各家內嵌式觸控面板結構競爭力分析

 

A.      Apple 的內嵌式觸控結構

2012年Apple的iPhone 5首度將內嵌式觸控螢幕導入市場，讓整個觸控產業產生極大的震驚，但是3年下來的結果證明其生產良率太低，成本太高，且不對外銷售，使用經驗並沒有太多的驚艷，所以整個產業受影響的只有宸鴻一家而已，目前Apple的內嵌式觸控已成為業界狼來了的典範，已不具有競爭性。

 
(註:內嵌式觸控讓觸控產業緊張的原因不在於其功能會提升或厚度可以變薄，而是當其整合到面板製程後成本可能大幅下降，只要功能不變差，將會對整個觸控產業形成極大的威脅)
 

B.       JDI 的 Hybrid 混合式內嵌式觸控結構

   模仿Apple專利的內嵌式觸控，所以有專利上的隱憂，JDI的Hybrid結構需要將彩色濾光玻璃作雙面製程，還要將Array玻璃作觸控驅動電極的改變，所以在製程上比傳統的on cell還要增加許多製程，相對的成本也不會太低，這個方法最早出現在Apple在2007年時所提出的專利上，經過JDI超過5年的開發，目前才達到成熟的階段，但是成本依然略高於目前的主流產品GFF結構，所以是過渡性的產品，預估2015~2016年將與GFF，On cell 三種結構在手機市場會大廝殺一番，預估還是JDI的結構會勝出。

C.      LGD  Advanced in cell touch 觸控結構

     成功迴避Apple專利的設計，所以沒有專利上的問題，LGD找到了不錯的切入點，也將這種方案佈下了綿密的專利網，可以看出其在此領域所下的決心，是真正的in cell 結構，其方法只要改變Array玻璃上V com的結構就可以把觸控的功能包含進去，製程改變少所以良率高，成本比上述兩種方案要低上許多，然而LGD開發了5年到現在才開始量產，其主要原因在於此種結構屬於”自電容”結構，不同於上述兩種方案都是屬於”互電容” 結構，在供應觸控IC上擅長互電容的廠商多，擅長自電容的廠商少，所以找不到可以提供控制IC的廠商，所以做不出產品，直到Synaptics開發出可以使用的控制IC後才完成量產，由於其結構最簡單。因此成為各家面板廠現在主力開發的產品，基本上有生產手機面板的廠商應該在今年都會完成量產準備，但是值得觀察的是LGD 的態度，畢竟LGD已申請了很難迴避的專利網，讓目前其他的面板廠很難不犯到其專利，敢不敢拿出來賣與系統廠商敢不敢用有專利疑慮的產品是值得觀察的重點，以成本的觀點來看LGD的方案最具有競爭條件。

 
以上的三種方案因為都需要將LCD內部最重要的元件V com做切割，所以會造成如下的問題需要克服。
 
a. 時間分割: LCD驅動IC與觸控測量不能同時動作，所以增加了LCD驅動IC設計的難度，尤其當顯示的解析度越高，更新速度越快時，難度越高，同樣的問題也發生在觸控感測上，當所有的時間都給觸控使用時都顯得不夠時，如何再撥出時間給LCD顯示寫入資料使用，所以觸控只好犧牲尺寸，尺寸越小需要的時間越少，這也是內嵌式觸控只能做到手機尺寸的最主要原因。

 
分時問題造成了設計LCD驅動IC與設計觸控感測IC的嚴重衝突，要解決這個衝突問題業界採用的方法叫 “購併”，如敦泰併旭曜，Synaptics 併購瑞力。

 
b. 一旦Vcom被切割，代表每個顯示點的參考電壓會產生些微差距，造成顯示的亮度不均，尤其當面板生產的不一致性越高，問題越難解決，所以LCD驅動IC與面板廠將會為谁需要去解決這個問題而產生爭執。

 
c. Vcom 切割時兩個分開的區塊間隔越小對顯示上的影響越小，反之則越大，間隔越小生產時越容易造成短路，所以良率越差，間隔越大越不容易短路所以良率越高， 良率與顯示品質造成衝突，如何取捨將困擾面板生產廠商。

 
d. Vcom 層是用透明導電材料ITO做成的其片電阻與金屬導體比起來要大上幾十萬倍，切割後的 Vcom 層在做顯示寫入時必須要把分割的不同塊連接在一起，而這個連接線不能使用同一層的ITO(電阻太大驅動不了)，所以必須額外增加一層金屬導線層，讓LCD的製程最少增加三道光罩，會增加生產成本。
 

D.      SuperC-Touch 內嵌金屬網格結構

       SuperC-Touch的方案就是用增加的金屬走線層，圖案化成網格的自電容觸控結構，也是增加三道光罩就可以完成，所以在製程上比LGD少做一項工作(圖案化Vcom層)，所以沒有上述切割Vcom層所產生的衝突與影響，基本上成本結構會比LGD的方案便宜，良率更高，面板的生產更容易，算是完美的內嵌式觸控方案，但是卻沒有面板廠敢嘗試採用，原因在於現有的觸控IC廠商沒有一家做得出來可以使用的控制IC，這方案使用的控制IC，其難度比上述三個方案的控制IC要難上10~100倍，可以當它是不可能的任務，因為觸控IC不可能做到所以也沒有面板業者會去申請類似相關面板結構專利。

 
SuperC-Touch因為開發出”微擾共振” 技術，所以在微量電容的測量上領先現有業者10~100倍的距離，足夠做出本方案的內嵌金屬網格觸控螢幕需要的控制IC，當然也就順勢將相關的所有面板結構申請專利，取得逐鹿中原的門票，經與友達光電合作成功證明其可行性。
總論:
以結構的複雜度，增加的處理過程來分類。
Apple的結構最複雜，良率最低，成本最高。
JDI 的結構需要雙面施工，良率低，成本次高。
LGD 的方案需處理過程最少，良率較高，顯示品質疑慮較高，成本低，競爭條件強。
SuperC-Touch 的結構最簡單，良率最高，成本最低，但是控制IC只有SuperC-Touch做的出來，單一供應商會讓面板廠商產生疑慮，而LGD的方案則有許多的控制IC供應商，斷貨的機率低安全性較高，且在多家競爭的環境下，面板廠商可以取得較低的成本，所以目前的趨勢是各面板廠商都積極備戰LGD的方案，除非有專利上的疑慮(LGD使用強勢的專利武器)。

 
SuperC-Touch 的對策，授權LCD驅動IC廠商觸控的IP，讓其運用在LGD的方案中，憑藉領先其他業者10~100倍的能力，做出性價比更高的產品(提供更高距離的懸浮觸控與使用鉛筆觸控等)，等待LGD用專利出手阻止大家生產LGD的內嵌式觸控方案的產品，屆時各面板廠就只能採用SuperC-Touch的方案，內嵌金屬網格觸控的計畫就可以獲得全面成功。