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内嵌式触控面板将成选择主流

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摘要:内嵌式触控面板将成选择主流

内嵌式触控面板将大行其道。相较于外挂式薄膜触控,In-Cell及On-Cell等内嵌式触控面板不仅效能更佳,且可满足产品轻薄和低成本设计要求,已快速被智慧型手机、平板及笔电制造商采用,待其供货量增多且价格下滑后,渗透率势将更形扩大。

内嵌式触控面板因具有轻薄、透光度佳及简化供应链等优点,其发展一直备受关注。继苹果(Apple)iPhone采用内嵌式(In-cell)触控面板、三星(Samsung)Galaxy智慧型手机采用有机发光二极体(AMOLED)On-Cell触控面板等知名案例后,近期台湾面板厂商在液晶显示器(LCD)On-Cell触控面板也有较明显的进展,其产品已导入智慧型手机应用并陆续量产。

制程整合难度高面板良率待突破

内嵌式触控面板(EmbeddedTouchScreen)是将触控感测器(TouchSensor)制作于面板(Panel)内部;与将触控感测器置于面板外部的外挂式触控面板相较,内嵌式触控面板具备三项优势:首先,由于内嵌式触控在面板外部不须配置玻璃或薄膜基板,故可缩减厚度;第二,因为少了面板外部之玻璃或薄膜基板,可降低环境光反射,且若用面板内部既有的铟锡氧化物(ITO)层做为触控感测器,可使光穿透率相对外挂式触控面板较高,从而提升显示性能;第三,系统厂商若采用内嵌式触控面板,则毋须另外购买触控感测器,可简化采购或供应链管理。

再者,虽然将触控感测器整合至既有面板制程具有相当困难度,使得内嵌式触控面板开发初期良率偏低而成本偏高,但后续若能突破制程瓶颈,有效提升良率,内嵌式触控面板因为节省外部触控感测器之材料,在成本方面仍具相当优势。在此背景之下,面板厂商纷纷投入开发内嵌式触控面板。

抢攻高阶市场In-Cell供货稳定度成关键

内嵌式触控面板可分为In-Cell及On-Cell两类,In-Cell是将触控感测器做在薄膜电晶体前端阵列(TFTArray)上,On-Cell则是将触控感测器做在彩色滤光片玻璃(CFGlass)上,另有将触控感测器分别做在TFTArray及CFGlass之混合型(Hybrid)架构,本文将其归在In-Cell类别。

由于In-Cell触控技术困难度高,在生产良率、触控IC设计等方面皆具挑战,故导入的品牌及终端机种仍少,仅有苹果、索尼(Sony)、宏达电及Google等厂商采用。具体而言,目前已量产的In-Cell触控面板主要是依据苹果或索尼开发之技术来制造,其中,苹果的iPhone5交由乐金显示(以下简称LGD)、日本显示器(JapanDisplay)及夏普(Sharp)生产,索尼的技术则在其面板部门与东芝(Toshiba)及日立(Hitachi)面板部门合并为JapanDisplay(以下简称JDI)之后,由JDI生产。

值得关注的是,JDI于2014年4月宣布,其In-Cell触控面板(HD解析度)已列入联发科智慧型手机解决方案之参考设计,显示其积极将此产品导入中国大陆品牌之意图。对已规画「超薄机身」产品之中国大陆品牌而言,In-Cell触控面板具有相当吸引力,但在售价及供货情形是否稳定,则为后续观察重点。

价格具竞争力LCD On-Cell导入中低阶手机

On-Cell触控技术不只应用于LCD面板,也被应用在AMOLED面板。三星显示(SamsungDisplay)利用AMOLED面板之封装玻璃(EncapsulationGlass),在其表面制作触控感测器(单面双层),相对以LCD面板制作On-Cell触控面板较为容易。自2012年起,该AMOLEDOn-Cell触控面板已导入三星高阶智慧型手机之Galaxy系列大量生产,成为目前On-Cell触控面板出货主力。

在LCDOn-Cell触控面板方面,则是台湾面板厂商积极发展之领域。针对智慧型手机应用,台湾面板厂商考量到「单面双层」之触控感测器在制作程序(须架桥绝缘)较为复杂,提升良率的时程恐较缓慢,为了抢占商机,又与触控IC厂商合作开发出以「单面单层」触控感测器搭配触控IC,可支援二到五指多点触控的低阶与中阶解决方案。

由于台湾面板厂商On-Cell触控面板解决方案之价格与薄膜式触控相比,具备相当竞争力,故对零组件成本敏感度高的中低价智慧型手机产品构成采购诱因,也已争取到如摩托罗拉(Motorola)、中兴及酷派等智慧型手机厂商之采用。自2013年第四季,台湾面板厂商之On-Cell触控面板已搭配客户产品上市而陆续量产出货。

不过,因为目前台湾面板厂商的On-Cell触控面板解决方案之供应商(包括面板及触控IC)数目仍少,部分产品甚至只有单一厂商供货,系统厂商考量到供应稳定度,不免对导入On-Cell触控面板至其产品抱持保守心态。另一方面,薄膜式触控面板厂商为固守市占率,亦调降价格与On-Cell触控面板厂商竞争,使得短期内On-Cell触控方案在普及上仍有相当挑战。

在智慧型手机应用之外,台湾面板厂商亦投入开发平板与笔记型电脑应用之On-Cell触控面板。在平板方面,面板尺寸为7寸及8寸,单层及双层结构之触控感测器都有厂商采用,而由目前时程规画,2014年可望搭配客户产品上市而量产。

在笔电方面,因微软(Microsoft)之规范对触控性能要求严格,触控感测器须采用制作难度较高的单面双层架构,再加上面板尺寸扩大至14寸及15.6寸,使其生产制作更加挑战,实际发展状况仍待后续观察。

力拓LCD On-Cell市场 IC/面板厂携手合作

在On-Cell触控方面(由于AMOLED On-Cell几为三星独有,故以下分析以LCD On-Cell为范畴),显而易见地,触控IC厂商的合作夥伴由触控感测器厂商、触控模组厂商,转变为面板厂商。

触控IC厂商根据面板厂商On-Cell触控感测器之结构、样式(Pattern)等规格开发产品,待IC完成并与On-Cell面板搭配调校后,则将此解决方案包括On-Cell触控面板与触控IC,一同向系统客户推广。

虽然On-Cell触控面板之触控IC与驱动IC厂商都与面板厂商合作,但不同的是,系统厂商通常不会主导驱动IC的采购决策,而是交由面板厂商;触控IC则因为是与使用者经验相关之人机介面关键零组件,系统厂商(特别是一线品牌)习惯于主导以确保产品口碑。换言之,在On-Cell触控领域,触控IC厂商虽与面板厂商合作密切,但实际上客户仍是系统厂商(如同外挂式触控),因此能否获取系统厂商认可非常重要。

由于On-Cell触控产品投入市场未久,系统厂商应用经验甚少,若其欲导入On-Cell触控面板,当优先采用面板厂商建议搭配的触控IC,使得面板厂商对触控IC的销售具有一定影响力。不过,随着更多面板厂商与触控IC厂商投入On-Cell触控,增加相关产品之供给,同时系统厂商持续累积应用经验,预期未来On-Cell触控可望如外挂式触控之发展,演进为触控面板与触控IC可自由搭配的状况。

In-Cell市场触控/驱动IC互抢地盘

在In-Cell(含In-CellHybrid)触控方面,其供应链关系与外挂式触控及On-Cell触控有显著不同。由于In-Cell触控面板是将触控IC、驱动IC纳入同一个系统考量,各家面板厂固然有专属之设计技术,因此,In-Cell触控面板只能搭配特定的触控IC,使系统厂商无法个别选择触控面板与触控IC,只能就供应商提出的解决方案做整体的考量与把关。这也使得In-Cell触控IC将如同驱动IC,面板厂商不仅为IC厂商之合作夥伴,更为直接的客户关系。

对IC厂商而言,在On-Cell触控领域,触控IC与驱动IC彼此独立,而同时提供上述IC产品的动机,主要在于增加单一客户营收与议价能力。但跨入In-Cell触控领域,由于触控IC与驱动IC相互关联,甚至规格互为取舍,可说是「既合作、又对立」的关系,故无论触控IC厂商或驱动IC厂商,都有更强的意图想要同时掌握两者。

如此,可将较复杂的面板厂、触控IC厂及驱动IC厂之三方关系,转变成单纯的面板厂与IC厂两方;同时,也可在满足显示及触控整体要求之下,略为调整两种IC的规格,以增加设计的弹性。

LCD On-Cell发展仰赖供应商投入

台湾面板厂商针对智慧型手机应用,发展出低、中及高阶,涵盖一点到五点以上触控点之(LCD)On-Cell触控面板解决方案,希冀以厚度较薄、触控性能相当而价格具竞争力之诉求,抢占主流的外挂式薄膜触控面板市场。上述方案已争取到以中国大陆品牌与白牌厂商为主之业者导入,自2013年第四季开始陆续上市。

目前On-Cell触控面板及触控IC之供应商仍少,部分解决方案甚至只有单一厂商供货;而薄膜式触控面板相关供应商众多,触控面板与触控IC可自由搭配采购,并同时调降价格来因应On-Cell之竞争,故许多系统厂商对采用On-Cell触控方案,仍抱持较为保守之心态。因此,短期内On-Cell触控面板将不易在智慧型手机应用领域取得显著的市占率。

In-Cell供应链封闭 IC/面板厂销售量难突破

相对于On-Cell触控面板之供应链关系,可望趋向外挂式触控之发展(除了以面板厂商转换成为触控模组厂商),In-Cell触控之供应链关系则与外挂式及On-Cell触控有着显著差异,包括触控IC厂商以面板厂商为客户、触控IC只能搭配特定客户的面板、触控IC与驱动IC相互关联等。

其中,In-Cell触控IC只能搭配特定客户的面板,加上所需技术与制造能力将较On-Cell触控更加困难,将使In-Cell触控面板与触控IC供应商相当有限,且In-Cell触控方案不易如On-Cell朝向多元发展,而是形成较为封闭的产业链。

也因为In-Cell触控技术与制造之困难度高,其前期投入成本相对外挂式与On-Cell触控较多,提升良率所花费的时间亦较长,若无法累积更多的销售量,将难以获利。因此,对投入In-Cell触控领域的面板厂商与IC厂商而言,如何取得有力的出海口,是在技术布局之外,更为重要的课题。

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