In-Cell曲高和寡,OGS电容屏将成主流选择

发布时间:2012-10-23 阅读量:4102 来源: 我爱方案网 作者: 陈路,内容开发总监《电子元件技术网》

【导读】目前全球只有美国苹果iPhone 5、索尼Experia P和HTC Wimax智能手机采用了目前最薄的In-Cell电容触摸屏,这三款智能机In-Cell屏主要由LG Display(LGD)、夏普和Japan Display(JDI)生产,但In-Cell屏价很高,出货量也低,不是一般智能机制造商所能承受的,因此性价比更高的OGS电容屏肯定将成为主流选择。

苹果iPhone 4/4S智能机与三星Galaxy SII相比是比较厚的,苹果为了创造智能机薄型化差异化优势,不惜工本在iPhone 5上采用In-Cell电容触摸屏,并因此不得不推迟iPhone 5的发布日期。

因为In-Cell电容屏虽然能做得最薄,但由于它的原理是把ITO层做进LCD显示屏内,因此LCD显示屏的电子噪声对触摸感应的影响非常大,这问题很难解决。苹果为了解决这一难题,不惜彻底修改LCD显示屏的生产工艺,工艺开发和生产成本非常高,好在iPhone 5还能卖个好价格,苹果还能承担得起高昂的开发和改造费用。

索尼和HTC采用的In-Cell电容屏来自Japan Display,由于它采用了美国另一家公司Synaptics的电容触控方案,因此In-Cell工艺与苹果In-Cell工艺完全不同,简单和便宜,而且性能比苹果的更好。

Synaptics(新思科技)手持式产品事业部工程部部长王啸博士对笔者说:“我们的In-Cell工艺只需要对现有LCD显示屏生产工艺做一些小修改就可以了,因此可大大降低生产成本。更重要的是,我们已是第二代In-Cell工艺,而苹果还是第一代,苹果目前In-Cell性能仅相当于我们的第一代产品。”

目前In-Cell电容屏正式量产的生产厂家除了夏普和Japan Display以外,尚有三星Display和LG Display。不过,最近传出中国中小尺寸TFT-LCD显示屏制造商天马微电子也正在与本土触控方案供应商敦泰科技(深圳)有限公司合作生产In-Cell电容屏,但据说目前进展不是很顺利。笔者下周将专程采访敦泰科技市场行销副总裁Pei-Lin Pai,有兴趣的读者请留意下周本站特别报道。

In-Cell电容屏使iPhone 5整机厚度降低1.7mm
图1:In-Cell电容屏使iPhone 5整机厚度降低1.7mm(图片来自DIGITIMES)

 iPhone 5 In-Cell屏主要产线吞吐量揭示其真正缺货原因
图2:iPhone 5 In-Cell屏主要产线吞吐量揭示其真正缺货原因 (图片来自DIGITIMES)

LGD是今年下半年苹果In-Cell电容屏最大供应商
图3:LGD是今年下半年苹果In-Cell电容屏最大供应商(图片来自DIGITIMES)
 

OGS性能、厚度最接近In-Cell

目前电容触摸屏的结构已经从玻璃结构(GG)、双层菲林结构(GFF)、单层菲林结构(GF/GFM)向OGS(单层玻璃解决方案)结构和In-Cell结构发展。

传统双层玻璃结构(GG)电容屏的优势是:稳定性高、面电阻比较低从而可以获得相对比较好的性能、以及可实现窄边框。信利光电4.6英寸屏的最小厚度可做到1.175mm,透光度有89%,可支持两点触摸。

菲林结构电容屏的优势为:抗冲击性能强、质量轻、厚度薄、不会有金属点。信利光电9.7英寸传统双层菲林结构(GFF)电容屏的最小厚度为1.25mm,透光度大于85%,可支持10个触摸点。

单层菲林结构(GF)具有轻、薄和低成本的特点,大量应用于中低端智能手机,只能做到单点触摸+手势触控。它的改进型单层双面ITO菲林结构(GF2)电容屏可做到多点触摸,通过光透过率和边框等可做到与玻璃结构相近,是较理想的电容式触摸屏方案。信利光电3.2英寸GF电容屏最小厚度现可做到0.85mm,透过率大于85%。

GF2结构的最新改进型是GFM结构,它也是单层菲林结构,具有轻、薄和低成本的特点,它进一步提高了透过率,并可以支持多点触控方案,是目前比较先进的触控技术。

OGS更进一步,它是新型的嵌入式单片玻璃结构触控屏,是目前全球最为先进且需求量最大的电容式触控屏。OGS是指将ITO传感器直接做在保护玻璃的背面,在结构上少了一层玻璃基板和光学胶,既减少了厚度又减少了重量。

OGS电容屏的主要特点是:1)产品厚度薄,与背胶贴合后产品总厚度只有0.6mm左右;2)重量更轻,与目前传统的双片玻璃结构电容触控屏对比,约可减少40%的重量;3)可做钻孔设计,且不影响产品整体强度性能。
 图4:OGS、GG和GFF三种电容触控屏的优势与不足比较
图4:OGS、GG和GFF三种电容触控屏的优势与不足比较

信利国际总裁助理胡俊说:“信利光电目前OGS触控屏的最小尺寸已做到0.44mm,不过考虑到强度、成本和产量等问题,目前业内需求最大的OGS屏厚度是0.55mm和0.7mm。信利光电目前主要生产3.5--7英寸中小尺寸OGS触控屏。”
OGS电容屏将成为高端超薄智能手机的主流选择
图5:OGS电容屏将成为高端超薄智能手机的主流选择
 
OGS是未来应用范围最广的电容触控屏
图6:OGS是未来应用范围最广的电容触控屏

GG、GFF、GF、GFM和OGS都属于On-Cell结构,因为这些结构中的ITO层都在LCD显示屏外面。所谓In-Cell结构是指ITO层做进LCD显示屏里面,这可最大程度地减少电容触控屏的厚度,但它也带来了很多问题和挑战,如LCD显示屏的噪声问题对ITO层的影响就很大,这很难解决。苹果iPhone 5延期发布就是因为这个挑战。需要特别说明的一点是,目前智能手机流行的AMOLED面板仅适合于On-Cell结构,不能采用In-Cell结构。

当前韩国和日本主要以GFM或者In-Cell为发展方向,台湾主要以大片制程OGS为主,只有TPK为小片制程OGS,目前信利采用的是小片制程OGS方式,产品不仅具备强度高、厚度薄等优势,还可以有钻孔及弧面设计,能够最大程度满足客户在智能手机多品种、多样化设计要求。目前智能手机手机的发展趋势是越来越轻薄化,OGS刚好满足了轻薄化的发展需求。由于智能手机市场竞争日趋激烈,各手机厂要求供应商的配合度和响应速度上面也更快,而小片制程OGS除了能够提供轻薄以及高强度的特性外,还大幅提高产品外观设计的弹性,在生产响应速度上面也更快,是当前以及未来中小触控面板市场最佳的生产方式。

目前Apple iPhone 5已导入In-cell内嵌式触控面板,但目前从厚度和产品性能上面考虑,In-Cell产品相对小片制程OGS产品来说并没有绝对优势。从产能方面来看,采用In-Cell方式目前必须要使用LTPS制程,但LTPS制程产能在全球来说一直受限于良率问题,难以提高,所以在现阶段,In-Cell只能为极少部分有实力的品牌商使用,难以普及;从配合度来看,OGS开模周期短,开模费用低,搭配现有的显示屏资源可以快速开发出不同的智能手机;凭借现已经成熟OGS+显示屏的供应链,能保证技术和服务支持到位,拥有更好的配合度。

而In-Cell产品不仅良品率低和成品单价高外,并且交货周期长,现有产品可选择范围小;同时开模费用高,所以对于目前市场境况下的大部分手机客户采用机海战术的的运作模式来说并不现实。当然,显示屏与触摸屏整合是未来发展的大方面,信利对In-Cell也有规划,但目前来说还是专注小片制程OGS。

胡俊表示:“其实In-Cell电容屏的厚度和OGS电容屏的厚度相差无几,但OGS屏的成本要比In-Cell屏低很多,未来OGS电容屏一定会是主流选择。”
 

OGS电容屏主要供应商和市场需求预测

OGS电容触控屏供应商目前主要集中在台湾,包括宸鸿光电、友达光电、介面、胜华、洋华和奇美电/英特飞,中国大陆目前只有广东汕尾信利光电的OGS电容屏进入量产阶段,汕头超声显示器已在今年4月英特尔开发者论坛上展出其11.6英寸OGS电容屏,但至今尚未宣布进入量产阶段。

目前电容触控屏的主要应用市场包括大屏PC、数码相机、PMP、汽车、平板电脑和手机,从今年台厂的出货量来看,排在前三位的应用市场分别是手机、平板电脑和大屏PC,其中手机出货量约是平板电脑的3倍。

台湾DigiTimes分析师杨仁杰说:“目前除了友达、宸鸿和奇美电/英特飞仍在为大屏PC供应电容触控面板以外,其外各台厂都已将重心转向手机和平板电脑市场。”
今年各应用市场用触控屏出货量及预测
图7:今年各应用市场用触控屏出货量及预测(图片来自DIGITIMES)

今年台厂供应的手机电容触控屏出货量及预测
图8:今年台厂供应的手机电容触控屏出货量及预测(图片来自DIGITIMES)

目前出货的电容触控屏按结构基本可分为四类:OGS、电阻式、GG和薄膜电容式,其中薄膜电容触控屏的出货量仍是当前市场主流,大约是OGS电容屏的3倍,但OGS屏有后来居上之势。
今年不同结构手机电容触控屏的出货量及预测
图9:今年不同结构手机电容触控屏的出货量及预测(图片来自DIGITIMES)

OGS电容触控屏目前有两种制程或工艺:小片制程和大片制程。小片制程是先切割再强化,大片制程是先强化再切割。面板先切割后强化或先强化后切割的制程选择上,有强度和生产效率的两难。
小片和大片制程的优势与不足
图10:小片和大片制程的优势与不足(图片来自DIGITIMES)

信利目前采取的是小片制程方式,即先切割再强化,在生产效率上面,信利针对传统生产方式进行了革新,采用并行式高效率生产方式,一次性曝光多片已经强化的ITO玻璃使生产效率大幅提高,目前信利小片制程已经接近甚至达到大片制程生产方式的效率。

信利光电是香港上市公司信利国际有限公司的全资子公司,信利光电OGS(One Glass Solution;以下简称OGS)产线于2012年10月12日全面启动,OGS产线小片制程当前月产能为100万片,最大量产尺寸为7吋,主要集中供应智能手机及小尺寸平板计算机产品;目前大片制程月产能为50万片,最大量产尺寸为10吋,主要集中供应平板计算机产品,12月份将追加到月产能150万片。

信利国际执行董事李建华表示:“后续产能规画将重点发展小片制程OGS产品,2012年底启动第二期投资项目,规划量产时间为2013年第三季度,届时月产能将达350万片(以4.3吋计算),总体产能将达600万片;2013年营收目标为1.44亿美金,预计同年下半可收回产线投资额1亿美金。”

图11:信利国际执行董事李建华

在产品方面,信利目前采取薄膜式和玻璃式并重的策略,且OGS取代传统GG架构势不可挡。李建华透露,信利未来将针对高端市场信利将重点发展小片式OGS生产工艺,针对中低端市场信利将重点放在GFM(单层菲林多点触控)技术上。

信利不仅对小尺寸应用方面的智能手机做足布局,对主要应用于平板电脑方面的中大尺寸产品也有明确规划。相对于智能手机,应用于平板电脑的中尺寸对可靠性和外观多样化要求较低,同时对成本要求较高;因应Windows 8即将上市,信利对中大尺寸投射电容触控面板技术及市场,将主推GFM技术和大片式OGS制程。

目前除了便携产品的主力市场之外,车载类、工业医疗类产品占据信利将近1/3营收,也是未来主要的利润增长点之一。信利致力于这类市场十多年,拥有深厚的客户基础和完善的品质管控标准,深得客户信任,信利将持续发挥小片OGS产品深度定制和高强度可靠性优势,凭借现有客户关系,积极开拓此类市场,不断提高OGS产品在车载,工业及医疗类市场的占有率。





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