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触控面板技术五大趋势分析




关键词:触控面板

随着处理芯片效能、耗电量逐渐的提高,及屏幕尺寸的放大,各品牌大厂为了维持产品电池续航力,并持续朝产品轻薄化发展,包括终端品牌、触控面板与TFT面板大厂已从触控屏幕结构的轻薄化,着手开发新触控技术。

而现阶段In-Cell式触控面板技术的尚未成熟,包括成本、良率与产量均仍未能满足Apple以外的品牌大厂要求,更促使品牌、触控面板与TFT面板等业者必须积极寻求其它触控面板技术与材料。从以下几个趋势、现象来看,随着新材料的相继问世,恐将掀起另一波新的触控面板技术革命。

趋势1:触控传感器 薄膜式取代玻璃式

Glass/Glass式触控技术所带来的厚度与重量,对于终端市场与消费者而言,仍有极大进步空间,为了解决这个问题,Apple在新一代的7.85寸iPad mini中,舍弃使用已久的Glass/Glass式触控面板结构,改采全新的单片双层ITO薄膜式结构(Glass/DITO Film或GF2),以薄膜式触控传感器取代玻璃式触控传感器,以期同时改善厚度和重量。

但若想维持触控灵敏度,Apple就得舍弃传统的薄膜式触控传感器,并导入目前由日系大厂日本写真印刷(Nissha Printing)独家供应的纳米银线(Silver Nanowire)薄膜式传感器。虽然初期良率不尽理想,成本竞争力也未具优势,但若能克服这些障碍,而且供应商增加之后,未来单片双层薄膜式结构将可能进一步导入到Apple新一代9.7寸的iPad。

除了Apple iPad产品外,Microsoft推出的Surface平板机产品,采用同样以薄膜式传感器为基础的单片单层结构(G1F),在终端客户要求下,大幅减轻重量,并藉由品牌大厂推波助澜,让平板机应用方面的双片玻璃式结构触控模块,被取代的压力有增无减。

趋势2:Cover Lens 塑料将替代玻璃

在Cover Lens方面,部份大厂开始评估以塑料替代玻璃,期能克服重量偏高与耐冲击性不足的难题。

一般而言,玻璃材料的硬度、刚性较塑料材料高,可抵抗因挤压而造成的变形、破裂等问题,且较耐刮,但塑料材料却比玻璃材料更耐冲击、耐摔击,而这也是现今智能手机最常发生以强化玻璃为材质的Cover Lens,摔落在地上而导致破裂的结果。

另外,在透光性方面,玻璃材料的透光性较塑料材料佳,且塑料材料在触控模块全贴合制程中,若固化温度偏高,或长时间使用后,易产生黄化、白雾化的现象。

趋势3:触控技术 从OGS移转至OPS

自2011年台湾业者率先推出OGS式触控技术来,在价格与性能的优势下,宛如现阶段触控面板技术的主流之一,尤其是欲推广Ultrabook市场的Intel与笔记本大厂,更将OGS式触控技术视为目前最佳触控面板解决方案。在集成触控功能的Windows 8问世后,以Windows为主要作业核心的笔记本与Ultrabook等,也开始掀起一波搭载触控功能的热潮。

在原有的笔记本与Ultrabook上加装触控模块,除重量不能增加太多,更重要的是成本不能提高太多,因为Ultrabook价格还是极具敏感度,必须落在700美元以内,因此,结构相对单纯的OGS式触控面板技术就较符合品牌客户需求。

由于笔记本与Ultrabook均采用贝壳式(Clamshell)的外观设计,考量到触控面板强度、厚度及重量顾虑,目前触控笔记本近95%均采用OGS式触控面板结构,至于双片玻璃式触控面板结构,并不会应用在笔记本与Ultrabook上。尽管如此,品牌大厂仍将持续寻找更轻薄、更耐冲击的材料与触控技术。毕竟在1部13~14寸的笔记本上加装1片OGS式触控面板模块,整体重量将增加180g左右,对消费者而言,这无异是增加1支智能手机的重量负担。

也因如此,台厂与日厂便开始评估、发展另一种可行作法:OPS(One Plastic Solution)触控解决方案。一般而言,OGS式触控面板技术是将ITO触控传感器制作在采用玻璃材料的Cover Lens上,及贴合TFT-LCD面板,而OPS则是将Cover Lens的材料改为塑料,再同样地将ITO触控传感器制作在其Cover Lens上,这就是OPS触控解决方案。

趋势4:替代材料若出线 玻璃将退场

过去手机大厂曾在一般手机显示面板上设置1片压克力板(PMMA)的Cover Lens,其优势主要是更轻、更便宜、更耐冲击以及可挠曲等,但过去受限于硬度(耐刮性)及光学质量不如玻璃,而难以商业化,只有部分日系化学材料厂商有能力开发出接近玻璃特性的塑料材料,但其价格不具竞争力。

但在智能手机、平板机与触控笔记本市场快速成长下,为争取此一大商机,触控面板相关业者在产品技术研发上,无不力求创新。其中,触控面板的Cover Lens部分,已有多家厂商投入开发,其材料可分为强化玻璃与塑料两类。强化玻璃以康宁(Corning)的Gorilla Glass与旭硝子的Dragontrail为市场主流产品,而塑料则有昭和电工、帝人、三菱化学集团、大日本印刷、新日铁住金化学与日本合成化学工业等厂商进行研发。

2011年三菱化学集团旗下的日本合成化学开发出替代玻璃的ORGA塑料材料,主要是以紫外线固化树脂(聚氨酯丙烯酸树脂)为基材所开发出的板材,并克服过去聚碳酸酯与压克力等树脂薄膜透光率不佳、表面硬度低、耐热性不佳、不耐溶剂等缺点,并在强化玻璃表现不佳的加工性与安全度部分,均有出色表现,其成本不仅较强化玻璃低,重量亦仅其3分之1。

由于ORGA本身具有与玻璃相同的透明性,且耐热性在200℃以上,硬度为3H-7H的铅笔硬度,因此,将作为智能手机与平板机等所需之强化玻璃的替代材料。

趋势5:采纳米银线与高温 ITO G/F/F触控提升良率

随着双层ITO导电膜(G/F/F)触控面板将在一体机(All-In-One PC)市场大举圈地,G/F/F触控面板供应商正改采纳米银线和高温ITO投产,以突破大尺寸触控面板的良率瓶颈,预估2014年可望陆续导入量产,将与OGS式及双片玻璃式(G/G)触控技术共同瓜分一体机版图市场。

由于传统采用低温ITO生产的G/F/F式触控面板,单位面积阻值固定,因此传感器的灵敏度会随着面积增加而下降,成为大尺寸GFF式触控面板良率难以提升的关键点。有监于此,宸鸿、洋华、接口、牧东光电、合力泰、荧茂、欧菲光、意力等G/F/F式触控面板制造商,已加紧展开低阻值的纳米银与高温ITO G/F/F式触控面板布署,以期提高大尺寸G/F/F式触控面板良率。

然而,大尺寸纳米银线与高温ITO G/F/F线触控面板量产成败关键为材料与制程。其中,纳米银线G/F/F式触控面板系采用聚酯薄膜(PET)的薄膜透明材料,至于高温ITO则须改用聚醯亚胺(PI)或环烯烃聚合物(COP)薄膜材料,以适应高温制程。现阶段纳米银线的薄膜透明材料主要掌握在日商Ube Industries、工研院材化所、长兴化学等材料商手中;而PI的主要供应商为Panasonic、Mitsubishi等,其纳米银线与高温ITO薄膜材料的良窳与进度,备受触控面板产业关注。

根据市况分析,预估2013下半年,采用纳米银线薄膜材料的G/F/F式触控面板即可导入量产,初期将先应用于智能手机之触控面板,预计至2014年,将可望应用于一体机;至于高温ITO的G/F/F式触控面板,碍于其技术门槛较高,将需延至2014年才有机会投产。

由于Windows 8可能带动一体机市场需求,因此,也已吸引G/F/F式和OGS式触控面板商大举抢进一体机市场。

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