多點電容式觸控應用發展趨勢
北京時間06月24日消息,寶威科技網訊,宇辰光電總經理王貴璟以自身在觸控產業十多年的經歷,闡述多點投射式電容觸控市場動態,以及各種相關觸控技術的應用原理與技術優劣,更深入探討相關觸控技術涉及的制程與成本分析…
在「多點電容式觸控應用發展動向」主題演講中,宇辰光電(eTurboTouch)總經理王貴璟先生,以自身十多年長期在觸控產業領域的觀察與感想,點出當今多點電容式觸控市場動態、多點觸控模組結構技術原理、大尺寸多點觸控面板應用及可撓性電容多點觸控面板等議題。
首先在多點電容式觸控市場動態上,王總引述DisplaySearch針對2010年觸控模組出貨量與產值的統計資料,2009年觸控面板出貨量與產值達6.07億片、43.32億美元,2010年成長到8億片、61.77億美元,2011年因平板電腦也采用投射式電容觸控面板,使出貨量與產值提高到9.87億片、76.46億美元,2012年達11.61億片、 89億美元,2013年13.41億片、101.46億美元,2014年15.38億片、113.31億美元,2015年17.35億片、124億美元,從2009~2015年以年復合成長率25%的速度成長。
王總指出,出貨量與產值的成長曲線相近,以面板產值除以出貨量可得到從2011年以后的平均觸控面板單價,每年下降0.1~0.2美元的幅度,而市場現實單價下滑的速度還更快。以YoY今年對去年的相對成長率來說,2010 YoY vs 2011 YoY從41%降到27.8%,Netbook、平板電腦、MID裝置的2010 YoY vs 2011 YoY將從873%降到41.2%,這代表著年對年的觸控面板應用的成長動能趨緩之勢。
王總由此推測,觸控面板將快速而持續的往大尺寸應用邁進,藉由中尺寸PC(DT+NB)以及大尺寸AIO電腦等高單價觸控面板出貨的成長,把整體面板單價與產值拉高。他也認為,行動裝置、IT產品以及大尺寸面板,仍會是未來觸控面板的主要應用趨勢。
盡管各家投顧或產業分析有所不同,對傳統PC(DT+NB)搭載觸控面板的趨勢看法卻是方向一致。平板電腦以超高速成長帶動觸控產業,Netbook與平板電腦應用于2010年后快速成長,同時總體PC觸控市場規模將擴大2倍,而PC(DT+NB)成為目前市場上觸控技術增長最迅速的領域。
多點觸控面板的技術趨勢與競爭態勢
王總經理引用DisplaySearch數據指出,未來3年內,投射電容式與電阻式仍為主流技術,而投射電容式以驚人滲透速率成長,預計在2012年占所有觸??控面板比例會??超過50%;而12吋以下面板以電阻式與投射式電容觸控為主要技術,互相競爭,互有消長,投射式電容觸控技術將從小尺寸、中尺寸朝大尺寸發展。
觸控面板技術趨勢的演進從最早的單點觸控加手勢(Single Touch+Gesture),進化到能支援5點以上的多點觸控(Multi-touch),接下來支援多重輸入方式如觸控筆寫輸入加上掌紋輸入等方式,最后則是走向可撓式多點觸控面板的趨勢。
在投射電容技術競爭態勢上,王總指出臺灣產業過去不注重工業設計(Industry Design;ID),也不注重軟體發展。 Apple訂出Pad規格:高硬體規格、強大的ID、低單價的價格策略,以及結合自家的軟體發展實力與高創意整合度勝出。但因投射式電容技術為蘋果所采用而成為主流,真實多點觸控應用技術與控制IC能力發展依存度高。
目前臺灣許多中小尺寸面板廠商轉戰觸控面板產業,已經有60幾家集中研制電容觸控面板的產品;而相關技術層次多元、商業模式多變,同時競爭規模巨大,全球中小尺寸面板產業板塊仍持續移動,從日本轉移到南韓、臺灣,再由日本或臺灣轉移部分低階生產線或模組廠到大陸。
在玻璃電容式觸控面板供給部分,2010年iPad為1,150萬臺,平板為200萬臺,2011年iPad為2,450萬臺、平板電腦為1,050萬臺,而CF廠投入平板的ITO玻璃產能分配比重,在2010與2011年分別為60、70%論斷,假設各廠良率以60%計算,2010年ITO玻璃面積供需OK,但2011年將吃緊。據了解,iPad觸控面板受限貼合技術問題,初期良率僅2~3成,至今已提升到4~5成,由此推估ITO玻璃面積到2011年將會供不應求,此時ITO薄膜將成為替代材料之一。
以宇辰最近爭取到的日本客戶為例,他們就要可以筆寫的電阻式觸控面板,因為投射電容式需露出手指來點觸,對冰天雪地執行公務的警察人員來說像是一種虐待。王總也認為目前投射式電容成為主流,主要是因為蘋果采用,3年前還沒有人提到過;但它在3、5年后還是不是主流,則不見得,業??界不應該太集中、偏頗于某項技術。宇辰光電也有推可撓性的多點觸控面板。
觸控模組結構與大尺寸多點觸控面板應用
王總經理以電容觸控的公式C=εr*8.85A/T(介電常數乘以8.85再乘以觸控面積A再除以玻璃厚度T),由于反應時間與電容值有關,大尺寸螢幕的玻璃需維持一定厚度,導致C電容值固定,會造成觸控反應延遲的現象,因此大尺寸觸控目前仍由光學式觸控應用為主。
另外在模組結構上,圖騰(Pattern)有鉆石型(Diamond)以及柵欄型(Grid);鉆石型圖騰是搭自體電容(Self-Capacitance),以偵測碰觸點該軸向的掃瞄線的電容感應值,而柵欄型圖騰則搭配相互電容(Mutual Capacitance)的感應設計,可作感觸點相鄰水平X軸與垂直Y軸向掃瞄,其觸控點的靈敏度與精準度會提升。
至于投射式電容的多元結構,有蘋果使用的G/G(Glass/Glass)、G/F/F(Glass/ITO X Film/ITO Y Film),On-cell TFT LCD、In-cell TFT LCD與On-cell AMOLED,另外還有減低感測層基板厚度如SOC、OGS or G2、G2 with PET、G1F以及PET+CS-Sensor等制程結構技術。
在大尺寸多點觸控面板應用上,以各市調機構的統計預估數字,15.6~27吋螢幕的AIO一體成形電腦,2011年的出貨量可達1,400萬臺;iPad-like的7~ 12吋平板電腦,出貨量可達1,450萬部,另外在數位看板、電子白板與數位大螢幕也有50萬臺的利基市場。而無論是美國或日本的統計數據,iPad最多用途的是玩游戲。另外,2012年7吋以上觸控面板應用與滲透率,筆電達86%、Netbook達30%、PC占65%、整體大尺寸觸控的滲透率將達到92%。
王總列出各種多點觸控面板技術的優劣比較表。以功耗而言,Resistive Touch電阻式觸控面板,在睡眠(Sleep)、閑置(Idle)、作用模式(Active)下功耗各為30μA、9mA、9mA,類比電阻式多點觸控(Analog Resistive Multi-touch)面板,功耗則為200μA、200uA、24mA;投射式電容多點觸控面板(Projective Capacitive Multi-touch)的功耗為18μA、24μA、50mA,電容式觸控則為N/ A、55mA與65mA。
另外,像Resistive Touch電阻式觸控無法做到多點觸控,抗噪訊力也不佳,掌紋輸入功能需另外加模組,也不具可撓性,其余像手勢、Windows 7、筆寫輸入均支援,成本也最低;類比式電阻則比前者增加多點觸控的支援,但成本提高一些;光學式多點觸控技術,則也可以支援多點觸控、手勢、Windows 7以及筆寫輸入,僅掌紋輸入不支援且成本偏高,也不具可撓性。
而投射式電容除了成本偏高、僅支援手指碰觸且不支援掌紋輸入之外,功能上均支援多點觸控、手勢應用、Wi??ndows 7以及獨特的可撓性設計。王總也認為在未來注重ID設計以及戶外數位廣告看板應用的發展態勢下,可撓式電容多點觸控面板技術,會有更多的應用空間。