In-cell/On-cell/OGS:面板厂抢薄型触控商机

2012-10-08 10:51:50来源: 新电子
   
面板厂与保护玻璃供应商正积极抢进薄型触控市场。高阶智慧型手机和平板装置制造商,为突显产品差异,对触控面板厚度及保护玻璃硬度的要求愈来愈高,因此面板和玻璃制造商已分别加紧开发In-cell、On-cell与OGS触控方案,以及超薄且超高强度的保护玻璃。
触控面板与玻璃厂商正加紧布局内嵌式(In-cell)、On-cell及单片玻璃方案(OGS)触控市场(表1、2)。着眼于薄型化与玻璃硬度高达800MPa以上的触控面板,已为高阶智慧型手机和平板装置品牌商突显产品差异化的利器,2012年触控面板供应商无不快马加鞭将In-cell、On-cell与OGS触控面板导入量产;同时,首德(Schott)亦发表玻璃硬度高达900MPa的保护玻璃,争食In-cell和On-cell市场商机大饼。  



苹果/索尼/三星忙卡位 In-cell触控市场掀激战

事实上,索尼(Sony)In-cell面板已率先商用且终端产品也已上市;而苹果(Apple)则与乐金显示(LGD)合作开发In-cell面板,并已于近期导入量产。至于三星(Samsung)则挟更精简的In-cell设计架构来势汹汹,并积极申请专利,同时致力发展相关触控IC,让In-cell市场战火愈演愈烈。

图1 发明元素总经理李祥宇提到,In-cell强势挑战OGS触控的市场地位,传统触控模组厂须及早发展如悬浮触控等新应用,才不致让面板厂独揽大部分触控商机。
发明元素总经理李祥宇(图1)表示,现阶段,苹果、索尼、三星已展开In-cell商用部署或提出设计雏型,而其他如LGD、夏普(Sharp),东芝行动显示(TMD)、友达和奇美电子等也已急起直追。李祥宇指出,各家厂商的In-cell技术各有千秋,量产时程也不一。其中,索尼撷取On-cell和In-cell优点开发混合设计方案,生产良率已趋近90%;加上新思国际(Synaptics)、赛普拉斯(Cypress)均为其提供可搭配的触控IC,故该方案能率先跨越商用量产的门槛,并获索尼旗下Xperia和宏达电Evo系列手机采用。

索尼In-cell方案系将感应层(Rx)做在上玻璃的上方,并于LCD内导入Vcom电极驱动层(Tx)。藉由触控感测器分离式设计手法,透明导电膜(TCO)贴合和LCD制作良率可大幅提升;且因感应和驱动层相隔一片玻璃,互电容杂讯干扰较少,有利于触控IC、LCD驱动IC设计。不过,李祥宇强调,其触控功能表现将不及精纯的In-cell设计,亦难消除液晶电容产生的杂讯,导致触控反应延迟机率大增。

与此同时,苹果In-cell触控技术亦有重大突破。李祥宇分析,苹果In-cell采用三层立体结构,改善感测层和驱动层直接嵌入LCD的相互讯号干扰,但也垫高触控IC、LCD面板/驱动IC及软体演算法开发难度。目前苹果已自行克服触控IC及演算法问题,而乐金显示基于此设计的In-cell面板亦于日前出货,并透过TW 201215954、TW 201213942两项专利强化苹果In-cell触控对位精准度和驱动电位问题。

李祥宇进一步指出,由于三层立体结构过于复杂,预估面板良率仅能做到六至七成,且触控IC与LCD驱动IC须分时运作,整合困难,在在增加研发与生产投资负担。换言之,该设计只有苹果玩得起,恐难在其他品牌手机上实现。

至于三星则抢先业界申请pn-201229855专利,展开In-cell技术布局。相较其他业者,三星In-cell设计架构更为精简,其将LCD内的触控感测层、驱动层距离拉近至2?3微米,进而隔离Vcom电极闸线(Gate Line)与资料线(Data Line)讯号干扰,并屏除液晶电容杂讯,有助增进触控体验,且有利面板厂快速制造、缩减成本。惟其感测和驱动层距离太近,互电容影响过大将难以测出触控讯号,因而须投资庞大金额开发专用触控IC,量产还需一段时间。

不让三家大厂专美于前,发明元素亦已发展出新一代In-cell触控方案,最快预计在1年后导入商用量产。李祥宇透露,研究各家In-cell架构后发现,严重的互电容干扰问题系扼杀触控功能表现的罪魁祸首;因此,发明元素遂运用自电容(Self-Capacitance)设计方式,仅须在LCD内部导入感应层,以增强In-cell触控灵敏度和准确度。  

李祥宇认为,自电容方案将是In-cell未来的发展方向,除可促进LCD更轻薄、透光率更高且产出容易外,还可将触控IC设计变动控制在一定程度内,降低先期投资成本。现阶段,苹果与三星也已积极投入自电容技术研发,特别是苹果在今年初与义隆的触控IC专利诉讼中,一改强硬态度,赔钱了事,就是为了取得义隆有关自电容运作的352号专利授权,加速研发新一代In-cell方案。  

不只In-cell触控市场战况激烈,OGS市场战火也在各家触控面板厂的产品全面出笼后,扩大蔓延。 

 强攻轻薄型触控版图 奇美与华映量产OGS 

继友达、宸鸿、胜华和达鸿等触控面板厂陆续量产后,奇美电子与华映的中小尺寸OGS方案亦将于明年投产;其中,奇美开发的11.6寸OGS面板方案,结合广视角技术并具备Full HD规格,已获得华硕采用,而华映OGS面板则计划于六代线厂房进行生产。 

图2 奇美电子总经理王志超表示,奇美电子11.6寸双面板搭配OGS和AAS全高画质面板的方案,将有助于提高产品的竞争力。
奇美电子总经理王志超(图2)表示,奇美独家开发的11.6寸双面板搭载OGS,且结合两片广视角技术AAS(Azimuthal Anchoring Switch)Full HD面板,其中一片面板搭载WIS(Window Integrated Sensor)触控解决方案,该方案系直接在强化玻璃上制作感测器模式,已成功解决玻璃和玻璃贴合后产品较为厚重的弊病,达到轻薄和全贴合的优异视觉效果,提高产品的附加价值。 

奇美电子11.6寸双面板搭配OGS和AAS全高画质面板的方案,已获得华硕采用。在2012 Touch Taiwan触控、面板暨光学膜制程、设备、材料展览会中,奇美电子已展出华硕搭载奇美电子11.6寸双面板结合OGS和AAS全高画质面板的方案,该产品可直接当超轻薄笔电(Ultrabook)使用,亦可仅使用上盖当平板装置。由于萤幕的正反面可同时启动,能让两个人同时透过萤幕进行不同的活动,提高使用的便利性和弹性。 

奇美电子透露,华硕采用奇美电子11.6寸双面板的方案,将内建Windows 8作业系统,因此须待2013年华硕整合Ultrabook和平板装置功能的产品,以及搭载的奇美电子11.6寸双面板搭配OGS和AAS全高画质面板方案,才会正式启动量产。 

据了解,奇美电子11.6寸双面板搭配OGS和AAS全高画质面板方案,为奇美电子首款导入量产的OGS产品。 

奇美电子预期,一旦OGS价格骤降,且OGS玻璃强度提升,将可取代笔记型电脑的铝镁合金,有助于降低系统的整体物料清单(BOM)成本。 

图3 华映副总经理玉鸿典谈到,华映针对In-cell、On-cell与OGS触控面板已有布局,将可望陆续导入量产。
另一方面,华映亦加紧展开OGS量产。华映副总经理玉鸿典(图3)谈到,华映生产OGS的六代线预计于2013年初启动量产,届时将可望挹注华映在触控面板产品的营收贡献。 

除OGS之外,华映针对On-cell与In-cell亦有布局。玉鸿典指出,华映的On-cell触控面板已送样给客户,待客户正式下单即可导入量产;至于In-cell触控面板仍须等第三季剑扬第二代触控IC出炉后,方可投产。 

值此触控面板竞争日趋白热化之际,触控萤幕保护玻璃市场的战火亦急速升温。 

与康宁别苗头 首德800MPa玻璃抢市 

继康宁之后,首德首款硬度达800MPa以上的保护玻璃Xensation Cover亦正式导入量产,并已获得智慧型手机大厂采用,预计9月终端产品即可上市;未来,将与康宁分食高阶智慧型手机触控萤幕保护玻璃市场大饼。 

图4 首德家电科技亚洲区副总裁Luts Gruebel指出,随着行动装置对保护玻璃的需求看涨,首德随时都有扩产的准备,以迎合市场需求。
首德家电科技亚洲区副总裁Luts Gruebel(图4)表示,高阶智慧型手机品牌商为突显产品差异、提高终端消费者的使用安全性,已将玻璃硬度、厚度及离子交换层深度(DoL)列入采购评估要项,导致保护玻璃供应商技术挑战加剧,同时将垫高新进业者的进入门槛。 

有鉴于此,首德已推出符合智慧型手机品牌商要求的保护玻璃Xensation Cover,其玻璃硬度最高可达900MPa、最薄厚度仅0.55毫米(mm),且离子交换层深度达50微米(μm)。现阶段,能符合上述规格要求的仅有康宁和首德两大保护玻璃供应商。 

其中,离子交换层深度尤为影响玻璃硬度强弱的关键指标。台湾首德总经理潘世崇说明,玻璃强化的过程中,必须先浸泡在装满硝酸钾的化学槽内,透过加热后产生离子交换,此时钾会渗入玻璃表面层,达到玻璃强化的目的。其中最佳的离子交换层深度必须达50微米,为技术难度所在,目前仅有少数保护玻璃供应商可达此一标准,同时能符合智慧型手机品牌商对于玻璃硬度和薄度的要求。 面对康宁在保护玻璃市场渗透率高达50%以上,潘世崇认为,随着智慧型手机、平板电脑、Ultrabook等行动装置纷纷导入触控萤幕,将带动保护玻璃的需求水涨船高,显见未来保护玻璃市场规模将会急速扩大,单一家厂商无法吃下所有的市场,将为新进业者如首德扩大版图的机会点。 Gruebel透露,首德已成功打进高阶智慧型手机与平板装置品牌商的供应链,预计年底将有更多导入Xensation Cover的行动装置出笼。首德将持续与全球前十大智慧型手机及平板电脑品牌商接洽,以争取更多的保护玻璃订单,预期未来3年内市占可望扩大至20%。 

面对竞争对手来势汹汹,康宁亦非省油的灯,除于今年发表新一代硬度更强、厚度更薄的Gorilla Glass 2保护玻璃之外,再发布五代线可挠式玻璃,另辟触控玻璃新战场。 

康宁携手工研院 五代线可挠式玻璃亮相 

凭藉工研院在制程与设备的技术支援,日前康宁已于2012 Touch Taiwan触控、面板暨光学膜制程、设备、材料展览会中展出五代线的可挠式玻璃Willow。未来工研院将逐步协助国内设备厂开发可挠式玻璃生产设备,抢攻制程设备市场先机。 

图5 可挠式玻璃将成为康宁新技术布局。左起为康宁特殊材料事业群亚洲区商业技术总监陈希杰、显示科技事业群商业技术总监高慧珍、高效能显示产品商业处长Chris Hudson、台湾康宁显示玻璃董事长暨总经理余智敦、玻璃事业集团事业群副总裁暨Willow Glass专案总监Dipak Q. Chowdhury
台湾康宁显示玻璃董事长暨总经理余智敦(图5)表示,康宁全新的轻薄、可弯折玻璃基板打破传统平面显示的框架,使显示器可环绕设备或建筑,并能在卷对卷(R2R)制程进行生产,如同报纸印刷般,能降低量产成本。 

康宁玻璃事业集团事业群副总裁暨Willow Glass专案总监Dipak Q. Chowdhury(图5)指出,康宁展出的宽一公尺、长大于300公尺的卷轴和五代线尺寸的超薄可挠式玻璃Willow,其厚度仅50?200微米,优于一般薄型化的玻璃与塑胶基板,可实现采用高温制程的可挠式显示器的应用。 

相较于薄型玻璃基板,Willow具备可挠性、更贴合、重量和厚度减少七倍及可采行R2R制程,减少约50%的生产成本;与塑胶基板相比,Willow兼具阻水和阻氧优势、更好的透明度达7%及适用于高达450度的高温制程。 

Chowdhury透露,继五代线后,康宁将计划于2013年投资更高世代线的可挠式玻璃研发,并导入试量产。 

图6 工研院电光所所长詹益仁认为,可挠式玻璃是台湾面板和设备厂商新的市场机会点,工研院将力促国内供应链成形。
工研院电光所所长詹益仁(图6)强调,有鉴于触控面板将会朝可挠式演进,可挠式玻璃对于日后台湾触控面板供应商,如友达、奇美、宸鸿、胜华、达鸿等影响甚大,因此工研院正紧锣密鼓地计划于年底前成立国内可挠式玻璃联盟,预计2013年上半年将有机会协助国内设备商如志圣、钧豪精密等的可挠式玻璃生产设备上市,最快明年下半年将有可挠式玻璃的终端产品问世。 有鉴于高阶智慧型手机和平板装置配备薄型化、硬度达800MPa以上的保护玻璃,以及In-cell、On-cell及OGS触控面板已势不可当,触控面板厂和玻璃大厂正竞相部署并导入量产,以积极圈地高阶智慧型手机和平板装置版图,以免错失这波高获利的市场商机。 

另值得关注的是,相较于OGS,In-cell和On-cell技术门槛更高,市场将为少数面板大厂所把持;因此OGS将为台湾面板厂主要的获利来源。

关键字:薄型触控  面板厂

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2012/1008/article_15897.html
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