主流电容触摸屏技术介绍

发表时间:2012/5/7 浏览:12125

标签:触控屏 所属专题:模切加工专题

        近年来,随着智能手机和平板电脑的爆发增长,电容触摸屏亦进入了快速发展的上升通道。同时电容触摸屏制造工艺与技术也日新月异,而下面介绍的即是未来一到两年内较为主流的OGS、ON-CELL、IN-CELL技术。

       OGS全称为:One Glass Solution(单片式触控技术),即TP Sensor 集成在了表面玻璃上,同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用,而去掉了传统玻璃或薄膜这类载体,由此推进了产品的薄化、轻化。具体而言,就是通过在保护玻璃上形成触摸传感器(电极),使一片玻璃同时起到保护罩和触摸传感器基板的双重作用。普通触摸传感器基板在保护罩之外还需额外使用一片玻璃及一层或者两层薄膜,但在OGS技术中这些玻璃和薄膜则可以省去。由于玻璃基板只需一片即可,因此被称为“One Glass Solution(OGS)。

        Apple触摸屏的主要供应商宸鸿和胜华,对他们来说,最重要的制程就是Cover Lens 和TP Sensor(Glass)的贴合(G/G贴合),如何提高贴合良率是重中之重。但采取OGS架构的产品,则可以绕过G/G贴合这一层面。因为在整个制造过程中,自始至终都只用到了表面玻璃,Sensor部分集成在了表面玻璃的底层,完全避免了贴合工艺,从而改善了贴合不良所造成的低良率问题。

       因此我们可以看到OGS产品所体现出来的巨大优势:只用单层的保护玻璃就可以完成触控功能;所有的TP Sensor电路全部集中在Cover Lens上;减少一次贴合制程,提高良率;最薄、最轻的结构,符合产品薄化、窄化的趋势;最低的材料成本,只用到一片玻璃即可。

        触摸屏厂商,尤其是触摸屏行业较发达的台湾地区,现在均在向OGS方向发展。那么OGS产品是不是就完美无瑕了?其实OGS技术固然较好,但也有问题亟需解决:产品薄化后,整体强度会变弱,因此对Cover Lens玻璃基材提出了更高的要求;OGS采用黄光制程,可以减小ITO走线线宽和间距,但寄生电容会增加,影响TP灵敏度;配套的控制IC还不多,控制IC还要特别注意干扰问题,因为Sensor集成在了Cover Lens上,所以灵活性不够;采取G/G、G/F/F模式的产品,由于Sensor独立,那么在Cover Lens 和FPC 的设计上更加自由,可选度较高;玻璃纯度要高,否则容易造成ITO慢性“中毒”,致使阻抗增高,导致TOUCH反应变慢;玻璃结构要细致,才不会在长久使用后造成ITO断线。玻璃是结晶体,在20um以下。结晶体会有缝隙,大者有10um,小者2um,超过4um就不适合导电镀膜用。因为镀膜原料都在100nm以下,是缝隙的几十分之一,ITO不可能填补整个缝隙,而是靠表面张力撑住,缝隙越大,表面张力就越小,而缝隙4um是临界点,大于4um是,表面张力太小,ITO就容断裂。

        除了OGS技术目前已经逐渐成形,会在今、明两年成为市场的主流以外,ON-CELL与IN-CELL也是正在蓬勃发展的一种技术。

        技术难度较高的On-Cell和In-Cell,虽然各家面板厂和市场研究机构各自定义不同,但简言之,就是分别把触控sensor镀在彩色滤光片或TFT-LCD液晶面板里的触控技术

        以IN-CELL为例,就是将作为显示装置的液晶面板与作为输入装置的触摸面板一体化。通过将以前各自为单独部件的液晶面板和触摸面板一体化,可使其整体实现薄型轻量化。虽然该技术很难保证成品率,实用化进程缓慢,但如果这一课题得以克服,则智能手机及平板电脑厂商一定会争相采用。除了薄型轻量化之外,还有望通过减少部件数量来实现低成本化。

        现在,ON-CELL已在韩国三星电子的智能手机面板上率先实现了实用化,目前正采取行动在液晶面板上也实用化,且据传Apple也开始转向与日系面板厂进行IN-CELL触控技术的前期合作。

        那么OGS在ON-CELL与IN-CELL技术前是否就毫无竞争力呢?实际上,ON-CELL、IN-CELL也面对着一些问题:第一,超薄的设计导致面板易碎,因此保护玻璃似乎不可或缺,IN-CELL难以省掉COVER LENS,做IN-CELL就失去意义。第二,目前号称在IN-CELL进展最快的LG未能量产,良品率更无从谈起。第三,IN-CELL的良率概念和触摸屏的良率概念是不一样的,如果做触摸屏厂商70%良率能盈利,那么做IN-CELL必须良率90%以上才能盈利,因为IN-CELL做坏后损失的不仅仅是触摸屏,连TFT也将一起报废,因此对IN-CELL良率要求很高。其四,做IN-CELL的目的无非是降低成本、降低厚度,如果OGS能实现部分效果,IN-CELL带来的边际效果就不会那么明显,特别是在成本上不会带来明显的成本节约。

        但无论怎样,单片式触控技术(One Glass Solution)和面板内嵌式触控技术(IN-CELL或ON-CELL)都因减少多道贴合程序,未来成长潜力备受看好。从综合单片式触控和内嵌式触控两大方案的良率、成本、机构设计、控制芯片等各方面条件与品牌考量等复杂因素评估,单片式触控与内嵌式触控技术各有千秋,未来的竞争可能不是零和竞争(可能并存)。现在,业界电容式面板的各种技术比拼已悄然展开,此趋势在今后1~2年将愈演愈烈,新技术在终端产品的大幅应用下,呼之欲出。不管是OGS、ON-CELL还是IN-CELL技术,都顺应了整个产业更轻、更薄、更绿色的潮流,其大面积的应用,除了需要技术的成熟以及成本的下降外,还需搭上绝对影响力的终端产品的支撑和推广。


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