早期屏幕觸控解決方案相當多，如電阻式、光學(xué)式、電容式等技術(shù)多元且分歧，雖然在成本上，電阻式觸控屏方案在材料成本表現(xiàn)極具優(yōu)勢，但卻在透光率、耐用度與需進行觸點校準等使用限制，使得發(fā)展進階應(yīng)用時造成產(chǎn)品設(shè)計受限；而光學(xué)式的觸點偵測、多觸點追蹤、系統(tǒng)反饋速度等問題，目前僅在中/大尺寸觸控應(yīng)用較具優(yōu)勢，小尺寸應(yīng)用則受到電容式觸控技術(shù)大幅擠壓。




手機平板熱賣 帶動電容觸控顯屏應(yīng)用需求

從多年由Apple iOS Device帶動電容觸控應(yīng)用熱潮開始，讓使用者體驗了電容式觸控更好的屏幕顯示效果與相對更精準的觸點偵測精度，尤其是多觸點偵測、追蹤應(yīng)用支持，還可讓電子產(chǎn)品發(fā)展更多電玩、娛樂應(yīng)用用途，甚至在系統(tǒng)底層集成的多觸點觸控使用者接口，讓終端產(chǎn)品可創(chuàng)造最佳使用者經(jīng)驗的設(shè)計境界。

但電容觸控架構(gòu)需要在原本的LCD顯示架構(gòu)中，增加偵測觸點的額外設(shè)計，為了保護LCD內(nèi)的精密架構(gòu)，保護玻璃的強度也必須對應(yīng)提升，以增加整體LCD顯示模塊的使用強度，甚至改善觸控面本身的觸按應(yīng)用強度，但如此一來也會造成電容式觸控初期設(shè)計在屏幕模塊的制程較繁復(fù)、成本較高問題。

此外，終端產(chǎn)品的制作厚度，也會因為LCD觸控屏無法積極薄化，而使得產(chǎn)品在薄化設(shè)計趨勢下無法達到有效的改善效益。

產(chǎn)品薄化設(shè)計需求 推進觸控模塊薄化設(shè)計

為了積極面對3C與行動運算裝置對于觸控顯示屏幕的薄化設(shè)計需求，尤其是智能型手機在顯示尺寸已經(jīng)直接挑戰(zhàn)小型平板產(chǎn)品，在觸控顯示面板尺寸增大前提下，又得維持如智能手機般的極薄產(chǎn)品設(shè)計，在硬件與料件選用上，PCB、處理器、SoC與電池都有一定程度的薄化設(shè)計限制，反而是觸控屏幕模塊料件仍有1～2mm的薄化設(shè)計空間。

實際上面板廠和保護玻璃供應(yīng)商，早已搶進薄型觸控市場，尤其是現(xiàn)有智能型手機業(yè)者，積極想在產(chǎn)品進行區(qū)隔設(shè)計，而薄化的觸控解決方案，正是可讓顯示模塊積極改善料件厚度與實際觸點偵測反饋表現(xiàn)的應(yīng)用設(shè)計，在觸控顯示模塊的設(shè)計方案中，業(yè)者除要求保護玻璃需具一定程度的硬度表現(xiàn)，也須在抗雜訊、提升觸點偵測精度、料件厚度各方面進行最佳化設(shè)計。目前面板與玻璃制造商，正加緊腳步開發(fā)In-cell、On-cell與OGS(One Glass Solution)不同觸控方案的集成觸控式顯示模塊設(shè)計。

改善保護玻璃薄度與強度 增加更多薄化優(yōu)勢

不管是In-cell、On-cell或OGS設(shè)計方案，其實都必須在保護玻璃上具一定程度的強化，因為觸控屏幕表面為裝置與人機接口互動最頻繁的區(qū)塊，觸控屏幕不只在中央點或是屏幕四角，都必須維持一定程度的硬度與保護效果，以達到保護內(nèi)部的觸控設(shè)計與LCD顯示設(shè)計，復(fù)雜度相當高，保護玻璃的薄化與強度提升雖然看起來是彼此互斥的設(shè)計概念，但實際上在新穎的材料科學(xué)挹注下，目前已有顯著的突破成果。

而觸控屏幕模塊的薄化基本要求，即于保護玻璃進行薄化的效益最高，因為保護玻璃的功能單純，若能有效薄化不但可以讓觸點偵測的條件更好，追蹤觸點的效能表現(xiàn)也能藉此提升，但麻煩的是玻璃材質(zhì)在薄化后于材料硬度與強度需要進一步強化，才能滿足觸控屏幕大量壓按的使用情境，目前薄型化的保護玻璃在材料已有相當大的進展，玻璃硬度可以達到500～800MPa，應(yīng)用于智能型手機、平板計算機材料質(zhì)量綽綽有余。

內(nèi)嵌式觸屏設(shè)計 In-cell/On-cell各有優(yōu)劣

[page]

解決完觸控模塊的保護玻璃材料強化與薄化需求，其實在顯示屏幕模塊內(nèi)的結(jié)構(gòu)簡化，也可收到積極薄化的設(shè)計效果，目前常見的電容式觸控屏幕內(nèi)部結(jié)構(gòu)薄化設(shè)計，主要有內(nèi)嵌式(In-cell)、On-cell及單片玻璃方案(OGS)等設(shè)計方式，以下將就三種方案進行說明。

目前較熱門的觸控顯示模塊薄化方向，以內(nèi)嵌式In-cell方案為主，在終端產(chǎn)品導(dǎo)入的廠商不乏國際大廠，如Apple、Samsung、sony ericsson等業(yè)者均有對應(yīng)產(chǎn)品導(dǎo)入內(nèi)嵌式In-cell方案觸屏設(shè)計方案。

以Apple的狀況是與LG Display(簡稱LGD)合作開發(fā)In-cell面板元件，以供應(yīng)旗下iOS Device的產(chǎn)品應(yīng)用需求。Samsung的方向為采用精簡型In-cell設(shè)計方案、同時多方進行In-cell的專利布局，并挾自身的半導(dǎo)體產(chǎn)制資源，積極開發(fā)對應(yīng)之觸控IC。

In-cell的技術(shù)方案目的，是要讓LCD的透光率提升、減輕背光輔助的功耗需求，不僅可讓產(chǎn)品的顯示質(zhì)量提升，也能因為結(jié)構(gòu)簡化、薄化使整個顯示模塊的厚度大減，達到積極為終端設(shè)計產(chǎn)品進行薄化設(shè)計的開發(fā)目標。

In-cell只是個概念，各家大廠的作法大多略有出入，而且為了規(guī)避In-cell不同技術(shù)概念的專利侵權(quán)問題，大廠也挖空心思利用感應(yīng)層、驅(qū)動層、導(dǎo)電膜不同的排布組合，一方面優(yōu)化In-cell面板的觸點偵測與追蹤效能、一方面提升In-cell面板的顯示質(zhì)量。

嵌入式觸控設(shè)計方法多元

而In-cell與On-cell有一定程度的技術(shù)重迭，其實In-cell與On-cell兩種方案，目的都是將電容觸控的感測設(shè)計與液晶面板集成的技術(shù)方案，In-cell為將觸控的感測機制嵌入至液晶的像素中，而On-cell的方法則較不同，為將觸控感測機制嵌入至LCD模塊的彩色濾光片基板、或是偏光板之間的作法，若就架構(gòu)來觀察，In-cell的技術(shù)難度較高，且較具薄化優(yōu)勢，置于On-cell方案則要視集成方式差異，會影響其觸控顯示模塊的薄化優(yōu)勢，但這兩種技術(shù)均持續(xù)進化改良。

對In-cell方案來說，因為觸控感測機制嵌入液晶核心，在制程與工法復(fù)雜度較高，導(dǎo)致終端產(chǎn)品的顯示屏模塊良率也因此受到影響，技術(shù)方案導(dǎo)入量廠初期，較大的挑戰(zhàn)在于改善產(chǎn)品的制程良率。相對的On-cell雖在材料優(yōu)勢略減，但僅需在彩色濾光片、偏光板間利用透明的感測圖案排列進行觸點感測設(shè)計，制程相對簡單許多，在良率問題方面較In-cell容易解決許多，加上透明電極圖案排布的方式與制法技術(shù)持續(xù)升級，目前兩種嵌入式觸控技術(shù)方案的模塊差距越來越接近，而On-cell架構(gòu)在生產(chǎn)良率優(yōu)勢方面，讓整體模塊的生產(chǎn)成本表現(xiàn)較佳。以O(shè)n-cell應(yīng)用方案觀察，目前采行此技術(shù)較顯著的終端設(shè)計，即為Samsung AMOLED觸控屏幕模塊設(shè)計方案。

反觀In-cell即便在量產(chǎn)良率略顯劣勢，但直接的薄化優(yōu)勢與顯示效果提升效益，仍受到許多國際大廠青睞！象是Apple就在iPhone 5新款產(chǎn)品上導(dǎo)入In-cell觸控顯示模塊，透過面板的積極薄化與顯示效果優(yōu)化，為終端產(chǎn)品增加不少產(chǎn)品優(yōu)勢，而也由于Apple iPhone就具一定程度的規(guī)模經(jīng)濟水平，在關(guān)鍵料件的采購可在數(shù)量上具一定程度優(yōu)勢，可間接減少In-cell架構(gòu)觸控顯示模塊在量產(chǎn)良率造成的成本問題，除了Apple外，如Sony等一線智能型手機大廠，也相繼導(dǎo)入In-cell的顯示屏幕設(shè)計方案。