柔性On-Cell AMOLED触控传感器的演进

关键结论

虽然Y-OCTA会占用内部蚀刻线产能，但其优势已经使三星显示器确定将这种结构应用于更轻薄、简洁的柔性AMOLED显示屏。

面板制造商将会需要在TFT端集成更多的传感器和电路，而触控传感器和基于显示器的指纹传感有望在不久的将来走向市场。

柔性On-Cell AMOLED自2017年以来一直是三星旗舰智能手机的一项关键性差别优势。

在韩国Tangjeong的A3 Gen 6工厂，三星显示器开始基于薄膜封装生产柔性AMOLED面板，使用聚酰亚胺取代玻璃基板。

在2017年，刚性（玻璃）和柔性技术被分别用于Galaxy S7和S7 Edge，但Galaxy S8和Note 8仅采用了柔性技术。

与刚性技术类似，柔性AMOLED显示屏也采用On-Cell触控传感器，但从传感器性能、传感器图案化产能、供应链、显示器的结构堆栈和未来集成等方面看，柔性显示器的结构更为复杂。

AMOLED触控传感器结构

AMOLED是自发光显示，所以它不需要背光和彩色滤光片，刚性AMOLED仅需一片上玻璃对TFT背板封装。由于上玻璃相当单纯，这对图案化的触控传感器来说是理想的位置。

三星显示器主要采用在封装玻璃之上、偏光片之下的单面ITO（SITO）图案化（带有起绝缘作用的桥接和跳线）。单层多点图案化也适用于入门和中档机型，但随着显示器尺寸的增加，三星显示器已经很少采用。

面板厂商如友达与和辉已将SITO图案化大量用于智能手机OLED面板。三星显示器不会在自己的光刻生产线上生产刚性On-Cell触控传感器。这项工作外包给Dongwoo、和鑫和华映，从而使其将生产线保留给更有利可图的面板工艺流程。On-Cell触控传感器供应商应该在5.5代或6代工厂进行传感器图案化，以便与三星显示器的A2（5.5代）生产线相匹配。

在2015年，三星发布其旗舰机型（Galaxy S6 Edge），就是采用了基于柔性AMOLED外挂触控技术。三星显示器将SITO薄膜业务外包给ALPS和Dongwoo。这种SITO薄膜被层压在盖板玻璃和AMOLED显示屏偏振片之间（GF SITO）。然而，这种SITO薄膜的产量很差，因为薄膜的基板比玻璃的刚性差，在复杂的桥接过程中容易导致废品。在2016年，三星显示器决定把SITO薄膜放在偏振片之下，并尝试采用其他材料，如银纳米线。

将传感器放置在偏光片之下有助于提高光学性能。因此，柔性AMOLED显示屏制造商从GF SITO转向基于薄膜的On-Cell触控传感器（或AP1S，三星显示器的营销术语，但在业内并非惯例），而三星在Galaxy S7 Edge、S8 Plus、Note 8中采用了AP1S。类似于刚性技术，AP1S不使用三星显示器的内部光刻生产线，因为SITO薄膜可以外包。

AP1S是过渡性技术，因为对于更薄的柔性AMOLED而言并非最优选项。在2016年，Y-OCTA（三星的营销术语是YOUM On-Cell触控AMOLED）做为先进的柔性AMOLED显示器技术被提出来。Y-OCTA移除了薄膜基材，让触控电路直接图案化在薄膜封装层之上。Y-OCTA使AMOLED显示器更薄，但它采用面板内部光刻生产线。如果三星显示器放弃目前的外包策略，这将会利弊参半。

采用Y-OCTA的原因

三星显示器不能像GF SITO和AP1S那样外包Y-OCTA传感器成像，因为它是柔性AMOLED生产的中间步骤。外包将给三星显示器或传感器制造商面临带来生产率和责任问题。三星显示器已决定在高端机型上采用Y-OCAT来代替AP1S，这意味着让Y-OCTA占用生产线肯定是经过考量的。

智能手机外形因素的目前趋势构成了转向Y-OCAT的原因之一。高宽比为18:9的显示器要求既薄又窄的外形，特别是对柔性AMOLED更是如此。Y-OCTA消除了ITO薄膜的基板（约50µm或以上）。

生产线内的光刻工艺可直接将触控传感器（钛/铝/钛）的图案化于薄膜封装（TFE）层上，它先以一层很薄的树脂进行涂布，使得表面保持平整。至于触控传感器引线与显示器画素导线集成在一起后，透过COP（芯片在塑胶基板）的方式与芯片相连。

COP缩短了底边，但将来若是采用TDDI更可以简化整个显示模块的系统装配。成本节省包括COF的FPC以及ITO薄膜基板。金属材料的触控传感器线路也比基于ITO更易于弯曲。

它可以被应用到未来的In-Cell结构中，其中阴极或阳极被做为触控传感器来图案化。Y-OCTA采用光刻生产线进行图案化，但是也降低了复合良率。因此，就需要更多的产能准备，也需要一些时间才能成熟。三星显示器正在考虑让L7-1工厂扩大2018年Y-OCT产能。目前，只有5.8英寸 Galaxy S8采用Y-OCTA。

Y-OCTA需求激增

Y-OCTA是更为集成化的OLED元件，并且采用面板制造商的内部光刻生产线。外包的触控传感器，无论是刚性（On-Cell）或柔性（AP1S），都可以让这些生产线空余出来留给具有更大价值和利润的显示器工艺。

因此，除了三星显示器这个特例，面板厂商都还没有采用类似于Y-OCTA的方法。京东方（成都）采用的是AP1S；其ITO薄膜供应商是Dongwoo。在三星显示器方面，只有5.8寸Galaxy S8采用Y-OCTA，而2017年的Galaxy S8 +（6.2英寸）和Note 8仍然采用AP1S 。

但采用Y-OCTA已成为未来三星显示器的政策和策略。这里有两个原因。首先，高度紧凑的元件整合带来价值与技术门槛。其次，三星显示器拥有旧一代工厂。它可以出售（给Truly）或用于其他目的。

例如，这些设备可用于Y-OCTA传感器或转移到三星 LSI、三星电机用于面板级扇出型封装（FO-PLP），从而使这个与部门能够于台湾的竞争对手台积电来竞争。

从2018年开始，在柔性AMOLED中AP1S与Y-OCTA之比例将取决于以下因素：

从2018开始，三星旗舰机型所用的三星显示器是否完全从AP1S转向Y-OCTA

三星显示器是否将Y-OCTA仅仅保留给三星，并将AP1S保留给中国智能手机品牌

京东方的成都工厂可以多么快速地大量生产AP1S柔性AMOLED面板

LG显示器将采用哪种新结构（AP1S + TFE或阻绝薄膜的触控传感器）

在2018–2020年，三星显示器肯定会增加采用Y-OCTA，Y-OCTA出货量虽然增加，但是Y-OCTA在显示器市场的份额可能会降低，这是由于其他面板制造商会采用AP1S或其他类似的方法。

从Y-OCTA 到In-cell

IHS Markit预测，In-Cell触控解决方案将依然被智能手机采用，而On-Cell AMOLED柔性需要更成熟才行。AMOLED没有Vcom模块，而阴极和阳极可以取而代之。

此外，FHD和WQHD分辨率可采用分时共享方法。更进一步，In-Cell触控可以使显示器达到最薄。

虽然玻璃切割和设备的世代线对于生产大型显示器很重要，但智能手机显示器更集中在TFT半导体方面的突破。这就是为什么面板制造商将会需要在TFT端集成更多的传感器和电路，而触控传感器和基于显示器的指纹传感有望在不久的将来走向市场。

来源：IHS科技