隨著各式消費性電子商品需求急速擴增 觸控面板市場戰爭即將開打

PIXCIR的COO Vincent Fuentes。

隨著平板電腦、智慧型手機等各式手持式消費性電子設備陸續問世之後，觸控式面板技術因為有可縮小裝置體積、節省製造成本，以及能在小尺寸螢幕設計下，讓人們以最直觀的手指點按方式完成繁複操作等多項優勢，因此也開始走出傳統Kiosk、KTV點唱機、生產線機台、POS終端電腦、ATM提款機…等工商領域的應用範疇，並逐漸取代傳統的鍵盤與滑鼠設計，成為個人裝置上最主要的人機溝通與互動介面。

根據DisplaySearch所公佈的資料顯示，2015年時全球觸控模組市場出貨量將高達14億台，總營收為90億美元；而日本市調機構富士經濟(Fuji Keizai)也預估，至2016年時，該市場全球規模將較2011年成長110.5%，總產值可望達到7,753億日圓。

多點觸控(Multi-Touch)模式漸成觸控面板趨勢

PIXCIR的COO Vincent Fuentes對此表示，在人們日常生活中有越來越多的硬體設備、應用程式(如：3D互動遊戲、地圖瀏覽裝置)，甚至是如微軟Windows 7及新推出的Windows 8等作業系統，也開始支援觸控介面操作的發展趨勢下，預料全球觸控面板市場在未來幾年內將會有驚人的成長表現。

特別是能夠同時運用多個手指在同一面板進行觸控操作的多點觸控(Multi-Touch)模式，由於不僅能較以往的單點觸控操作更加靈活，使輸入方式更加個性化之外，使用起來也更為直覺且簡單，不需艱深的學習技巧便能操作，因此自2007年搭配Apple iPhone上市以來，即廣泛受到人們所歡迎。

而以現階段觸控面板的發展狀況來觀察，較為成熟的技術大致可區別為電磁式、超音波式、光學式(CMOS影像與紅外線)、曲波？壓力偵測、電容式(表面電容與投射電容)，以及電阻式(類比與數位)等幾大類型。其中電阻式因其技術發展的時間較早、製造成本也較低廉，因此以往有較多的產品採用。

不過現在受到市場上對於多點觸控模式需求高漲的影響，技術亦隨著應用程式及作業系統的演進，從單純的2點、3點發展到對於報點率、耗電量、觸控誤判標準更加嚴格的10點觸控，在上述眾多觸控技術當中，就業界普遍的認知，只有投射式電容(Projected Capacitive)技術才有能力達到所需要求，也因此在今年COMPUTEX 2012的會場內所展出的各式AIO PC或Ultrabook等設備，幾乎都是以支援投射式電容觸控面板為主。

產品最佳化應由裝置外殼、面板玻璃厚度與電極佈局設計下手

投射電容式觸控技術的基本運作原理，是以電容感應為主，藉由電容感測晶片(控制器)，來感應採單層或多層圖樣化行？列交錯散佈ITO導電玻璃中銦錫氧化物電極之電容值變化狀況，以便確認使用者手指的接觸位置及其移動軌跡，因此不僅無須透過校準就能得到精確的觸控位置，因此所產生的可近場偵測及具較高靈敏度之特性，亦能避免螢幕刮損與破裂問題，從而增加面板的點擊次數和延長使用壽命。

Fuentes表示，一般來說，投射電容式觸控技術還可再分成自身電容型(Self Capacitance)與相互電容型(mutual capacitance)兩種。Fuentes解釋，自身電容型是指觸控物體與電極之間直接產生的電容耦合，並藉由量測其電極電容變化以確定觸碰發生位置；至於相互電容型則是量測觸碰發生時，鄰近2層電極之間產生的電容耦合變化。

要注意的是，為避免使用者手指之間所產生的串擾，而導致觸控位置誤判或有Floating狀況的產生，業者在設計面板時應該要設法保持其良好的迴路，並儘量減少自身電容。

「Floating的形成會受裝置外殼、尺寸、電力線(連通外部交流電或直流電等電源)，以及使用者所處位置及持握裝置方式等因素所造成的迴路(裝置與用戶之間所形成的封閉電路電容)、自身電容和相互電容…等項目直接的影響，而與裝置的驅動電壓及所用的感測技術無直接關係。」Fuentes表示，因此業者可以由裝置外殼、面板玻璃厚度與電極佈局等處的設計組合著手，藉此提高其面板在多點觸控模式上的靈敏度與辨識效率。

不同電極佈局的差異與改善之道

以SITO佈局為例，常見的電極佈局大致有Diamonds、Hollow、Empty、Matrix、Radiator、Islands…等幾種不同類型。而在使用電極pitch 6mm、觸點直徑8mm的測試環境條件下，每種電極佈局各自在Linearity、Floating(可攜式裝置)、SNR、厚度小於0.5mm的薄面板、大於1.1mm的厚面板，以及大小超過12吋的大型螢幕…等方面都有不同的績效表現。

舉例來說，「除了在大型螢幕方面表現平平外，Radiator類型的電極佈局在其他項目上都有著不錯性能；而Diamonds類型的電極佈局雖然在厚面板與大型螢幕方面表現良好，但在Linearity及SNR上則差強人意，於薄面板和Floating上更是表現不佳。」而業者除可視其需求選用合適的佈局外，亦可在一些相關設計參數上進行調整，以求達到其最佳的表現。

再舉例來說，對於Radiator類型的電極佈局而言，業者可以設法將其fin ptich進行最佳化，以從中取得最好的效果。「根據PIXCIR測試結果，當Pitch小於面板(Cover)時，雖然在相互電容方面的表現會相當良好，但ITO負荷則會過高；相反地，若將Pitch設計成大於面板時，ITO負荷雖良好，不過在相互電容上會顯得過於衰弱。」

因此最好方式是讓Pitch與面板兩者相等，使相互電容與ITO負荷都能落在業者可接受範圍內。至於在Hollow類型的電極佈局上，邊框的寬度則是重點。「邊框的寬度必須要與面板玻璃厚度相互搭配。」Fuentes認為，ITO與ITO之間的間隙除了要依循流程規則的要求外，若干光學方面的需求也應該同時被滿足(一般而言，大約是落在40~100um之間)。

PIXCIR長期致力於投射式電容觸控技術並備受肯定

PIXCIR CEO Jiin-Wei Hung表示，該公司在iPhone興起之初，即專注投入於投射式電容觸控技術的開發，不僅有6項核心專利遍佈歐洲、美國、韓國、日本、大陸與台灣…等地區，歐盟專利業已獲得授權。「至於在台灣專利方面，PIXCIR也有244項專利申請，而其中133個發明專利進入到實質審查階段，61專利獲得授權證書。」

目前其Tango方案除了已被廣泛應用於手機市場(如DIFO 4.3吋手機、Dell 5.0吋MID、Cgmobile 4.0吋手機、聯想5.0吋MID、GuoXT M3 4.3吋手機、藍魔8吋平板電腦…等)之外，在數位相機、咖啡機…等消費性電子產品上也獲得多家業者的採用。

Hung強調，現階段PIXCIR不僅是大聯大集團的合作夥伴，也是高通及展訊共同推薦的合格供應商。未來在Tango模組製造成本持續下降至與電阻式面板相同、OGS技術逐漸成熟，以及Win8/Ultrabook上市後所創造出的市場成長機會等因素影響下，Hung預期電容式觸控面板將會在極短的時間內，完全取代電阻式觸控面板，成為市場中的主流。

「在市場需求急速擴增，但市場供應未能跟上的情勢下，相信觸控面板市場的戰爭很快就會開打。」而PIXCIR則會秉持其Tango產品系列一貫的市場定位原則，持續研發最高性價比的觸控IC，為工控、家電、車載與消費性電子市場產品，提供最優質的觸控面板解決方案。

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