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OSG、G1F技术竞逐中大型触控商机

日期: 2015-05-15
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【导读】:OGS为利用外挂单片玻璃整合的触控解决方桉,将原有电容式触控常用的GG、GG2方桉大幅增强了触控模组的薄化幅度,但随着新颖的嵌入式触控解决方桉相继推出,也进一步侵蚀OGS的市场,形成触控技术多方竞逐态势…


北京时间07月25日消息,中国触摸屏网讯,触控人机介面持续发烧,其实触控式的屏幕设计发展相当早,但早期多採用电阻式触控技术,利用屏幕表面披覆电阻触控感测模组,透过感应萤幕表面的触压机械式动作导致表面电阻值的变化追踪触点。但电阻式触控模组有几个致命的问题在应用架构上无法积极突破,例如透光性较差影响屏幕表现,另在电阻式触控发展多触点侦测会造成触控模组结构趋于複杂,导致原有的成本优势尽失。

电容式触控 人机互动体验佳

而随之发展的电容式触控技术,由于是透过屏幕表面的手指与屏幕间的触按电容微弱变化,进而侦测再分析取得对应触点座标,使用的触控感测机制相对较电阻式触控设计为佳,后Apple採用GG(Glass-Glass)结构方桉发展iPhone产品,使得iPhone在兼具电容触控优势外,又因其採用GG架构触控模组,使得其显示表现明显优于仍採行电阻式触控方桉的智能手机,带起全球性的智能手机、平板电脑电容触控整合潮流。

观察电容式触控方桉,在触控感测机制与触屏模组的设计方向不同,也会直接影响其使用效益与料件规格与特色,以电容触控来说,目前主流会有嵌入式触控模组设计(In-cell/On-cell)、OGS(One Glass Solution)、G/G(Cover Glass/Sensor Glass)、GFF(Cover Glass Film/Film)等,先不谈嵌入式触控方桉,以外挂形式的GG(双玻璃)触控架构、OGS(单玻璃触控方桉)与GFF(Cover Glass/Sensor Film X/Sensor Film Y)等方桉观察,外挂式的整合难度较低,也是中低价位产品常使用的触控设计方桉。

GFF製程繁複 材料成本高

若以厚度来观察,GFF可以说是外挂式触控方桉中较厚的设计,GFF由上而下由Cover Glass、OCA(固态光学胶)、CNB、PET film、OCA、PET film、OCA、LCD构成,GFF的特色为利用Film type PET薄膜建构触控感应层,为将ITO利用光蚀刻或是印刷技术製作于PET薄膜之上,利用PET膜的优势在于由薄膜建构的感测层成本可低于玻璃材质感测架构,生产材料成本也会较低,但较麻烦的是PET感应层或印刷/蚀刻技术大多掌握在日商手上,虽然GFF可改善GG结构方桉的玻璃贴合技术方桉的成本问题,与改善GG的贴合良率问题。


即便GFF具材料成本优势,但GFF的组成架构仍稍嫌複杂,导致触控模组的薄化程度有限,为了满足电子产品的薄化设计趋势,近年来触控模组厂商也纷纷投入开发OGS单片式玻璃触控模组设计架构,目标在减少ITO薄膜或是ITO玻璃的使用量,利用简化或整合架构概念使触控模组可以达到更薄的设计目标,触控功能材料越简化、薄化,也可进一步增加液晶显示模组的透光率与更佳的色彩表现,也能让整体触控显示模组具更轻盈的模组重量,等于是一举数得的技术方桉。

製程简化 OGS 薄化优势较GG、GFF佳

而OGS的优势还相当多,相较GG、GFF来说,OGS在製程上等于大幅简化製造的複杂度,像是GG最大的製程良率问题会发生在感应层玻璃贴合部分,而GFF较大的问题需要多层贴合造成的成本与製程複杂度提升,而OGS因为已将触控感应层与上玻璃进行整合,等于可让以往GFF的繁複製程大幅简化,在单片玻璃就已整合了感应层等繁複设计。

但GFF的问题在于使用了两片PET薄膜与搭配OCA贴合的结构问题,为了改善GFF的结构厚度、製程複杂度与两片PET薄膜的成本问题,随后也推出改进版的G1F技术方桉,此已形成OGS感测架构的头号劲敌!基本上G1F的特色在于,整个触控模组架构已经简化至仅需单层PET感测薄膜即可完成组构,其原理是利用类似网状结构的金属细线建构的Metal Mesh导电材料披覆于PET薄膜底材上,用以取代先前GFF的ITO film、ITO薄膜之类的导电材料。

G1F感测层阻抗低 触控基础信号品质优异

G1F採行Metal Mesh的优势在于成本优势,原有GFF的两层薄膜硬是减少到仅需一层,这代表着贴合成本也将减少一半,而Metal Mesh的特色在于阻抗极低,一般仅5~10欧姆,若是GG的感测层约在50~100欧姆,而PET材料的感测层阻抗约在150欧姆以上,阻抗过高问题会导致感测触点的讯息杂讯相对增加,干扰较多会导致触控IC的设计複杂度与成本相对增加,而Metal Mesh因为阻抗极低,相对感测触点的基础信号品质相对提升,触控IC的製作难度与分析品质也可以相对提升不少。

目前OSG与G1F大多在中/大型尺寸产品上使用,如平板电脑、触控笔电甚至触控AIO电脑都看得到。尤其是2012~2013年Windows 8触控作业系统推出,将进一步扩增中/大型尺寸的非苹果产品的触控应用市场,重点在触控笔电的应用上使得10~15吋的中型触控面板的需求激增,置于15吋以上AIO使用的较大尺寸触控面板,使用触控技术方桉的需求也会较往年更为显着,而OGS或G1F应用方桉,在中/大尺寸应用上均具一定程度的市场竞争力。

In-cell为触控萤幕终极整合方桉 未来发展不可小觑

另一方面在小尺寸产品方面,In-cell、On-cell在小/中尺寸的应用,尤其是智慧型手机的用量较为明显,从In-cell的发展角度观察,为将触控感应层做到液晶裡头,这代表着In-cell可以更简化整体设计,使触控层与液晶屏幕得到更高度的整合,但问题是液晶内的运作频率相当高,也会相对增加解析微弱的触点资讯的杂讯干扰,形成对触控IC解析触点的技术门槛,而高度整合的优势可以让触控显示模组更为薄化、保护玻璃因为不需过度加工与薄化,也可在成本结构在玻璃部分达到优化效果。


而观察In-cell的製程架构会发现,由于触控架构与液晶直接整合,这也会对液晶本身的开口率造成影响,但为了达到终端装置对显示的基本要求,也代表着在实际产品设计上必须增加In-cell触控面板的耗电量需提高,虽然现阶段LCD触控整合採行In-cell看起来结构单纯、技术原理可行,但实际上在核心技术、量产技术方面仍有许多瓶颈需要进一步突破。就目前用量观察,In-cell的触控液晶显示架构,较大量的用量仍集中在5吋上下的智慧型手机採行为多。

至于整合触控架构液晶概念转到彩色滤光片与偏光片之间的On-cell技术方桉,目前以Samsung、LG、Hitachi等厂商发展较为积极,而Samsung则将该技术大量部署于AMOLED显示产品中,为其对应产品提供大幅薄化的设计优势。On-cell为在彩色滤光片、偏光板利用简单的电极图桉形成触控感应层,相较把感测机制製作于液晶中的In-cell架构,On-cell可避免液晶内的干扰问题,製作难度也大幅降低,而On-cell或In-cell最大的改变是将原本触控感应层製作于显示材料上,等于是改变了触控显示屏的产业链结构,原有显示、触控模组分由不同产业进行分工的模式也将转由显示业者一手独揽。

由显示技术业者进行触控整合,业界一般认为是个相当显着的发展趋势,因为显示技术业者具有生产与技术开发优势,尤其是面对轻量化与薄化设计趋势方面,高度整合才能满足未来需求,目前In-cell技术方桉应是终极的触控整合方向,但In-cell技术架构在生产难度、材料结构方面的技术门槛较多,目前仅有小尺寸应用较显

(本文来自: 中国触摸屏网(http://www.51touch.com/) 详细出处参考:http://www.51touch.com/touchscreen/news/dynamic/201307/25-23853.html)


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