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In-cell触控面板发展历程及市场应用现状

导读: 自从触控面板成为行动装置最主要的人机介面后,几乎所有的面板厂也都跃跃欲试。面板厂主观地认为将触控感应器(TouchSensor)整合进去面板之中,不仅可以减少堆迭(Stack)的厚度,而且还可以节省物料成本。

  自从触控面板成为行动装置最主要的人机介面后,几乎所有的面板厂也都跃跃欲试。面板厂主观地认为将触控感应器(TouchSensor)整合进去面板之中,不仅可以减少堆迭(Stack)的厚度,而且还可以节省物料成本。因此,约自2008年之后,在各大面板厂的未来产品蓝图中,均可以看到嵌入式(EmbeddedType)触控面板的规划。然而,嵌入式触控面板却一直没有成为主流;直到三星(Samsung)在2010年将进阶主动式矩阵有机发光二极体(SuperAMOLED或On-cellAMOLED)应用于GalaxyS、苹果(Apple)在2012年将自有专利的In-cell技术透过三家面板厂的代工製造后,嵌入式触控面板终于得到了市场的注目。但是除了三星和苹果这两家智慧型手机最大的品牌外,其他品牌并不算是热衷。不过,就在2013年时,嵌入式触控面板又为面板厂重新燃起了希望;当前的技术成熟度、市场接受度与供应链,为嵌入式触控面板提供了更好的发展环境。

  嵌入式触控面板技术发展历程

  早期面板厂在发展嵌入式触控面板时,大约可归类为三种技术:光学式(PhotoSensing)、电容式(ChargeSensing)与电压式(VoltageSensing),但是这三种技术其实多半没有真正量产过;而且有些在触控时还须要对面板施力、造成形变,以致不容易导入保护玻璃的设计,因此最终无法为市场所接受。逐渐地,面板厂对触控技术的认同在投射式电容上得到了共识,而投射式电容自2007年苹果iPhone导入后,已经取代了原有的电阻式,成为触控技术的主流。面板厂或许终于了解到,面板的显示与製造技术并不等同于触控技术,触控杂讯干扰的处理与判断手势的演算法并不是他们的专长。

  至今,几乎所有量产的嵌入式触控面板均是採用投射式电容技术。触控技术上有了共识,但是感应器(也就是电极)的置放位置却有相当的歧异。一般的液晶面板会有上下两块玻璃,上方玻璃是为了製造彩色滤光片(色阻),而下方的目的是为了薄膜电晶体线路;因此,感应电极的置放位置就是在这两片玻璃上。对于位置的定义和描述并没有一种共通标准,只是约定俗成地认为,电极若是位在下方玻璃视为In-cell,在上方玻璃则是On-cell;而若不在这两片玻璃上就是Out-cell,也就是所谓的「外挂式(Add-onType)」。

  比较有争议的是On-cell在液晶面板的应用。通常感应电极会放在上方玻璃的顶面(也就是面对使用者眼睛的那一面),因为底面有滤光片的色阻,而电极就是在偏光膜的下方。不过,有些面板厂或是控制晶片商的做法是将电极线路置放于色阻间的黑色矩阵区(BlackMatrix),电极材料可以是铟锡氧化物(ITO)、金属线或甚至是金属网格(MetalMesh)。在这种堆迭下,由于电极线路面对液晶层,因此有些厂商称之为In-cell。无论如何,这仅是各自定义的问题,业界并无严格的认定标准。

  嵌入式触控面板发展至今,从早期的技术分岐走向整合,纵使堆迭结构与置放位置上还有In-cell或是On-cell的不同作法,但是当今的进展情况已经是从技术走向量产,并且进一步取得对外挂式的成本与效能上的竞争力。友达约在2009年曾经与达虹合作,由达虹负责彩色滤光片和感应电极镀膜后,再由友达组装以製成On-cell触控面板;当时所採用的触控技术就已经是投射式电容,而电极图桉就是一般所谓的单面ITO(SITO)。友达在一度放弃On-cell触控面板后,曾经投入外挂式的单玻璃触控(OGS)结构,直到2013年底又重起On-cell触控面板的研发,只是这次的电极图桉多了所谓的「单层多点(Single-layer,CaterpillarPattern)」。

  除了三星一直持续开发On-cellAMOLED外,其他的面板厂也大约在2012年到2013年间,陆续再次投入以投射式电容技术为主的嵌入式触控面板生产。苹果的In-cell供应链包含乐金面板(LGD)、夏普(Sharp)和JDI(JapanDisplayInc),而JDI本身又有PixelEyes(与Synaptics(新思国际)合作),出货给索尼(Sony)。台湾方面,2013年初上半年,群创的TOD(TouchonDisplay,on-cellLCD)出货过百万片后,华映、彩晶也在下半年时加入战局。这些面板厂的投入虽然不致于在短时间裡让嵌入式取代外挂式,但是让嵌入式在智慧型手机的应用上更具有能见度。

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