板的性能要求包括：①抗磨損，不易劃傷；②抗沖擊強度高，不易碎裂；③防油污、水霧和抗指紋污染；④透光率高、反射率低、眩光小；⑤表面光滑、粗糙度低；⑥厚度輕薄。蓋板材料經歷了塑膠、玻璃、陶瓷等發展路徑。塑料板最大的缺點是不耐刮，而陶瓷材料加工工藝較為復雜，所以玻璃是常用的蓋板材料。玻璃蓋板分為三種材料系列：硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣硅玻璃和堿鋁硅酸鹽玻璃。其中受到重點關注的堿鋁硅酸鹽玻璃又分為高鋁硅酸鹽玻璃、低鋁硅酸鹽玻璃、中鋁硅酸鹽玻璃。高鋁硅酸鹽玻璃具有高硬度、抗劃傷、高韌性等優點，是智能設備觸控屏的首選蓋板材料。

光學透明膠是貼合膠的一種，具有高透光率、低霧度、高黏性、耐老化等優點。光學透明膠的主要成分為環氧樹脂、丙烯酸酯、有機硅等。在顯示器件中，光學透明膠能夠黏結組裝各模塊、各功能層，在彌補段差的同時控制層間距離。光學透明膠能夠吸收一定的應力，使器件受力更加均勻，增強器件的抗沖擊能力。觸控屏和顯示屏的疊構中有多處需要用到光學透明膠，包括觸控模塊內的黏結、觸控屏與顯示屏之間的黏結等。光學透明膠分為OCA和OCR兩類。OCA通常指光學透明膠膜材，分為橡膠型、丙烯酸型、有機硅型。目前已推出的觸控屏手機，包括折疊手機，皆使用OCA光學透明膠膜。OCR是光學透明樹脂，又稱液態光學透明膠，基于液體的流平性，其彌補段差的能力比OCA光學透明膠膜強，但難以準確控制被黏結層間的距離。OCA、OCR需要根據不同的應用需求進行選擇，如被黏結材料的厚度、間距精確度、被黏結材料的平整度、被黏結材料是否為ITO/PC/PMMA等。

3.觸控顯示產業的工藝技術

觸控顯示產業鏈涉及的工藝非常多，如綁定、SMT、注塑等。這些工藝的任意一個環節的創新突破都可能帶來觸控顯示技術的發展。根據觸控屏主要部件材料加工工藝的區別，大致分為蓋板的加工工藝技術、觸控感測電極的制作工藝技術、觸控屏和顯示屏的貼合技術。

1）蓋板的加工工藝技術

蓋板的形態經歷了2D—2.5D—3D的一個發展過程，主要源于蓋板的生產工藝的不斷突破，從蓋板2D到2.5D的進化，蓋板在手持時更加符合人體工程學，握感更舒適，主要是在原有的2D蓋板基礎上加入了立臥研磨及2.5D拋光兩道工藝。而從2.5D到3D蓋板的創新，給觸控顯示技術提供了更加炫酷的瀑布屏，側面觸控的演進，而實現這些的根本在于在3D蓋板工藝流程中加入了3D熱彎工藝及對應的移印噴涂工藝。

2D蓋板工藝流程：開料—CNC雕刻—研磨—拋光—強化—超聲波清洗—絲網印刷—AF鍍膜。

2.5D蓋板工藝流程：開料—CNC雕刻—立臥磨—2.5D拋光—強化—超聲波清洗—絲網印刷—AF鍍膜。

3D蓋板工藝流程：開料—CNC雕刻—3D熱彎—3D拋光—強化—超聲波清洗移印噴涂—AF鍍膜。

2）觸控感測電極的制作工藝技術

觸控感測電極作為觸控屏的功能件，它的生產工藝主要包括如下兩個步驟。

（1）成膜工藝，即在傳感器的基材上（主要是PET/玻璃）形成導電薄膜。形成導電薄膜的方式主要有兩種，一種為涂布，主要針對的材料為銀納米線薄膜；另外一種是以ITO導電薄膜為代表的磁控濺射。

（2）圖形化。由于觸控屏的感測電極需要對導電電極進行圖形化，圖形化的方式通常是光刻工藝，早期基于相對低階的產品也出現過如激光鐳射工藝。

3）觸控屏和顯示屏的貼合技術

在觸控顯示產業鏈當中，需要將觸控屏和顯示屏整合一體化，這個整合的工藝主要是貼合工藝。除了觸控屏與顯示屏的貼合，還有蓋板與觸控屏的貼合，以及感測電極膜層之間的貼合。貼合工藝的發展帶來顯示效果的提升。如早期觸控屏和顯示屏的貼合工藝主要采用框貼，即用口子型雙面膠將顯示屏與觸控屏黏結在一起，框貼后觸控屏與顯示屏中間存在一個較大的空氣間隙，一方面因存在較大反射使顯示屏的亮度較低，另一方面容易進入灰塵影響顯示效果。全貼合采用高透光率的光學膠進行整面貼合，可以提升顯示亮度，提升可靠性。全貼合又可以分為OCA光學透明膠貼合和OCR（UV膠）貼合兩種方式。OCA貼合具有高黏性、高透過性（＞90%）、高耐候性（抗UV）等特點，非常適用于小尺寸的觸控顯示貼合。由于早期OCR貼合的透過性不高，但工藝相對簡單，因此其主要應用于觸控屏和顯示屏成本較高的中大尺寸貼合。隨著高透過性OCR被開發出來，OCR貼合將是一個更好的貼合方式。