2014觸控面板趨勢 電容式多點(diǎn)觸控獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

由于行動(dòng)裝置的流行以及穿戴式裝置的興起,使得各廠商無不使出渾身解數(shù),推出各種等級(jí)的產(chǎn)品來吸引消費(fèi)者選購。近年來在智慧行動(dòng)裝置越來越輕薄短小、價(jià)格越平價(jià)、市場競爭越激烈的趨勢下,系統(tǒng)廠在觸控面板的選擇上也趨向選擇具備成本優(yōu)勢的解決方桉

由于行動(dòng)裝置的流行以及穿戴式裝置的興起,使得各廠商無不使出渾身解數(shù),推出各種等級(jí)的產(chǎn)品來吸引消費(fèi)者選購。近年來在智慧行動(dòng)裝置越來越輕薄短小、價(jià)格越平價(jià)、市場競爭越激烈的趨勢下,系統(tǒng)廠在觸控面板的選擇上也趨向選擇具備成本優(yōu)勢的解決方桉,來追求更高毛利;而觸控面板相關(guān)業(yè)者也提出各種成本更低、觸控效能更佳、體積更輕薄等解決方桉,來滿足系統(tǒng)廠商的需求…

觸控輸入技術(shù)早期應(yīng)用在軍事與科學(xué)領(lǐng)域,直到1980年技轉(zhuǎn)至民間之后,開啟了各式應(yīng)用,如ATM、POS機(jī)、Kiosk等等。而PC產(chǎn)業(yè)也曾嘗試導(dǎo)入觸控技術(shù),透過手指、手寫筆等輸入方式,來提升操作介面。隨后PDA、手機(jī)、掌上型游戲機(jī)等消費(fèi)性電子產(chǎn)品也紛紛採用觸控設(shè)計(jì),讓資料輸入與操控更加方便。

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更多直到2007年起蘋果率先點(diǎn)燃iPhone智慧手機(jī)市場的戰(zhàn)火,以全螢?zāi)挥|控輸入等直覺的使用者介面,締造出智慧型手機(jī)與后來iPad平板電腦市場銷售佳績。隨后Google與微軟推出全螢?zāi)挥|控介面的作業(yè)平臺(tái),并與各系統(tǒng)廠商合作,一同角逐龐大的手機(jī)、平板、筆電等市場,也改變整個(gè)IT/CE市場生態(tài)至今。

觸控產(chǎn)業(yè)紛聚焦電容式獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

由于行動(dòng)裝置具備多點(diǎn)觸控能力,使得採用電容式多點(diǎn)觸控技術(shù)的觸控面板已成為主流。在市場激烈競爭的態(tài)勢下,系統(tǒng)廠商寄望選擇具備成本優(yōu)勢的觸控面板解決方桉,以提升毛利。而面板與觸控相關(guān)業(yè)者也在近年來,透過各種合作、併購的手段,取得最新技術(shù)與專利,來加速研發(fā)出各項(xiàng)最新的應(yīng)用與解決方桉。

外掛式變嵌入式觸控技術(shù)大革新

為了降低觸控面板的生產(chǎn)成本,相關(guān)業(yè)者從早期外掛式(如GFF、GG)等作法,逐漸走入嵌入式的平面觸控面板解決方桉,包括將觸控螢?zāi)徽吓c外蓋類(如G1F、OGS),或整合與螢?zāi)活?如On-cell、In-cell或Hybrid)等作法。

此外,因應(yīng)穿戴式裝置的興起,衍生出小尺寸曲面觸控的需求;而在大尺寸部份,也有廠商推出曲面電視。在SID2014年展覽中,許多科技大廠展示了其曲面顯示技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品,包括三星、LG、Futaba(雙葉)、友達(dá)、群創(chuàng)、Sharp(夏普)、ASU、Nokia、華星光電等廠商,都有展示自家的曲面顯示技術(shù)。

目前全球觸控面板產(chǎn)業(yè),主要以投射式電容(ProjectedCapacitive;PCAP)為研發(fā)主軸,為了讓平面或曲面/可撓式面板貼合完整,觸控面板技術(shù)相關(guān)業(yè)者也紛紛導(dǎo)入許多替代材料解決方桉,以及各種其他製程方式。

除了降低成本、提升光學(xué)效能,導(dǎo)入新技術(shù)也可提升產(chǎn)品的品質(zhì),幫助廠商開拓新的藍(lán)海市場。以臺(tái)灣與大陸觸控面板產(chǎn)業(yè)為例,2014年趨勢,已朝向採用新ITO替代性方桉、On-cell嵌入式技術(shù)以及全貼合技術(shù)等三大方向來發(fā)展。

各ITO替代性材料與技術(shù)比較

ITO(氧化銦錫)的主要特性是其「電學(xué)傳導(dǎo)」和「光學(xué)透明」的組合,適合用來做觸控感應(yīng)層的材料,以開發(fā)出LCD、OLED、電漿等觸控顯示器產(chǎn)品。然因ITO材料昂貴,且ITO層較為脆弱,缺乏柔韌性,無法做出可撓式面板,加上昂貴的層沉積要求真空,因此觸控材料廠商們積極研發(fā)出ITO替代品,以提供製程成本更低、觸控效能更佳,同時(shí)具有ITO(透明、高耐用性)等優(yōu)點(diǎn)的產(chǎn)品。

據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)NanoMarkets預(yù)估,ITO替代品的市場規(guī)模,自2014年起將有爆發(fā)性的成長,未來將有超過80億美元。目前在ITO替代性方桉中,主要有SilverNanowires(奈米銀線)、MetalMesh(金屬網(wǎng)格)、PEDOT/ConductivePolymers(導(dǎo)電聚合物)、Graphene(石墨烯)、CarbonNanotubes(奈米碳管)、ITOinks(ITO油墨)等技術(shù)。

「奈米銀線」技術(shù)目前已成熟。其延展性(Flexibility)優(yōu)于ITO,色偏(Colorshift)亦比ITO低、光透率高。由Cambrios提出的專利ClearOhm材料,具備超高透光率(>98%)與每平方呎30~150歐姆的高導(dǎo)電等特性。此外Carestream、BlueNano、工研院也有這類產(chǎn)品,是市場看好的ITO替代品之一。目前應(yīng)用該技術(shù)的產(chǎn)品有:華為的Ascend、LG和聯(lián)想的AIO、GVISION的POS螢?zāi)坏取?/p>

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「金屬網(wǎng)格」技術(shù),其形狀像是將極細(xì)的金屬線組成烤肉架,做在觸控感應(yīng)器上,其優(yōu)勢在于阻抗低(小于10歐姆)、資本支出非常低、製造成本比ITO稍低、透明度比ITO佳、光透度最佳、可撓度高,加上技術(shù)成熟,因此有許多廠商加入角逐的行列,包括韓商MNTech(2012年底供貨)、Atmel的XSense(2013上半年推出,已有手機(jī)和7吋平板使用)、富士軟片(Fujifilm,2013第二季推出)、UniPixel的UniBoss(2013下半年推出),以及3M、PolyIC,此外也有大陸廠商上市。

不過「金屬網(wǎng)格」在線細(xì)化過程中,必須減少觸控感應(yīng)面積,使觸控訊號(hào)降低,讓不少觸控IC支援度降低;加上為解決眼睛看不到金屬線(須<5微米),以及金屬反射、材料氧化等問題,製程費(fèi)用也跟著提高,因此是否導(dǎo)入金屬網(wǎng)格,則必須仰賴廠商的製程技術(shù)與觸控整合技術(shù)。

至于「導(dǎo)電聚合物」則是以具備延展性佳、材料價(jià)格超低等優(yōu)勢,成為市場矚目的技術(shù)之一,其供應(yīng)商有Agfa(愛克發(fā))、Fujitsu、Molex、OjiPaper等。而「奈米碳管」技術(shù),則擁有最佳的延展性,色偏最低,材料價(jià)格亦低于ITO,亦是市場看好的ITO替代品之一,供應(yīng)廠商有Eikos、Canatu(Carbonnanobuds碳球溷合物)、SWeNT、Unidym、新奈材料等廠商,群創(chuàng)、工研院亦在推廣。

至于最新的「石墨烯」,則是當(dāng)今世上最薄、最堅(jiān)硬的奈米材料,幾乎完全透明,只吸收2.3%的光,電阻率最小(比銅或銀還低),是整體效能最佳的ITO替代性材料,然而售價(jià)也最高。目前市場有三星、Sony等大廠在推動(dòng)量產(chǎn)。

綜合以上各種ITO替代性方桉的優(yōu)勢,全球觸控面板業(yè)者在未來5年內(nèi),將會(huì)有50%的PCAP感應(yīng)層改用ITO替代品來製作。

On-cell嵌入式技術(shù)與大廠抗衡

在外掛類的觸控技術(shù)中,2012年觸控面板廠商將「單層多點(diǎn)」的圖桉技術(shù),應(yīng)用在GF1的架構(gòu)上,可省去GFF結(jié)構(gòu)的一張ITO薄膜和光學(xué)膠,降低製造成本。2013年開始有廠商將單層多點(diǎn)應(yīng)用在嵌入類領(lǐng)域,與螢?zāi)蛔稣?,推出On-cell的觸控解決方桉。由于單層多點(diǎn)On-cell觸控方桉僅需單層光罩,可讓生產(chǎn)成本更低,適合應(yīng)用在中低階智慧型手機(jī)市場。

單層多點(diǎn)On-cell觸控方桉,可改善過去採SITO圖桉之GF1技術(shù)的良率和成本,提高面板廠生產(chǎn)意愿,相較于蘋果的In-cell和三星的On-cell(AMOLED)技術(shù)都定位并應(yīng)用在高階機(jī)種產(chǎn)品,單層多點(diǎn)On-cell嵌入式觸控方桉則定位在中低階智慧型手機(jī)市場,且臺(tái)陸供應(yīng)商多能提供此方桉,因此對品牌廠商而言,可以解決採購時(shí)的單一貨源的顧慮。目前此技術(shù)已有包括Google的Nexus5、Motorola的MotoG等大廠產(chǎn)品導(dǎo)入使用,而許多大陸白牌的中低階手機(jī)也將陸續(xù)導(dǎo)入。

光學(xué)品質(zhì)再升級(jí)全貼合時(shí)代來臨

早期觸控技術(shù)是採用外掛式(結(jié)構(gòu)是外蓋+觸控層+面板層),近期紛紛導(dǎo)入外蓋嵌入式(結(jié)構(gòu)是外蓋觸控層+面板層),而在進(jìn)行層貼合時(shí),廠商利用口字貼合(edgelamination)方式,亦即透過黏貼雙面膠黏貼在四周的鐵框上,將外蓋與觸控面板固定并壓合起來。這種生產(chǎn)方式雖然成本低、良率高,但由于觸控層與面板間有空氣層,會(huì)造成光學(xué)折射現(xiàn)象,產(chǎn)生光學(xué)效果降低、對比較為模煳、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低等缺點(diǎn)。

為改善上述狀況,廠商開始推出全貼合(fulllamination)作法,利用光學(xué)膠將以上各層緊密貼合,不留空隙;少了空氣層,可提升光學(xué)校果、對比清晰、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較佳等優(yōu)勢。如今觸控相關(guān)業(yè)者在5吋以下小尺寸的全貼合技術(shù)已經(jīng)成熟,良率也高,且生產(chǎn)成本只比傳統(tǒng)口字貼合多約15%~20%而已。

因應(yīng)全貼合時(shí)代的來臨,許多一線品牌大廠甚至大陸品牌廠商的主流與高階手機(jī),紛紛導(dǎo)入全貼合技術(shù)。未來將有更多廠商在其手機(jī)、平板、筆電、AIO等產(chǎn)品導(dǎo)入全貼合技術(shù),以增加產(chǎn)品高品質(zhì)形象與市場賣點(diǎn)。

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