觸控面板技術的應用發(fā)展趨勢

　　當消費者已不再滿足于單純的面板顯示功能，更有趣、直覺的觸控面板技術，成為目前極為熱門的討論焦點，不管是終端商品從小尺寸至大尺寸相繼導入觸控技術，核心技術也從電阻式主流觸控技術發(fā)展更多元的解決方案，加上Windows 7與iPhone…等話題產品帶動，觸控儼然已成為目前IT、3C產業(yè)的顯學。

　　預計2009年底上市的Windows 7操作系統(tǒng)，由于強調整合觸控體驗的新穎操作環(huán)境，可以說是2009年點燃中、大尺寸觸控面板市場的重要引信，而iPhone、Android、WM手機所帶起的小尺寸觸控面板熱潮，與在大、小尺寸需求觸控面板兩方上、下齊發(fā)，觸控面板技術與產品，儼然已是今年各大廠的必爭之地。

　　觸控屏幕（Touch Screen），大量被應用于如個人數(shù)字助理、行動電話…等應用上，此處暫不討論無顯示功能的觸控技術，討論將聚焦在顯示面板整合觸控操作支持的相關產品與技術趨勢。

　　以目前電子業(yè)者推出的相關終端產品中，號稱可以透過「摸」來操作的的計算機設備，越來越多元，例如JVC的硬盤攝影機，就已導入非顯示的觸控技術，而 2009年熱門的 Netbook、Nettop…等產品，呼應這波觸控熱潮，如宏碁、微星、華碩…等即發(fā)展以Netbook解決方案為基礎的觸控計算機。

　　由于觸控產業(yè)蓬勃發(fā)展，在DisplaySearch第1次針對觸控面板發(fā)表的報告中，光2007年全球觸控面板出貨量已達到31億片，2008年則具有 35億片的出貨水平，僅1年之差，出貨量可增加4億片，觀察2007年出貨金額為12億美元，2008年的出貨金額則高達23億美元，兩者比較等于成長 80%以上。

　　觸控面板的尺寸關鍵

　　在觸控面板市場中，尺寸越大往往與價格并不會呈現(xiàn)等比增加，而是視其實行技術基礎與相關組件成本而定，但尺寸仍是討論此技術的重要衡量標準。尤其不同的應用環(huán)境與實踐產品，其面板需求各有不同，對于其觸控技術的精密度要求也會有差異。

　　●小尺寸觸控面板（4吋以下）

　　一般小尺寸，泛指4吋以下的產品，最常用于數(shù)字相機、手機、個人數(shù)字助理、PND…等消費性電子產品，此市場的應用產品十分廣泛，且商品與零組件的技術成熟度高，相對在產品毛利表現(xiàn)即顯得最為低微。

　　●中、小尺寸觸控面板（5～9吋）

　　此以5～9吋等級的觸控面板尺寸居多，目前以進階型商品應用最多，例如，較高階的PND、數(shù)字相框、ATM，或是戶外KIOSK…等，電容式面板多半用于需高度耐用要求的戶外KIOSK設備為主，而消費性的PND與數(shù)字相框，仍以低成本電阻式觸控面板應用為主。

　　●中、大尺寸觸控面板（10～21吋）

　　泛指10～21吋尺寸等級面板，此部份應用以工業(yè)用計算機、商用觸控屏幕居多，主要技術以電容式觸控為主，雖然也有采聲波感應式、電阻式等不同觸控設計產品，但電容式觸控技術擁有耐刮、耐用、抗臟污…等應用優(yōu)勢，是中、大尺寸較多仍以電容觸控為主的原因。

　　●大尺寸觸控面板（22吋以上）

　　即為22吋以上觸控產品，大尺寸的觸控屏幕導入技術較為多元，因為電阻式、電容式在大尺寸屏幕的表現(xiàn)有其物理限制，雖然目前大尺寸化的技術相繼有實作產品推出，但此市場使用技術相對較多元。國外較常見的是用于自助服務系統(tǒng)，例如處理樂透（Lottery）、賓果（Bingo）下單機臺，或是游戲機臺 （Gaming Machine）…等應用。

　　而觸控面板隨著尺寸增加，系統(tǒng)必須與建構的機臺進行組件整合，若因為觸控技術的先天限制（例如體積變大、重量變重），而影響整合后的產品，都不是系統(tǒng)業(yè)者所樂于見到的結果，因此，聲波式、紅外線式這些可能增加產品體積的觸控需求實踐技術，市場實際應用有限，反而以電阻式、電容式觸控較易受相關業(yè)者青睞。

　　電容式觸控緊追在后

　　目前整合觸控技術的裝置相當多元，主要有手機、PND、游戲機、PMP…等多媒體或通訊周邊，現(xiàn)階段的應用仍以小尺寸為主流，大型觸控面板，反而在市場應用方面相對冷門。尤其是iPhone智慧手機，吸引人的操控體驗是觸控技術產品沖量的關鍵，而大尺寸產品，在Windows 7和微軟先前發(fā)表的SuRFace計算機技術，也將刺激中、大尺寸的觸控應用市場加溫。

　　現(xiàn)有市場需求以電阻式與電容式觸控2大應用為主，因電阻式觸控技術發(fā)展較成熟，但相對制品的利潤也較低，而其在多指觸控方面的技術實現(xiàn)有其限制，雖有廠商已針對多指觸控需求開發(fā)媲美電容式多指觸控的電阻式觸控技術，但技術的實現(xiàn)復雜度較高，應用市場也需要一段時間考驗。

　　電容式觸控技術，由iPhone大量使用造成全球關注與瘋狂，iPhone可謂是電容式觸控技術的最佳宣傳樣品，其多指觸控與順暢的操作體驗，更吸引不少觸控技術大廠紛紛投入預算，開發(fā)近似的多指觸控技術與關鍵零組件。

　　觸控技術多元

　　電阻式觸控其原理是由上/下2組ITO導電薄膜迭合，利用壓力致使電極出現(xiàn)導電現(xiàn)象，經(jīng)由控制器偵測電壓變化計算觸點位置，完成整個觸點偵測過程，使用的關鍵材料即為導電薄膜，而使用薄膜的透明度，卻會讓顯示效果因此受到影響，但優(yōu)勢是技術成熟、沒有專利負擔，成本也自然大幅壓低。

　　再觀察目前觸控技術市場，雖以電阻式觸控技術應用量最多，其余是熱門的電容式觸控技術，另有紅外線、超音波…等多元技術實踐模式，但紅外線與超音波技術都比較適合大屏幕應用，如數(shù)字廣告牌或電子白板…等觸控方式。先前也有略微提及SuRFace技術，這是以大型背投屏幕做出類似iPhone的多指觸控效果，其觸控面積可大到如同1張桌面，發(fā)展的觸控應用就更加有趣許多。

　　比較特別的是，觸控技術并不如處理器、內存、硬盤機這類科技，只要最新、最快、最大…等產品表現(xiàn)，都能取得一定的市場認同與市占。但觸控技術就相當不同，如果該技術無法滿足使用者習慣，也將影響該技術的成敗關鍵。

　　例如，以多指觸控見長的iPhone觸控技術，或許用于手機有其應用價值，但若應用在筆電中型屏幕尺寸的產品，可能多指觸控的產品功能需求相對變低許多，甚至，因應多指化操控所增加的零件成本，也會影響產品進入市場接受度。

　　電阻、電容技術不分軒輊

　　為了搶食觸控市場大餅，對觸控面板而言，仍占市場大宗的電阻式觸控技術，即便占有主場優(yōu)勢，卻也不敢輕忽。以前電阻觸控技術在透光率、靈敏度、準確度與使用壽命…等多項性能表現(xiàn)重點上，都有著致命的限制與缺點，但為持續(xù)延續(xù)市場優(yōu)勢，相關業(yè)者也開發(fā)出采非PE膜方式（玻璃）的電阻觸控模塊，在透光率、耐用度與準確度，因小小的材質改進而大幅改善原有技術限制。

　　此外，在多點觸控的設計要求部分，亦有業(yè)者推出電阻式觸控構造、卻同時能達到多指觸控、辨識的新穎技術，已經(jīng)推翻「多指觸控」=「電容式觸控」的技術優(yōu)勢。反觀電容觸控技術，因為采電場評析、檢測目前觸控坐標的技術原理，導致觸控面板無法有效在制造尺寸方面增大，相對限制其市場推展。目前電容式觸控面板主流尺寸仍限于15吋以下，但在業(yè)者反復技術改良下，目前成本尺寸已可達32吋左右，相關技術已具量產實力，下一步即是如何有效壓低制造成本。

　　如何解決專利緊箍咒，電容式觸控搶市關鍵

　　現(xiàn)階段電容式觸控技術相關專利，大多被幾大廠所掌握，尤其是關鍵的觸控IC好壞，更影響實際觸控體驗的效能表現(xiàn)。因為，電容式觸控是利用LCD面板的 ITO以透明導線鍍層，在面板表面形成電場，當使用者以手指觸按時導致電容值變化，此時觸控IC即換算精確觸按坐標，整個過程面板可能同時接收噪聲，其動作感測運算過程繁復，其中就有一堆專利技術限制，讓其它廠商無法輕易進入市場，制造商也可能礙于觸控IC取得成本，而致使產品成本增加。

　　一般認為，電容式觸控技術較難突破尺寸的限制，可能發(fā)展的尺寸相對電阻式觸控顯得較小一些，其實，電容式觸控在較大尺寸面板不是辦不到，是其成本架構無法與同尺寸的電阻式觸控面板技術相抗衡，導致相關廠商量產的興趣缺缺。

　　消弭尺寸限制，中、大尺寸應用看俏

　　同以15吋的觸控屏幕成本觀察，使用電容式觸控技術，會讓成本暴增為電阻式技術的3～4倍，但這個狀況已在各廠商的努力下改善不少，原先成本的差距正逐步拉近中，而尺寸限制在實驗室的試做品，亦可達接近40吋之譜。

　　但電容觸控技術實現(xiàn)的關鍵，在于感測使用者觸按屏幕引起的微弱電流變化，若開發(fā)的面板尺寸不斷加大，相對觸控感測IC接收到的噪聲即急遽增加，大面板也帶來觸控IC更嚴苛的噪聲抑制考驗。

　　此外，電容式觸控面板目前的作法，是在ITO進行透明導線涂布，面板越大也代表著阻抗增加，感應時相當大的機會出現(xiàn)感應觸發(fā)訊號不平均、無法明確確認觸發(fā)狀況的問題。新的方法是采數(shù)組掃描改善，將面板區(qū)域分割成數(shù)個方塊區(qū)域，透過系統(tǒng)循序進行感測、驗證，由于采多任務分析，可補單個感測IC的效能限制，透過多方比對、分析，也能將背景噪聲有系統(tǒng)的濾除。

　　大尺寸高利潤、高難度

　　雖然觸控屏幕以中、小尺寸的市場最為大宗，但實際上毛利卻不高，對相關組件業(yè)者來說，其獲利能力有限，反而是難度較高的中、大尺寸應用，其毛利就相對可觀許多。

　　但觸控面板隨尺寸增大，雖擁有高毛利優(yōu)勢，但發(fā)展大尺寸觸控技術的技術瓶頸，卻相對復雜許多。例如，觸控屏幕大尺寸化，首要處理的問題即面板的線性準確度要求，既然「觸控」的目的在于取代鼠標操作，線性表現(xiàn)不準確即會發(fā)生頻繁的誤動作問題。

　　當觸控面板越大，同時也代表線路相對較多且雜，撇開制作成本增加不談，在電容式的觸控環(huán)境，還有棘手的雜散電容、環(huán)境干擾…等問題待解，如何降低設計復雜度，也是開發(fā)大尺寸產品的關鍵。

　　尺寸越大，其實面板也將放大原有制品的精密問題。再來觀察實務將面臨的設計問題，大尺寸面板制成，當然也會有產品的重量問題，當面板增大，產品重量也將增加。以30吋的觸控面板來說成品重量即高達2公斤，比單純的面板重量高許多，如何設計專屬搬運治具？或是在運送過程中防止運送碰撞與壓力，均為考慮重點。