劍揚內嵌式多點觸控技術獨步全球 導入AIO及平板電腦的應用介紹

劍揚執行副總經理 黃乃傑

相較於以往觸控面板需將觸控感測元件做在TFT LCD表面上的偏光片或濾光片，有業者開發出直接整合進TFT LCD陣列並輔以可筆寫的光學觸控技術，使得觸控螢幕有了更多想像與新奇應用…

劍揚股份有限公司(Integrated Digital Technologies Inc.；IDTI)成立於2001年，並於2003年正式入駐台灣新竹科學園區，實收資本額為新台幣4.8億元，員工人數為50人。以內嵌光學式觸控控制IC,觸控螢幕及觸控模組為營運項目，研發內嵌式觸控控制IC及觸控應用的解決方案。

劍揚執行副總經理黃乃傑指出，劍揚在2006年首度開發5吋小尺寸In-Cell內嵌式可筆寫觸控螢幕面板，並於2008年陸續發表7.5吋In-Cell觸控面板；2009年起陸續發表8.9吋、12.1吋與21.5吋大小的In-Cell觸控面板，並獲得微軟Windows 7作業系統的認證；2010年解析度達1,920x1,080 FullHD高畫質內嵌(In-Cell)光學式多點觸控螢幕產品正式量產上市。

內嵌式多點觸控螢幕的技術原理與應用

黃乃傑首先解釋何謂內嵌式(In-Cell)與光學式觸控螢幕。內嵌式觸控螢幕的結構上，由5層元件疊合而成：有上偏光片(Polarizer)、彩色濾光片(Color Filter)、薄膜電晶體陣列層(TFT Array)、下偏光片(Polarizer)與最底層的背光模組(Back Light)。以往的觸控螢幕稱為表面式(On-Cell)，其觸控感測元件是做成觸控感測層放在表面偏光片外面，或者將感測元件做在偏光片或彩色濾光片，也就是感測元件位於LCD TFT薄膜電晶體層的表面之上；而In-Cell是指Inside the LCD Cell，劍揚一開始就與既有 TFT LCD面板合作夥伴如奇美、瀚宇彩晶等業者合作，從TFT LCD光罩設計的同時就把感測器元件做進去製程，其他TFT LCD的面板製程不需要額外的更動，這樣的優點在於觸控面板的良率與產能，可以比以往In-Cell的觸控面板製作流程提昇，相對的降低製造成本。

至於觸控螢幕的感測元件有電阻或電容感應的分別，而內嵌式觸控原理則是以水平X軸向與垂直Y軸向的CMOS或CCD攝影機來錄影追蹤感測觸控點，以及用TFT LCD Array面板表面上感測到觸控點碰觸時光源的變化，輔以後端觸控IC的計算達成觸控感測的目的。劍揚的內嵌式多點觸控螢幕，就是同時開發內嵌式(In-Cell)於TFT LCD Cell Array裡面，並以TFT Array光學感測方式做多點觸控螢幕的廠商。

劍揚展示最新內嵌(In-Cell) 10點觸控技術 已進入送樣階段

黃乃傑表示，透過劍揚規劃的內嵌式光學觸控系統的架構，等於將每一個LCD Pixel Cell轉成1個光學感測元件，透過任何接近或碰觸在LCD Pixel Cell上所造成的細微光源變化，藉由可撓式排線的訊號傳遞，輔於可整合於LCD模組、子板或系統主機板上的觸控IC在背景計算，就可以計算出有多少個碰觸點，以及碰觸的力道。

黃乃傑現場播放了幾段以劍揚內嵌式光學多點觸控螢幕的操作影片。他表示，劍揚的技術不僅能做到最多達10點的多點觸控，瀏覽網頁時任意的以指頭與手勢做縮放、捲動，在螢幕上秀出虛擬鍵盤並且真的以手指輸入字母。另一段操作Google Earth的影片，以手勢查詢地點的2D/3D視角變換與比例縮放，雙手10個指頭同時壓印在螢幕上造成水波情景，與以手指書寫相當流暢的應用情況。

另一段展示影片，則是用多個劍揚開發光學觸控螢幕產品所組成的超大尺寸的螢幕牆，直接執行射擊遊戲，並且直接以雷射筆來充當移動方位的滑鼠以及瞄準器之用，雷射光筆的光點指向哪，就是瞄準點移到哪，能以非常直覺的方式瞄準人物進行狙殺動作，也可以任意的點選其他位置來變換位置、移動主角，遠端觸控的準確性及流暢度，絕對是一般觸控螢幕做不到的操控效果。

內嵌觸控獨具成本及外觀優勢

劍揚的內嵌光學觸控螢幕，最外表所需要的表面防護層材料沒有任何限制，可選用玻璃(Glass)、PMMA╱壓克力、PET Film或其他透明物質，並可搭配0~5mm或更厚的鍍膜；同時在螢幕邊框設計上可以做到全平面且無凸起，讓電子設備的外觀設計更加俐落有型，操作介面更方便。此外，一般電阻或電容式觸控只要戴上手套就無法使用，但劍揚的光學觸控不僅戴上手套也能觸控，連觸控筆、雷射光筆遠端輸入都能觸控使用，並且無須施力。

黃乃傑表示，劍揚的觸控螢幕觸控解析度上可以達到與顯示器1:1，也就是每1個畫素(Pixel Cell)就是1個感測點，但現階段與上游TFT LCD合作的結果，目前僅支援2點、4點、10點多點觸控能力，取決於搭配的觸控IC的運算能力；操作環境從全黑到全亮環境皆可，其反應速度與一般液晶顯示器之刷新速率相同。目前劍揚的內嵌式多點觸控技術，可以做到5~55吋螢幕，到2012年將進一步往更小尺寸，做到1~55吋各系列小、中、大尺寸的觸控螢幕應用。

提供更輕薄的AIO與Tablet觸控應用產品 進軍觸控市場

針對AIO(All In One)電腦的觸控應用，黃乃傑指出，劍揚內嵌式觸控之優點在於可適用於1~100吋的液晶面板上，不用考慮外加觸控面板的貼合良率，只要面板生產得出來，就沒有尺寸或產能上的限制；既然無需外觀上再貼合，因此也沒有組裝時的機構對準問題，後勤維修上可以簡化。另外也可以設計出全平面、無邊框的AIO電腦，厚度不但更輕薄，增加外觀美感且更具成本吸引力。

另外，劍揚的觸控技術可同時支援2~10點多點手指觸控，包括觸控筆、雷射光筆輸入皆可同步使用，不僅有多樣化的觸控應用，並且無鬼影與誤判，達到或超越投射式電容觸控之操作感受，無需校正、不會偏移，也無因機械動作長期按壓造成之觸控感應的劣化情形。

針對當紅的平板電腦(Tablet PC)應用，當今蘋果iPad、iPhone使用的投射電容式多點觸控螢幕，會有需貼合觸控感測層造成的貼合良率問題，劍揚內嵌式光學多點觸控技術，使所有的面板廠都成為你的代工廠，用既有成熟化的TFT LCD面板製程，有助於打造成本低、無邊框且無需貼合、體積更輕薄的平板電腦：不會影響既有面板的可閱讀視角(Parallax)，在陽光下的閱讀性也提高。例如宏達電近期推出可筆寫的7吋多點觸控的平板電腦Flyer，其採用的是N-Trig附加於既有觸控螢幕外面的附加電磁感應層的技術，其附加成本要8美元，而相同功能的In-Cell技術僅需要6美元，而且可以做到更輕薄。

以內嵌式觸控技術 改寫觸控應用版圖

黃乃傑表示，劍揚積極與台系、日系與韓系面板廠合作，目前已在兩家台系面板廠上通過驗證，從2009年底就成功量產支援筆式觸控之21.5吋內嵌式多點觸控螢幕產品，2010年底成功完成內嵌式手指觸控技術之開發。2011年開始量產內嵌式多點手指觸控的AIO以及Tablet PC機種。

劍揚是截至目前唯一成功使用非多晶矽(a-Si:H)標準製程，完成內嵌式觸控技術之量產廠商，也是目前世界最大尺寸(21.5)吋之內嵌式觸控面板之量產廠商，亦為目前在最多不同面板廠、不同世代面板產線成功完成內嵌式觸控面板之終端供應商，並成功於2010年底領先開發出內嵌式手指觸控技術之觸控螢幕。

由於手機與平板電腦仍是目前觸控應用的大宗，劍揚預期在2012年完成可適用於智慧型手機之1~5吋內嵌式多點觸控解決方案。另外，預計在2013年，將內嵌式觸控控制IC與LCD驅動IC做一整合，推出整合LCD訊號驅動、光學感測多點觸控功能的單一整合型晶片。