新一輪革命:觸控面板技術(shù)5大趨勢(shì)分析
隨著處理芯片效能、耗電量逐漸的提高,及屏幕尺寸的放大,各品牌大廠為了維持產(chǎn)品電池續(xù)航力,并持續(xù)朝產(chǎn)品輕薄化發(fā)展,包括終端品牌、觸控面板與TFT面板大廠已從觸控屏幕結(jié)構(gòu)的輕薄化,著手開(kāi)發(fā)新觸控技術(shù)。
而現(xiàn)階段In-Cell式觸控面板技術(shù)的尚未成熟,包括成本、良率與產(chǎn)量均仍未能滿足Apple以外的品牌大廠要求,更促使品牌、觸控面板與TFT面板等業(yè)者必須積極尋求其它觸控面板技術(shù)與材料。從以下幾個(gè)趨勢(shì)、現(xiàn)象來(lái)看,隨著新材料的相繼問(wèn)世,恐將掀起另一波新的觸控面板技術(shù)革命。
趨勢(shì)1:觸控傳感器 薄膜式取代玻璃式
Glass/Glass式觸控技術(shù)所帶來(lái)的厚度與重量,對(duì)于終端市場(chǎng)與消費(fèi)者而言,仍有極大進(jìn)步空間,為了解決這個(gè)問(wèn)題,Apple在新一代的7.85寸iPad mini中,舍棄使用已久的Glass/Glass式觸控面板結(jié)構(gòu),改采全新的單片雙層ITO薄膜式結(jié)構(gòu)(Glass/DITO Film或GF2),以薄膜式觸控傳感器取代玻璃式觸控傳感器,以期同時(shí)改善厚度和重量。
但若想維持觸控靈敏度,Apple就得舍棄傳統(tǒng)的薄膜式觸控傳感器,并導(dǎo)入目前由日系大廠日本寫(xiě)真印刷(Nissha Printing)獨(dú)家供應(yīng)的納米銀線(Silver Nanowire)薄膜式傳感器。雖然初期良率不盡理想,成本競(jìng)爭(zhēng)力也未具優(yōu)勢(shì),但若能克服這些障礙,而且供應(yīng)商增加之后,未來(lái)單片雙層薄膜式結(jié)構(gòu)將可能進(jìn)一步導(dǎo)入到Apple新一代9.7寸的iPad。
除了Apple iPad產(chǎn)品外,Microsoft推出的Surface平板機(jī)產(chǎn)品,采用同樣以薄膜式傳感器為基礎(chǔ)的單片單層結(jié)構(gòu)(G1F),在終端客戶要求下,大幅減輕重量,并藉由品牌大廠推波助瀾,讓平板機(jī)應(yīng)用方面的雙片玻璃式結(jié)構(gòu)觸控模塊,被取代的壓力有增無(wú)減。
趨勢(shì)2:Cover Lens 塑料將替代玻璃
在Cover Lens方面,部份大廠開(kāi)始評(píng)估以塑料替代玻璃,期能克服重量偏高與耐沖擊性不足的難題。
一般而言,玻璃材料的硬度、剛性較塑料材料高,可抵抗因擠壓而造成的變形、破裂等問(wèn)題,且較耐刮,但塑料材料卻比玻璃材料更耐沖擊、耐摔擊,而這也是現(xiàn)今智能手機(jī)最常發(fā)生以強(qiáng)化玻璃為材質(zhì)的Cover Lens,摔落在地上而導(dǎo)致破裂的結(jié)果。
另外,在透光性方面,玻璃材料的透光性較塑料材料佳,且塑料材料在觸控模塊全貼合制程中,若固化溫度偏高,或長(zhǎng)時(shí)間使用后,易產(chǎn)生黃化、白霧化的現(xiàn)象。
123趨勢(shì)3:觸控技術(shù) 從OGS移轉(zhuǎn)至OPS
自2011年臺(tái)灣業(yè)者率先推出OGS式觸控技術(shù)來(lái),在價(jià)格與性能的優(yōu)勢(shì)下,宛如現(xiàn)階段觸控面板技術(shù)的主流之一,尤其是欲推廣Ultrabook市場(chǎng)的Intel與筆記本大廠,更將OGS式觸控技術(shù)視為目前最佳觸控面板解決方案。在集成觸控功能的Windows 8問(wèn)世后,以Windows為主要作業(yè)核心的筆記本與Ultrabook等,也開(kāi)始掀起一波搭載觸控功能的熱潮。
在原有的筆記本與Ultrabook上加裝觸控模塊,除重量不能增加太多,更重要的是成本不能提高太多,因?yàn)閁ltrabook價(jià)格還是極具敏感度,必須落在700美元以內(nèi),因此,結(jié)構(gòu)相對(duì)單純的OGS式觸控面板技術(shù)就較符合品牌客戶需求。
由于筆記本與Ultrabook均采用貝殼式(Clamshell)的外觀設(shè)計(jì),考量到觸控面板強(qiáng)度、厚度及重量顧慮,目前觸控筆記本近95%均采用OGS式觸控面板結(jié)構(gòu),至于雙片玻璃式觸控面板結(jié)構(gòu),并不會(huì)應(yīng)用在筆記本與Ultrabook上。盡管如此,品牌大廠仍將持續(xù)尋找更輕薄、更耐沖擊的材料與觸控技術(shù)。畢竟在1部13~14寸的筆記本上加裝1片OGS式觸控面板模塊,整體重量將增加180g左右,對(duì)消費(fèi)者而言,這無(wú)異是增加1支智能手機(jī)的重量負(fù)擔(dān)。
也因如此,臺(tái)廠與日廠便開(kāi)始評(píng)估、發(fā)展另一種可行作法:OPS(One Plastic Solution)觸控解決方案。一般而言,OGS式觸控面板技術(shù)是將ITO觸控傳感器制作在采用玻璃材料的Cover Lens上,及貼合TFT-LCD面板,而OPS則是將Cover Lens的材料改為塑料,再同樣地將ITO觸控傳感器制作在其Cover Lens上,這就是OPS觸控解決方案。
趨勢(shì)4:替代材料若出線 玻璃將退場(chǎng)
過(guò)去手機(jī)大廠曾在一般手機(jī)顯示面板上設(shè)置1片壓克力板(PMMA)的Cover Lens,其優(yōu)勢(shì)主要是更輕、更便宜、更耐沖擊以及可撓曲等,但過(guò)去受限于硬度(耐刮性)及光學(xué)質(zhì)量不如玻璃,而難以商業(yè)化,只有部分日系化學(xué)材料廠商有能力開(kāi)發(fā)出接近玻璃特性的塑料材料,但其價(jià)格不具競(jìng)爭(zhēng)力。
但在智能手機(jī)、平板機(jī)與觸控筆記本市場(chǎng)快速成長(zhǎng)下,為爭(zhēng)取此一大商機(jī),觸控面板相關(guān)業(yè)者在產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)上,無(wú)不力求創(chuàng)新。其中,觸控面板的Cover Lens部分,已有多家廠商投入開(kāi)發(fā),其材料可分為強(qiáng)化玻璃與塑料兩類。強(qiáng)化玻璃以康寧(Corning)的Gorilla Glass與旭硝子的Dragontrail為市場(chǎng)主流產(chǎn)品,而塑料則有昭和電工、帝人、三菱化學(xué)集團(tuán)、大日本印刷、新日鐵住金化學(xué)與日本合成化學(xué)工業(yè)等廠商進(jìn)行研發(fā)。
2011年三菱化學(xué)集團(tuán)旗下的日本合成化學(xué)開(kāi)發(fā)出替代玻璃的ORGA塑料材料,主要是以紫外線固化樹(shù)脂(聚氨酯丙烯酸樹(shù)脂)為基材所開(kāi)發(fā)出的板材,并克服過(guò)去聚碳酸酯與壓克力等樹(shù)脂薄膜透光率不佳、表面硬度低、耐熱性不佳、不耐溶劑等缺點(diǎn),并在強(qiáng)化玻璃表現(xiàn)不佳的加工性與安全度部分,均有出色表現(xiàn),其成本不僅較強(qiáng)化玻璃低,重量亦僅其3分之1。
123由于ORGA本身具有與玻璃相同的透明性,且耐熱性在200℃以上,硬度為3H-7H的鉛筆硬度,因此,將作為智能手機(jī)與平板機(jī)等所需之強(qiáng)化玻璃的替代材料。
趨勢(shì)5:采納米銀線與高溫 ITO G/F/F觸控提升良率
隨著雙層ITO導(dǎo)電膜(G/F/F)觸控面板將在一體機(jī)(All-In-One PC)市場(chǎng)大舉圈地,G/F/F觸控面板供應(yīng)商正改采納米銀線和高溫ITO投產(chǎn),以突破大尺寸觸控面板的良率瓶頸,預(yù)估2014年可望陸續(xù)導(dǎo)入量產(chǎn),將與OGS式及雙片玻璃式(G/G)觸控技術(shù)共同瓜分一體機(jī)版圖市場(chǎng)。
由于傳統(tǒng)采用低溫ITO生產(chǎn)的G/F/F式觸控面板,單位面積阻值固定,因此傳感器的靈敏度會(huì)隨著面積增加而下降,成為大尺寸GFF式觸控面板良率難以提升的關(guān)鍵點(diǎn)。有監(jiān)于此,宸鴻、洋華、接口、牧東光電、合力泰、熒茂、歐菲光、意力等G/F/F式觸控面板制造商,已加緊展開(kāi)低阻值的納米銀與高溫ITO G/F/F式觸控面板布署,以期提高大尺寸G/F/F式觸控面板良率。[!--empirenews.page--]
然而,大尺寸納米銀線與高溫ITO G/F/F線觸控面板量產(chǎn)成敗關(guān)鍵為材料與制程。其中,納米銀線G/F/F式觸控面板系采用聚酯薄膜(PET)的薄膜透明材料,至于高溫ITO則須改用聚醯亞胺(PI)或環(huán)烯烴聚合物(COP)薄膜材料,以適應(yīng)高溫制程?,F(xiàn)階段納米銀線的薄膜透明材料主要掌握在日商Ube Industries、工研院材化所、長(zhǎng)興化學(xué)等材料商手中;而PI的主要供應(yīng)商為Panasonic、Mitsubishi等,其納米銀線與高溫ITO薄膜材料的良窳與進(jìn)度,備受觸控面板產(chǎn)業(yè)關(guān)注。
根據(jù)市況分析,預(yù)估2013下半年,采用納米銀線薄膜材料的G/F/F式觸控面板即可導(dǎo)入量產(chǎn),初期將先應(yīng)用于智能手機(jī)之觸控面板,預(yù)計(jì)至2014年,將可望應(yīng)用于一體機(jī);至于高溫ITO的G/F/F式觸控面板,礙于其技術(shù)門(mén)檻較高,將需延至2014年才有機(jī)會(huì)投產(chǎn)。
由于Windows 8可能帶動(dòng)一體機(jī)市場(chǎng)需求,因此,也已吸引G/F/F式和OGS式觸控面板商大舉搶進(jìn)一體機(jī)市場(chǎng)。
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