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触控屏幕技术逐个数 哪个会脱颖而出?

2020-08-01 21:25:37  来源:聚合资讯网

      iPhone带动的触控热潮让全球手机使用者迅速接受了这种崭新的人机互动介面。在距离第一代iPhone问世的7年后,2012年苹果再度以iPhone 5为触控市场带来了革新。采用In-Cell内嵌式触控技术的iPhone 5由于减少了一片玻璃,厚度较上一代的iPhone 4S削减35%,其更轻薄的设计再度为智慧型手机奠定了全新设计标竿,并因而挑起了触控模组大厂大举投入单片玻璃解决方案(OGS)的热潮。

      自苹果将触控体验导入iPhone和iPad后,过去几年来,触控技术在电子消费产品市场中掀起了应用革命。自2009年至今,触控萤幕的市场平均成长速度均高于30%,同时,随着产品不断推陈出新,触控技术也持续获得突破。

      在轻薄趋势带动下,投射式电容和内嵌式触控技术如OGS、On-cell、In-Cell逐渐崭露头角,触控体验也从手机和平板不停向外延伸,扩展到笔记型电脑、All-in-one PC和其他中大尺寸领域,为未来的消费应用开启了更广阔的应用前景。

      

      主流触控技术的发展现况。(资料来源:英特尔、Display Week 2013)

      触控技术市场趋势

      回顾触控面板的发展历程,自2011年以来出现了几次重大转折。智慧手机快速普及速度促使厂商必须加快研发脚步,中高阶智慧手机的平价化也提升了品牌业者对低成本触控面板的需求。

      在一支智慧手机中,触控面板占成本比重约为8%~12%;在平板装置中更占据30%~40%,加上中高阶手机高度同质化的结果,萤幕解析度和性能也成为手机厂商追求差异化的重点所在,因而激发了触控面板模组厂商积极开发OGS技术,以抓住新兴平价智慧手机的商机。

      依触控面板结构区分,目前市场上有内嵌式和外挂式(Out-cell)两种主流架构。内嵌式架构即In-cell和On-cell;外挂式则包含了从电阻式到目前已成为主流、具备多点触控功能的投射电容式技术在内,制作架构上更已经从传统的两片式玻璃(GG)或是玻璃薄膜(GFF)式转向单片玻璃的OGS。

      内嵌式触控技术由于减少了一层触控玻璃,因此能较传统外挂式触控面板更加轻薄,成本更低。In-cell技术的感测线路是直接位于显示面板内部,而On-cell技术的感测线路则是做在显示面板的彩色滤光片上或AMOLED的封装玻璃表面。

      目前On-cell技术主要应用在AMOLED面板产品上,而In-cell虽然存在着成本、良率和LCD驱动时的杂讯干扰问题,但却已获苹果和Sony智慧手机采用。不过,In-cell触控技术的生产门槛相当高,且均掌握在面板厂手中,加上仍面临制程良率挑战,现阶段大多应用在4寸左右的智慧手机中,距离全面普及仍有一段距离。

      然而,由于苹果是率先采用In-cell技术的公司,此举对触控技术产业链带来了巨大冲击。鉴于苹果对中高阶智慧手机市场的庞大影响力,尽管在In-cell技术仍面临良率挑战情况下,业界仍然看好该技术在未来小尺寸手机中的发展前景。NPD DisplaySearch统计,2012年In-cell触控面板占手机面板出货比重为7.3%,但今年该数字可望倍数成长来到13.7%,而过去用于iPhone的GG DITO (单片玻璃双层线路结构)技术所占比重则会从10.3%下降到0.6%。

      在内嵌式技术之外,目前许多模组厂关注的OGS技术也预计将在未来的触控市场中扮演关键角色。OGS是为了满足消费者对终端装置轻薄化需求而发展出的一种解决方案,它将感测线路基板与表面玻璃整合,直接将感应线路制作在表面玻璃上,不仅减少一片玻璃基板的使用量,也能减少一道贴合制程,与GG技术相比厚度约可减少0.4毫米,成本亦能大幅压低。

      事实上,自2013年起,触控市场便在轻薄趋势带动下出现明显变化。原先占30%以上市场的GG方案逐渐被单片玻璃的OGS方案所取代,加上来势汹汹的内嵌式In-cell技术,带动了触控萤幕企业开始调整生产策略,加入研发OGS电容式触控萤幕的行列。

      不过,OGS的发展也并非一帆风顺。最初,OGS触技方案在可携式行动装置领域的成果并不如预期,最主要原因便是出在其保护玻璃的强度不足以满足手机这类需要时常移动的产品需求。但OGS的另一项优势在于它能够满足大尺寸应用的需求。在触控领域中,面板尺寸愈大成本愈高,且阻抗也随之增高,传统GG架构的两片玻璃也导致整体面板方案过于厚重,因而让单片玻璃的OGS方案备受期待,许多市场分析师都认为OGS在未来的笔电和All-in-one PC应用中将大放异彩。

      最佳尺寸/成本制衡方案

      单纯就触控介面市场来看,目前在消费市场中的触控技术都已经是电容式的天下,而各项技术的主要差异关键都在触控感测线路结构。由于触控面板尺寸愈大成本愈高,据NPD DisplaySearch调查,10寸以上的笔电用触控面板在不含全贴合情况下成本至少40~70美元起跳,加上Win 8对触控规格制定了更严苛的规范,都拉高了供应商的入门门槛。

      但从供应链、制程、灵敏度、规格、厚度、重量与成本的综合考量角度来看,OGS是目前最能够在性能/成本方面达到平衡的触控面板解决方案。对触控模组供应商来说,OGS的大片制程(sheet type)对其表面玻璃加工和二次强化能力都带来了更大考验,因而设备、材料和制程的整合度都与他们能否顺利让OGS模组导入大尺寸应用息息相关。目前笔电的触控感应线路结构是以SITO蚀刻方式的OGS为主,2012年出货比重约占78%,预估2013年将提升到84%。

      在面对即将来临的高速成长之际,OGS技术目前还面临另一个挑战,即如何打入14寸甚至更大尺寸的笔电及All-in-one PC市场。成本依然是新兴触控技术的最大门槛。在笔电市场中,14与15寸约占总笔电出货量70%,因此能否顺利拿下此一区块市场便成了OGS扩展的最关键因素。

      长期来看,内嵌式触控技术在突破良率问题之后,在高阶手机领域将获得长足进展,但目前内嵌式触控技术仍然掌握在大厂手中,而众多触控模组厂投入的OGS方案前进脚步显然更加快速。截至目前为止,许多中高阶手机业者都不介意OGS方案的结构强度问题,在其高阶产品中采用了OGS触控面板,包括诺基亚(Nokia)、Sony和HTC等,同时Google和HTC的平板电脑也已开始采用OGS触控面板。此外,大陆的、中兴、联想、金立等智慧手机品牌业者也都采用OGS面板。

      着眼于单片式触控方案的庞大发展潜力,目前台系、韩系和大陆业者都大力投入研发。台系厂商包括宸鸿、胜华、达鸿等触控模组大厂,以及友达、群创及和鑫等业者;韩国厂商则三星(Samsung)旗下子公司Samsung Fiberopcs、Melfas、LG innotek;大陆包括欧菲光和信利在内的业者动作也相当积极而快速。

      在终端产品的轻薄和高解析需求带动下,电阻式触控技术在消费市场迅速萎缩,投射式电容成为了最受瞩目的主力技术。无论是内嵌式的In-cell或On-cell,抑或是OGS都是以薄型化和轻量化为诉求,且所有厂商的目标都在朝中大尺寸方向发展。目前内嵌式技术仍受限于技术,主要应用集中在4寸及以下的手机上;传统GG架构正逐渐被OGS和其他触控面板技术取代,加上OGS技术可支援至13寸及更大尺寸的笔电产品,未来这几种主流触控技术的发展都相当值得期待。

      单片玻璃触控解决方案厂商发展现况。

      

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