苹果iPhone 5上市短短几个月以来，供货不顺的消息频传，就算拿到手机，也有许多消费者遇到萤幕出现黄斑、有气泡、重影或者触控不灵等问题，主要原因还是出在In-cell的良率不足，严重影响出货速度，也让iPhone 5尽管机身变得更加轻薄，但其萤幕使用体验却不如过去几代。

而就在消费者苦等不到iPhone 5的同时，市场已传出下一代iPhone及iPad，苹果计画重新采用单片式玻璃(OGS)触控面板，并提早在今年上半年推出下一代iPhone ，且外传除了胜华OGS及宸鸿OGS/TOL单片式触控技术外，苹果也找上群创的（Touch On Display）外嵌式（on cell）方案，且其触控面板日前也已送样认证。若消息属实，这不仅违背苹果以往一年只推一款手机的行销策略，也将会影响到iPhone 5的销售状况。

「这不太可能发生在2013年上半年，」瑞士银行分析师Jerry Su指出，iPhone产品设计通常需要半年左右的时间，随后几个月则是产品测试生产，如果苹果真的决定更换触控面板技术，2013年底或2014年初会是更好的时间。

对此市场传言，中华科技大学机电光工程研究所教授林晏瑞也猜测，不管消息是否属实，但这代表In-cell虽是大势所趋，但目前仍面临许多技术上的挑战，且这些瓶颈短期内不能解决，良率也没办法有效提升。这些因素将迫使苹果转而投入其他技术研发，而发展相对成熟的OGS成为首选。

图一 : 部分业者（如宸鸿）/分析师（MIC）将大片制程称为OGS，小片制程称为TOL（Touch on Lens）；本表数据源:富创得

OGS优势抬头

随着iPhone 5改采In-cell内嵌式触控技术，引发触控厂一阵疑虑，担心OGS等技术将会被In-cell所取代。不过，「以目前的市场来看，OGS现阶段要胜过In-cell的机率很高，」林晏瑞指出，In-Cell发展历程已久，但始终碍于技术瓶颈，良率没办法提升，成本也居高不下，短期内并不太可能取代OGS。

此外，虽On-Cell、In-Cell和OGS都须使用一片玻璃，但是On-Cell、In-Cell的触控感应层整合在LCD里面或外面，因此Cover Lens与LCD必须要全面贴合，不能有小气泡产生，贴合成本贵且良率低。且一旦出现不良品，整片LCD都要报废，成本高昂。

相较之下，OGS是将ITO导电膜和保护玻璃整合在同一块玻璃上，使触控感应层和保护玻璃一体成形，不仅省掉一片玻璃基板，也不会有因高温而产生气泡的状况，就算感应线路过程中出现不良品，损失也仅是表面玻璃。

比起传统G/G触控技术，OGS成本减少30%，透光性也较好。虽多了一层ITO镀膜，但是在厚度上，比起In-cell方案差异不大。林晏瑞也强调，OGS不用变更LCD面板制程，客制化容易，能够做到少量多样化产品。

除此之外，目前的市场是由品牌商而非制造商主导，以品牌厂商的角度，不希望单一晶片被一家厂商所垄断，如三星AMOLED，为了分散风险，通常倾向选择OGS这种较为成熟的技术，品牌厂对于触控控制晶片的掌控权较为完整，不会有一家独大、垄断市场的忧虑。

而面对主打触控的Windows 8上市之后，未来在9.7吋-10吋的笔电或All in one(AIO)电脑等产品都将导入触控，然而In-cell在中、大尺寸面板上有发展上的限制，以目前的In-cell技术来看，尚无法负担，大多只能用在5吋以下产品。富创得科技董事长吴明发即指出，5吋以上In-cell技术至少需3-5年的时间才有办法生产，「OGS相对之下，技术成熟，成本也较低，将成为未来触控技术的主流。」

OGS考验重重

不过，尽管优势多，但是OGS较大的缺憾在于面板硬度不够，其次是触控灵敏度上仍有一定的技术门槛。几乎没有控制IC厂能同时解决LCD及电源的物理杂讯问题，这也是OGS是否能成为触控面板主流技术的关键。其他问题还包括，OGS减少单片玻璃，使玻璃厚度变薄，业者大多会在最后贴上包上一层防爆膜来强化硬度，但也容易造成黄化、凹凸不平等良率问题。

关键瓶颈 － 玻璃强度

OGS可分为先切割后强化的小片制程以及先强化后切割的大片制程，不管哪一种，都面临生产效率以及玻璃强度两难的抉择。

在触控面板中，玻璃是主要材料，强度很重要，业界标准要有450MPA以上强度才够，因此必须是六面强化。吴明发指出，iPhone 5强度就达到800 MPA。但是在化学强化后切割或研磨，六面体的强化被破坏，除非补做二次强化制程，否则会破坏玻璃本身强度，玻璃边框强度会减弱。

然而二次强化过程中​​，强化炉的温度、化学溶液浓度、浸泡时间、过滤系统、留场等都有可能影响最后成品的触控灵敏度。且二次强化所使用的化学溶液氰氟酸为不稳定物质，含有强烈剧毒，使用不慎将对人体造成危害，已有多个国家规定禁用氰氟酸。因此，先强化后切割的大片制程在玻璃强度上一直是各家业者所考虑的问题。

与先强化后切割的大片制程相反，小片制程则是在切割、磨边、导角等程序之后才作强化，因此没有强度不足的问题，但是小片制程在生产效率上却不如大片制程来的有效率。对此，林晏瑞提到：「业者可以透过增加小尺寸机台的设备，以量取胜来弥补小片制程的生产效率。」

但另一方面，宸鸿技术长张恒耀也提出问题，现行整片强化玻璃在黄光制程上较具效益，面板产业面对的难题是，若改采切割好的强化玻璃作OGS，势必会在黄光制程上遇到问题，生产效率及设备机台都会受到影响。

值得注意的是，尽管OGS大片制程的强度上较为不足，小片制程较为有利，但台湾仍有友达、奇美电、达鸿(Cando)、胜华等面板厂专注在大片制程上。林晏瑞表示，这是由于过去的历史包袱所产生。

早期因在大尺寸面板上的技术落后，使的一些面板厂不得不开始思考转型，改为研发触控技术，然而既有昂贵设备还未折旧摊提，业者大多不愿在花大笔资金，购买新的设备，因此即使强度不足，业者仍只能想办法改善，继续做下去。

图三 : 触控技术正朝向单片玻璃的OGS/In-Cell/On-Cell技术前进

防爆膜贴合困难

OGS的另外一个问题即是防爆膜的贴合。防爆膜贴合除了容易有黄光、凹凸不平等问题之外，也会影响透光度、触控灵敏度或功耗表现。林晏瑞指出，现今许多触控面板在近型玻璃贴合时，习惯采用生产效率较高、厚度容易均一的光学胶带(OCA)贴合技术，但此一技术在贴合过程中，容易产生小气泡，导致良率降低。

且这些微小气泡可能随着时间扩大，只有采用昂贵的真空设备才能有机会抑制气泡产生。此外，光学胶带没有办法重工，瑕疵品多半只能报废，导致生产效益不彰，增加贴合成品压力。

较为里想的方式是采用液态光学胶贴合技术，然而此技术尽管较显优势，但是在厚度调整及平行度维持上则较为困难。贴合时如光学胶太多，易产生溢胶，太少则会造成表面凹凸不平整。因此，张恒耀认为，如能省去使用防爆膜，无疑是让全贴合厂直接受益。

面对此一问题，宸鸿研发出解决方法，先固化四个边，使液态光学胶在进行加压实不会溢出，接着再透过液态光学胶自动化贴合设备精准设定胶量、展胶速度、平整性等参数，进行整体固化，解决贴合时的气泡残留、溢胶处理、涂布不均及夹带粉尘等问题。

图二 : OGS的另外一个问题即是防爆膜的贴合，如能省去使用防爆膜，将让全贴合厂直接受益。图为防爆膜应用的两种方式。（Source: 中华科大林晏瑞博士）

结论

虽相较In-cell，OGS看似较占优势，然而因其技术门槛限制，虽最近应用扩大不少，却仅在中低阶行动产品。 OGS轻薄的特性符合这一类型产品的需求，且因成本考量，中低阶产品对于玻璃强度要求也较低，让OGS在市场中仍有一定的生存空间。

但是，有触控面板业者也指出，要把硬度、触控灵敏度、透光度问题一并解决，几乎还没有一家厂商能提出解决之道，真正能被高阶产品采用的OGS触控方安，在技​​术演进上也还需要一段时间才能达成。

从OGS到OPS的可行性分析

大家都知道OGS，这里要谈的是触控技术的另一种可行作法，也就是OPS（One Plastic Solution）。老实说，这个名词还未见到有人使用（至少Google查不到），但却是颇有发展潜力的作法。

谈OPS，该先谈谈TOL（Touch on Lens），这是OGS更广义的定义说法，也就是将ITO做在保护镜片贴合面板的这一面。因目前这些手机面板的保护镜片大都采用玻璃材料，因此业界谈TOL = OGS的说法并不为过。不过，业者们又有自己的定义，如宸鸿指的OGS是先化强后切的方案（强度较低），TOL则是先切后化强的方案（强度较高）。

但若改采塑胶材料来做Cover Lens，而且加上ITO这类的透明导电镀膜（TCO）呢，OGS就成了OPS了。用塑胶性的压克力板（PMMA）来做Cover Lens的想法已存在多时，它的优势是可以做得更轻、更便宜、耐冲击、可挠曲等。但过去一直受限于硬度(耐刮性)及光学品质不如玻璃而难以商业化，只有一些日厂有能力做到极接近玻璃的特性，但价格不具有竞争力。

颖台科技总经理室特助萧仲良指出，只用PMMA加特殊的硬化镀膜（Hard Coating, HC），虽然硬度可做到与玻璃相近，但会有易碎的问题，无法通过Cover Lens的「落球试验」。因此，他们的作法是在PMMA下方（与面板接触）加上聚碳酸酯（PC），来加强其韧性。此外，为了解决PMMA吸水变形的问题，他们的结构上是PC厚而PMMA薄（约94:6），以加强此材料的稳定性，同时也透过特殊方法解掉塑胶材质被垢病的黄化问题。

相较于玻璃的Cover Lens，颖台的塑胶性Cover Lens（他们称其方案为Front Panel）在硬度上，做到7H、8H已没有问题了（Gorilla可达9H）。至于光学品质要求的抗反射(AR)、抗炫光(AG)、防水防污等议题，和玻璃一样也可以靠coating来达成，目前透光度基本上已可达91%以上，透过AG/ AR处理甚至可达到接近玻璃的水准。

萧仲良指出，目前Cover Lens的厚度一般是0.8mm – 1.0mm(有分析数据指出iPhone 4S是1.0mm，iPhone 5是0.9mm)，而最薄的玻璃已可做到0.4mm，但强度不足以用在Cover Lens上。对于PC/PMMA来说，厚度本来就不是问题，但考虑到强度，用于Cover Lens的厚度会与玻璃大致相同。至于成本上，依他们的评估，尺寸愈大的面板差异愈大，以iMac 27吋的面板来看，大约比玻璃低上三至四成。当然，愈大尺寸，用塑胶性Cover Lens自然比玻璃来得安全。

至于PMMA/PC结构的Cover Lens，能否镀上TCO/ITO感测线路呢？这部分的挑战较高，主要的瓶颈来自于温度。萧仲良表示，PMMA的融点约130-140℃，PC约135℃(热变型)，相较于一般OGS的ITO黄光镀膜的高温制程来说，这是行不通的。不过，业界也有人采用低温的ITO制程，或是引进新的ITO替代技术，要实现OPS还是有机会做到的。 （欧​​敏铨／CTIMES科技日报）

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