2024年10月8日发(作者:区雪翎)
Iphone5 引领IN-CELL触摸屏技术新潮流
iPhone 5將改採TFT-LCD面板和觸控感測器元件整合為一體
的In-Cell式觸控面板,而In-Cell式觸控面板則將在TFT-LCD
前段製程內完成。根據面板廠指出,Apple的下一代iPhone一
旦採用將觸控感測器元件內建至TFT-LCD面板裡的In-Cell式
觸控面板技術,那麼此款iPhone的總厚度將會較前一代機種
如iPhone 4/4S減少約0.44mm。
In-Cell/On-Cell式與其他觸控技術優劣勢之比較
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
一. Apple投下震撼彈,iPhone 5將採用In-Cell式觸控技術
Apple新一代智慧型手機iPhone 5尚未正式推出,關於iPhone
5採用的零組件及規格已陸續浮上檯面。根據零組件相關供應
商指出,預計2012下半年發表上市的iPhone 5所使用的觸控
面板,將從原本雙層玻璃型投射電容式觸控面板,改為將
TFT-LCD面板和觸控感測器元件整合為一體的In-Cell式觸控
面板;而In-Cell式觸控面板則將在TFT-LCD前段製程內完成。
換言之,In-Cell式觸控面板將不再需要額外的觸控感測器元件,
且貼合製程也減少1道,對於原本提供iPhone 4/4S的觸控感
測器元件、兩段式模組貼合的宸鴻、勝華等觸控模組專業廠來
說,恐將面臨業績動能驟降的危機。
雖然iPhone 5再過2~3個月即將發表及上市,但對於各界而
言,iPhone 5的觸控面板技術、規格與代工供應商方面,仍然
蒙上一層神秘的面紗,也令全球TFT面板廠坐立難安。尤其是
日廠Sony (現已併至Japan Display)率先量產上市In-Cell式投
射電容觸控面板產品「Pixel Eyes」,並已有Sony Xperia P與
宏達電EVO Design等款式的智慧型手機採用,且搭配
Synaptics的ClearPad 3250觸控晶片。由於In-Cell式觸控技術
因改在TFT基板上內建觸控感測器元件,可進一步省掉了外掛
式觸控感測器元件與TFT-LCD面板之間約0.5mm的氣隙(Air
Gap)空間,因此將具備更輕薄、色彩鮮明及延長電池續航力等
優勢。
此外,Apple在In-Cell式觸控面板供應鏈方面,則已指定日廠
Sharp、Japan Display與韓廠LG Display為其主要的供應商,
目前這些供應商仍需要與良率偏低的難關對抗。根據零組件供
應商指出,目前最佳情況的良率約在60%左右;由此可見,
In-Cell式觸控面板技術產品在初期量產製程方面上,會面臨到
不少如前段量產技術門檻偏高與良率偏低的課題。
(一) 簡化觸控面板結構為In-Cell式技術最大優勢
根據面板廠指出,Apple下一代iPhone一旦採用將觸控感測器
元件內建至TFT-LCD面板裡的In-Cell式觸控面板技術,此款
iPhone的總厚度將會較前一代機種如iPhone 4/4S減少約
0.44mm,而目前為止iPhone 4S的總厚度約為9.3mm。
由於Apple基於考量在市場競爭日趨激烈的智慧型手機市場中
保持競爭力,加上韓國Samsung推出採用AMOLED面板、更
輕薄的Galaxy S系列的智慧型手機在市場上大熱賣,Apple為
此積極使下一代iPhone的總厚度縮減至約8mm,那麼除了鋰
離子電池的厚度需要予以薄型化之外,若採用In-Cell式觸控
面板,新一代iPhome的總厚度可望縮減至7.9mm。
此外,Apple欲提升零組件供應鏈管理效率、改善生產良率,
便要往簡化各零組件的結構方向去進行。目前iPhone 4/4S所
採用的雙片玻璃(Glass on Glass,G/G)的設計,須待至後段製
程才能進行貼合(Bonding)動作。然而,若在貼合製程這段失敗,
且良率偏低的話,將造成供應商一筆為數不小的損失。由於
In-Cell式觸控技術是省略一片ITO玻璃或薄膜的觸控感測器
元件的結構,因此可以縮短其觸控面板模組的製程所需的時間
與程序,進而提高其量產效率。一般來說,In-Cell式觸控技術
製程只需約3件半完成的零組件予以貼合;但iPhone 4/4S的
G/G外掛式觸控面板,卻需要多達6件半完成的零組件來予以
貼合。然而,其觸控面板模組包括TFT-LCD面板模組的製程
的程序,則可由8道減少至5道,製程所需的時間即可由12~
16天縮短至3~5天。除此之外,還可以進一步地縮減觸控面
板模組的生產作業前置時間,同時還能調整其供應鏈的作業流
程,進而使生產成本降低約10~20%左右。
表一 In-Cell/On-Cell式與其他觸控技術優劣勢之比較
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
(二) 在平板機產品市場上重量厚度規格決定一切
由於觸控面板已成為目前可攜式行動裝置相當重要的操作介
面,包括智慧型手機、平板機與其他3C終端產品的滲透率也
在持續擴張當中,隨著觸控面板市場規模成長,新觸控技術的
開發腳步更是突飛猛進,尤其是近3年來,從傳統電阻式、全
平面電阻式到薄膜電容式、玻璃電容式,其觸控技術市場趨勢
推演變化快速;除了觸控面板供應商持續增加之外,包括
TFT-LCD面板廠、彩色濾光片廠也加入觸控技術市場競爭,
也有在觸控面板產品技術層次方面拉大差距的趨勢。
發展至今,投射電容式觸控技術在人性化操作方面可謂是已勝
出,並成為目前手機、平板機等相關可攜式行動裝置最熱門的
觸控技術;其中投射電容式觸控技術又有薄膜電容式及玻璃電
容式二大類。玻璃電容式以Apple的iPhone、iPad為代表,也
是高階觸控面板首選;至於薄膜電容式則廣受到Samsung,以
及LG等韓系品牌大廠採用;尤其在輕薄化方面,更是略勝玻
璃電容式一籌。
不過,薄膜電容式較為人詬病的問題,便在於其採用塑膠PET
作為基材,在透光度表現不如玻璃,且會降低顯示面板的亮度
及畫質表現,在手指觸控時,接觸較軟的塑膠薄膜材質,操作
使用上的感覺較不滑順;但隨著保護玻璃的使用越來越普遍,
此一問題也逐漸被解決。儘管如此,玻璃電容式仍然是目前最
受歡迎的觸控面板技術,同時也仍舊是各家觸控廠商積極搶攻、
布局的新產能及新技術,主要是因為Apple力挺,加上玻璃材
質比塑膠薄膜材質看起來更有質感,例如將背殼也改用玻璃的
iPhone 4/4G,重量比iPhone 3GS更重,但所增加的重量仍在
消費者所可容許的範圍內。
若是應用在平板機如Apple iPad系列產品上的話,所帶來的重
量將十分可觀的。尤其是iPad的螢幕尺寸是9.7吋,Android
平台的平板機的螢幕尺寸以10.1吋為主,加上為了維持電池續
航力,也將導致電池模組的重量與厚度增加,因此反而不利於
平板機產品的輕薄化。以10.1吋平板機為例,採用G/G式(即
是玻璃電容式)觸控技術,那麼在不包含TFT-LCD面板模組、
觸控IC與FPC等零組件情況下,包括保護玻璃與感測器元件
的重量高達於150公克,相當於一支高階智慧型手機產品的重
量,且其觸控模組厚度則厚達約1.2mm,若對於消費者而言,
恐將不利於長時間手持操作及閱讀。
倘若採用G/F/F式(即是薄膜電容式)觸控技術,其重量與厚度
方面上,則有相當大的縮減的幅度。若進一步地採用OGS式(即
是單片玻璃式)觸控技術的話,還可以進一步地再縮減重量與
厚度。由此可見,未來平板機產品若採用In-Cell/On-Cell式觸
控技術的話,在重量與厚度的縮減方面,則比其他觸控技術更
具有優勢。
圖一 In-Cell/On-Cell式與OGS式觸控技術之優勢為輕薄化
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
二. 全球面板廠正積極開發OGS與內嵌式觸控技術
儘管對於觸控面板專業廠看好單片觸控面板OGS將比In-Cell
技術來得有優勢;但對TFT面板廠而言,技術領先的廠商將會
先發展In-Cell式,或者是On-Cell式觸控技術;技術不領先的
廠商才會往OGS式觸控技術的方向發展。高階製程將成為市
場主流,但未來2年各家TFT面板廠注意的方向都不太一樣。
無論In-Cell與On-Cell式觸控面板技術,都是TFT面板廠商
試圖主導觸控技術與產業新發展趨勢的方法,只是這兩項製程
在設備與技術投資,都是令人頭疼的問題。目前若以外掛式與
OGS式觸控面板技術來看,目前TFT面板於貼合觸控模組,
在經濟規模數量與良率提升並進下,分別可以控制生產成本。
然而,若未來單一TFT-LCD面板導入In-Cell或On-Cell式觸
控技術製程,那麼在量產過程中,做壞一片則是損失一片,因
此在沒有經濟規模量支持下,可能更無法降低生產成本。所以
要讓全球品牌大廠採用這種觸控技術,恐怕也不容易;也就是
為何到目前為止,僅有Sony與宏達電各一款智慧型手機產品
採用的主因之一。尤其是In-Cell式觸控面板技術製程是高度
複雜的感測器元件製作在TFT基板上,並嵌入配套的觸控IC
對應,否則也是容易導致錯誤的觸控感測訊號或者過大的噪訊。
因此,對任一TFT面板廠而言,欲切入In-Cell/On-Cell式觸控
面板技術的門檻的確相當地高。
(一) 減少觸控模組結構層數,In-Cell/On-Cell式可降低系統成
本
對於全球品牌手機大廠而言,藉由減少整體觸控螢幕系統的層
數,讓感測器更薄且更便宜,是相當具有吸引力的作法;而
TFT面板廠則是卯足全力把感測器元件的感測層整合至
TFT-LCD面板裡,因此這種作法不僅可簡化整個供應鏈,而
且還能降低觸控螢幕系統成本與厚度。但是反而卻同時會限制
整體產品設計的彈性,因此各界預測當其市場成熟後,In-Cell
與On-Cell式觸控面板技術則僅會占有一部分的市場版圖。
現今兩種主要的顯示器整合觸控感測器元件技術為In-Cell與
On-Cell式觸控面板技術。根據考量的顯示器種類、技術與結
構,如傳統TFT-LCD面板、IPS面板及AMOLED面板等;在
不同顯示器應用中,兩種技術的定義也略有差別,且亦有一些
共同原則。若以TFT-LCD面板為例,On-Cell式在彩色濾光片
上整合感測層,而In-Cell式則把感測層整合在彩色濾光片下
方。但若是AMOLED面板的話,目前僅有On-Cell式被採用,
且是把其感測層製作在其封裝玻璃上。
圖二 不同顯示器技術對整合觸控技術的作法之比較
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
(二) TFT面板廠未來將以In-Cell/On-Cell式觸控技術為主
隨著觸控面板技術再度進入戰國群雄並起的新階段,原本以外
掛型玻璃電容式觸控技術為主流、外掛型薄膜電容式觸控技術
為輔的觸控市場,由於顯示面板結合觸控感測器之整合型觸控
技術推出,包括In-Cell式觸控、On-Cell式觸控等,陸續獲得
全球品牌大廠青睞而採用,使得整體全球觸控產業再度引爆其
產業鏈結構性的激烈變化。尤其是Microsoft即將推出可支援
觸控操作介面的Windows 8作業系統,被看好可能掀起大中小
尺寸全新觸控商機、特別是大尺寸觸控應用如平板機、NB與
AIO等更受期待。
原本被業界與市場認為不太可能短期內實現的整合型觸控面
板技術,在日本、韓國、台灣等各大TFT面板廠努力下,至
2012年初便問世及上市,且已有Sony與宏達電分別採用在旗
下的智慧型手機產品;至於Apple新一代機種iPhone 5,也被
傳出將採用日、韓系TFT面板廠量產,提供的In-Cell式觸控
面板,可謂是陸續在觸控面板產業投下震撼彈。
在台廠方面,除了友達與奇美電積極規劃In-Cell式/On-Cell
式觸控技術產品,並將以中小尺寸應用產品市場為首波主打市
場之外,E Ink也於近日推出、把觸控感測器元件整合到FFS
廣視角TFT-LCD面板的Cell上面的On-Cell式觸控面板Touch
Screen Panel,最大可量產尺寸號稱達22吋。還有沉寂一段時
間的觸控技術解決方案供應商劍揚亦於近日宣佈,即將在2012
年第三季與合作夥伴華映,共同開發生產21.5吋In-Cell光感
測式觸控面板,初期目標準備先行搶攻AIO桌上型電腦市場。
整體來說,目前觸控面板相關廠商磨刀霍霍的目標,除了觸控
螢幕手機、平板機產品之外,就是Windows 8可能啟動的大尺
寸NB、AIO桌上型電腦螢幕的換機潮。儘管面板整合型觸控
解決方案即將量產上路,但2012年能在手機、平板機、甚至
更大尺寸IT應用領域取得多少市佔率,仍然有待觀察。
圖三 TFT面板廠未來將以發展In-Cell/On-Cell式觸控技術為
主
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
(三) 台廠奇美電積極轉換部分產能為In-Cell式觸控產能
由於日本與韓國TFT面板廠積極投入In-Cell式觸控面板產品
的量產;為此,奇美電積極將從傳統的觸控面板製程轉進
In-Cell和On-Cell式觸控面板技術,奇美電台南廠在觸控面板
的產能已較2011年提升1倍。除此之外,奇美電也已積極開
發TOD(Touch On Display) On-Cell式觸控技術,主要是針對
AMOLED面板產品的應用,預計內嵌式的In-Cell式觸控技術
於2013年才能量產。至於觸控面板產能部分,奇美台南廠方
面將新建2座4.5代廠以專攻觸控面板量產;而奇美竹南廠原
有的4.5代廠改成觸控面板廠,另外還有1座5代廠,將投入
2~3萬片產能於觸控面板。
因應Windows 8將引爆觸控面板需求,奇美電在台南廠有一條
4.5代線部門已完全改成觸控面板量產線。根據估計,4.5代線
產能加上部分5代線產能,每月提供約20~22萬片的產能,
大約是2011年的10萬片的產能多1倍。另外,未來將鎖定在
In-Cell和On-Cell式觸控面板技術量產的投資金額達2~30億
元新台幣。
圖四 奇美電積極規劃投產In-Cell式觸控面板產品
Source:日經BP;拓墣產業研究所整理,2012/07
三. In-Cell式觸控技術未來商機分析
在Apple新一代iPhone 5發表及上市之前,已有Sony與宏達
電各一款智慧型手機產品採用,未來包括日廠Sony與台廠奇
美電等TFT面板廠,還會繼續發展4.3~4.7吋產品,以應用
在更大尺寸的智慧型手機產品上。加上未來iPhone 5加入此一
戰局,將會掀起另一波的In-Cell式觸控面板技術的風潮;為
此,日韓台系TFT面板廠均積極地規劃量產In-Cell式觸控面
板產品。
若考量到各終端產品對於重量、厚度與BOM成本的要求,均
有不同的考量角度,再加上In-Cell式/On-Cell式觸控面板技術
的初期產能規模並不大,在未來至2015年,高階智慧型手機
產品市場仍將是全球TFT面板廠列為In-Cell式觸控技術首波
主打,以及卯足全力擴大普及化的市場。各大TFT面板廠若將
旗下5代線、6代線的產線陸續轉換為In-Cell式觸控面板產線,
屆時其生產成本可望大幅下滑,且其產品良率提升,那麼高階
平板機產品市場才有可能會被列為TFT面板廠第二波主打的
市場。
至於其他中小尺寸3C終端產品市場方面,由於品牌大廠對於
其BOM成本控管日益嚴厲,加上其產品價格快速下滑,倘若
品牌大廠欲從中獲利的話,那麼對於採用價格成本仍偏高的
In-Cell式觸控面板之機率恐將會趨於微小;除非Apple同樣在
旗下的iPod系列產品,如iPod Touch產品上採用In-Cell式觸
控面板,那麼這一契機也有可能會提高品牌大廠如Sony、
Samsung等,在3C產品上採用In-Cell式觸控面板的意願。
話說回來,現在智慧型手機性能逐年強大,所包含的功能也包
羅萬象,從最基本的多媒體功能如MP3 Player/MP4 Player、掌
上型遊戲、照相攝影、衛星導航與電子書等功能均一手全包,
同時也侵蝕到其他3C部分市場。再加上智慧型手機觸控螢幕
不斷地挑戰5吋螢幕,這將可能會使得TFT面板廠持續加強
In-Cell式觸控面板在智慧型手機市場的布局與攻勢力道。
除此之外,被Microsoft與市場看好以Windows 8作業系統為
主的NB與AIO應用市場,是否能夠延續第二波平板機應用市
場的餘熱,再度推升採用In-Cell式觸控面板技術;若以過去
品牌大廠積極布局觸控NB與AIO市場的經驗來看,這將恐怕
有待觀察。除了光學感測式觸控技術價格相對地較低廉,還有
OGS式觸控面板價格成本仍將持續下滑之外,畢竟最大的變數
仍是消費者的操作使用習慣是否因此改變過來。
整體來看,Apple採用In-Cell式觸控面板技術所帶來的效應,
恐將僅止於高階智慧型手機與平板機應用市場。至於其他終端
應用市場是否會跟進採用In-Cell式觸控技術,其中的變數也
是不小;對TFT面板廠而言,這一場In-Cell式觸控技術市場
戰將打得並不輕鬆。
圖五 In-Cell式技術將先在高階智慧型手機市場快速擴大
Source:各廠商;日經電子;拓墣產業研究所整理,2012/07
四. TRI觀點
(一) 市面上已有上市In-Cell式觸控技術產品
iPhone 5捨棄傳統G/G式觸控面板技術,改採In-Cell式觸控
技術的做法已掀起一波風潮;但Sony與宏達電卻率先推出各
一款In-Cell式產品。未來包括日廠Sony與台廠奇美電等TFT
面板廠,還會繼續發展4.3~4.7吋產品,以應用在更大尺寸的
智慧型手機產品上。
(二) 台廠腳踏兩條船,OGS式與In-Cell式技術量產兩者並行
繼日廠Sony與Toshiba、Sharp、LG Display陸續量產後,台
廠將跟進投產In-Cell式觸控技術產品,4.5代線、5代線等產
能將陸續投入量產行列。除了4吋產品之外,還會投產4.3吋
產品,更不排除未來會看到4.5吋、4.7吋等產品。至於OGS
式觸控技術方面,則將可能是TFT面板廠分散發展觸控產業風
險的籌碼之一。
(三) 初期In-Cell式技術將以高階產品市場為主
若考量到各終端產品對於重量、厚度與BOM成本的要求均有
不同的角度,再加上In-Cell式/On-Cell式觸控面板技術的初期
產能偏低,且其成本偏高,高階智慧型手機產品市場至2015
年仍將是全球TFT面板廠列為首波主打及擴大普及化的市場。
隨著各大TFT面板廠若將旗下5代線、6代線陸續轉換為
In-Cell式觸控面板產線,屆時生產成本可望大幅下滑,且其產
品良率提升,將可望進一步地擴大In-Cell式觸控面板市場。
2024年10月8日发(作者:区雪翎)
Iphone5 引领IN-CELL触摸屏技术新潮流
iPhone 5將改採TFT-LCD面板和觸控感測器元件整合為一體
的In-Cell式觸控面板,而In-Cell式觸控面板則將在TFT-LCD
前段製程內完成。根據面板廠指出,Apple的下一代iPhone一
旦採用將觸控感測器元件內建至TFT-LCD面板裡的In-Cell式
觸控面板技術,那麼此款iPhone的總厚度將會較前一代機種
如iPhone 4/4S減少約0.44mm。
In-Cell/On-Cell式與其他觸控技術優劣勢之比較
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
一. Apple投下震撼彈,iPhone 5將採用In-Cell式觸控技術
Apple新一代智慧型手機iPhone 5尚未正式推出,關於iPhone
5採用的零組件及規格已陸續浮上檯面。根據零組件相關供應
商指出,預計2012下半年發表上市的iPhone 5所使用的觸控
面板,將從原本雙層玻璃型投射電容式觸控面板,改為將
TFT-LCD面板和觸控感測器元件整合為一體的In-Cell式觸控
面板;而In-Cell式觸控面板則將在TFT-LCD前段製程內完成。
換言之,In-Cell式觸控面板將不再需要額外的觸控感測器元件,
且貼合製程也減少1道,對於原本提供iPhone 4/4S的觸控感
測器元件、兩段式模組貼合的宸鴻、勝華等觸控模組專業廠來
說,恐將面臨業績動能驟降的危機。
雖然iPhone 5再過2~3個月即將發表及上市,但對於各界而
言,iPhone 5的觸控面板技術、規格與代工供應商方面,仍然
蒙上一層神秘的面紗,也令全球TFT面板廠坐立難安。尤其是
日廠Sony (現已併至Japan Display)率先量產上市In-Cell式投
射電容觸控面板產品「Pixel Eyes」,並已有Sony Xperia P與
宏達電EVO Design等款式的智慧型手機採用,且搭配
Synaptics的ClearPad 3250觸控晶片。由於In-Cell式觸控技術
因改在TFT基板上內建觸控感測器元件,可進一步省掉了外掛
式觸控感測器元件與TFT-LCD面板之間約0.5mm的氣隙(Air
Gap)空間,因此將具備更輕薄、色彩鮮明及延長電池續航力等
優勢。
此外,Apple在In-Cell式觸控面板供應鏈方面,則已指定日廠
Sharp、Japan Display與韓廠LG Display為其主要的供應商,
目前這些供應商仍需要與良率偏低的難關對抗。根據零組件供
應商指出,目前最佳情況的良率約在60%左右;由此可見,
In-Cell式觸控面板技術產品在初期量產製程方面上,會面臨到
不少如前段量產技術門檻偏高與良率偏低的課題。
(一) 簡化觸控面板結構為In-Cell式技術最大優勢
根據面板廠指出,Apple下一代iPhone一旦採用將觸控感測器
元件內建至TFT-LCD面板裡的In-Cell式觸控面板技術,此款
iPhone的總厚度將會較前一代機種如iPhone 4/4S減少約
0.44mm,而目前為止iPhone 4S的總厚度約為9.3mm。
由於Apple基於考量在市場競爭日趨激烈的智慧型手機市場中
保持競爭力,加上韓國Samsung推出採用AMOLED面板、更
輕薄的Galaxy S系列的智慧型手機在市場上大熱賣,Apple為
此積極使下一代iPhone的總厚度縮減至約8mm,那麼除了鋰
離子電池的厚度需要予以薄型化之外,若採用In-Cell式觸控
面板,新一代iPhome的總厚度可望縮減至7.9mm。
此外,Apple欲提升零組件供應鏈管理效率、改善生產良率,
便要往簡化各零組件的結構方向去進行。目前iPhone 4/4S所
採用的雙片玻璃(Glass on Glass,G/G)的設計,須待至後段製
程才能進行貼合(Bonding)動作。然而,若在貼合製程這段失敗,
且良率偏低的話,將造成供應商一筆為數不小的損失。由於
In-Cell式觸控技術是省略一片ITO玻璃或薄膜的觸控感測器
元件的結構,因此可以縮短其觸控面板模組的製程所需的時間
與程序,進而提高其量產效率。一般來說,In-Cell式觸控技術
製程只需約3件半完成的零組件予以貼合;但iPhone 4/4S的
G/G外掛式觸控面板,卻需要多達6件半完成的零組件來予以
貼合。然而,其觸控面板模組包括TFT-LCD面板模組的製程
的程序,則可由8道減少至5道,製程所需的時間即可由12~
16天縮短至3~5天。除此之外,還可以進一步地縮減觸控面
板模組的生產作業前置時間,同時還能調整其供應鏈的作業流
程,進而使生產成本降低約10~20%左右。
表一 In-Cell/On-Cell式與其他觸控技術優劣勢之比較
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
(二) 在平板機產品市場上重量厚度規格決定一切
由於觸控面板已成為目前可攜式行動裝置相當重要的操作介
面,包括智慧型手機、平板機與其他3C終端產品的滲透率也
在持續擴張當中,隨著觸控面板市場規模成長,新觸控技術的
開發腳步更是突飛猛進,尤其是近3年來,從傳統電阻式、全
平面電阻式到薄膜電容式、玻璃電容式,其觸控技術市場趨勢
推演變化快速;除了觸控面板供應商持續增加之外,包括
TFT-LCD面板廠、彩色濾光片廠也加入觸控技術市場競爭,
也有在觸控面板產品技術層次方面拉大差距的趨勢。
發展至今,投射電容式觸控技術在人性化操作方面可謂是已勝
出,並成為目前手機、平板機等相關可攜式行動裝置最熱門的
觸控技術;其中投射電容式觸控技術又有薄膜電容式及玻璃電
容式二大類。玻璃電容式以Apple的iPhone、iPad為代表,也
是高階觸控面板首選;至於薄膜電容式則廣受到Samsung,以
及LG等韓系品牌大廠採用;尤其在輕薄化方面,更是略勝玻
璃電容式一籌。
不過,薄膜電容式較為人詬病的問題,便在於其採用塑膠PET
作為基材,在透光度表現不如玻璃,且會降低顯示面板的亮度
及畫質表現,在手指觸控時,接觸較軟的塑膠薄膜材質,操作
使用上的感覺較不滑順;但隨著保護玻璃的使用越來越普遍,
此一問題也逐漸被解決。儘管如此,玻璃電容式仍然是目前最
受歡迎的觸控面板技術,同時也仍舊是各家觸控廠商積極搶攻、
布局的新產能及新技術,主要是因為Apple力挺,加上玻璃材
質比塑膠薄膜材質看起來更有質感,例如將背殼也改用玻璃的
iPhone 4/4G,重量比iPhone 3GS更重,但所增加的重量仍在
消費者所可容許的範圍內。
若是應用在平板機如Apple iPad系列產品上的話,所帶來的重
量將十分可觀的。尤其是iPad的螢幕尺寸是9.7吋,Android
平台的平板機的螢幕尺寸以10.1吋為主,加上為了維持電池續
航力,也將導致電池模組的重量與厚度增加,因此反而不利於
平板機產品的輕薄化。以10.1吋平板機為例,採用G/G式(即
是玻璃電容式)觸控技術,那麼在不包含TFT-LCD面板模組、
觸控IC與FPC等零組件情況下,包括保護玻璃與感測器元件
的重量高達於150公克,相當於一支高階智慧型手機產品的重
量,且其觸控模組厚度則厚達約1.2mm,若對於消費者而言,
恐將不利於長時間手持操作及閱讀。
倘若採用G/F/F式(即是薄膜電容式)觸控技術,其重量與厚度
方面上,則有相當大的縮減的幅度。若進一步地採用OGS式(即
是單片玻璃式)觸控技術的話,還可以進一步地再縮減重量與
厚度。由此可見,未來平板機產品若採用In-Cell/On-Cell式觸
控技術的話,在重量與厚度的縮減方面,則比其他觸控技術更
具有優勢。
圖一 In-Cell/On-Cell式與OGS式觸控技術之優勢為輕薄化
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
二. 全球面板廠正積極開發OGS與內嵌式觸控技術
儘管對於觸控面板專業廠看好單片觸控面板OGS將比In-Cell
技術來得有優勢;但對TFT面板廠而言,技術領先的廠商將會
先發展In-Cell式,或者是On-Cell式觸控技術;技術不領先的
廠商才會往OGS式觸控技術的方向發展。高階製程將成為市
場主流,但未來2年各家TFT面板廠注意的方向都不太一樣。
無論In-Cell與On-Cell式觸控面板技術,都是TFT面板廠商
試圖主導觸控技術與產業新發展趨勢的方法,只是這兩項製程
在設備與技術投資,都是令人頭疼的問題。目前若以外掛式與
OGS式觸控面板技術來看,目前TFT面板於貼合觸控模組,
在經濟規模數量與良率提升並進下,分別可以控制生產成本。
然而,若未來單一TFT-LCD面板導入In-Cell或On-Cell式觸
控技術製程,那麼在量產過程中,做壞一片則是損失一片,因
此在沒有經濟規模量支持下,可能更無法降低生產成本。所以
要讓全球品牌大廠採用這種觸控技術,恐怕也不容易;也就是
為何到目前為止,僅有Sony與宏達電各一款智慧型手機產品
採用的主因之一。尤其是In-Cell式觸控面板技術製程是高度
複雜的感測器元件製作在TFT基板上,並嵌入配套的觸控IC
對應,否則也是容易導致錯誤的觸控感測訊號或者過大的噪訊。
因此,對任一TFT面板廠而言,欲切入In-Cell/On-Cell式觸控
面板技術的門檻的確相當地高。
(一) 減少觸控模組結構層數,In-Cell/On-Cell式可降低系統成
本
對於全球品牌手機大廠而言,藉由減少整體觸控螢幕系統的層
數,讓感測器更薄且更便宜,是相當具有吸引力的作法;而
TFT面板廠則是卯足全力把感測器元件的感測層整合至
TFT-LCD面板裡,因此這種作法不僅可簡化整個供應鏈,而
且還能降低觸控螢幕系統成本與厚度。但是反而卻同時會限制
整體產品設計的彈性,因此各界預測當其市場成熟後,In-Cell
與On-Cell式觸控面板技術則僅會占有一部分的市場版圖。
現今兩種主要的顯示器整合觸控感測器元件技術為In-Cell與
On-Cell式觸控面板技術。根據考量的顯示器種類、技術與結
構,如傳統TFT-LCD面板、IPS面板及AMOLED面板等;在
不同顯示器應用中,兩種技術的定義也略有差別,且亦有一些
共同原則。若以TFT-LCD面板為例,On-Cell式在彩色濾光片
上整合感測層,而In-Cell式則把感測層整合在彩色濾光片下
方。但若是AMOLED面板的話,目前僅有On-Cell式被採用,
且是把其感測層製作在其封裝玻璃上。
圖二 不同顯示器技術對整合觸控技術的作法之比較
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
(二) TFT面板廠未來將以In-Cell/On-Cell式觸控技術為主
隨著觸控面板技術再度進入戰國群雄並起的新階段,原本以外
掛型玻璃電容式觸控技術為主流、外掛型薄膜電容式觸控技術
為輔的觸控市場,由於顯示面板結合觸控感測器之整合型觸控
技術推出,包括In-Cell式觸控、On-Cell式觸控等,陸續獲得
全球品牌大廠青睞而採用,使得整體全球觸控產業再度引爆其
產業鏈結構性的激烈變化。尤其是Microsoft即將推出可支援
觸控操作介面的Windows 8作業系統,被看好可能掀起大中小
尺寸全新觸控商機、特別是大尺寸觸控應用如平板機、NB與
AIO等更受期待。
原本被業界與市場認為不太可能短期內實現的整合型觸控面
板技術,在日本、韓國、台灣等各大TFT面板廠努力下,至
2012年初便問世及上市,且已有Sony與宏達電分別採用在旗
下的智慧型手機產品;至於Apple新一代機種iPhone 5,也被
傳出將採用日、韓系TFT面板廠量產,提供的In-Cell式觸控
面板,可謂是陸續在觸控面板產業投下震撼彈。
在台廠方面,除了友達與奇美電積極規劃In-Cell式/On-Cell
式觸控技術產品,並將以中小尺寸應用產品市場為首波主打市
場之外,E Ink也於近日推出、把觸控感測器元件整合到FFS
廣視角TFT-LCD面板的Cell上面的On-Cell式觸控面板Touch
Screen Panel,最大可量產尺寸號稱達22吋。還有沉寂一段時
間的觸控技術解決方案供應商劍揚亦於近日宣佈,即將在2012
年第三季與合作夥伴華映,共同開發生產21.5吋In-Cell光感
測式觸控面板,初期目標準備先行搶攻AIO桌上型電腦市場。
整體來說,目前觸控面板相關廠商磨刀霍霍的目標,除了觸控
螢幕手機、平板機產品之外,就是Windows 8可能啟動的大尺
寸NB、AIO桌上型電腦螢幕的換機潮。儘管面板整合型觸控
解決方案即將量產上路,但2012年能在手機、平板機、甚至
更大尺寸IT應用領域取得多少市佔率,仍然有待觀察。
圖三 TFT面板廠未來將以發展In-Cell/On-Cell式觸控技術為
主
Source:各廠商;拓墣產業研究所整理,2012/07
(三) 台廠奇美電積極轉換部分產能為In-Cell式觸控產能
由於日本與韓國TFT面板廠積極投入In-Cell式觸控面板產品
的量產;為此,奇美電積極將從傳統的觸控面板製程轉進
In-Cell和On-Cell式觸控面板技術,奇美電台南廠在觸控面板
的產能已較2011年提升1倍。除此之外,奇美電也已積極開
發TOD(Touch On Display) On-Cell式觸控技術,主要是針對
AMOLED面板產品的應用,預計內嵌式的In-Cell式觸控技術
於2013年才能量產。至於觸控面板產能部分,奇美台南廠方
面將新建2座4.5代廠以專攻觸控面板量產;而奇美竹南廠原
有的4.5代廠改成觸控面板廠,另外還有1座5代廠,將投入
2~3萬片產能於觸控面板。
因應Windows 8將引爆觸控面板需求,奇美電在台南廠有一條
4.5代線部門已完全改成觸控面板量產線。根據估計,4.5代線
產能加上部分5代線產能,每月提供約20~22萬片的產能,
大約是2011年的10萬片的產能多1倍。另外,未來將鎖定在
In-Cell和On-Cell式觸控面板技術量產的投資金額達2~30億
元新台幣。
圖四 奇美電積極規劃投產In-Cell式觸控面板產品
Source:日經BP;拓墣產業研究所整理,2012/07
三. In-Cell式觸控技術未來商機分析
在Apple新一代iPhone 5發表及上市之前,已有Sony與宏達
電各一款智慧型手機產品採用,未來包括日廠Sony與台廠奇
美電等TFT面板廠,還會繼續發展4.3~4.7吋產品,以應用
在更大尺寸的智慧型手機產品上。加上未來iPhone 5加入此一
戰局,將會掀起另一波的In-Cell式觸控面板技術的風潮;為
此,日韓台系TFT面板廠均積極地規劃量產In-Cell式觸控面
板產品。
若考量到各終端產品對於重量、厚度與BOM成本的要求,均
有不同的考量角度,再加上In-Cell式/On-Cell式觸控面板技術
的初期產能規模並不大,在未來至2015年,高階智慧型手機
產品市場仍將是全球TFT面板廠列為In-Cell式觸控技術首波
主打,以及卯足全力擴大普及化的市場。各大TFT面板廠若將
旗下5代線、6代線的產線陸續轉換為In-Cell式觸控面板產線,
屆時其生產成本可望大幅下滑,且其產品良率提升,那麼高階
平板機產品市場才有可能會被列為TFT面板廠第二波主打的
市場。
至於其他中小尺寸3C終端產品市場方面,由於品牌大廠對於
其BOM成本控管日益嚴厲,加上其產品價格快速下滑,倘若
品牌大廠欲從中獲利的話,那麼對於採用價格成本仍偏高的
In-Cell式觸控面板之機率恐將會趨於微小;除非Apple同樣在
旗下的iPod系列產品,如iPod Touch產品上採用In-Cell式觸
控面板,那麼這一契機也有可能會提高品牌大廠如Sony、
Samsung等,在3C產品上採用In-Cell式觸控面板的意願。
話說回來,現在智慧型手機性能逐年強大,所包含的功能也包
羅萬象,從最基本的多媒體功能如MP3 Player/MP4 Player、掌
上型遊戲、照相攝影、衛星導航與電子書等功能均一手全包,
同時也侵蝕到其他3C部分市場。再加上智慧型手機觸控螢幕
不斷地挑戰5吋螢幕,這將可能會使得TFT面板廠持續加強
In-Cell式觸控面板在智慧型手機市場的布局與攻勢力道。
除此之外,被Microsoft與市場看好以Windows 8作業系統為
主的NB與AIO應用市場,是否能夠延續第二波平板機應用市
場的餘熱,再度推升採用In-Cell式觸控面板技術;若以過去
品牌大廠積極布局觸控NB與AIO市場的經驗來看,這將恐怕
有待觀察。除了光學感測式觸控技術價格相對地較低廉,還有
OGS式觸控面板價格成本仍將持續下滑之外,畢竟最大的變數
仍是消費者的操作使用習慣是否因此改變過來。
整體來看,Apple採用In-Cell式觸控面板技術所帶來的效應,
恐將僅止於高階智慧型手機與平板機應用市場。至於其他終端
應用市場是否會跟進採用In-Cell式觸控技術,其中的變數也
是不小;對TFT面板廠而言,這一場In-Cell式觸控技術市場
戰將打得並不輕鬆。
圖五 In-Cell式技術將先在高階智慧型手機市場快速擴大
Source:各廠商;日經電子;拓墣產業研究所整理,2012/07
四. TRI觀點
(一) 市面上已有上市In-Cell式觸控技術產品
iPhone 5捨棄傳統G/G式觸控面板技術,改採In-Cell式觸控
技術的做法已掀起一波風潮;但Sony與宏達電卻率先推出各
一款In-Cell式產品。未來包括日廠Sony與台廠奇美電等TFT
面板廠,還會繼續發展4.3~4.7吋產品,以應用在更大尺寸的
智慧型手機產品上。
(二) 台廠腳踏兩條船,OGS式與In-Cell式技術量產兩者並行
繼日廠Sony與Toshiba、Sharp、LG Display陸續量產後,台
廠將跟進投產In-Cell式觸控技術產品,4.5代線、5代線等產
能將陸續投入量產行列。除了4吋產品之外,還會投產4.3吋
產品,更不排除未來會看到4.5吋、4.7吋等產品。至於OGS
式觸控技術方面,則將可能是TFT面板廠分散發展觸控產業風
險的籌碼之一。
(三) 初期In-Cell式技術將以高階產品市場為主
若考量到各終端產品對於重量、厚度與BOM成本的要求均有
不同的角度,再加上In-Cell式/On-Cell式觸控面板技術的初期
產能偏低,且其成本偏高,高階智慧型手機產品市場至2015
年仍將是全球TFT面板廠列為首波主打及擴大普及化的市場。
隨著各大TFT面板廠若將旗下5代線、6代線陸續轉換為
In-Cell式觸控面板產線,屆時生產成本可望大幅下滑,且其產
品良率提升,將可望進一步地擴大In-Cell式觸控面板市場。