苹果、索尼及三星展开内嵌式(In-cell)触控技术布局激战
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。其中,索尼In-cell面板已率先商用且终端产品也已上市;而苹果则与乐金显示(LGD)合作开发In-cell面板,并已于近期导入量产。至于三星则挟更精简的In-cell设计架构来势汹汹,并积极申请专利,同时致力发展相关触控IC,让In-cell市场战火愈演愈烈。
发明元素总经理李祥宇提到,In-cell强势挑战OGS触控的市场地位,传统触控模组厂须及早发展如悬浮触控等新应用,才不致让面板厂独揽大部分触控商机。
发明元素总经理李祥宇表示,单片玻璃(OGS)触控面临严峻的生产考验,包括触控IC设计、灵敏度、玻璃硬度、透光度与贴合等问题,均难以达到高阶行动装置的规格要求;因而促成面板厂、触控IC与液晶显示器(LCD)驱动IC业者携手转向更先进的In-cell触控方案研发。
现阶段,苹果、索尼、三星已展开In-cell商用部署或提出设计雏型,而其他如LGD、夏普(Sharp),东芝行动显示(TMD)、友达和奇美等也已急起直追。李祥宇指出,各家厂商的In-cell技术各有千秋,量产时程也不一。其中,索尼撷取On-cell和In-cell优点开发混合设计方案,生产良率已趋近90%;加上新思国际(Synaptics)、赛普拉斯(Cypress)均为其提供可搭配的触控IC,故该方案能率先跨越商用量产的门槛,并获索尼旗下Xperia和宏达电Evo系列手机采用。
索尼In-cell方案系将感应层(Rx)做在上玻璃的上方,并于LCD内导入Vcom电极驱动层(Tx)。藉由触控感测器分离式设计手法,透明导电膜(TCO)贴合和LCD制作良率可大幅提升;且因感应和驱动层相隔一片玻璃,互电容杂讯干扰较少,有利于触控IC、LCD驱动IC设计。不过,李祥宇强调,其触控功能表现将不及精纯的In-cell设计,亦难消除液晶电容产生的杂讯,导致触控反应延迟机率大增。
与此同时,iPhone5出货在即,苹果In-cell触控技术亦有重大突破。李祥宇分析,苹果In-cell采用三层立体结构,改善感测层和驱动层直接嵌入LCD的相互讯号干扰,但也垫高触控IC、LCD面板/驱动IC及软体演算法开发难度。目前苹果已自行克服触控IC及演算法问题,而乐金显示基于此设计的In-cell面板亦于日前出货,并透过TW 201215954、TW 201213942两项专利强化苹果In-cell触控对位精准度和驱动电位问题。
李祥宇进一步指出,由于三层立体结构过于复杂,预估面板良率仅能做到六至七成,且触控IC与LCD驱动IC须分时运作,整合困难,在在增加研发与生产投资负担。换言之,该设计只有苹果玩得起,恐难在其他品牌手机上实现。
至于三星则抢先业界申请pn-201229855专利,展开In-cell技术布局。相较其他业者,三星In-cell设计架构更为精简,其将LCD内的触控感测层、驱动层距离拉近至2~3微米,进而隔离Vcom电极闸线(Gate Line)与资料线(Data Line)讯号干扰,并屏除液晶电容杂讯,有助增进触控体验,且有利面板厂快速制造、缩减成本。惟其感测和驱动层距离太近,互电容影响过大将难以测出触控讯号,因而须投资庞大金额开发专用触控IC,量产还需一段时间。
不让三家大厂专美于前,发明元素亦已发展出新一代In-cell触控方案,最快预计在1年后导入商用量产。李祥宇透露,研究各家In-cell架构后发现,严重的互电容干扰问题系扼杀触控功能表现的罪魁祸首;因此,发明元素遂运用自电容(Self-Capacitance)设计方式,仅须在LCD内部导入感应层,以增强In-cell触控灵敏度和准确度。
李祥宇认为,自电容方案将是In-cell未来的发展方向,除可促进LCD更轻薄、透光率更高且产出容易外,还可将触控IC设计变动控制在一定程度内,降低先期投资成本。现阶段,苹果与三星也已积极投入自电容技术研发,特别是苹果在今年初与义隆的触控IC专利诉讼中,一改强硬态度,赔钱了事,就是为了取得义隆有关自电容运作的352号专利授权,加速研发新一代In-cell方案。