內(nèi)嵌式電容觸控螢?zāi)环e極薄化 現(xiàn)有G/G、G/F/F型觸控設(shè)計(jì)方案
北京時(shí)間09月04日消息，寶威科技網(wǎng)訊，在Apple行動(dòng)產(chǎn)品積極導(dǎo)入G/G電容觸控螢?zāi)环桨?，以?yōu)異顯示水準(zhǔn)與精準(zhǔn)多點(diǎn)觸控設(shè)計(jì)，令其產(chǎn)品在市場獲得極大成功。然而深入探究，現(xiàn)有G/G電容觸控方案由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，顯示觸屏模組厚度不易薄化，必須從結(jié)構(gòu)面突破改善，才能讓電容觸控顯屏模組更能迎合未來觸控型產(chǎn)品所要求的產(chǎn)品特性...
現(xiàn)有顯示螢?zāi)挥|控設(shè)計(jì)方案，大體上分為電阻式、光學(xué)式、電容式與電磁式四大技術(shù)。其中，電阻式觸控顯示屏設(shè)計(jì)方案，是目前使用年代最久遠(yuǎn)、最成熟的技術(shù)方案，但因?yàn)榘l(fā)展多觸點(diǎn)追蹤的產(chǎn)品效能有限、與ITO透光性問題，目前電阻式觸屏設(shè)計(jì)方案僅使用在工業(yè)電腦、Kiosk等產(chǎn)品為多。
圖示:G/G方案可以因?yàn)闇p省一片觸控玻璃，獲得近1mm的觸控模組厚度優(yōu)化。
圖示:電容式觸控螢?zāi)豢衫糜|控IC優(yōu)化，大幅提升觸點(diǎn)追蹤效能。
觸控螢?zāi)辉O(shè)計(jì)多元不同尺寸與用途已有對(duì)應(yīng)解決方案
光學(xué)式觸屏設(shè)計(jì)方案，大多用于大螢?zāi)换虺笪災(zāi)粸槎?，雖可開發(fā)超過一點(diǎn)的多點(diǎn)觸控方案，但光學(xué)式的多觸點(diǎn)追蹤、分析仍有其效能限制，因此大多也僅有兩點(diǎn)方案為多。至于電磁式設(shè)計(jì)方案，目前以搭配觸控筆方案為主流應(yīng)用，為針對(duì)手寫或是繪圖應(yīng)用市場為多，例如Samsung推出的Galaxy Note 5.3、Galaxy Note 10.1等產(chǎn)品，即為使用電容觸控外加電磁觸控筆雙觸控螢?zāi)环桨?，滿足特殊電磁筆手寫市場的應(yīng)用需求。
但是目前應(yīng)用最大宗的觸控螢?zāi)环桨福瑧?yīng)以Apple iOS Deivce積極采用的G/G玻璃式電容觸控方案為主，而與其對(duì)立競爭的為G/F/F薄模式觸控設(shè)計(jì)方案。先討論G/G玻璃式電容觸控方案的設(shè)計(jì)優(yōu)勢與限制。
G/G玻璃式觸屏設(shè)計(jì)改善透光性與觸控效果
G/G玻璃式觸控螢?zāi)辉O(shè)計(jì)方案，主要是針對(duì)電阻式觸控透光性不佳的問題點(diǎn)、與觸點(diǎn)偵測必須定期校正改善觸點(diǎn)準(zhǔn)確率，進(jìn)行重點(diǎn)技術(shù)改善為出發(fā)點(diǎn)。 G/G玻璃式觸控螢?zāi)荒＝M，把原先采PET膜制作的ITO改用玻璃材質(zhì)，自然在透光率方面因材質(zhì)優(yōu)勢獲得大幅改善，加上電容觸控設(shè)計(jì)方案以觸控IC改善觸點(diǎn)偵測、多觸點(diǎn)辨識(shí)／追蹤等產(chǎn)品效能問題，使G/G玻璃式觸控設(shè)計(jì)方案成為中／小尺寸行動(dòng)裝置的一時(shí)之選。
然而G/G玻璃式觸屏設(shè)計(jì)方案也并非最佳選擇，因?yàn)镚/G玻璃式觸屏設(shè)計(jì)方案以玻璃材質(zhì)作為ITO層設(shè)計(jì)，而玻璃畢竟較PET厚上許多、重量也較重，不僅成本較高，重量、厚度也都影響終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
因此針對(duì)玻璃式ITO的問題點(diǎn)，也有競爭廠商推出采G/F/F設(shè)計(jì)方案的電容觸控屏設(shè)計(jì)，其中即將玻璃ITO改換成PET材質(zhì)，使其具有電容觸控觸屏的優(yōu)點(diǎn)，卻能利用PET觸控感測設(shè)計(jì)降低模組成本，同時(shí)也能使G/F/F觸屏模組厚度因?yàn)闇p省一片玻璃而獲得改善。
但G/F/F畢竟使用PET膜處理觸控信號(hào)感測，PET透光率仍未能如玻璃材質(zhì)表現(xiàn)好，采G/F/F設(shè)計(jì)的觸屏模組雖成本較低，但整體規(guī)格略遜于G/G觸屏方案。
G/G玻璃式觸控需針對(duì)模組厚度改善
觀察G/G玻璃式觸控設(shè)計(jì)方案架構(gòu)，會(huì)發(fā)現(xiàn)表面的保護(hù)玻璃無法減省，反而是觸控感應(yīng)器(玻璃)是可以利用不同技術(shù)進(jìn)行減省，因此發(fā)展出on-cell與in-cell兩大薄化G/G觸控螢?zāi)辉O(shè)計(jì)方案。
尤其是以往G/G觸控模組設(shè)計(jì)在量產(chǎn)時(shí)，G/G的模組制作必須將保護(hù)玻璃與觸控感測玻璃分別制作、再于產(chǎn)線進(jìn)行模組貼合程序，才能制作成一個(gè)顯示屏觸控模組，而此制程的關(guān)鍵在于兩片玻璃的貼合過程必須達(dá)到?jīng)]有氣泡、雜質(zhì)的完美狀態(tài)，才能令觸控玻璃模組的透光性達(dá)到最佳表現(xiàn)，如果此制程出現(xiàn)氣泡或是雜質(zhì)入侵，將會(huì)造成保護(hù)玻璃、觸控感測玻璃一起報(bào)銷，因此G/G觸控模組的制作重點(diǎn)即在改善玻璃貼合的良率。
在G/G保護(hù)玻璃、觸控感應(yīng)玻璃貼合造成的結(jié)構(gòu)厚度問題上，也會(huì)影響終端產(chǎn)品的厚度無法積極薄化，因?yàn)楣馐悄＝M的厚度就形成技術(shù)門檻；形成為了追求高透光度的前題下，采玻璃ITO變成無法突破的設(shè)計(jì)限制。因此玻璃式觸控模組陣營必須朝減少玻璃數(shù)量，來改善模組成品的整體厚度，但又需維持相同水準(zhǔn)的觸控感測能力。
on-cell或in-cell方案均可讓觸控模組減省一半厚度
G/G玻璃電容觸控設(shè)計(jì)方案的薄化方向，主要有on-cell與in-cell兩大方向，兩種技術(shù)方案皆是將觸控感測玻璃移除，透過材料進(jìn)行ITO層設(shè)計(jì)，來將原有的玻璃載體除去，形成整個(gè)觸控模組僅有單片保護(hù)玻璃的設(shè)計(jì)方案；而G/G玻璃觸控在少了一片觸控玻璃下，將可獲得至少近0.9~1mm的厚度薄化效果！
可別小看這么小的薄化設(shè)計(jì)進(jìn)展，因?yàn)樯倭艘黄Ａ?，也可讓原有G/G設(shè)計(jì)方案的材料成本更低、透光度表現(xiàn)提升，而終端產(chǎn)品亦可僅因更換觸屏設(shè)計(jì)方案即省下近1mm結(jié)構(gòu)厚度。
圖示:電阻式觸控螢?zāi)?，以工業(yè)電腦、Kiosk應(yīng)用為多，但螢?zāi)坏耐腹舛纫蛟O(shè)計(jì)架構(gòu)限制，無法如電容式觸控設(shè)計(jì)方案具高透光性優(yōu)勢。
圖示:G/G玻璃式觸控模組方案，具高透光性，可讓經(jīng)常近距離檢視的行動(dòng)裝置數(shù)位內(nèi)容展演效果表現(xiàn)更加優(yōu)異。
在G-Type(玻璃式電容觸控)設(shè)計(jì)方案中，單片式玻璃觸控方案(One glass solution)或Touch on lens設(shè)計(jì)方案已經(jīng)有相關(guān)方案釋出。以on-cell設(shè)計(jì)方案來說，取掉觸控玻璃材料，直接在ITO層鍍?cè)诒Ｗo(hù)玻璃內(nèi)側(cè)(ITO感應(yīng)層介于保護(hù)玻璃與彩色濾光片之間)，取代原本需要兩片玻璃的材料結(jié)構(gòu)。
至于G-Type的in-cell設(shè)計(jì)方案，雖然同樣如on-cell取掉一片感應(yīng)玻璃，但卻是將ITO層做于TFT薄膜上，變成僅需單片玻璃即可達(dá)到相同效果，厚度、重量、透光率都將獲得改善，而成本則至少有兩成改善效益。
單片式G-Type設(shè)計(jì)仍有材料問題尚待克服
但不管是on-cell或in-cell，都仍有許多問題尚待積極改善——因?yàn)檫@兩種薄化設(shè)計(jì)方案，都會(huì)令觸控IC與驅(qū)動(dòng)LCD之IC位置變得更加靠近，而驅(qū)動(dòng)IC會(huì)產(chǎn)生大量雜訊與噪訊干擾，這在需要穩(wěn)定環(huán)境減少噪訊的觸控IC上，無疑是增加處理觸點(diǎn)信號(hào)、追蹤多觸點(diǎn)操作軌跡的辨識(shí)難度。
另一方面，ITO層制作于彩色濾光片與保護(hù)玻璃之間、或是制作于TFT薄膜上，會(huì)因?yàn)門FT LCD內(nèi)鍍的電磁波動(dòng)反應(yīng)較大(尤其是3D或高速反應(yīng)之TFT螢?zāi)辉O(shè)計(jì)) ，這些環(huán)境因素都會(huì)影響觸點(diǎn)追蹤、感測的表現(xiàn)穩(wěn)定性。此外，新技術(shù)也須面對(duì)制造程序的良率改善調(diào)校過程，畢竟與原有的G/G設(shè)計(jì)方案制程不同，相關(guān)的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)仍待持續(xù)累積，目前Samsung等面板大廠仍積極改善制作良率中。
而相較G-Type技術(shù)開發(fā)陣營，原有G/F/F電容式薄膜觸控方案陣營，也運(yùn)用近似on-cell的改善技術(shù)，將原有需兩組ITO膜設(shè)計(jì)方案，改成僅需一組ITO薄膜的G/F單層式方案；G/F因?yàn)闇p省了一片ITO薄膜，自然可以在厚度、重量獲得極小改善，但透光率卻能因?yàn)闇p少一片薄膜獲得大幅改善，同時(shí)成本也能因此獲益。但即便G/F方案具改善效益，相比G-Type方案仍無法與其高透光率的材料優(yōu)勢相提并論。
