臺灣放眼觸控新戰(zhàn)場
北京時間10月01日消息，寶威科技援引華強電子網(wǎng)網(wǎng)訊，近年來，人機互動功能已經(jīng)成為消費性電子裝置重要的特色之一。人類與機器間的自然互動的行為，首先是由視覺接受訊號，再藉由操作者的動作對設(shè)備下達指令，這其中顯示器扮演了非常重要的角色，因此大部分的人機互動接口與顯示裝置都有著密不可分的重要依存關(guān)系。
制程、結(jié)構(gòu)、材料及功能面并進
工研院顯示中心經(jīng)理貢振邦指出，由于目前的人機互動觸控接口，使用者大部分都是透過手指來進行操作，因此，產(chǎn)業(yè)界便以人機互動感測元件與顯示器裝置間的位置關(guān)系為主要依據(jù)，將產(chǎn)品設(shè)計歸類為In-Cell、On-Cell及Out-Cell等三大類。所謂的Cell其實就是顯示器上下基板間所構(gòu)成的區(qū)域，其中，下基板內(nèi)緣有下驅(qū)動電極，上基板內(nèi)緣有上驅(qū)動電極，上下基板的電極間則為顯示介質(zhì)，目前例如LCD、OLED等都是這樣的結(jié)構(gòu)居多。而這三大類觸控設(shè)計，In-Cell是將觸控感測元件設(shè)計在上下基板所構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)，On-Cell是將觸控感測元件設(shè)計在上下基板的外側(cè)，至于Out-Cell，則是在顯示器上下面板以外加上感測裝置，藉此來達到人機互動的目的。
In-Cell不單只做Photo Sensor，投射式電容也是適合的技術(shù)之一。盡管市場認為Photo Sensor可能會成為In-Cell主流技術(shù)，然而事實上卻不是這樣。貢振邦認為，這與算法、感測芯片尚未成熟有直接關(guān)聯(lián)，此外產(chǎn)品定位也是關(guān)鍵的影響因素。
貢振邦說，為了降低成本、擴大使用面積并提高光學(xué)規(guī)格，觸控技術(shù)將加強制程、結(jié)構(gòu)、材料及功能面等方面的進展。在制程方面，主要是簡化制程方法及設(shè)備，例如使用印刷制程取代傳統(tǒng)的濺鍍或蒸鍍制程，如此便可大幅降低設(shè)備的建置成本。
另外，采用roll-to-roll的設(shè)備，更大優(yōu)勢是可以在生產(chǎn)速度大幅領(lǐng)先對手。目前此技術(shù)也是各家觸控面板制造廠商積極發(fā)展的技術(shù)，不過目前產(chǎn)品的規(guī)格與價格多少都受限于材料的特性與制程良率，未來還有很大的進步空間。至于材料面的發(fā)展， 未來將著重在開發(fā)配合印刷涂布制程所需要的透明導(dǎo)電電極材料。至于應(yīng)用方面，除了觸控面板外，包括太陽電池及顯示器都是該材料研發(fā)鎖定的應(yīng)用領(lǐng)域。
臺廠研發(fā)一條龍生產(chǎn)模式
投射電容式觸控面板無疑已成為智能手機的主流選擇，但如何在更大尺寸的市場提供高良率、低成本且性能可靠的解決方案，則是觸控業(yè)者致力于克服的研究方向。為了達到此目標，觸控業(yè)者正朝制程改善及材料替代的方向發(fā)展，例如將ITO Sensor與Cover lens甚至連TFT都一同整合，以降低生產(chǎn)成本、使厚度變薄，更可避免貼合不良的問題。
工研院顯示中心經(jīng)理貢振邦說，這波觸控需求激長及整合的趨勢，如今已擴及臺灣的面板和彩色濾光片廠，他們正積極重整生產(chǎn)線，轉(zhuǎn)移中小尺寸產(chǎn)線來投產(chǎn)觸控面板，并加緊研究垂直整合的「一條龍」式觸控面板生產(chǎn)模式，以集團資源來滿足品牌客戶的產(chǎn)能及質(zhì)量需求，并拉大與競爭對手的距離。例如由彩色濾光片（Color Filter；CF）廠轉(zhuǎn)型的和鑫、達虹，以及用STN產(chǎn)線改造成為觸控面板產(chǎn)線的勝華、全臺、凌巨等，都是以玻璃的結(jié)構(gòu)為主，也就是其所生產(chǎn)的Touch Sensor均是ITO Glass。
當(dāng)然，此舉將對規(guī)模較小的觸控業(yè)者造成沖擊，因而需提升自己的技術(shù)實力或客制化彈性才行。在新技術(shù)方面，可發(fā)展ITO之有機或無機替代材料、掌握軟性薄膜及基板技術(shù)，或在Cover Lens的材料上采用新塑料材替代較昂貴的強化玻璃或PMMA塑料板。
至于在In-Cell、On-Cell及Out-Cell的結(jié)構(gòu)面發(fā)展上，On-Cell目前并無太多變化，所采用的技術(shù)一般是以投射式電容為主，近兩年較多變化主要集中在In-Cell 結(jié)構(gòu)與Out-Cell 結(jié)構(gòu)上。In-Cell觸控技術(shù)所使用的方法有三種，分別感測手指施加在上玻璃基板上應(yīng)力，所造成的形變影響與偵測光源對手指的相對明暗變化關(guān)系。
第一種較常用的偵測方法為利用上下基板間的間距變化，進而在上下基板制作一些特定的電極裝置，利用該電極裝置偵測電容值或做為電壓開關(guān)使用。第二種方法則是利用環(huán)境光源或顯示器的背光源，在下板的晶體管陣列設(shè)計一些光感測元件與輸出電路，偵測手指在顯示器面板上方時所造成的陰影或反射的光影像。
至于Out-Cell方面，最早的Out-Cell投射式電容觸控面板采用的是一般玻璃基板，或稱為第一代觸控面板結(jié)構(gòu)。原本的系統(tǒng)產(chǎn)品在采用第一代的觸控面板結(jié)構(gòu)實現(xiàn)觸控功能時，最少需外加一片觸控玻璃，因此在光學(xué)特性上會造成一定程度的影響。
貢振邦說，目前In-Cell技術(shù)需藉由Pixel Design以及驅(qū)動及Pre-Signal Processing芯片來實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)，對象以面板廠整合芯片廠為主。Out-Cell技術(shù)則以投射式電容及紅外光學(xué)式為主，近期投射式電容技術(shù)以材料與制程為重點。
單層觸控新戰(zhàn)場成型
美國專利商標局上個月通過蘋果4項專利申請，其中最重要的就是觸控手勢專利。這項專利早在蘋果第1代iPhone就提出申請，主要涵蓋使用一指或多指與觸控屏幕互動時，系統(tǒng)會對該手勢有所回應(yīng)，且包括使用手指操作瀏覽器時，使用者可以在不影響頁面比例的情況下，單獨縮小或放大網(wǎng)頁嵌入的程序如地圖等，該專利也相當(dāng)于蘋果擁有了電容式多點觸控的操作所有權(quán)。如今蘋果觸控專利多不勝數(shù)，包山包海讓相關(guān)業(yè)者直冒冷汗。細數(shù)目前蘋果手中的專利，包括多點觸控、屏幕解鎖等，均已廣泛運用在多數(shù)智能手機與平板計算機中，一旦蘋果發(fā)動專利戰(zhàn)或開放授權(quán)，非蘋果陣營的業(yè)者都將面臨法律訴訟、或者索討高額權(quán)利金等情況，十分不利。
SuperC_Touch總經(jīng)理李祥宇指出，事實上，第一場的觸控面板爭奪戰(zhàn)勝負已定，使用雙層結(jié)構(gòu)的Apple是唯一的贏家，而代工的宸鴻也得利，后進業(yè)者很難撼動其地位，就算在群雄中勝出，也難再有高獲利。也因此，臺灣觸控面板業(yè)者正積極籌劃觸控面板的新一輪爭奪戰(zhàn)，包括單層結(jié)構(gòu)的觸控面板、Touch on Lens、Touch on Cover等，各路人馬來勢洶洶。但不論是在Cover Lens上做跨橋菱型結(jié)構(gòu)、Cover Lens做ITO黏合ITO薄膜，或Cover Lens上作ITO黏合On Cell上作ITO等方法，都將面臨良率問題、LCD上V Com層的干擾，以及Cover玻璃表面硬化處理的問題間做取舍。
不跨橋、不雙層、少貼合
李祥宇說，SuperC_Touch提出最新的作法，可以達到最低成本，就是在Cover的玻璃上做單層的ITO，然后用光學(xué)膠直接黏在LCD面板上，但此法必須解決印刷面與玻璃強化的問題。或是將如圖的Pattern做在薄膜上再貼合Cover玻璃，壓合軟板后黏合LCD面板，如此一來就不需解決印刷面與玻璃強化問題。
然而要完成上述的結(jié)果必須克服最大的困難是V Com訊號的干擾，因為Sense層與LCD V Com層只間隔一層薄玻璃，互相干擾會更大，SuperC_Touch的技術(shù)不怕雜訊，正好可以克服這個問題。
李祥宇說，使用傳統(tǒng)方法跨橋的部份會造成良率與生產(chǎn)成本的增加，尤其頂蓋最后也需做各種加工，非常容易毀損跨僑部分的微結(jié)構(gòu)，這是所有觸控面板廠心中永遠的痛，以及新進者的最大障礙，V Com層的訊號干擾也難克服。其它使用雙層結(jié)構(gòu)者，則要多面臨成本較高的問題，所以如何設(shè)計不用跨橋、不要雙層、最少的貼合，又可提供多點觸控的新觸控面板結(jié)構(gòu)，將會是未來的觸控產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新戰(zhàn)場。
Touch on Lens漸成氣候
一般的電容式觸控面板，其結(jié)構(gòu)都是采用在Cover Lens保護玻璃（或者PET薄膜）之下，加上一層Touch Sensor的多層化結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)除了增加設(shè)計難度、且提高成本也耗時。電容式觸控的終極方案，就是只用單層的保護玻璃就可以完成觸控的功能。這種將所有的Sensor電路全在保護玻璃上的方式，可以達到最薄最輕的結(jié)構(gòu)、最低的材料成本、最低的生產(chǎn)設(shè)備成本投資、以及最大的觸控面板產(chǎn)出能力。要能符合這些條件的，才能真正達到市場的需求。
據(jù)了解，Touch on Lens（Sensor-on-Cover）技術(shù)減少了投射式電容觸控面板的結(jié)構(gòu)層。有些觸控模塊廠商早就開始提供這種結(jié)構(gòu)的觸控面板產(chǎn)品，但直到2011年初，許多品牌廠商例如NOKIA、Apple、Samsung等，才開始要求更輕、更薄、更有成本競爭力的觸控面板，此舉預(yù)計將有助于Touch on Lens技術(shù)的加速普及。
由于傳統(tǒng)投射式電容觸控面板必須使用1～2片玻璃制作成Touch Sensor，加上Cover Lens，造成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，觸控面板模塊廠商正積極將觸控傳感器整合到表面蓋板，希望能降低材料成本、減少觸控面板模塊的厚度和重量。
