為掌握行動裝置輕薄化發(fā)展商機(jī)，晶片商與面板廠不約而同在縮減觸控面板厚度上多所著墨。其中，三星行動顯示明年計劃在智慧型手機(jī)中導(dǎo)入單玻璃觸控方案，朝超薄產(chǎn)品邁大步；而賽普拉斯則針對內(nèi)嵌式觸控面板發(fā)布新一代觸控晶片，期搶占市場先機(jī)。
觸控技術(shù)五花八門，目前最普遍采用的是外掛式(Out-cell)觸控面板，其中包含雙片玻璃觸控方案(Glass/Glass, G/G)及雙薄膜觸控方案(Glass/ITO X Film/ITO Y Film, G/F/F)，已搭載在各種行動裝置上。不過，由于需要兩片玻璃或薄膜分別導(dǎo)入X軸及Y軸感測電極，在厚度上的表現(xiàn)已日漸不敷行動裝置追求薄型化的趨勢。

有鑒于此，在外掛式觸控技術(shù)范疇中，已發(fā)展出單片玻璃觸控方案(One Glass Solution, OGS)及單薄膜(G/F)觸控方案，舍去一片玻璃或薄膜的厚度。而為更進(jìn)一步協(xié)助行動裝置設(shè)計再朝薄型化邁進(jìn)，晶片商及面板廠也全力研發(fā)On-cell與In-cell等內(nèi)嵌式觸控技術(shù)。

該類技術(shù)直接將觸控感測電極鍍在液晶顯示器(LCD)層內(nèi)，可不須在外層保護(hù)玻璃上制作觸控感測層，不僅大幅降低厚度，亦省去外層觸控玻璃或薄膜的材料成本。不過，由于內(nèi)嵌式觸控技術(shù)復(fù)雜度高，制程良率與靈敏度均須進(jìn)一步改善，且因過度追求薄型化，面板強(qiáng)度亦招致業(yè)界疑慮，因此，預(yù)期要到2013年才能突破種種技術(shù)問題，并有望落實在量產(chǎn)設(shè)計的產(chǎn)品線上。

更輕薄/靈敏單玻璃觸控明年導(dǎo)入手機(jī)

為迎合行動裝置輕薄設(shè)計趨勢，外掛式觸控技術(shù)正逐步朝向OGS方案發(fā)展，以節(jié)省貼合成本并提高觸控靈敏度，包括宸鴻和三星行動顯示(SMD)均緊鑼密鼓展開布局，其中宸鴻將于年底前投入量產(chǎn)，SMD則規(guī)畫于明年上半年搭載在母公司三星(Samsung)旗下的智慧型手機(jī)。

圖1 積體光機(jī)電科技協(xié)會理事長林晏瑞表示，虛擬觸控概念也逐漸興起，透過微投影機(jī)投射螢?zāi)唬儆筛袦y器接收訊號，讓觸控?zé)o所不在。
積體光機(jī)電科技協(xié)會理事長林晏瑞(圖1)表示，OGS系將觸控感測層(Touch Sensor)與保護(hù)玻璃(Cover Glass)結(jié)合，使觸控模組的結(jié)構(gòu)簡化成一片玻璃的形式；亦即在保護(hù)玻璃內(nèi)層鍍上含X及Y軸感測電極的導(dǎo)電層，以降低玻璃材料成本，并減少貼合制程道數(shù)來提高生產(chǎn)良率，進(jìn)一步縮小與薄膜式觸控方案的價差。同時，還能因薄型、輕量化且減去一面玻璃的感測阻抗，大幅提升面板透光度及觸控靈敏度，成為面板廠商競相布局的新技術(shù)領(lǐng)域，其中，進(jìn)展較快的廠商包括宸鴻、SMD均將在年底前啟動量產(chǎn)計劃。

據(jù)了解，SMD原本系以單片薄膜的觸控方案為主要研發(fā)方向，也就是先將觸控面板X或Y軸的金屬氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電膜鍍在保護(hù)玻璃上，再貼合上另一軸的ITO層，以減少30～40%的觸控面板厚度，但因制程良率遲遲未能提升，加上構(gòu)成ITO層的稀土材料成本攀高，最終難竟全功。如今，該公司改以新一代的透明導(dǎo)電材料來實現(xiàn)OGS，初步已有不錯成效，預(yù)計明年可望與主動矩陣式有機(jī)發(fā)光二極體(AMOLED)面板結(jié)合，打造出令人驚艷的薄型智慧型觸控手機(jī)。

事實上，目前中小尺寸多點觸控面板，依內(nèi)部組成架構(gòu)主要分為玻璃式和薄膜式兩大陣營，前者如宸鴻、勝華及奇美的雙片玻璃觸控方案，具有較佳的面板強(qiáng)度與透光度，但因制程成本高，多半用于中高階機(jī)種，如蘋果(Apple)iPhone即采用此類技術(shù)。另外，宏達(dá)電、諾基亞(Nokia)則導(dǎo)入洋華和介面生產(chǎn)的雙薄膜觸控方案，此類技術(shù)成本較低且量產(chǎn)速度快，以中低階機(jī)種為應(yīng)用大宗，亦能因應(yīng)機(jī)海策略的生產(chǎn)腳步。

為因應(yīng)觸控面板薄型化趨勢，兩大技術(shù)陣營也已分別朝向OGS及G/F方案邁進(jìn)。林晏瑞分析，實際上玻璃式和薄膜式在制程良率、材料成本及回路阻抗值等方面仍有許多差別，特別是薄膜式阻抗較高，致使觸控驅(qū)動IC須耗費更多電力來滿足觸控行為，雖在貼合制程的時間及成本上，表現(xiàn)較玻璃式優(yōu)異，但導(dǎo)入終端產(chǎn)品設(shè)計后，高耗電量及產(chǎn)品發(fā)熱的狀況則令人頭痛。因此，若OGS方案能突破單片玻璃強(qiáng)度不足，造成貼合良率不佳且較易產(chǎn)生破片而增加成本的瓶頸，勢將成為薄型觸控技術(shù)的主流。

突破畫面更新率/掃描速度TrueTouch Gen4搶市

為持續(xù)鞏固智慧型手機(jī)與平板裝置的市場版圖，賽普拉斯(Cypress)推出第四代TrueTouch電容式觸控系列晶片，可達(dá)400Hz螢?zāi)划嬅娓侣?Refresh Rate)和1kHz的掃描速度，以因應(yīng)作業(yè)系統(tǒng)(OS)、中央處理器(CPU)效能及多元化觸控應(yīng)用趨勢下，系統(tǒng)商日益嚴(yán)苛的要求。

圖2 賽普拉斯臺灣區(qū)總經(jīng)理楊晉銘(右)指出，新型Gen4系列可憑藉多項IP實現(xiàn)抗雜訊效能。左為TrueTouch產(chǎn)品行銷經(jīng)理王一杭
賽普拉斯臺灣區(qū)總經(jīng)理楊晉銘(圖2右)表示，智慧型手機(jī)和平板裝置軟硬體效能升級速度飛快，目前最高的觸控螢?zāi)豢刂凭漠嬅娓侣蔬_(dá)180Hz，已難滿足未來2～3年的市場需求。有鑒于此，賽普拉斯已搶先業(yè)界推出畫面更新率和掃描速度分別高達(dá)400Hz、1kHz的觸控螢?zāi)痪琓rueTouch Gen4系列，讓系統(tǒng)設(shè)計客戶無后顧之憂。

賽普拉斯TrueTouch產(chǎn)品行銷經(jīng)理王一杭(圖2左)指出，TrueTouch Gen4系列能實現(xiàn)高畫面更新率和掃描速度性能，主要歸功于32位元安謀國際(ARM)Cortex核心，并首度在32位元處理器核心整合數(shù)位訊號處理器(DSP)，以藉此降低耗電量、提高運算效能及減少雜訊。

不僅是提高畫面更新率和掃描速度，針對電容式觸控最棘手的顯示器雜訊技術(shù)難題，TrueTouch Gen4系列亦已為系統(tǒng)客戶解套。王一杭強(qiáng)調(diào)，賽普拉斯憑藉正在審核中的Display Armor專利技術(shù)，消弭電容式觸控螢?zāi)浑s訊弊病，致使觸控螢?zāi)坏南到y(tǒng)商可采用直接壓合感測器(Sensor-on-lens)，開發(fā)出更薄的觸控螢?zāi)划a(chǎn)品，并可支援On-cell與In-cell等內(nèi)嵌式觸控架構(gòu)。

此外，為進(jìn)一步強(qiáng)化訊噪比(SNR)，有別于蘋果iPhone系采用21伏特的傳送(Tx)路徑，為兼顧節(jié)能優(yōu)勢，TrueTouch Gen4系列提供10伏特的Tx，且支援多重Tx，能符合應(yīng)用需要的訊噪比。楊晉銘透露，賽普拉斯TrueTouch Gen3系列已掌握全球前五大智慧型手機(jī)客戶群(除蘋果與諾基亞之外)，預(yù)期TrueTouch Gen4系列問世后，仍將持續(xù)獲得智慧型手機(jī)客戶群的青睞?，F(xiàn)階段該公司已將TrueTouch Gen4系列送樣給客戶，預(yù)計2012年第一季導(dǎo)入量產(chǎn)。 [!--empirenews.page--]

除上述功能外，TrueTouch Gen4系列的其他特點包括運作功耗2毫瓦(mW)、深層睡眠模式僅1.8微瓦(μW)以及能同時追蹤數(shù)量無上限的觸控點。相較于前一代產(chǎn)品，提供小尺寸晶片層級封裝(CSP)，具備節(jié)省手機(jī)空間優(yōu)勢。此外，該晶片并整合賽普拉斯專利審核中的自容(Self Capacitance)與互容式(Mutual Capacitance)感測功能，協(xié)助客戶開發(fā)如防水、支援直徑1毫米(mm)的觸控筆及偵測螢?zāi)簧戏酵Ａ粑矬w的功能，且不會增加材料或空間成本。

值得注意的是，2012年智慧型手機(jī)仍為手機(jī)產(chǎn)業(yè)主要成長動能，成長備受期待；至于平板裝置方面，Android與iOS市場定位較相似，相較之下，微軟(Microsoft)Windows 8將會是影響非蘋果的平板裝置市場規(guī)模關(guān)鍵指標(biāo)，預(yù)期在Windows 8上市后，較能預(yù)估整體平板裝置的市場規(guī)模。楊晉銘不諱言，賽普拉斯大中華區(qū)營收貢獻(xiàn)已占33%，因此中國大陸白牌智慧型手機(jī)亦為該公司關(guān)注的主力市場之一，不過其生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)與合作模式將與其他廠商有所不同，目前賽普拉斯已有接洽。

現(xiàn)階段，賽普拉斯觸控螢?zāi)豢刂凭塬@得客戶信賴，因此已直接內(nèi)建在主機(jī)板上，王一杭說明，目前該公司主要的客戶群為系統(tǒng)商而非觸控面板業(yè)者，系統(tǒng)商會將與賽普拉斯合作的規(guī)格去要求觸控面板廠配合。

內(nèi)嵌式觸控?zé)釤?面板擬整合因應(yīng)

觸控面板賡續(xù)朝向輕薄化邁進(jìn)，相較于現(xiàn)有的外掛式觸控技術(shù)，On-cell與In-cell等內(nèi)嵌式技術(shù)已成未來趨勢。不過，On-cell技術(shù)因直接將X軸及Y軸的觸控感測電極做在同一層中，再貼合于LCD面板上；而In-cell技術(shù)更是X軸及Y軸觸控感測電極直接導(dǎo)入LCD面板內(nèi)，兩種技術(shù)均與行之有年的外掛式觸控技術(shù)大相逕庭。因此，要達(dá)成內(nèi)嵌式觸控運作須以一種全新的形式進(jìn)行溝通，驅(qū)使晶片與面板廠間的設(shè)計合作需求急遽升溫。

工研院顯示與光源整合技術(shù)部專案經(jīng)理貢振邦透露，除外掛式觸控技術(shù)大有進(jìn)展外，包括友達(dá)、SMD、東芝行動顯示(TMD)和夏普(Sharp)等面板大廠也積極挾資金優(yōu)勢，投入更先進(jìn)的On-cell及In-cell內(nèi)嵌式觸控技術(shù)研發(fā)，預(yù)期2013年左右可導(dǎo)入量產(chǎn)。

不過，貢振邦強(qiáng)調(diào)，由于內(nèi)嵌式觸控面板與控制晶片間協(xié)同運作的模式較外掛式復(fù)雜許多，因此，如何解決X軸與Y軸感測電極同時存在LCD層內(nèi)，所產(chǎn)生的交互訊號干擾，進(jìn)一步克服觸控靈敏度下降的問題，將是晶片商與面板廠共同面臨的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。若能有效解決此一問題，可想見行動裝置將掀起一波超薄型觸控設(shè)計新風(fēng)潮。

也因此，目前如愛特梅爾(Atmel)、新思國際(Synaptics)等觸控晶片商均與面板廠展開緊密的合作，開發(fā)得以導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計的內(nèi)嵌式觸控方案，只不過，礙于產(chǎn)品仍處開發(fā)階段，不便公布合作對象及技術(shù)進(jìn)展。對此，貢振邦表示，要實現(xiàn)內(nèi)嵌式觸控技術(shù)，晶片設(shè)計勢將朝向高度客制化邁進(jìn)，以符合各個面板廠的產(chǎn)品需求，如此一來，開發(fā)時程勢必拉長，且礙于客制化規(guī)格，能否藉開出產(chǎn)量來壓低生產(chǎn)成本仍待評估。故未來孰能快速完成設(shè)計，也是撇開技術(shù)層面的比較后，在市場上勝出的關(guān)鍵。