大公司品牌推动 探索In cell/On cell触控现状

触控感测

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  市场研究机构 DisplaySearch 针对目前市场上面板厂商的内嵌式触控解决方案应用状况,发表最新研究报告;依据触控感应器所处基板位置,分为 in-cell 与 on-cell 两种方案,其中 in-cell 触控解决方案触控感应线路需制作于液晶面板两层基板玻璃间的液晶区域(通常位于TFT Array基板之上),而 on-cell 触控解决方案感应线路则需制作于彩色滤光片玻璃基板的表层或底层(采用AMOLED架构的显示面板则需制作于其封装玻璃之上)。

  In-cell触控解决方案的应用现状

  In-cell 触控解决方案目前主要应用于手机领域,并因 Apple 去年发表的 iPhone 5 产品而取得迅速发展。 Apple 在新近发表的 iPhone 5C 及 iPhone 5S 机种上采用了与 iPhone 5 相同规格之 in-cell 触控面板,亦将带动in-cell触控面板出货量的进一步成长。

  DisplaySearch指出,除此之外,Apple亦将此款 in-cell 触控面板应用于其可携式媒体播放机 iPod touch 产品之上。然而,由于Apple目前依旧是in-cell触控面板大量应用的主要品牌,且目前负责面板生产之三家面板厂(Sharp、JDI和LGD)皆为受Apple委託生产具有其专利的in-cell触控面板,使得in-cell触控解决方案严重依赖于Apple的品牌效应。

  目前行动电话领域中尚存在另外一种已实际出货之in-cell触控解决方案,即JDI (前Sony)的Pixel Eyes技术。但其触控驱动线路及传感线路分别制作于IPS液晶面板的Array基板与彩色滤光片玻璃基板之上,依据DisplaySearch之 in-cell 定义仅能算作一种混合式结构,且因其2012年出货亦仅约为百万片,主要客户为Sony及HTC,影响力尚不足以比肩Apple。

  事实上,DisplaySearch表示,上述两种in-cell触控解决方案在更加普及之前,必须解决三个主要的问题:1. 面板厂商将Vcom层制作成特定触控感应线路时的良率挑战;2. 液晶驱动与触控侦测的分时处理机制及来自面板内部的杂讯干扰;3. 因产品客制化及单一供应商所带来的商务运作考虑。

  除此之外, in-cell 触控解决方案在触控一体机市场亦有所着墨。CPT藉由与其技术合作伙伴iDTI和合作,已于2012年四季成功量产基于内嵌式光学感应原理的21.5寸 FHD in-cell触控面板。DisplaySearch指出,虽然该触控面板尚未通过微软Windows8的相关认证,但一些基于 Android 系统的一体机机型陆续问世,则为其带来发展的机会。

  事实上,微软(Microsoft)的 PixelSense (早期的Surface产品)亦采用了三星(Samsung)制作的、采用内嵌式光学感应塬理的40吋 in-cell 触控面板。因此,即便光学式in-cell触控解决方案的光学穿透性较差,在大尺寸应用领域依旧具备发展前景。

  

  2012~2015年 In-Cell 触控解决方案出货量及预测 (单位:千台)

  (来源:DisplaySearch)

  On-cell触控解决方案的应用现状

  On-cell触控解决方案的发展状况与in-cell触控解决方案的发展状况极为类似,亦是以行动电话市场为主要应用领域,所不同之处为 on-cell 触控解决方案主要依赖于三星的Super AMOLED及其于行动电话领域的品牌效应。而随着三星Galaxy S系列及Galaxy Note系列的热卖,On-cell触控面板出货量亦成长明显。

  DisplaySearch表示,虽然三星 AMOLED 产品为红绿蓝三色蒸镀,无需采用彩色滤光片玻璃基板,但是用以隔绝空气中氧气及水汽的OLED封装玻璃则非常适合用以承载on-cell的触控感应线路。由于其技术难度相对较低,三星目前将on-cell触控感测器的制程外包给华映(CPT,6代线)、和鑫光电(HannsTouch,5.5代线)及Dongwoo (5.5代线)。

  三星亦有规划于今年四季度推出少量柔性显示产品(Flexible AMOLED)产品Youm,并可能用做 Galaxy Note 3 的限量版本推出。由于基于柔性显示的 AMOLED 封装需采用塑胶(聚醯亚胺)基板及薄膜式封装工艺,传统的on-cell触控解决方案将面临挑战,并将需考虑采用其他触控解决方案。

  DisplaySearch 指出,目前已规模化量产出货的 AMOLED 产品主要由三星提供,其他品牌将很难在第一时间取得AMOLED面板顶级产品的供给,因此,on-cell触控解决方案同样相对闭环并严重依赖三星的品牌效应。然而随着触控IC厂商演算法技术的日益成熟,基于液晶面板的on-cell触控解决方案正日益为其他面板厂商所接受并逐步推出相关产品测试市场。此举将有利于带动on-cell触控解决方案未来的进一步发展。

  群创(Innolux)称其on-cell触控解决方案为 TOD (touch on display)技术。其搭载新思(Synaptics)触控IC解决方案的4.5寸、720p解析度的on-cell触控液晶面板已于4月份出货,并应用于酷派手机产品。该产品需先完成open-cell制作流程,并薄化至手机产品常用之0.25mm厚度,其后再于其彩色滤光片玻璃基板的表层(远离液晶层)进行on-cell触控感应线路制作。

  该触控感应线路采用毛毛虫图案的单层多点架构,群创后续亦规划有5吋 FHD 解析度、5.56吋FHD解析度(2014年)、6吋FHD解析度(2014年)及7吋FHD解析度(2014年)的on-cell触控液晶面板。DisplaySearch表示,出于对引线区域宽度及触控灵敏性的考量,毛毛虫图案之单层多点架构于5吋以上产品的应用尚存疑虑,故而SITO架构将有机会应用于上述规划产品中。

  瀚宇彩晶(Hannstar)同样规划有基于液晶面板的on-cell触控解决方案。DisplaySearch指出,与群创的TOD技术相比较,瀚宇彩晶省略了玻璃薄化工序,使得其on-cell触控液晶面板的厚度较大。然而取消薄化工序将有助于缩短其生产週期并降低生产成本,使得其在入门级行动电话市场具备价格优势。

  中国面板业者京东方及天马亦有布局相关 on-cell触控解决方案,业者的积极投入将有助于推动on-cell触控解决方案的进一步成长;此外天马亦公布了其与触控IC业者敦泰合作之in-cell触控解决方案,该方案触控感应线路制作于彩色滤光片玻璃基板的底层(临近液晶层0,并有可能制作于其BM区域。由于其触控感应线路仅制作于彩色滤光片玻璃基板,而非介于两层玻璃基板之间,依据DisplaySearch定义,此种架构依旧归结为on-cell触控解决方案。

  

  2012~2015年 On-Cell 触控解决方案出货量及预测 (单位:千台)

  (来源:DisplaySearch)

  DisplaySearch表示,上述面板厂内嵌式触控感应方案的主要应用领域依旧为手机市场。通常高阶智慧型手机所采用面板产品需进行客制化,但较为单一的供应资源则又增加了品牌的顾虑,而入门级智慧型手机则青睐更具成本优势的标准化面板产品,非客制化的需求。故而,当不同业者采用相同规格的内嵌式触控面板时,将有助于增加面板厂商内嵌式触控感应方案于手机市场的竞争力并推动相关内嵌式触控感应方案于其他应用领域的发展。

  

  2012~2015年不同技术触控面板出货比例

  (来源:DisplaySearch)

  触控面板格局:***on-cell、大陆OGS和苹果in-cell

  在苹果和三星两大品牌带动之下,DisplaySearch预估,今年in cell占整体触控面板市占率将达10.8%、on cell市占率则为12.5%,合计两项技术市占率合计超过23%。今年群创、华映、彩晶积极切入on cell触控,已经供货给酷派等大陆厂商,2014年成长强劲,预估到2014年,in cell和on cell触控技术合计市占率逼近24.9%。

  因为苹果去年发表的iPhone 5采用in cell触控面板,今年又应用在iPhone 5S、5C和iPod touch之上的带动,in cell触控面板出货量成长。苹果目前是in cell触控面板大量应用的主要品牌,负责面板生产的三家面板厂夏普、JDI和LGD都是受苹果委托生产具有其专利的in cell触控面板,使得in cell触控技术非常依赖苹果的品牌效应。

  DisplaySearch统计,2013年in cell触控技术最大应用项目为手机,出货量估约1.55亿片、年增率117%。预估2014年in cell触控面板在手机应用出货量将增至1.73亿片,年增率估12%。再加上其它应用,2014年全球in cell触控面板出货量可达1.86亿片,年成长率估10%。

  至于on cell触控技术的发展主要依赖三星的Super AMOLED,而随着三星Galaxy S系列及Galaxy Note系列的热卖,on cell触控面板出货量亦增长明显。三星目前将on cell触控传感器的制作工艺外包给华映(6代线)、和鑫(5.5代线)以及韩国Dongwoo(5.5代线)。

  值得注意的是,今年***面板厂在on cell技术推广相当积极,群创推出on cell触控解决方案TOD技术,其搭载4.5寸720p分辨率的on cell触控液晶面板已出货给酷派手机产品。群创后续规划有5寸FHD、5.56寸FHD、6寸FHD及7寸FHD的on cell触控面板在下半年和明年陆续量产。彩晶同样规划了on cell触控产品,彩晶省略了玻璃薄化工序,使得其on cell触控面板较厚。然而取消薄化工序将有助于缩短其生产周期并降低生产成本,使得其在入门级行动电话市场具备价格优势。

  2013年全球on cell触控技术主要应用也是手机,DisplaySearch预估,出货量约1.94亿片,年增率69%。NPD DisplaySearch预估,2014年on cell触控面板出货量将达2.65亿片、年增率上看37%。

  随着各大触控面板企业纷纷布局,中国触控面板也不甘示弱。in cell和on cell触控技术代表着未来触控技术发展的新方向,但是国内企业由于技术和成本的考虑更加青睐于OGS触控技术:

  1、长信科技:OGS模组产能明年将增一倍

  长信科技董秘高前文表示,公司OGS模组月产能达100KK,计划明年OGS模组的产能增加到200KK。业内人士称短期很难消化。

  产能的发挥可以降低折旧费用,提高产品的毛利率,高前文进一步表示,在触摸屏行业,毛利率主要与产品的良率和产能规模有关,良率高,规模大,毛利率就高,目前公司的OGS毛利率为20%~30%。

  OGS模组厂商主要分布在***,业内人士认为,OGS模组生产线必须上到一定的量才能降低成本,否则成本高,很难在市场上竞争,很难在市场上推广。

  从目前市场来看,超极本的势头没有上来,这样的产能短期看很难消化,他进一步认为,从技术路线来看,玻璃OGS相和薄膜式GF相比,薄膜式GF成本较低,而OGS市场反应快,综合看OGS具有推广的优势。

  OGS主要是用于平板电脑和触控笔记本上,触控笔记本的渗透率目前大概在10%左右,之前预估年底渗透率将增加到20%左右,现在情况是低于预期。

  “OGS是用一块玻璃同时起到保护玻璃和触控传感器的双重作用,同时由于薄化和轻量化,且减少了一片玻璃的感测阻抗,在面板透光度及触控灵敏度上都有大幅提升。”他补充道。

  公司半年报显示:实现主营业务收入5.08亿元,同比增长51.76%;实现营业利润1.56亿元,同比增长100.10%;实现归属于上市公司股东的税后净利润1.43亿元,同比50.07%;实现扣非后净利润1.32亿元,同比增长98.86%。

  2、莱宝高科:OGS望成中大尺寸主流触控方案

  OGS在中大尺寸触摸屏领域具备显著优势。从成本来看,OGS使用单片玻璃基板和OCA胶,结构简单且省掉了模组中生产良率最低的贴合工序,有助提高良率、降低成本。根据测算,OGS良率超过80%,将对薄膜触摸屏具备成本优势;从性能来看,OGS更加轻薄,且透光性更好。良好的透光性不仅意味着显示效果的清晰,更具备省电作用。相比GG和GFF,10寸以下OGS触摸屏省电约30%,10寸以上省电可达50%。相比小尺寸的窄边框,中大尺寸边终端的边框更为坚固,对于OGS强度的担忧进一步弱化。随着平板旺销和超级本渗透率提升,OGS有望成为中大尺寸主流触控方案。

  OGS是13年主要盈利增长点。(1)ITO导电玻璃市场以激烈的价格竞争为主,公司产品定位于中高档,具有规模成本优势,12年调整部分Sensor设备用于加大导电玻璃的产能,营收稳中有升;(2)彩色滤光片(CF)持续面临消费类电子产品降价压力和TFT-LCD降价替代压力;(3)TFT-LCD空盒竞争激烈,面临AMOLED等高画质显示面板的替代竞争压力;(4)公司OGS已面向下游客户量产用于手机和超级本的触摸屏,现有小尺寸(7寸以下)700k/m和中尺寸(7寸以上)300k/m的产能,重庆莱宝5代线将于8月投产,10月有望实现月产10万大片。公司采用大片制程量产OGS,生产效率和良率较高,主要设备不需要更改,产品强度已得到客户认可。目前,公司OGS平均良率为70%(部分批次可达80%以上),目标6月实现80%良率。随着良率提高,毛利率有望提升。公司OGS订单已从3月开始回升,二季度中大尺寸订单有望进一步转好。

  大尺寸OGS成新机遇

  新技术、新方案不断涌现,企业如何卡位,决定其未来发展前景。

  触控面板带给消费者全新的操控体验,使得越来越多的消费电子产品中开始加装触摸屏,带来巨大的市场机会。在新技术、新方案不断涌现之际,从业企业该如何卡位,才有利于自身快速成长成为关键问题。

  资料显示,目前触控面板主要采用4种技术:传统TFT LCD加外挂式投射电容触控面板(GG,合计4片玻璃基板);内嵌投射电容触控的TFT LCD(In-Cell,合计3片玻璃基板);AMOLED加On-Cell投射电容触控面板及保护玻璃(合计3片玻璃基板);TFT LCD加外挂式OGS投射电容触控面板(合计3片玻璃基板)。

  In-Cell、On-Cell与OGS触控技术因为可以做得更加轻薄,成为智能终端行业关注的显示技术。尽管如此,山东华芯富创副总经理张音却指出,虽然OGS、On-Cell和In-Cell均是目前看好的主流触控面板技术,但On-Cell为三星开发,In-Cell也有大量专利为苹果所掌控。对于中国厂商来说,也只有在OGS方面才拥有更多的市场机会。

  宸鸿TPK触控研发处副总经理李裕文也认为,日本、韩国企业在显示的核心技术能力上相对较强,能够把触控技术整合到显示屏幕里。这也是In-Cell、On-Cell技术被提出的原因。中国显示屏企业技术能力相对弱一点,因此做法也更加直接——把LCD的生产线直接进行改造,转变为单片玻璃OGS的生产线。

  OGS顾名思义就是单片玻璃,它简化了传统的G+G的方案,省略了传感器载体,将感应线路整合在保护玻璃中,这样可以减少贴合次数,并使整个触控面板模块的成本、厚度与重量均有了显著改善。

  因此,尽管存在On-Cell和In-Cell等技术路线的竞争,DisplaySearch依然对OGS触控屏的市场前景给予了十分正面的预期。DisplaySearch报告指出,2012年~2015年,笔记本电脑和一体机电脑出货量的年复合增长率分别达到11%和43.7%。无论笔记本电脑还是一体机都越来越多加装触摸屏。因此,DisplaySearch预计2013年OGS触摸屏需求将达到3.17亿片,与去年相比增长500%。2016年,OGS将成为主流触控面板技术,产值超过100亿美元。

  找准大尺寸市场定位

  OGS面临On-Cell和In-Cell的挑战,介入OGS应看准市场机会。

  虽然市场一致看好OGS的发展前景,但是如果企业介入OGS应看准市场机会,毕竟OGS面临着On-Cell和In-Cell等技术的竞争。而三星和苹果在消费电子领域所拥有的品牌优势绝对不容小觑。“事实上,众多厂商之所以看好OGS,是因为OGS技术更适合应用在大尺寸(10英寸以上)产品上。”DisplaySearch研究总监谢忠利表示,“随着触控技术逐步应用到平板电脑上,业界对触控面板薄化、精准度提出了更高的要求。2012年,Win8平台上市也为大尺寸触控面板市场提供了新的发展契机,将带动大尺寸市场的发展。”

  也就是说OGS不一定要与In-Cell直接竞争,应该基于各自有利的市场空间进行发展。In-Cell适合在小尺寸上发展,而OGS的市场机会在更大尺寸上。“OGS和In-Cell代表两个不同的发展方向,每一个发展方向都有生存空间。”中显微电子总经理周卫华表示。

  那么,接下来的关键问题就是OGS与In-Cell各自适合发展的尺寸空间是什么,界线划在哪里?对此李裕文认为,现在触控已是一个发展趋势,智能手机中4.3英寸、4.7英寸正在成为主流,今年部分厂商已推出6英寸手机。虽然良品率是In-Cell的致命伤,但从最近的发展可见,LG和夏普等厂商的In-Cell良品率正在提升当中。不过,随着尺寸越来越大,In-Cell良率将下降。此外,手机显示屏幕的解析度越来越高,也会给In-Cell的制造带来很大的瓶颈。张音则认为,由于On-Cell与In-Cell的触控层做在LCD玻璃外层上或是偏光板与LCD之间,表面硬度约只有2.5H,因此必须使用Cover Lens。但是感应层是在LCD里面或外面,因此Cover Lens与LCD之间不能有空气,必须要全面贴合,贴合成本贵且良率低;相比较,OGS触控层已与玻璃一体成形,与LCD之间有没有空气无关,所以不用全面贴合。因此,On-Cell与In-Cell工艺难度大、成本高、良率低,目前只能做10英寸以下产品。而单片玻璃的制程如果做太小的尺寸反而不经济,10.1英寸以及13.3英寸以上比较适合OGS。

  中高端产品开发仍具挑战

  OGS目前面临面板硬度不足、触控灵敏度和透光度需要提升等问题。

  尽管目前业界对OGS方案充满期待,但是该技术门槛仍然较高。“OGS目前面临面板硬度不足、触控灵敏度和透光度需要提升等问题。”深圳市深超科技投资有限公司副总经理徐世颖指出。目前OGS方案遇到的最主要问题就是该先做强化再切割,还是先切割后再做强化。现在多数厂家采用的整片强化玻璃进行黄光制程较具有效益,若改为采用切割好的强化玻璃做OGS,势必会在黄光制程上遇到问题,生产效率及设备机台都会受影响。第二个问题则是在触控灵敏度上,几乎还没有控制IC厂能解决LCD及电源的物理噪声问题。因此IC设计公司的技术能否配合,成为OGS能否真正成为触控面板主流应用的关键。此外,透光率更是永远需要关注的课题。

  针对这些问题,企业也在不断进行研发,加以改善。比如有企业针对大片玻璃切割完成后需要进行二次强化的问题,提出了水切割技术,即用高压水,把水加压到380兆帕,通过磨料切割玻璃边缘,过程当中不会产生任何热量。针对OGS玻璃贴合防爆膜时容易出现气泡导致良品率降低的问题,以及增加贴合厂商成本等问题,有的企业开发出了先在基板周围画定边界,再固化四边的技术。这使得液态光学胶在进行加压时不会溢流,并通过液态光学胶自动化贴合设备,能够精准设定胶量、展胶速度、平整性等参数,一次性解决贴合时气泡残留、溢胶处理、涂布不均和夹带粉尘等问题。

  不过总体来说,虽然目前OGS前景良好且有利于中国企业发展,但是一次性把硬度、触控灵敏度、透光度等问题加以解决并不容易,因此真正做出能被中高阶触控产品采用的OGS,还需要一段时间的技术演进。

 

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