注：此文系天堂硅谷智能制造事業部原創研究作品，作者江澈為該事業部高級投資經理
觸控模組
觸控顯示技術從最早的點陣式紅外線觸摸技術，到單點觸摸的電阻式觸屏，再到當下最為流行的多點觸摸式電容屏。目前觸控顯示屏所需要克服的技術難關主要有：更大尺寸的觸摸板、更高性能的處理器，以及柔性電子領域的運用。
觸控模組主要包含蓋板玻璃、觸控感應器、控制IC三部分。觸控感應器是電容式觸摸屏的重要電子元件，觸控感應器接收觸碰信號后，將其轉換為電信號并經FPC傳輸至觸控IC進行運算分析，從而得到觸碰點的坐標信號。
資料來源：星星科技發行股份購買資產報告書
一、觸控屏組成結構分類
目前電容式觸摸屏的組成結構主要分為Out-Cell、In-Cell和On-Cell三種類型，在TFT-LCD時代三分天下。其中Out-Cell稱為外掛式觸控，一般分為G+G、G+F和OGS三種技術；In-Cell和On-Cell合稱內嵌式觸控。
幾類技術的主要差別如下：
資料來源：藍思科技招股說明書
（1）Out-Cell
1. G+G技術
資料來源：星星科技發行股份購買資產報告書
G+G技術最早是由蘋果公司開發并應用在iPhone的第一代手機上。G+G觸控感應器位于蓋板玻璃和顯示模組中間，其結構由一塊玻璃基板支撐，ITO導電涂層分別鍍在玻璃基板兩側，由于采用玻璃基板，故透光率好，但缺點是厚度較厚，不符合智能手機“輕薄”的發展方向。
故G+G技術被替代已是目前的現狀。在中低端市場，G+F技術目前已經占據主流；在高端市場，OGS、In-Cell和On-Cell技術也逐漸占據了主要份額。
2.G+F技術
在G+F結構中，觸控感應器也位于蓋板玻璃和顯示模組中間，其結構由PET薄膜基板支撐，ITO導電涂層鍍在PET薄膜表面。而根據ITO導電涂層鍍膜位置以及導電薄膜層數不同，又可分為GFF、GF2、G1F等多種規格。以GF2為例：
資料來源：星星科技發行股份購買資產報告書
因為采用PET薄膜基板，G+F的成本在所有觸控技術中最低且厚度較G+G薄，目前透光率可以做到與G+G相近。G+F觸控技術主要占據了中低端手機的市場份額。
3.OGS技術
總體而言，G+G或G+F觸控模組的手機都是三層架構：蓋板玻璃、觸控感應器、顯示模組。而OGS技術則是做了結構上的改進，將觸控感應器嵌入在蓋板玻璃或顯示模組內，減少了一層玻璃或PET薄膜基板，因此只有“兩層”架構，進而觸控面板會變得更薄。從而能達到提高透光率、減少貼合次數、降低觸摸屏模組厚度的效果。
資料來源：星星科技發行股份購買資產報告書
4.In-Cell&On-Cell
In-Cell、On-Cell同OGS一樣，也是將觸控感應器嵌入在蓋板玻璃或顯示模組內的“兩層”架構。
In-Cell觸控技術將觸控感應線路搭載于顯示面板內部，在TFT陣列基板與彩色濾色膜之間形成的盒內部嵌入觸摸傳感器功能，能有效減少光學膠等多種材料的使用，增加透光性的同時減少顯示器件的厚度；On-Cell觸控技術將感應線路搭載于顯示面板的彩色濾光片玻璃上表面，通過在彩色濾光片和偏光片之間形成簡單的透明電極圖案嵌入觸摸屏。
由于搭載OGS、In-Cell、On-Cell觸控技術的觸控面板只有“兩層”架構，符合智能手機向“短小輕薄”的發展方向，因此在TFT-LCD時代各占據一席地位。
2015年內嵌式觸控合計為40.6%，Out-Cell的G+F占比達到了49.3%，占比最高。
在TDDI（觸控和顯示驅動器整合）芯片產品到位、面板廠加速導入的帶動下，2017年In-Cell觸控面板占整體智能手機市場的比重攀升至26.2%，On-Cell觸控面板則受惠AMOLED面板需求熱潮，2017年占整體智能手機市場的比重也提升至了26%。Out-Cell觸控面板比重卻下滑至42.8%。
In-Cell、On-Cell、OGS各有優勢，TFT-LCD時代不存在其中一種技術可以完全勝出的可能，三種貼合技術對比如下：
資料來源：《On-Cell技術與發展》
但是在OLED時代， On-Cell觸控技術有望異軍突起，主要有以下幾個原因：
1）目前OGS技術主要由蓋板玻璃廠商主導，而OLED時代觸控面板的方向是將觸控感應器直接做OLED面板中，因此蓋板玻璃廠商較TFT-LCD時代的競爭優勢降低；
2）In-Cell本身工藝難度最高，應用于OLED尚需更多技術需要突破；
3）On-Cell應用于OLED具有天然優勢，OLED不需要彩色濾光片，因此觸控模組只需嵌入在封裝玻璃之上偏光片之下即可，相比應用與TFT-LCD上技術難度反而降低；
In-Cell和On-Cell觸控技術在LCD與OLED上的應用對比如下：
資料來源：《On-Cell技術與發展》
二、貼合市場
（1） 貼合技術分類
根據貼合部位的不同主要分為零組件內部貼合及零組件間貼合。1）零組件內部的貼合：將偏光片貼在OLED之上，將彩色濾光片貼在液晶之上等；2）零組件間的貼合：G+G和G+F中的貼合主要指玻璃蓋板、觸控模組、顯示模組三者之間通過OCA或者OCR進行貼合。OGS、In-Cell和On-Cell把觸控模組與蓋板玻璃做在一起且觸控模組在玻璃蓋板下方，因此貼合主要指觸控模組與顯示模組的貼合，相比于G+G和G+F在零組件間少了1-2次貼合過程，但在零組件內部貼合工藝要求變高。
按照技術類型分類可以分為全貼合技術和非全貼合技術。若將蓋板玻璃、觸控感應器、顯示模組三者“粘貼”在一起時會有空氣層，則為非全貼合，如果沒有，就成為全貼合。空氣層的存在容易導致手機屏幕進灰，同時會產生顯示效果不佳、費電等缺點。由于G+G和G+F技術有三層“架構”，空氣層基本不可避免，盡管可以用OCA光學膠填補空氣層，但依然存在通透性不足，光線反射率增加的問題。而OGS、In-Cell、On-Cell三者技術只有兩層“架構”，采用全貼合技術時不會產生空氣層，是觸控面板未來的發展方向，也是在TFT-LCD時代高端智能手機的標準配置。
資料來源：手機中國
對于LCD和OLED來說，對貼合技術也有不同的要求，主要貼合技術如下圖所示：
（2） 貼合工藝
從貼合工藝來說，主要分為以下三個步驟：
1. 前段ITO膜處理
第一步是在基板上制作出ITO導電薄膜，主要流程為裁剪、印可剝膠、縮水、曝光、蝕刻、印刷銀漿、絕緣印刷等。
資料來源：安信證券研究中心
2. 中段ITO與PET綁定貼合
第二步是對ITO導電薄膜進行后續處理以及對ITO導電薄膜和PET面板進行綁定貼合。
ITO主要流程：將OCA貼合到ITO膜表面，以便上下電路貼合或感應器與面板貼合可以黏貼在一起；再將上下電路用對位圈CCD對位，通過貼合的滾輪粘帖在一起；其次將ACF預壓到感應器的電極頭上面；最后通過熱壓機融化ACF從而將FPC與感應器連接在一起。（此處的FPC熱壓為觸控模組段FPC熱壓，與OLED/LCD顯示模組段FPC熱壓有兩處差異，主要在于：①綁定對象不同，觸控模組段的FPC熱壓綁定對象為ITO玻璃或薄膜基板，而OLED模組段的綁定對象為OLED/LCD面板；②接入IC對象不同，觸控模組段的FPC熱壓接入對象為觸控IC，而OLED模組段接入對象為顯示驅動IC。）
PET面板的主要流程為：首先在PET面板上鍍加強面板強度的膜層；其次根據客戶要求的樣式、顏色等，在面板上鍍外觀裝飾膜；再在鍍膜完成后的PET面板上，附上透明的OCA光學膠；最后利用精密激光切割，將大片材料切割成為預訂尺寸的小片。
PET面板與ITO導電薄膜貼合后再與觸控IC連接即制成觸控感應器/觸控模組。具體流程如下
3. 后段整機全貼合流程：關注OLED引起的工藝變革
觸控感應器制備完畢后，按照G+G、G+F、OGS、In-Cell、On-Cell不同的觸控技術，將觸控模組與蓋板玻璃（OGS）進行貼合或與顯示模組（In-Cell和On-Cell）進行貼合再或者單獨成一模組（G+G與G+F）之后分別與蓋板玻璃和顯示模組進行兩次貼合，進而制成一個完整的觸控模組。
以OLED為例，其封裝流程如下所示：
資料來源：和輝光電官網
資料來源：和輝光電官網
總的來說：①OLED相比LCM，結構相差較大，因此貼合工藝也不同，要求也更高；②OLED與LCD發光原理不同，前者電流驅動，后者電壓驅動，因此顯示驅動IC不同，進而對COG綁定設備提出更高的工藝要求；③無論是On-Cell、In-Cell還是OGS，其帶來的全貼合工藝一定會成為智能手機未來的發展方向，而全貼合工藝難度相比于普通貼合工藝難度加大；④On-Cell與In-Cell，無論兩者誰將成為未來的主流觸控技術，都將促進顯示驅動IC與觸控IC兩者向合二為一方向發展，這同樣對貼合工藝提出更高要求。
三、蓋板玻璃：從2D走向2.5D再走向3D
2D玻璃逐步被替代，蓋板玻璃向彎曲化方向發展
蓋板玻璃一般位于觸控面板的頂部，主要起保護內部元器件和提升產品美觀度的作用。蓋板玻璃的形狀分為2D、2.5D和3D等，其中2D玻璃就是傳統的平面玻璃，沒有任何弧形設計；2.5D玻璃則中間是平面的，但邊緣是弧形設計；而3D玻璃無論中間還是邊緣都采用弧形設計。
智能手機廠商越來越注重舒適的手感和靈敏的觸控反應。近年來隨著手機尺寸不斷變大，原先2D設計的手機后蓋和碩大機身組合在一起的時候不僅會顯得格格不入，也會使手感缺失。因此手機廠商一般會將前后蓋設計有一點弧度，而2.5D玻璃因為有弧度的原因，開始被廠商逐漸采納。此外2.5D玻璃還具有較為美觀、硬度較高、散熱性較好等諸多優點。
3D玻璃集成了2.5D玻璃的所有優點，此外，3D玻璃還能夠與柔性OLED完美配合。
2D玻璃與3D玻璃性能比較如下：
資料來源：中國玻璃網
2.5D玻璃最先被諾基亞用作觸控面板的蓋板玻璃，其后三星不斷推陳出新，其余廠家紛紛跟進，并逐漸演化成為趨勢，而原先的2D玻璃被逐漸替代。2015年三星首次通過S6推出前3D蓋板玻璃后2.5D玻璃機身；2016年三星在S7上又首次采用雙面3D玻璃（即前3D蓋板玻璃，后3D玻璃機身），隨著未來OLED的普及，雙面3D玻璃有望成為智能手機的主流配置。
據全球工業數據與分析機構IHS統計，2015年2D、2.5D、3D玻璃的出貨量分別達到10.44億片、3.85億片、0.23億片，分別占比72.0%、26.5%、1.6%。2018年2.5D玻璃和3D玻璃的出貨量分別達到9.08億片和1.63億片，復合增速分別高達33.11%和92.08%，而2.5D玻璃和3D玻璃合計占比也從2015年的28.1%上升至2018年的51.8%，超過2D玻璃的48.2%。可見3D玻璃的市場份額正在逐漸提升。
雖然目前的3D玻璃可以實現曲面功能，但是在折疊屏幕中，3D玻璃也無法實現彎折，故目前的3D玻璃技術還無法在柔性折疊屏中得以廣泛應用。
