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『掌握触控新变革-OGS vs. In-cell』专家座谈会
面对Incell的来势汹汹,OGS能否抵挡被取代的命运?

【作者: 陳韋哲】2013年04月01日 星期一

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随着智慧型手持装置功能不断的演进,造就了全球触控面板总出货量不断直线上扬,如何让行动装置轻薄化更是各大厂商追求的终极目标。目前触控面板朝向以单片玻璃式触控方案,以便节省贴合成本并提高触控灵敏度。目前在In-Cell、On-Cell、OGS三大触控面板技术阵营里,OGS可说是当红炸子鸡。不过,自iPhone 5采用In-Cell技术,让In-Cell再度成为触控产业的焦点话题,即便In-Cell有Apple这股强大势力当靠山,但从制程技术层面来看,In-Cell仍得面对不小的技术挑战。



图一 : 左起:富创得董事长 吴明发、发明元素总经理 李祥宇、中华科大 林晏瑞教授、敦泰 刘安国技术处长、MIC资深分析师 蔡佩芬。
图一 : 左起:富创得董事长 吴明发、发明元素总经理 李祥宇、中华科大 林晏瑞教授、敦泰 刘安国技术处长、MIC资深分析师 蔡佩芬。

由于In-Cell特殊的结构,使得讯号的干扰问题更为严重,再加上色彩过滤薄化不易,In-Cell想要跨足大尺寸触控面板可说是举步维艰。然而,目前OGS之显示效果已经能与GG触控技术相抗衡,面对In-Cell的来势汹汹,OGS能否抵抗被取代的命运。由Ctimes科技论坛所举办的『掌握触控新变革-OGS vs. In-cell』专家座谈会,邀请到多位专家针对此议题共同参与讨论。


产量虽满载,In-Cell制程仍需努力

虽说2012年,台湾在全球触控模组产业中可谓是丰收的一年,除了产量拿下全球43%,其产值也达到新台币1650亿元,不过,却都​​是由传统外挂式触控面板攻下江山。而2013年,预估全球采用in-cell触控面板的中高阶智慧型手机市场将上看1.7亿支,到了2015年市场可望达到2.6亿支,至于2017年出货量更将一举突破4.1亿支。


In-Cell是将触控IC整合到面板上,可以再少一层触控面板,由于少了一层,所以贴合也只需要一次,以往传统的作法为玻璃+触控+面板,而In-Cell则为玻璃+面板(包含触控IC)。故可以整合二者的驱动IC,以达到轻薄短小的需求。不过,由于In-Cell的制程光罩数比起OGS多出一倍,以致于良率偏低。此外,In-Cell极易导致错误的触控感测讯号或者过大的噪音,所以还必须嵌入配套的触控IC来抑制上述问题。


目前全球面板厂皆持续投资开发In-Cell,挑战最新型的显示技术和克服量产困境,并与IC厂商协同解决In-Cell与面板的整合问题。 Apple为了要再减少iPhone的厚度,于iPhone5采用了In-Cell触控技术,对此,发明元素速博思总经理李祥宇表示:『Apple的In-Cell技术是使用FFS的显示技术(IPS),并且使用Xcom与Ycom导线,将Vcom电极细分后排列组合连接成Sensor的形状。与LCD驱动IC分时使用,LCD驱动使用12ms,触控使用4ms。以及采用三层的立体结构,将Vcom层图案化为SITO的结构,触控与LCD驱动的线路分离不共用。 』。


传统外挂式触控面板厂商朝OGS发展

LG Display、Sharp以及Japan Display Inc.并列为有能力量产In-Cell触控面板的厂商,而这三大企业同时都掌握了In-cell技术。相较于In-cell触控技术的兴起,传统外挂式触控面板厂商由于没有TFT-LCD光罩制程技术,所以无法生产In-cell触控面板,目前朝向以OGS单片式玻璃触控技术迈进。不过,为求产品能够持续朝向轻薄化挺进,In-Cell触控技术已是目前各家触控面板厂商极欲投注的重点。


而OGS则是采用外挂式的单片玻璃解决方案,由两片式玻璃电容触控面板简化而来,将触控感应器直接制作在保护玻璃上,省去一片玻璃,借以让触控面板更为轻薄。不过,由于OGS保护玻璃和触控面板是整合成一片玻璃,通常需要经过先强化,接着镀膜、蚀刻,最后再进行切割。但要在强化玻璃上切割是相当麻烦,不仅成本高而且良率低。再加上,会造成玻璃边缘形成些许裂缝,因而降低玻璃的强度,以致于强度不足的问题变成OGS发展的绊脚石。


再者,目前光学胶带贴合技术容易产生气泡,造成产品良率降低,对此,宸鸿与其他合作伙伴研发出液态光学胶材料以及贴合设备,透过能够重复施作的特性,来减低产生瑕疵品发生的机率,目前OGS贴合良率可达95%以上。资策会MIC 资深产业分析师兼副组长 谢佩芬表示:『随着Windows 8于2012年Q4问市,得视实际应用需求是否发酵,才得以提升触控机种销售比例。支援多点触控以及全平面操作的Windows 8,仅有投射式电容触控面板较符合上述规格条件,但其成本仍有下降之需求。基于机身厚度与成本考量,Notebook搭载触控面板方案是以OGS为首选。 』。


由于In-Cell技术门槛高,所以台湾及大陆触控面板业者转向投入OGS技术,而OGS技术将以中低阶产品市场为主。不过,二次强化的制程对于OGS的交货期限和价格有一定程度的限制以及对于单层多指技术也会有相当程度的影响。中华科技大学电机系博士林晏瑞表示:『目前OGS相较于In-Cell,除了OGS的技术开发比较成熟之外,并且​​具有较多的功能(如3D手势输入)、驱动IC便宜、客制化容易、品牌对于触控控制晶片的掌握权较为完整,以及感应线路过程中若出现不良品,所产生的损失仅是表面玻璃。所以现阶段OGS要胜过In-Cell的机会较高。 』。


OGS具有低成本、品质好的优势

投射式电容触控面板中以OGS技术,不仅成本最低​​、品质良好,亦是未来市场的主流。微软于2012年7月并购一家生产OGS厂商Perceptive Pixel,而韩国政府也投入700亿韩圜推动OGS技术,显示各方皆看好OGS的市场发展。目前OGS制程主要分两种,一种是大片制程,一种则为单片制程。大片制程是直接购买大片强化玻璃材料,制成触控感应器,然后把玻璃切割成手机需要的小尺寸,再进行二次强化;而单片制程则是先把玻璃切割成小尺寸,制成触控感应器,最后进行一次强化。


大片制程的优点为生产效率能够更高,但缺点是切割的玻璃边缘强度会发生弱化状况;单片制程的优点则为强度更加良好,不仅能够钻孔,在产品设计的弹性空间更大,其缺点是一次只能处理一块玻璃,所以生产效率低,其成本也偏高,再加上,先切割后强化亦可能发生强化均匀度不足的状况。



图二 : CTIMES触控论坛已进入第三届,会场座无虚席,人人专注参与。
图二 : CTIMES触控论坛已进入第三届,会场座无虚席,人人专注参与。

针对使用OGS的理由,富创得科技董事长 吴明发表示:『由于On-Cell与In-Cell与OGS都需使用到一片玻璃,所以使用的材料相同。不过由于On-Cell与In-Cell Touch感应层是在LCD里或外面,所以Cover Lens与LCD不能有空气,必须要全面贴合,以致于贴合成本贵且良率低。相对的,OGS Touch层已与玻璃一体成形,所以与LCD之间有没有空气无关,不用全面贴合。目前On-Cell与In-Cell技术困难,良率不高,故只能做5吋以下,良率只有5成;5吋以上技术仍需3~5年才有办法生产。OGS技术成熟,成本比In-Cell及On-Cell低,所以必定是未来触控面板的主流。 』


结论

现今In-Cell技术主要应用在高阶智慧手机,由于行动装置产品持续挑战轻薄的极限,让以往的外挂式触控面板模组厂商只好在花最少成本的情况下,转向OGS技术发展,但能够预见的是未来拥有In-Cell技术的厂商等于持有市场主控权的门票。即便目前In-Cell量产良率问题仍难以突破,而采用OGS技术的产品有扩大的趋势。相信未来若In-Cell的良率及技术问题迎刃而解后,OGS的低成本优势将大势已去。


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