Computex 觸控控制器 觸控面板 銀奈米線 自電容 互電容 ITO

材料與控制晶片技術突破 大尺寸觸控螢幕成本續降

2013-06-28
大尺寸觸控面板成本再下探。受惠於單顆觸控IC技術可支援的面板尺寸變大;再加上較ITO更具成本效益的銀奈米線材料問世,大尺寸電容式觸控面板成本已顯著下滑,將有助加快市場擴張速度。
大尺寸電容式觸控面板成本再下探。由於觸控IC廠商的努力,使13吋以上的電容式觸控面板不再須要內建兩顆以上的觸控IC,即可達到與小尺寸電容式觸控面板相同的使用效果。

另一方面,占電容式觸控面板成本比重相當高的氧化銦錫(ITO),已可用銀奈米線此一低成本、高效能的新材料替代。因此在占電容式觸控面板前兩大成本比重的觸控IC與導電膜材料有更新的進展後,大尺寸電容式觸控面板的成本將可大幅下滑,有助提升筆記型電腦、平板裝置製造商採用意願。

圖1 新思企業發展部資深副總裁暨首席技術長Stan Swearingen指出,混合式觸控IC可提升In-Cell面板良率。
單顆觸控IC打通關 觸控面板跨越成本門檻

先前受限於電容式觸控IC的效能,13吋以上的大尺寸觸控螢幕需要兩顆以上的控制器才能達到與小尺寸觸控面板相同的觸控效果,以至於大尺寸觸控面板價格居高不下。不過隨著愛特梅爾(Atmel)與新思國際(Synaptics)陸續推出新一代可支援13吋以上觸控螢幕的單晶片觸控IC,電容式觸控螢幕也開啟新一波大尺寸市場商機。

新思企業發展部資深副總裁暨首席技術長Stan Swearingen(圖1)援引IDC統計資料指出,2013~2016年,用於筆記型電腦與平板裝置的大尺寸觸控面板銷售量年複合成長率分別為29%及33%,若大尺寸觸控面板成本可再下探,成長率將可望再向上攀高。

圖2 右起為愛特梅爾亞太區和日本銷售副總裁林偉儀、行銷經理黃天華
個人電腦銷售量雖持續疲軟,但藉由導入大尺寸觸控面板,以及由電容式觸控技術打造的鍵盤與滑鼠等裝置,反而可推動筆記型電腦銷售成長,不過,最重要的是降低大尺寸電容式觸控面板成本。愛特梅爾行銷經理黃天華(圖2左)表示,市調機構IDC和NPD DisplaySearch紛紛預估大尺寸觸控面板將因微軟(Microsoft)Windows 8的推助,而有顯著的銷售成長態勢,因此觸控IC業者皆相當看好大尺寸電容式觸控面板的發展前景。不過,成本將是大尺寸觸控面板滲透率能否快速上升的重要關鍵。事實上,要降低整體大尺寸觸控面板的成本,須減少占總體成本最高的觸控IC與感測器的數量,如此一來,才可顯著降低大尺寸電容式觸控面板的成本,並進一步擴大應用規模。

為解決大尺寸觸控面板成本的問題,愛特梅爾與新思等電容式觸控IC業者,不約而同於今年台北國際電腦展(Computex)推出新一代可支援15.6~23吋觸控面板的單晶片電容式觸控IC,協助個人電腦或行動裝置製造商進一步節省物料清單(BOM)成本,一方面推升大尺寸觸控螢幕的滲透率;另一方面則可搶攻隨之而來的市場商機。

黃天華指出,由於微軟Windows 8、8.1作業系統對觸控技術與元件的要求較為嚴格,因此愛特梅爾新的maXTouch T系列在Windows 8環境下觸控螢幕最大可支援達15.6吋;在Android作業系統則可支援最大至23吋的觸控螢幕。

另外,經過優化後,新的觸控IC將可應用於0.4毫米(mm)厚的觸控面板,協助手機、平板裝置、Ultrabook、筆記型電腦和一體成型(AIO)電腦製造商,降低大尺寸觸控面板的厚度。

新思則以新的ClearPad S7500觸控IC協助終端產品製造商跨越大尺寸觸控面板成本門檻。Swearingen認為,ClearPad S7500觸控IC可解決以往大尺寸觸控面板所需控制IC數量較多,且觸控反應較緩慢的問題,未來原始設備製造商(OEM)將可簡單、經濟的為個人電腦或平板裝置增添大尺寸觸控螢幕,創造市場區隔及優勢。

混合式觸控IC相助 In-cell面板良率再提升

值得注意的是,除了以可支援大尺寸觸控面板的IC讓成本得以續降外,大尺寸觸控螢幕亦須支援觸控筆應用,以及採用自電容和互電容技術提升面板良率,才可完整提供消費者最佳使用體驗,而此一趨勢,已成為觸控IC業者比拚的新重點。Swearingen表示,透過觸控筆可實現更精準的繪圖與書寫功能,因此對消費者而言,觸控筆在大尺寸觸控面板中有其必要性,觸控IC業者除須不斷精進控制器效能外,也須支援觸控筆的功能,才能滿足各種觸控應用的需求。

另一方面,同時支援自電容與互電容技術的混合式觸控感測IC,亦成為大尺寸內嵌式(In-cell)觸控面板發展的新趨勢。Swearingen指出,自蘋果iPad採用In-cell單層ITO自電容觸控面板,並帶起新潮流後,雙層ITO互電容觸控面板則因成本考量而逐漸被取代,但由於In-cell面板良率仍不佳,因此面板與觸控IC製造商積極合作,結合自電容與互電容優勢的混合式觸控IC,進而開發良率更佳的In-cell觸控面板。

據了解,華為將於今年夏天推出的第四代智慧型手機產品,即採用支援自電容與互電容混合式觸控IC的In-cell面板。Swearingen強調,混合式觸控IC不僅可提升In-cell面板良率,且可進一步提高效能。Swearingen強調,即使目前In-cell觸控面板僅限於中小尺寸應用市場,但未來In-cell技術若要擴張大尺寸觸控面板版圖,勢必也須先以整合混合式觸控IC的面板為先鋒,才可順利打下市場基礎。

黃天華則強調,無論應用於何種技術的觸控面板,觸控IC具備支援自電容與互電容技術的能力,已成為業者最基本的市場競爭籌碼,目前多數觸控IC業者,包括愛特梅爾、賽普拉斯(Cypress)與新思國際,皆已有相對應的產品問世,且效能亦達一定水準。

圖3 Cambrios總裁暨執行長John LeMoncheck認為,銀奈米線透光性高,因此使用者可調低LCD亮度,進而降低功耗。
不僅觸控IC業者,觸控材料廠商也積極尋求替代ITO的材料,期可再進一步降低大尺寸觸控面板的成本。Cambrios總裁暨執行長John LeMoncheck(圖3)表示,Ultrabook與AIO電腦尚未全面導入大尺寸觸控面板最主要的原因之一是ITO所占成本超過總體的40~50%,因此導致觸控面板業者以新材料取代ITO的需求急遽攀升。

新導電膜材料問世 大尺寸觸控螢幕成本下滑

目前可用以取代ITO的材料包括金屬網(Metal Mesh)、碳奈米管(CNT)、石墨烯與銀奈米線。其中,金屬網應用在不同解析度的面板時,皆須重新調整頻率,以避免金屬網與畫素(Pixel)間產生訊號干擾;碳奈米管與石墨烯則是導電度與透明度皆不佳,因此具備高傳導性、成本低、高透光度與製程技術較簡易的銀奈米線材料,已開始受到觸控面板製造商的注意。

LeMoncheck表示,除上述的優點外,銀奈米線為液態材料,可塗布在任何材質的基板上,加上可利用捲對捲(R2R)製程生產,因此尺寸可謂無上限,且相當適用於可撓曲觸控面板應用。此外,面板製造商毋須額外採購ITO專用的製程設備,如真空設備,現有面板製程設備即可進行生產,因此成本可較ITO大幅降低。

據了解,目前樂金(LG)首款以塑膠為基底、支援Windows 8作業系統的顯示器,以及NEC為NTT DOCOMO設計的客製化智慧型手機,甚至英特爾(Intel)13.3吋Ultrabook參考設計,皆已採用銀奈米線取代ITO。

LeMoncheck強調,銀奈米線觸控面板可滿足大尺寸觸控面板製造商對高電感、低成本的需求,且此一新的替代材料還可進一步協助面板製造商跨越ITO易碎的難題,打造可撓曲或可折疊的觸控面板,因此銀奈米線在大尺寸觸控面板的取代效應已發生。

在減少觸控IC與ITO的成本後,大尺寸電容式觸控面板的價格勢必更親民,市場版圖將可望從目前的高階筆記型電腦與平板裝置,延伸至中低階機種。

本站使用cookie及相關技術分析來改善使用者體驗。瞭解更多

我知道了!