觸控IC、材料改善科技持續精進 電容式觸控未來發展可期

PCT電容式觸控設計方案，為全光學玻璃設計，具透光度高、反射率低優點。JOIES

觸控螢幕技術的萌芽最早雖可上溯至70年代，但實際上早期的觸控技術大多僅限於電阻式觸控技術，由於無法避免使用PET薄膜以機械式觸壓結構辨識觸點座標，使當時的觸控應用增加許多使用限制；發展至今，反而近年來在市場上嶄露頭角的電容式觸控才開始發光發熱...

觸控螢幕技術並不是太先進的技術，早在1970年代，就有大量的技術釋出，初期較熟的技術有電阻式螢幕觸控、紅外線感測觸控、聲波感測觸控與電磁感應式觸控等技術手段，但當時仍以電阻式觸控螢幕設計方案最為成熟、成本最低，為當時最普及的觸控應用解決方案。

但隨著使用者對於3C產品的要求越來越高，相關技術也出現各式改良方案，但在中、小尺寸的設計方案中，由於使用者很容易察覺行動裝置的螢幕瑕疵，最普及的電阻式觸控螢幕反而因為ITO設計限制而無法滿足用戶需求，雖有智慧型手機採用，但仍有相當大的改善空間。

電容式觸控螢幕方案 重塑消費者觸控產品觀感

直至觸控技術在作業系統、人機介面設計、材料與生產技術各方面均有突破性進展，如Apple iPhone產品推出，改寫使用者對觸控螢幕應用的品質要求標準！其中快速產生巨幅改善的重點，即在Apple大量導入電容式觸控感測方案，透過整合度更高、透光率與螢幕顯示表現效果更佳的設計方案，重塑使用者對於搭載觸控螢幕行動產品的信賴感，以優異的品質虜獲消費者芳心。

在iPhone產品於市場創造極佳使用者體驗與亮眼的市場表現後，儘管目前市場成熟或發展中的相關觸控技術仍有多達20多種以上，但仍以電容式觸控技術受益iPhone市場表現顯得相對亮眼。

電容式觸控螢幕設計方案，主要有分表面電容式SCT(Surface Capacitive Touch Panel)、投射電容式PCT(Projected Capacitive Touch Panel)兩大技術為主。其中SCT技術因為早期專利限制較多、製作成本較高，早期推出的市佔率表現無法超越電阻式觸控螢幕技術；但近年來在SCT相關專利相繼過期，加上光學技術持續改善下，SCT在後續應用有持續普及的傾向。

PCT技術滿足多點觸控應用需求

PCT技術因為設計架構可以滿足多點觸控、多觸點追蹤設計要求，加上iOS Device大量採行此技術整合觸控顯屏，因此在市場上成為相關觸控廠商競相開發的觸控技術，是目前技術累積最快、商品化應用方案最完整的觸控技術。

此外，因應電容式觸控技術強敵壓境，電阻式觸控技術亦在有限的條件下積極進行設計方案改善。例如：早期電阻式觸控螢幕因觸控層必須利用多層ITO建構機械壓按的觸點偵測架構，相較之下造成電阻式觸控螢幕在透光性上表現較差、螢幕表現易反光等使用問題。

但新的電阻式觸控螢幕，已出現採用高透光性光學PET膜來製作ITO觸控層，利用導電多分子Conductive Polymer、搭配奈米碳管結構Nano Carbon Tube，發展出具高透光性表現之電阻式觸控螢幕模組，甚至利用多層式ITO結構，建構可以經交叉觸點分析、解析，同時螢幕多觸發點偵測、定位、追蹤的電阻式觸控螢幕方案。

電阻式觸控螢幕技術限制多 轉戰特殊應用市場

電阻式觸控螢幕方案，不管是透光性提升、還是同時多觸點分析？追蹤，電阻式觸控螢幕已可達到接近電容式觸控方案的性能表現。但即便電阻式應用方案已可達到近似效果，實際上市場的中？小型螢幕觸控方案使用趨勢與產品設計，均已轉移至電容式觸控解決方案上，電阻式應用轉而朝向特殊應用的觸控螢幕市場為主。

此外，電容式觸控設計方案與電阻式觸控螢幕開發重點有明顯不同！因為電阻式觸控為利用結構ITO設計，達到觸壓訊號回饋解析觸點座標的設計形式，較容易發展為大螢幕設計方案，開發重點在ITO本身。

但電容式觸控方案就不同了，因為電容式觸控方案為偵測指尖觸按在屏幕玻璃介質與觸控感測層之間的電容反應，進而再濾掉雜訊、靜電等訊息後換算分析得出觸點座標，而其間濾除環境雜訊、靜電的能力，與即時換算取得觸點絕對座標的速度，才是電容式觸控螢幕性能比拚的設計重點。

電容式觸控IC開發者眾 IC、材料技術同步提升設計方案效能

很明顯的，SCT或PCT方案所建構的觸控螢幕設計，在觸屏的耐用度、光學透光度等優勢上，是絕對勝過電阻式觸控設計方案甚多；而電容式觸控方案性能與準確度的提升重點，將是在本身玻璃的材料科技與該技術如何快速自微弱電流訊號換算真實觸點座標的處理能力，除了材料科技外，最重要的即是觸控IC的整合能力。

其中PCT初期設計方案，都是用於非透明性的觸控應用方面。例如，筆記型電腦的TouchPad或是資訊家電的觸摸式控制開關設計方案，觸控IC供應商有Cypress、Synaptics、Alps、Broadcom等。而PCT為利用在多層表面以ITO排列組成的sensing element，藉由IC取得螢幕極微弱的電性改變資訊，解析判斷目前觸點的X/Y/Z軸資訊。

雖然PCT可利用塑料、強化玻璃(cover lens)改善觸控板表面的耐刮性與環境耐受性，但當面板尺寸變大就必須適時增加更多的sensing element，此時會因為過多的sensing element，需要更多的面板線數，同時也會令內阻增加，產生觸控IC設計不易的困擾，導致目前PCT設計方案多應用於小尺寸觸控面板設計為多。

檢視iPhone的電容觸控設計方案優勢，不外乎高透光率、低反射率，即便是電阻式觸控方案改採高透光型之ITO膜設計方案，透光率也頂多能自80%改善至88~90%。反觀電容式觸控方案，所使用的光學表面強化玻璃、與觸控層光學玻璃貼合設計，穿透率基本上已有87%~90%；若搭配光學材料改善設計(如使用高透光光學玻璃、特殊光學膠合劑)，透光率改善可以達到95%~98%。

至於反射率的改善方面，電容式觸控方案也可自8%~10%降到2%以下，改善幅度為電阻式設計所無法達到之境界。此外，電容式觸控方案可在生產製程同時改善如玻璃材料的表面硬化、強化化學處理，另可搭配防污、抗菌、耐刮、抗指紋沾染等改善處理方案。同時電容式觸控設計方案，近來針對薄化亦有新穎製程與結構設計方案推出，未來發展前景值得期待。