聚焦移动显示:电容触控成本与应用取得双突破

上网时间: 2009年06月25日? 作者:孙昌旭? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:电容式? 电阻式? 触摸屏?

虽然出身“名门”,头顶“苹果”的光芒,但是电容式触摸屏在中国市场的应用远不及当初人们所料想的大,几年过去,主导市场的仍是性价比更占优势的电阻式触摸屏。这里笔者认为有两个重要因素:一个是价格阻碍;另一个则是电容触摸屏相对于电阻式触摸屏的应用优势并不明显。

正是这两个障碍成为日前由创意时代主办的2009移动手持显示技术大会(深圳)上大家关注的焦点。厂商们也围绕这两个问题展开了竞争。

“今后几年内,电阻式触控市场将进入平稳发展阶段,而随着电容式触控方案成本的下降,其市场将进入爆发性增长阶段。”新突思科技(Synaptics)中国区总经理陈元在会上表示。作为电容触控技术的先驱,Synaptics的方案已得到国际主流手机厂商的采用,但是,中国市场的进展仍是陈元最重要的任务。作为对成本最为敏感的中国市场,陈元对大家保证,电容触摸屏的价格终将会向Touch pad的价格一样迅速下降。

“目前对于电容触摸屏来说,成本最贵的器件是ITO传感器,这成为整个触摸屏价格下降的瓶颈。”陈元指出,“当传感器变成真正多来源、Commodity的产品时,触摸屏的价格就会很快降下来。”他还指出另一种趋势,即电容控制器将与FTF集成的趋势,“触摸控制器、驱动IC与TFT集成一定是有需求的,这不仅能解决外观的问题,更会因为提供一站式的服务,减小中间环节,将电容触摸屏的价格降下来。”他对《国际电子商情》表示,Synaptics正在做这方面的努力,相信9-12个月后,技术将会有很大的进展。“我们也有驱动IC。”他特别强调,因为在很多人眼里,Synaptics主是要提供触控IC。

相对于Synaptics欲通过后端集成方式来降低触摸屏的成本,立迪思(Leadis)则采用了另一种降成本的方式。

立迪思CTO兼执行副总裁Ken Lee向大家介绍了立迪思新研究出来的一种“单层电容式多点触控解决方案”。相比传统电容式触控需要三层导电层,立迪思提供的方案只需要一层,可以直接节省高达3美元的成本,并拥有更高的透光率和显示质量,同时提升了生产良率,并简化了生产。立迪思已开发出专利的单层ITO传感器LDS60XX与针对此单层ITO的控制器LDS7000。

Ken Lee指出,目前的电容触摸技术需要客户做很多的微调工作。一方面因为传感器、IC一起工作会产生很多EMI噪音、还有多点触摸时产生的鬼影等工作需要解决;另一方面还需要解决很多固件的算法问题。“现在没有客户买了即刻就可以用的解决方案。”他说道。立迪思的宗旨就是要提供用户“即买即用”的方案。

传统的电容式触控屏中需要有X层、Y层和ITO感应器至少三层,采用一个控制IC,然后把它用在多层的ITO解决方案当中,然后再做优化。控制器还必须有其他的元件配合,才能保证有一个可靠的多点的触控。“我们的目标就是对系统进行优化,只用一层ITO,减少噪音,不需要客户定制中间固件,加速了产品上市速度。另外ITO层级减少,光线透过率更好,这是触摸板厂家非常欢迎的事情,这样还可以选择成本更便宜的屏。”Ken Lee说道,“当然,这是一个非常具有挑战的技术。单层的ITO有些时候跟X、Y轴有不同的解像度,但是我们产品现在已经能解决这些问题了,特别是在做键盘的时候,比如说如果两个手指靠得很近,只有10毫米的时候。另外就是快速的触屏或者快速滚动的时候,实际上需要更快的回应时间和更快的扫描时间,我们现在的反应时间是非常非常快的。我们为此开发了新的算法消除噪音,我们的CDC输出的信号非常清晰,这个解决方案也没有任何鬼影的现象。目前样板已出来,再过几个月就能够真正把这个商业化了。”他高兴地称。 他透露立迪思已与两个主要的玻璃供应伙伴进行合作,正在申请这个技术的专利,去年10月已上报专利。

“我们已经有了一个非常好的DEMO,客户不相信居然可以看到一个单层的ITO能够消除鬼影现象。”Ken Lee说道,“我们的控制器是已经优化了的支持单层ITO,但是它同时也能够在二层或者三层的ITO上用,所以我们就可以服务各种不同的用户,可以再节省大概20-30%的成本。”他表示,目前立迪思正在做更细微的微调优化工作,以让用户的微调更简单,预计明年早期就能够给大家展示商用化的产品了。“整个系统的BOM成本将会下降10美元。”他预测道。

与上面两家电容触摸屏厂商降成本的方式不同,台湾矽创电子另辟蹊径,推出一种压电式多点触控解决方案,据他称该方案具有电容触摸的特性,而价格则比电容触摸便宜很多,因为可以采用电阻式触摸屏的材料。

据其副总经理钱金维介绍,其触控技术在面板等环节结构与iPhone十分类似,最大的区别在于iPhone采用电流驱动,而矽创电子的方案采用电压驱动的Matrix ITO结构。而且相比iPhone的DSP、CPU、扫描系统分别采用不同IC,矽创电子的方案将这几个功能融合在一起,大大降低了方案的成本,同时更少的芯片也可以让产品设计的更加小巧紧凑。

钱金维还介绍,这一技术介于电阻式或电容式之间。用户可运用现有成熟的电阻式触摸屏的生产线,稍作变更(约40%)即可支持压电式多点触控,从而提升了产品的价值与市场竞争力。“而与同样支持多点触控的红外线和投射电容式方案相比,压电式多点触控方案具有相对的成本优势,并且无需担心侵犯Apple的专利。”他表示。

除了TFT触摸屏的成本为大家所关注外,会场上大家还讨论了AMOLED触摸屏的可能性。OLED由于具有更好的显示效果,受到用户喜爱,但是成本也是其最大的商用障碍。目前其成本是TFT的两倍以上。上海天马微电子有限公司市场产品部副总监刘庆全指出,在OLED上实现触摸控制从技术上看并没有障碍,主要障碍仍是成本。“目前我们没有看到人们对于OLED的大规模投资,没有大规模投资就不可能cost down。我预测未来五年OLED的成本都不会与TFT有竞争力。”他说道。

诺基亚部门经理安荣邦表示,作为一个中间用户和最终用户,他认为目前显示组件的成本比重过高,且成本下降幅度远远慢于其它部件。此外,他认为现在99%的移动显示是方形器件,有悖于消费电子的个性化趋势,制约了手机厂商的创新。这些都是目前显示业界面临的重要挑战。

3D与4D手势(Gesture)应用兴起

高成本的电容触摸并没有带来比电阻触摸更新的杀手应用,现在许多电阻触摸方案也能实现多指的Zoom in/out的功能了。为电容触摸创造更多有价格的应用则成为业界另一个追逐的目标。

“电阻式触摸仅能做到部分手势,其发展显出较大的瓶颈。但是电容触摸在多种手势的开发上已显出优势,去年在PC上已开发出多种手势应用,目前正在手机上开发。”Synaptics的陈元说道。目前他们已在手机上开发出3D手势,4D手势正在开发中。

他解释,所谓的3D手势就是接近式感应。比如当用户将手机帖近脸部时,可以感应到并关闭电容触摸功能,以免引起误操作。他向《国际电子商情》透露这一功能已在诺基亚最新的手机上实现,马上就可以商用。4D手势即指通过感应不同的压力,实现用户不同的需求,也叫做触摸反馈,这种手势应用还在研发中。

上面谈到的矽创电子的压电式多点触控方案也可以感知不同的压力。其在展会上展示的触控面板能有效监测手指头按下去接触的面积大小、施加的力量大小。

无疑,从原理上来看,矽创的压电式多点触控方案、立迪思的单ITO层技术以及Synaptics一年后将推出的集成控制器、驱动IC和TFT的方案,都将大大降低目前电容式触摸屏的成本,然而,任何一种新的技术革新,必须要得到业界合作伙伴的认可,必须有一个大规模生产的生态环境,才能真正实现商用成本的降低。这些新兴技术能否被业界接受,还待观察。

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