自電容感應技術對下世代In-cell觸控方案的發(fā)展重要性大增。為壓低量產(chǎn)成本并提高良率,除觸控面板廠積極研發(fā)整合感應層與驅(qū)動層的單層自電容In-cell多點觸控方案外,觸控IC業(yè)者也加緊補強自電容感應功能,并打造可同時支援自/互電容感應的整合型方案。
自iPhone 5掀起內(nèi)嵌式(In-cell)觸控發(fā)展風潮至今,礙于技術成本高、良率不佳,以及觸控IC開發(fā)困難等因素,In-cell一直局限于高階產(chǎn)品應用;所以相關面板廠及晶片商均致力改良In-cell感應層(Rx)結(jié)構(gòu)及控制晶片,并克服In-cell觸控嚴重雜訊問題與實現(xiàn)多點觸控,以達成較佳的量產(chǎn)投資效益,加速切入中低階智慧型手機。
現(xiàn)階段,晶片業(yè)者已鎖定可同時支援自電容與互電容感應的In-cell觸控方案,全面提升晶片訊噪比(SNR)、差動訊號分析功能,包括賽普拉斯 (Cypress)、義隆電子皆已整合兩種電容偵測技術,開發(fā)新款觸控IC;至于其他晶片商也開始補強自電容矽智財(IP)陣容,加緊腳步跟進。
兼?zhèn)渥?互電容感應觸控IC減輕面板雜訊
賽普拉斯TrueTouch行銷總監(jiān)John Carey表示,賽普拉斯除已在In-cell觸控市場搶占一席之地外,近期在OGS領域的發(fā)展也大有斬獲。
賽普拉斯TrueTouch行銷總監(jiān)John Carey表示,In-cell觸控感應層相當接近液晶顯示器(LCD)訊號源,同時也會受到電源雜訊干擾,目前最大的技術挑戰(zhàn)在于如何精確量測訊號;因此,觸控IC必須擴增運算及感測能力,同時還要加強與LCD驅(qū)動IC的通訊與分時處理機制,才能讓In-cell同時兼顧輕薄設計與優(yōu)異的觸控使用體驗。
基于上述考量,觸控IC廠紛紛補強晶片自電容感應功能,以擷取更多In-cell觸控感應層訊號,再透過分析過濾雜訊,提升觸控反應速度與精準度表現(xiàn)。不過,Carey強調(diào),由于自電容技術還不能支援三指以上的多點觸控,須搭配互電容感應,因而掀起新一代觸控IC支援雙電容感應的設計風潮。
其中,賽普拉斯憑借完整自電容、互電容IP陣容,已打造業(yè)界首款整合型觸控IC,其可自動切換兩種感應方式,再透過差動訊號分析功能,改善In-cell 觸控面板充斥大量雜訊的弊病。Carey指出,該公司于2013年國際消費性電子展(CES)展出的最新觸控方案--TrueTouch Gen4X,其抗雜訊能力較前一代產(chǎn)品提升三倍,訊號更新率更高達100?120Hz,大幅超越業(yè)界60Hz的平均水準。
據(jù)悉,該產(chǎn)品已開始送樣,未來1?2個月內(nèi)將導入量產(chǎn)。Carey透露,由于In-cell觸控對控制晶片的客制化程度大幅攀升,因此,賽普拉斯也積極與臺灣、中國大陸及日系面板大廠合作。另外,韓系面板廠也研擬與該公司共同推動In-cell觸控研發(fā)計畫。在一連串緊密合作之下,搭載Gen4X觸控IC 的終端產(chǎn)品預計將于今年夏天出爐,搶進高階智慧型手機市場。
無獨有偶,義隆電子也于今年CES秀出自/互電容感應的多點觸控解決方案--Smart-Touchscreen。該產(chǎn)品鎖定小尺寸智慧型手機,采用數(shù)位訊號處理器(DSP)提高核心運算能力,并整合自電容和互電容感應的優(yōu)勢加強雜訊免疫能力,從而提供高準確度和線性度;此外,其支援單層透明導電膜 (ITO)觸控面板方案,并提供最高十指多點觸控及2毫米(mm)觸控筆,性價比表現(xiàn)出色。
至于新思國際(SynapTIcs)、敦泰科技等觸控IC廠則加快腳步研發(fā)自電容設計,近期已相繼揭露技術進展與產(chǎn)品計畫,可望在未來跟進發(fā)布自/互電容雙感應產(chǎn)品。Carey強調(diào),短期內(nèi),觸控面板廠要開發(fā)具多點觸控、高抗雜訊能力的In-cell產(chǎn)品,導入自/互電容整合型控制晶片將是一條捷徑,遂激勵IC廠大舉投入研發(fā)。
除增強電容感測能力外,In-cell觸控IC也須與LCD驅(qū)動IC協(xié)同運作,才能減低互相影響的風險。現(xiàn)階段業(yè)界大致分成兩大技術陣營,首先系新思國際力拱的模式,亦即將觸控IC與LCD驅(qū)動IC整合成系統(tǒng)單晶片(SoC);其次是透過顯示器驅(qū)動介面(DDI),讓觸控IC與LCD驅(qū)動IC進行溝通的設計方案。
Carey分析,In-cell觸控面板各家技術迥異;若搭配第一種整合方案,雖能強化客制化程度,但也缺乏設計彈性,要提升晶片的近接感測 (Proximity Sensing)、雜訊分析,或增加懸浮觸控、防水等新功能相對困難;至于第二種分離式方案則能因應不同LCD驅(qū)動需求,進一步更改DDI設計,支援多樣化功能設計與In-cell觸控面板架構(gòu),故為賽普拉斯及多數(shù)觸控IC廠采用。
不僅In-cell觸控IC出現(xiàn)重大技術突破,在感應層設計方面也大有進展。近來,供應鏈業(yè)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)、臺/日系面板廠及一線觸控IC大廠均啟動專利布局,并投入開發(fā)新一代觸控IC、LCD驅(qū)動IC,從而改良In- cell感應層設計結(jié)構(gòu),并提升面板良率、降低成本和雜訊。