邁向In-cell終極目標 面板廠攻單層自電容感應

作者: 黃耀瑋
2013 年 01 月 21 日

單層自電容感應技術將成內嵌式(In-cell)觸控面板廠新的布局重點。為提升In-cell觸控面板良率、降低成本和雜訊,供應鏈業者正醞釀以單層自電容取代既有雙層互電容感應技術,包括蘋果(Apple)、三星(Samsung)、台/日系面板廠及一線觸控IC大廠均已啟動專利布局,並投入開發新一代觸控IC、液晶顯示器(LCD)驅動IC,從而改良In-cell感應層設計結構。
 


發明元素總經理李祥宇認為,對面板廠而言,自電容In-cell結構的製程複雜性較低,只要有相應的觸控IC問世,就能順利展開量產。





發明元素總經理李祥宇表示,In-cell觸控無疑為行動裝置輕薄設計帶來更多想像空間,但直接在LCD內同時導入觸控感應層(Rx)與驅動層(Tx),將引發大量雜訊,增加面板及觸控IC設計難度;所以,該技術仍受限於製程良率低、成本高等問題,延宕市場普及速度。此即驅動觸控面板廠及觸控IC業者各自聯合陣線,積極研發具量產效益的In-cell觸控技術。
 



李祥宇指出,目前業界已有共識,相繼捨棄以偵測感應層和驅動層間互電容變化的In-cell設計,轉攻在感應層中直接導入Vcom電極線的單層自電容感應方式,一方面讓觸控面板廠省略隔離感測與驅動層的金屬跨橋製作工序、提高製程良率,同時降低20~30%成本;另一方面則解決兩層距離太近而引發相互電容干擾問題,改善觸控反應速度和靈敏度。
 



其實,自電容技術已行之有年,但以往僅能收集觸控面板的水平或垂直面觸控訊號,支援單指或雙指觸控功能,且容易產生假性觸控(鬼點)問題;所以在多點觸控功能發展浪潮下,不敵可精確感測到水平和垂直面交叉點的互電容方案而乏人問津。惟進入In-cell時代後,互電容的雜訊問題卻更令人頭痛,因此業界才又轉向發展自電容多點觸控,期進一步打造下世代In-cell觸控面板。
 



現階段,除三星最積極投入以外,多半In-cell觸控面板廠也都有涉獵專利研究;而新思國際(Synaptics)、賽普拉斯(Cypress)、敦泰科技與發明元素等晶片或矽智財(IP)開發商,更是全力部署相關觸控IC解決方案。李祥宇認為,整個產業鏈開始聚焦自電容運作架構,顯見該技術在In-cell應用領域極具前瞻性。
 



不過,以自電容感應層提供觸控訊號產生、擷取與驅動功能,初期面板廠須加厚ITO層,並增加水平與垂直面的金屬導線數,還要嚴格要求觸控IC效能、訊噪比(SNR)及韌體功能規格,才能解決多點訊號感測與高電阻難題,勢將加重材料成本及影響面板透光度。此外,LCD驅動IC也須具備分時處理機制,並擴充緩衝記憶體(Buffer)容量,才能同步處理In-cell觸控與LCD訊號。
 



李祥宇不諱言,單層自電容In-cell觸控技術門檻極高,仍須一段很長的時間發展。也因此,混合式On-cell與In-cell貼合方案遂開始獲得關注,如索尼將感應層做在上玻璃上方,並於LCD內導入驅動層的混合式In-cell結構,由於兩層距離遠相互干擾較少,故能減輕觸控IC開發難度;目前面板量產良率亦已高達八至九成,成本下滑速度快,已吸引友達、群創全速跟進研發,壯大技術發展聲勢。

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