投射式電容觸控面板的產(chǎn)量,隨智能型手機與平板電腦的成長而在近幾年大幅增加,但受到參與觸控面板產(chǎn)業(yè)的廠商激增,導(dǎo)致產(chǎn)能過剩問題一直未能解決;再者,制程的改進、良率的提升與關(guān)鍵零組件價格降低等影響,使投射式電容觸控面板的平均單價(ASP)快速下跌,投射式電容觸控面板的產(chǎn)業(yè)整體獲利能力也隨之大幅下滑,部分公司甚至出現(xiàn)虧損的窘境。
中低價移動裝置將成為觸控面板廠新的角力戰(zhàn)場。智能型手機與平板裝置平價高規(guī)發(fā)展日益火熱,為迎合此一趨勢,觸控面板廠無不積極尋求新的導(dǎo)電薄膜材料并簡化設(shè)計結(jié)構(gòu),以打造成本更低的投射式電容觸控解決方案。
由于智能型手機市場的飽和,高價的智能型手機在成熟市場的買氣不如預(yù)期,唯新興市場的中低價智能型手機仍維持一定的成長動能,尤其中國大陸在1000人民幣左右的智能型手機,已然成為國際大廠極大的壓力來源。平板電腦在2012年掀起低價風(fēng)潮后,于2013年趨勢更甚,7.8英寸以下的199美元平板電腦已成為市場的主流產(chǎn)品。
總的來說,由于終端市場未來幾年的競爭加劇,無論是智能型手機還是平板電腦,在銷售價格的部分必然下滑。智能型手機或平板電腦廠商在設(shè)計一款新產(chǎn)品時,會先鎖定目標客群以相對應(yīng)的銷售價格,而屬于高材料成本的核心元件的觸控面板,便無法幸免于終端產(chǎn)品平均單價下滑的沖擊,迫使觸控面板廠商開發(fā)更具價格競爭力的低價觸控面板。
另一方面,智能型手機廠商為提高產(chǎn)品差異化,不斷追求研發(fā)更輕薄且提供更多附加功能的手機,這也使得持續(xù)投入中高階產(chǎn)品觸控面板廠的研發(fā)能量不斷。
因應(yīng)市場需求觸控面板研發(fā)分路而行
當今適用在高階產(chǎn)品的觸控面板,在性能上大致被要求具備輕薄、優(yōu)異的大尺寸與光學(xué)表現(xiàn)、可撓可折疊屏幕、窄邊框,以及筆(Digitizer)或懸?。℉overing)等附加功能;適用在低價產(chǎn)品的觸控面板,其研發(fā)方向則集中在降低更多的成本,如單層感測器技術(shù)、塑膠保護罩、制程的精簡、低檢驗標準、更便宜的感測器材料(non-ITO)與標準化,以達到提高良率或減少成本的效果,取得更高的價格優(yōu)勢(圖1)。
圖1高低階觸控面板研發(fā)面向
掌握手機生產(chǎn)/供應(yīng)大陸市場成動向指標
如上述,隨成熟市場智能型手機市場趨于飽和,各大智能型手機廠商開始專注于開發(fā)新興市場低價智能型手機市場。低價智能型手機的主要生產(chǎn)供應(yīng)與其市場在中國大陸,因此中國大陸智能型手機市場的動向攸關(guān)整個觸控面板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
目前中國大陸的智能型手機使用投射式電容觸控面板的市場,以“手機的尺寸”與“市場銷售價格”這兩個因素來分析(圖2),可發(fā)現(xiàn)幾點有趣的趨勢:
圖2智能型手機屏幕尺寸與觸控面板類型的關(guān)聯(lián)
1.單層感測器且支持一或二點觸控,多適用在4.3英寸以下與600元人民幣左右的低價智能型手機,投射式電容觸控面板的結(jié)構(gòu)多以GF1或GG1為主。
2.單層感測器且支持五點觸控,多適用在4.5英寸屏幕,600.1,000元人民幣的智能型手機,投射式電容觸控面板的結(jié)構(gòu)多以GF1、GG1及G1為主。
3.雙層感測器且支持十點觸控,多適用在4.6英寸屏幕,價格在800元人民幣以上的智能型手機,GF1、GG、GFF、G2(OGS)、On-cell與In-cell等多種投射式電容觸控面板的結(jié)構(gòu)在此領(lǐng)域呈現(xiàn)混戰(zhàn),為投射式電容觸控面板產(chǎn)業(yè)逐鹿中原的領(lǐng)域。
拜訪多家中國的智能型手機、觸控面板及觸控面板控制芯片廠商,了解到目前的智能型手機市場,由人民幣1,000元以下、擁有單層感測器且支持二或五點觸控的GF1取得絕對的競爭優(yōu)勢,擁有相當高的市占率。
但人民幣1,000元以上的智能型手機,采用5英寸屏幕的比例越來越多,中國大陸智能型手機廠商對適用在此領(lǐng)域的觸控面板有以下幾點需求,值得我們特別留意(圖3)。
圖3低階智能型手機觸控面板結(jié)構(gòu)變化
1.為了提供絕佳的手握手感,5英寸以上的觸控面板開始重視單邊2.5毫米(mm)以下的窄邊框設(shè)計。
2.由于屏幕尺寸的放大,對觸控筆的需求也同時增加,如觸控面板無電磁感應(yīng)(EMR)的情況下提供2.5或2.0.以下的被動式觸控筆的話,會獲得非常大的反響。
3.智能型手機為貼身裝置,不僅會在寒冷的環(huán)境中使用,更應(yīng)用于記錄自行車等戶外運動數(shù)據(jù),這使得手套觸控的需求漸受重視。
4.輕薄是中國大陸智能型手機廠商開發(fā)新機種時的重點,須要盡可能采用更薄的保護玻璃、感測器及光學(xué)貼合膠(OCA),以減少整體觸控面板模組的厚度。
5.為了實現(xiàn)更薄的整機厚度與優(yōu)異的光學(xué)特性,全貼合(DirectBonding)逐漸成為5英寸以上智能型手機的標準規(guī)格(圖4)。
圖4觸控面板正朝向窄邊框、觸控筆、手套觸控與全貼合設(shè)計。
SlimGFF與SlimGG將重返光榮
雙玻璃(GG)與雙薄膜(GFF)可謂投射式電容觸控面板的開山鼻祖,曾擁有約70%的智能型手機市占率,但自三星(Samsung)全力支持自家的主動式矩陣有機發(fā)光二極體(AMOLED)On-cell、蘋果(Apple)從iPhone5開始改用In-cell、低價智能型手機開始采用單層感測器的GF1后,便使得GG與GFF的市占率大幅下滑。
眾所周知,GG雖然在窄邊框、生產(chǎn)性、良率、強度以及價格上擁有較好的優(yōu)勢,但在智能型手機朝向大尺寸且輕薄方向發(fā)展之際,GG因其“厚、重”而逐漸失去原有的市場。
另一方面,GFF雖然在生產(chǎn)彈性(多樣小量生產(chǎn))、開發(fā)時間、設(shè)備投資規(guī)模以及良率上擁有較明顯的優(yōu)勢,但由于需要二張ITOFilm與二層貼合,導(dǎo)致光學(xué)效果不佳,且若使用印刷方式制作走線,則無法滿足窄邊框的要求,因此在高階市場逐漸失去其魅力;而低階智能型手機市場開始改采使用單層感測器的GF1結(jié)構(gòu)方案,GFF亦失去此市場。
觸控面板與材料供應(yīng)商為扭轉(zhuǎn)頹勢,朝減少厚度的方向進行材料與制程的研發(fā),提出SlimGFF與SlimGG結(jié)構(gòu)的投射式電容觸控面板(圖5)。SlimGFF將過去厚100微米(μm)的ITOFilm減薄至50微米的水準,如貼合層的厚度不變,不包含保護玻璃的厚度則可從原先的325微米減少到225微米,厚度減少30.8%。SlimGG則將達400微米的ITOGlass經(jīng)化學(xué)或物理減薄制程,減少到200微米的水準,不包含保護玻璃的厚度可減少42.1%。
圖5更輕薄的SlimGFF與GG
既有的GFF與GG減薄之后,保有原先的競爭優(yōu)勢,又彌補其在厚度與重量上缺點,更在光學(xué)效果上更上一層樓,加強整體產(chǎn)品競爭力。如SlimGFF短期能解決SlimITOFilm的生產(chǎn)良率與產(chǎn)能問題,而SlimGG解決減薄ITOGlass額外追加的成本與良率,預(yù)期可在市場上獲得一定程度的歡迎。
自三星在高階采AMOLED面板的智能型手機導(dǎo)入On-cell,以及蘋果從iPhone5開始棄GG采用In-cell以來,In-cell與On-cell的發(fā)展一直是觸控面板產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點。
In-cell與On-cell來勢洶洶
目前面板廠商可量產(chǎn)供應(yīng)In-cell的公司有日本顯示器(JDI)、樂金顯示(LGDisplay)及夏普(Sharp)三家公司,而On-cell則有友達電子、群創(chuàng)光電、瀚宇彩晶、中華映管、京東方及天馬,三星顯示(SamsungDisplay)仍在開發(fā)階段。
In-cell的發(fā)展主要來自蘋果,其三家供應(yīng)商--日本顯示器、樂金顯示及夏普的產(chǎn)能也都集中供應(yīng)蘋果。但2012年起,日本顯示器開始向索尼(Sony)、宏達、泛泰(Pantech)、華為以及Google供應(yīng)與蘋果不同結(jié)構(gòu)的In-cell“PixelEyes”,并計劃在2014年集中擴大中國大陸市場。而LGDisplay將在今年下半年開始供應(yīng)自容方式的投射式電容In-cell“AIT(AdvancedInCellTouch)”給非蘋果客戶,預(yù)計在未來中高階市場In-cell的出貨量將大幅增加。
On-cell方面,除了三星的高階機種皆采用AMOLEDOn-cell,是AMOLEDOn-cell最大的支持者之外,自2013年開始陸續(xù)有眾多液晶顯示器(LCD)廠商開始量產(chǎn)LCDOn-cell,但目前LCDOn-cell除中華映管供應(yīng)雙層感測器十點觸控的產(chǎn)品之外,大多數(shù)LCD面板廠商所供應(yīng)的是采單層感測器五點觸控的產(chǎn)品,使得被定位為適用在中低階智能型手機產(chǎn)品的產(chǎn)品,導(dǎo)致在中低階市場面臨與低價的GF1競爭,無法取得預(yù)期的成果(圖6)。
圖6LCDOn-cell面板的優(yōu)缺點
大部分智能型手機廠商至今無法大力支持LCDOn-cell的原因,除價格問題之外,仍對干擾、穩(wěn)定且彈性的供應(yīng)鏈有著較大的疑慮,因此如供應(yīng)鏈能消除這些終端客戶的顧慮,相信未來LCDOn-cell在觸控面板獲得一定的市占。
良率/供應(yīng)鏈未成熟ITO替代材料瓶頸待破
目前觸控感測器的材料絕大部分都使用銦錫氧化物(IndiumTinOxide,ITO),但由于銦屬于稀土類,長期以來在能否穩(wěn)定供應(yīng)與價格上存在著非常大的疑慮,另外隨著投射式電容觸控面板的應(yīng)用產(chǎn)品逐漸朝向大尺寸應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展,使得采用ITO為導(dǎo)電材料的薄膜感測器(GFF與GF2)陣營,面臨因阻抗偏高問題而無法有效切入大尺寸市場的窘境,因此觸控面板相關(guān)產(chǎn)業(yè)正急于覓尋可以取代ITO的替代導(dǎo)電材料。
目前可替代ITO且已量產(chǎn)的導(dǎo)電材料有銀與銅兩種材料(圖7),使用銀材料的有銀納米線(AgNanowire)、鹵化銀(AgHalide)與銀金屬網(wǎng)格(AgMesh)等,而使用銅材料的有銅金屬網(wǎng)格(CuMesh)。目前投入銀納米線的公司有宸鴻科技(TPK)、樂金電子(LGE)、明興光電(UniDisplay)等,鹵化銀以富士軟片(Fujifilm)為代表,銀金屬網(wǎng)格的則有歐菲光與LGInnotek,銅金屬網(wǎng)格為LGInnotek等。
圖7每一種薄膜導(dǎo)電材料的功能特色
盡管覓尋ITO替代導(dǎo)電材料勢在必行,綜上所述,也有多家廠商投入這項研發(fā)。但無論何種ITO替代材料,目前皆面臨良率偏低、光學(xué)效果不佳(摩爾紋)、氧化及供應(yīng)鏈不成熟的問題,而與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相當成熟的ITO陣營相比,仍亟需在生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)制程以及材料上不斷進行改善。
總的來看,雖說ITO替代材料的市場是可預(yù)期的,但想在短期內(nèi)替代ITO仍屬不易,需要長期的投資與發(fā)展。