隨著iPhone 5改采In-cell內嵌式觸控技術,曾引發觸控廠一陣疑慮,擔心OGS等技術將會被In-cell所取代。In-cell將觸控功能整合到面板中的訴求優勢明顯,但歷經多年的發展,一些技術瓶頸讓良率難以提升,成本也居高不下,短期內要取代觸控面板并不容易。相較之下,OGS能達到近乎In-cell的輕薄特性,讓它成為觸控產業當前的明星技術。
比起傳統G/G觸控技術,OGS成本減少30%,透光性也較好。雖多了一層ITO鍍膜,但是在厚度上,比起In-cell方案差異不大。此外,OGS不用變更LCD面板制程,定制化容易,能夠做到少量多樣化產品。盡管優勢很多,但是OGS要成為市場主流,仍有不少挑戰需要克服。
下面,本刊帶你直擊5月9日深圳觸控面板展主辦方主辦的掌握觸控新變革 - OGS vs. In-cell技術論壇。共同探討觸控新技術、新方案,透過專題演講分享對觸控市場的觀察及技術趨勢展望。
觸控先進控制技術發展現況和趨勢
敦泰科技副總經理 莫良華
關于電容式觸摸屏的發展,我首先從什么是智能機開始說起,大家最早對智能機的認識只局限于具有一個比例OS的智能機。早在2005年左右,智能機就開始出現了,以諾基亞為代表,我特別記得的是當時我用諾基亞N97在外地旅游的時還能看看股票,但是特別的不方便,非常的難用。直到iPhone出來以后,我們才發現真正的智能機應該是這樣的。它就是簡單實用、流暢方便,安裝程序很便捷、很好玩的一個產品,使用起來像電腦一樣的東西,這才是真正的智能機。
以前,諾基亞定位的智能機只是他心里面的智能機,在消費者眼中的智能機就應該是像iPhone一樣的產品。慢慢的,iPhone就變成了智能機的代名詞。隨著時代和技術的發展,智能機的定位又有了新的變化,特別是這一兩年興起的智能機概念,即只要是擁有大的電容屏就叫智能機。大家會發現,當我們在一線城市的時候,大家都用三星、蘋果,那么到二、三、四線城市的時候,各種各樣的品牌,不管是大的小的,只要是帶有電容屏就認為是一部智能機,消費者也很愿意去買單,所以說智能機的定義是在不斷的變化的。
到目前為止,電容屏已經成為智能機不可分割的一部分了,它就是智能機的代表,事實上這樣的概念我們已經提出四五年了,觸摸技術實際上是一次人機交互的革命。
實際上我們可以回顧一下,一百多年前,我們發明了鍵盤,幾十年前,又發明了鼠標,我們有了鼠標和鍵盤就能很方便的去操控我們的視窗。只有鍵盤沒鼠標的話,大家可能還在DOS系統上面用了。可以想象一下,在一個沒有鼠標的Windows里面是怎么操作的,唯一可以取代鼠標的,目前看來也只能是觸摸屏。
有人也會問,電容式觸摸屏發展了這么多年,那么,它會不會被取代?比如說三星Galaxy S4的人眼操控技術,還有一些什么意念控制之類的技術。那么我認為是這樣的,其實我們要去深入理解電容式觸摸屏到底是什么東西。從我們歷史發展的情況來看,人際交互的發展進程其實是非常緩慢的。比如,鍵盤用了一百多年還在用,鼠標用了幾十年還在用,那么電容式觸摸屏這種技術僅僅才用了幾年的時間,當然沒有這么快被替代和消失。
電容式觸摸屏本身是人類最直接的實用的體驗。現在有些小孩子很小就開始用電容式觸摸屏的產品玩游戲,那么你能創造出一種新的人機交互的方式能夠像電容式觸摸屏這樣令小孩感覺更容易、更方便、更著迷的去使用這個機器嗎?不能,但目前為止,我覺得唯一能做到的就只有觸摸屏,這是人類最直接最自然的反應。所以,我認為電容式觸摸屏的時代才剛剛開始,未來還有很長的路要走,還有長久的生命力。而且,我們目前看到的觸摸屏的技術無非有幾種,包括電容式、電阻式、電磁式、電波式、光學式。對于中小尺寸來講,我們還沒有發現比電容式體驗更好的技術。
其實電容式觸摸屏繼續往前發展可以給大家帶來更好的體驗、更低的成本。電容式觸摸屏在未來的一段時間還將主導觸摸屏的發展,而觸摸屏又會主導整個人機交互的發展。
大概在2007年的時候,iPhone的上市掀起了電容式觸摸屏應用的潮流。很快,全世界各大廠商迅速的跟進。不過在使用的過程中,大家也發現了很多問題,于是廠商們也在進行反思。
到了2012年的時候,各種各樣的電容式觸摸屏的技術都在興起,尤其是單層自容技術。那么,2013年到底會流行什么技術呢?
回答這個問題,得知道TP(觸控面板)發展的原動力是什么。我們認為技術進步是很重要的推動力,其實需求是永遠存在的,那么只有技術進步才能滿足市場需求。比如說,TP最早是采用電阻式的,大家經常戳一些按鍵戳久了就會導致面板功能失靈。于是,電容式觸摸屏的出現便解決了這一問題。所以說這就是技術進步推動了人機交互往前發展。其實,光是技術進步還是不夠的,技術進步有很多方向,然而這些方向是靠市場需求來引導的,這這兩個方面也是相互影響、相互作用的。
目前,我們認為單層自容兩點技術將代表當下的一個發展方向。為什么會成為發展方向呢?這可以從電容式觸摸屏的發展趨勢來看。首先,從功能上講,TP需要增加一些功能,比如懸浮觸控、接近感應、支持觸摸筆等;另外,性能上,電容式觸摸屏也還有提高的空間,像抗干擾、防水、提高精度等等?,F在大家都在努力的提高TP的性能。
我們再從智能終端的結構來看,IC被死死的壓在TP下面。事實上,做IC還是很辛苦的,IC得支持所有的觸摸屏分類,像敦泰在一個小小的分支領域慢了兩個月,大家都有所懷疑。然而,更苦的是我們的競爭對手,因為自從敦泰做出單層自容兩點技術之后,根據我們的測算,2013年的4月份單層自容的市場是28KK,占據了絕大部分低端市場,競爭對手是難賺錢的。
敦泰對目前的市場發展趨勢有自己的看法,這也是我們公司的指導方針和發展路徑,我們會遵循市場的發展規律。
首先,我們認為市場的平行化趨勢會繼續確立,高端的還會繼續走高端,低端的還會繼續走低端??赡茉诮衲甏禾斓臅r候,有些人還不認可,但是沒辦法,市場就是這樣的,比如最低端的自容技術上個月大概出了3000萬,而中間部分和高端的出貨量就非常少了。
另外,我們也認為單層方案將橫掃市場,大概會占到70%的市場。單層自容兩點會異軍突起,自去年年底開始推向市場,今年已經得到大幅度發展。根據敦泰的監控,單層自容兩點的出貨量已經非常大了。其次,是單層自容單點+手勢的方案,這應該是當前最主流的方案,也是性價比是最高的方案。
最后,今年還會出現一種強大的需求,那就是支持手套觸摸。我們生活在南方,可能對手套的需求量不大,而北方的消費者對手套的需求量就很大了。如果能用手套直接接打電話的話將是很好的一個應用,而且很多客戶也強烈的要求我們的TP要支持手套。這就是敦泰目前對市場的一些看法。
觸控面板OGS爭霸 良率是決戰點
富創得科技董事長 吳明發
觸控面板廠今年兩大技術焦點,分別為單片玻璃解決方案(OGS)以及玻璃薄膜電容(GF),兩項技術各有特色,而且也都能延伸至中、大尺寸觸控面板,因此,備受市場關注。其中,OGS強調是單片玻璃制程,整體制程從前段的化學強化到后段的貼合,由于工序多,良率損失自然也高,在良率未達損益平衡的同時,部分觸控面板廠恐也將面臨獲利危機。
所謂的單片玻璃解決方案,是將鍍膜(ITO)玻璃與保護玻璃整合成一片玻璃,將觸控感測器直接制作在保護玻璃上,如此一來,不僅可以降低觸控面板模組的成本,也可以降低觸控模組的厚度,使其更加輕、薄。
然而,單片玻璃在強度上相對顯得脆弱,自然也需要化學強化工序來提升整體硬度。因此,相較于過去雙層玻璃電容的時代,單片玻璃制程所需要的工序也越來越多,平均看來,各家單片玻璃解決方案工序都在10道以上。
工序多,也意味著良率的耗損將較過去來得大。過去,雙層玻璃的重點在于貼合,只要貼合工序良率高,整體良率就可維持在損平點之上,然而,現在的單片玻璃解決方案不僅要考慮前段化學強化制程良率,還要考慮后段制程良率,多道關卡下來,良率不斷耗損。
目前,國內導入單片玻璃解決方案的業者包括F-TPK宸鴻(3673)、勝華(2384)、達鴻(8056),其中,以勝華OGS出貨的速度最快,2012年起,已有多家平板大廠采用勝華的單片玻璃方案,而宸鴻、達鴻也急起直追,頗獲市場青睞,唯一令人憂心的,還是良率問題。
市場曾經考慮是否可以采用In-cell(內嵌式)制程來替代,不過,目前看來,In-cell制程良率不佳,且In-cell技術無法延伸到大尺寸,因此,單片玻璃將會是未來中大尺寸觸控面板最重要的解決方案,觸控面板廠積極搶進OGS市場的策略是對的,接下來,能否提升良率,就是獲利多寡的重要關鍵。
In-cell vs OGS觸控技術評析
發明元素總經理 李祥宇
我很多年前開始演講,我一直都在講OGS,我覺得OGS遲早會取代單片玻璃。可是從去年開始,隨著技術的進步,我不得不改變我自己的看法,OGS正在成為過去。因為時間的關系,我可能只會講結果和重點,過程不會體現得那么清楚。
在開始之前,我想和大家探討一下我半年前就開始思考的問題:觸控有沒有終點,其終點會是什么?我們的技術一直在進步,那什么時候走不下去了,沒有了,結束了。如果不改變LCD的結構和制成,只更換驅動IC,一般的LCD變為觸控屏幕可行嗎?當它變得具有觸控功能的時候,這個觸控成本會剩下多少?這個不是我講的,大陸有一家公司在5、6年前就有這種觀念了。
因為只有在LCD內部原有結構一定有驅動線和資料線控制。如果把這兩條線作為Sensor,觸控有沒有可能走到終點。經過兩年的實驗性驗證,我們發現可能性很高。大家總認為解決不了的問題都被陸陸續續的解決。如果這個實驗成功的話,那可能是我們行業的導向,所以跟各位探討,可能會有奇跡發生出來。如果能完成模擬實驗,可用于TFT、IPS、AMOLED的終極觸控偵測技術。
為什么我們可以這樣講,來看幾個證據。第一,我們做這個實驗發現,驅動線和資料線不僅可以當作Sensor,還可以懸浮觸控,這個難度還是蠻高的。第二,我們直接拿一臺LCD,把它拆了切成一條當Sensor。這個實驗難度很高,目前還沒有哪家廠商能做到。
我們再來看看OGS和In-cell到底有什么差別?OGS終究比In-cell多了一層ITO。所以OGS透光度要差5-10%,反射率差5-10%,成本差20-50%,ITO圖案化會產生moire現象,貼合良率和產品壽命也會差一些。那么,不管On-cell還是In-cell都需要做全貼合,因為如果手和Sensor之間隔了一層空氣的話,那感應度和靈敏度會差很多。當尺寸越大時全貼合的良率越低,所以目前較適合用于小尺寸。
在OGS和In-cell薄型化的趨勢中,會產生諸如雜訊很大、制作難度提高、功耗增加、可使用觸控IC減少等諸多問題。像蘋果In-cell的問題主要出現在以下幾方面:1.在觸控IC的技術進步上太慢;2.發明很容易生產的In-cell面板卻被觸控IC所困而無法實現;3.為了降低對觸控IC能力的要求,大幅增加In-cell面板的生產難度。蘋果要跨入In-cell首先需要解決的問題是觸控IC。
那么,我們再來看看未來主流觸控技術。
2014年主流觸控面板為中小尺寸(IPS面板),大部分IPS-LCD maker會在color filter玻璃上方增加一層ITO當shielding實用。Pattern這層ITO層不需要增加太多成本,也不會對良率有太大的影響,就可以增加觸控的功能降低觸控成本。
2015年主流面板結構為中小尺寸(TFT面板),不論三星還是LGD還是Super C-Touch,其所提的方案就面板的生產程序而言改變不多,所增加的成本有限,對良率的影響也小,可以有效的降低觸控成本。
2016年觸控的最終目標是使用LCD內部的Gate line與Data line作為Sensor,把觸控IC與LCD驅動IC整合在一起,不限尺寸都可使用,沒有良率問題,打造成本最低的觸控熒幕。
最終,我認為未來的主流觸控方法應該是微擾共振。目前大部分的觸控技術都已經開發很久了,在硬體電路或者IC設計上能改善的空間有限。現在大家都積極在演算法上求進步,微擾共振技術還在研發初期就遠優于現有技術,而且每年還在以10倍的速度在進步,而且進步空間還很大,與其他觸控技術的差距會越拉越大。
觸控與顯示整合發展趨勢
信利光電產品總監 陳學彬
其實無論In-cell還OGS,他們最終都會走向整合。目前,在我們這個行業能看到的一個特點就In-cell和On-cell的整合,即全貼合。那么我給大家分享一下我們將要大力發展的智能顯示業務,希望能和大家產生一些思想上的碰撞。
觸控技術最主要的功能是滿足我們顯示的需求。2000年以前,我們的顯示技術是黑白的,顯示的內容非常的有限,比如我們的計算器、黑白的手機。因為功能簡單,需要處理的事情也很少,所以我們用按鍵操作也能夠滿足,對人機交互的需求也不是很高。到了2000年-2010年之間,大陸開始出現了一些彩色的手機和MP3,另外也出現了一些PDA產品,當時主要是電阻式觸控的模式。我們現在則是處于一個初級的智能顯示時代,2010年以后,蘋果智能機掀起了電容式觸摸屏的時代,智能顯示終端的內容已經異常豐富,我們已經不滿足于用電阻式按鍵或者是機械按鍵來跟終端進行交流。
現在智能終端的厚度設計越來越薄,質量越來越輕,邊框越來越窄,以及最近開始流行的全黑屏。其實全貼合就能滿足這各種各樣的需求,其優勢剛好符合我們現在智能終端的設計要求。
如前所述,因為顯示的需求才導致我們對觸控技術的研究。我們用觸摸手機、PDA或者筆記本電腦的主要原因就是我們需要看到它里面顯示的內容。這過程中,消費者倒不是很在乎觸摸屏采用的是OGS、In-cell或者其他技術,甚至不是電容屏技術,只要是觸控技術就OK。我們也看到目前市場上有很多新興的觸控技術上市,例如3D體感控制,其原理是采用兩個攝像頭來監控我們的手勢來達到我們和人際交互的效果。大家可能感覺如此多的技術讓觸摸屏技術的地位不保,當然不沒有那么嚴重。3D體感技術和諸如語音之類的技術的實用范圍還是比較窄的,只適用于一些特定的范圍,大范圍的可操作性還是比較低。
說這么多技術,我們最終還是回到我們常規的觸控產品。電容式觸摸屏得到普及,說明了其符合人們普遍的操作習慣和當前技術條件以及市場環境。我們現在要做的就是整合觸控和顯示的資源,打通整個產業鏈,分享整個產業鏈的帶來的效益。