触控技术的发展动力及趋势

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触控技术的发展动力及趋势 [复制链接]

中心议题：

• 触控面板技术特性将影响其最适合应用
• 触控面板成本与使用情境是未来技术发展的动力
• 触控面板专利布局胜的分布

人机接口产业在长期的酝酿之中由苹果计算 机的iPhone手机正式鸣锣揭开序幕，众人惊讶连连，久久不能平息。触控技术在以蓝天为幕，昭日引导，响亮的前进曲的氛围中，引发广泛回响，确为近年来 产业界罕见的现象，因为：

(1)新人机接口引进的新产品概念在一片了无新意的3C产品中活化了生机。
(2)模块化设计概念下，日渐褪色的系统整合创意的末梢神经突然恢复知觉，让系统设计者在模块组合经验活化创意。
(3)新技术的引进牵动整个上下游产业链重新组合换位，都认为机不可失。
(4)应用面积无远弗届，NB、手机、PDA，掌上游戏机、MP3音乐播放机，导航系统、ATM提款机等受到全面的冲击。

目前已发表的触控技术有电阻式、表面电容式、红外线式、投射电容式、电磁 式、光学成像式、内嵌光检式及复合式(指电磁与电容式)等不一而足，各家各派各具优缺点，并各自拥有其应用面。虽然成本/性能是永远的检验标准，但由于 iPhone的出现使得触控面板产生质变，使得多手指触控形成主流规格，并激发产业对人机界面的使用与应用重新思考，进而挤动各类触控技术的使用版图。

一、面板技术特性将影响其最适合应用

就触控技术而言，所谓的最适合应用基本上得从两个角度来讨论：(1)应用类别；(2)使用情境。

只要有屏幕做为输出的地方，基本上都可外挂触控面板做为输入，但从应用类别来看，触控面板基本上可分为消费性电子工业用及医用电子产品，而使用情境则以笔 控、指控、手写/笔写、多指、多人与环境的适应性等为主要的考虑重点。在iPhone的推波助澜之下，最适合应用势必产生结构上的变化。

就消费电子产品而言：手机、GPS、多媒体播放器、数码相机等一般手持装置，都在5以下等将由传统电阻式由笔控为主转为手/笔控、多手指的应用，因此可预 见投射电容式将成为主流。虽然电阻式目前以其成本优势(0.8-1/英寸)占大宗，但投射电容式成本每年以20%-30%的下降速度，估计至20年，将接 近电阻式的价格，可推测至2012年，就5面板的应用，电容将几乎取代电阻式。

就中尺寸(5-10)的消费电子产品如导航器、车载、小笔电、UMPC等而言，由于控制IC与面板的贴合技术的门槛较小尺寸高，因此取代的速度较慢，估计 也将到2014年方能全面上路。值得注意的是，由于消费性电子产品手写输入是个重要的使用情境，因复合式面板(笔写/手写)将会出现而产生另一波应用需 求。就小尺寸而言，电阻式至少在2010年前仍将维持价格优势，但投射电容式优越的使用情境，势必成为下一波小尺寸触控面板的主流。

就工业用电子，如IPC、收款机、ATM、POS、医疗仪器面板、博奕机台、电子告示板等使用情境不同的消费性电子产品，其最适合技术也有所不同。主要以 面板尺寸与使用情境及环境适应性为考虑。如工业计算机需解决手套问题，医学应用则常需笔控输入，需求严苛，不适合电阻式。因此可推测大尺寸触控面板将是红 外线式超声波式的天下，在多指应用的使用情境，红外线式则略胜一筹。

至于中尺寸(10-15)则属于尴尬区，红外线与超声波式的成本无法与电阻式竞争，而目前投射电容仍无中尺寸(4.3)以上的解决方案。故中尺寸在短期内 仍为电阻式的天下，惟多指触控的使用情境，10.4以下的投射电容式的面板如台商升达科技(Sentelic)已着手开发。

至于其它触控面板技术，如电磁式(N-ting)表面电容式，内嵌光检测式(友达)、光学成像式(Microsoft)等，大都因成本与良率或使用情境无 法在短期内形成竞争优势，恐非长期饭票。简而言之，未来：

(1)大尺寸应用：以红外线与超音波及电阻式为主。
(2)中尺寸(10-17)：电阻式为主流。
(3)中小尺寸(10.4以下)：投射电容式将会是主流。

二、成本与使用情境是未来技术发展的动力

即使在寒冬下，太阳依旧会从东方升起，市场上的发展也是，两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。市场导向一直也都是成本与使用情境在推动，使用情境简单的说， 就是功能。而触控面板上强调是与使用者的互动，因此使用情境更为贴切。使用情境需以舞台的布景、道具、灯光等硬件设施与整个表演软件内容为相互搭配演出。 在硬件上：多指触控(多指侦测)、手写、笔写、手控、笔控等会是主要趋势，由于目前面板技术还无法同时支持以上功能，因此新的面板技术或者复合式面板(如 电阻式＋电容式，或电阻式＋电容，或电磁式＋电容式)将成为各家厂商研发的方向，如(美)N-ting开发电磁式与电容式的组合、美商WACOM开发电磁 式与电阻式的组合，而台商升达科技则着力电阻式与电容式的最具成本与使用情境的优势。

硬件最主要的核心，则是控制IC与ITO光学薄膜(ITOFilm)的贴合，压合为主要障碍，其中ITO薄膜原是电阻式的技术。需转换到电容式的结构，估 计难度不高，目前有日本的Nisha、台商洋华、时纬、接口等厂商都积极与控制IC厂商台美商新思、台商升达、义隆电子积极配合，相辅相成。但关键在IC 为开展使用情境，目前市面上并无控制IC可支持最终的使用情境。如无IC支持，软件程序是无法完全支持的。如上所述，中小尺寸(10以下)的多指触控、笔 /手写并进、笔手控双修，都在在影响未来应用面及市场的发展。目前也有多家厂商积极投入在此一领域发展，触控产业其实行之有年，无声无息直到iPhone 的多手指应用方才引爆，平地一声雷，但投射电容式触控IC因其门槛相当高，若非具相当研发实力恐难完成。其主要技术门槛在：(1)系统噪声的处理；(2) 手指上的汗、油、膏、污的克服；(3)Coverlens或机构保护面的厚度使感应灵敏度降低；(4)人体体质不同造成系统稳定度降低；(5)在小尺寸应 用上手指分辨率低使光标分辨率不易提升，往往使Demo容易，量产困难，若无长期经验累积是无法克服量产的稳定问题的。目前美商新思与台商升达在此方面有 长期基础，其它厂商恐将需渡过一段学习曲线。

三、专利布局胜出的关键

至于ITO光学薄膜结构上的专利更是多如牛毛，十多年来在触控面板的发展，各家在专利上的布局已使这个产业地雷布满各式触控面板，当然其原创者都会有所保 护。单就投射电容式面板相关专利即有100多种。后继者几乎完全没有插手的空间，目前在投射电容面板主要掌握在美国Synaptics(新思)、苹果 (Apple)及台湾升达科技手上。举个简单例子，触控板上必然要单击/双击的动作(新思、升达)，若要多手指侦侧，那也是专利(升达、义隆)，若要在板 子上做滑动(升达、新思、义隆)，多手指侦测后要做其它翻页动作(Apple)，那些都是专利。目前因投射电容式尚未有多家及大量产品投入，可见不久的将 来，一定刀光四射。

四、产业上下游的整合

由于触控产业牵动整个产业链，因此产业上下游的整合将会是未来发展的重要观察指针。投射式电容本身最大的障碍在于系统整合与应用时的状况，毕竟面板终究得 安装在屏幕上，其噪声与系统其它电路所产生的噪声极易对触控产生干扰，造成定位不准，若只是手势应用或许可行，若未来手写与指针的应用、控制IC便是关 键；第二：因系统机构的设计致使Coverlens变厚，原则上问题将日益严重。另外，模块厂是否需含客制化Coverlens也是产业供应链的一大挑 战。最后，当面板整合到LCD屏幕面板上的贴合，亦将考验制程的能力，因为目前面板贴合良率本身也只有80%-85%而已，另一段的贴合势必将使良率再 低，而目前产业上下游整合的商业模式亦为明朗，除美商新思与台商升达与台商义隆电子等有较明显进展，其它尚未清楚有具体方案。

五、结论

就以上讨论，在整个触控技术在现在产业链，可有如下几点结论：

(1)目前触控面板仍以小尺寸应用主(尤其是多指触控)，而投射电容式面板势将成为主流而逐渐取代电阻式方案。
(2)Demo不等于量产，目前多指应用解决方案，Demo者多但可量产者少，其间仍有相当大的距离。
(3)控制IC厂商本身的研发能量决定未来/电子/产品使用情境的发展。
(4)选择当面板技术是系统厂商最重要量。
(5)与控制IC厂商的合作关系攸关触控面板厂商的生存。
(6)虽困难度高，但垂直整合势在必行。

总结触控面板技术，就多指触控其技术成本及普遍应用性来看，目前以投射电容式为发展主流，但仍有诸多的障碍需克服解决。