智慧型手機、平板電腦的界線越來越模糊，主流智慧型手機的應(yīng)用屏幕正持續(xù)加大尺寸，主流產(chǎn)品已經(jīng)到達5寸以上，6～7寸接近平板電腦尺寸的產(chǎn)品也陸續(xù)問市。此一趨勢造成手機要求的薄化設(shè)計更高，必須導(dǎo)入更薄或架構(gòu)更精簡的觸控設(shè)計方案。

早期螢?zāi)挥|控解決方案相當(dāng)多，如電阻式、光學(xué)式、電容式等技術(shù)多元且分歧，雖然在成本上，電阻式觸控屏方案在材料成本表現(xiàn)極具優(yōu)勢，但卻在透光率、耐用度與需進行觸點校準(zhǔn)等使用限制，使得發(fā)展進階應(yīng)用時造成產(chǎn)品設(shè)計受限;而光學(xué)式的觸點偵測、多觸點追蹤、系統(tǒng)反饋速度等問題，目前僅在中/大尺寸觸控應(yīng)用較具優(yōu)勢，小尺寸應(yīng)用則受到電容式觸控技術(shù)大幅擠壓。

不同的觸控技術(shù)整合顯示屏幕模組方法。(Henghao Technology)

嵌入式觸控設(shè)計方案，可讓顯示屏幕整合觸控還能大幅薄化模組厚度。

手機平板熱賣 帶動電容觸控顯屏應(yīng)用需求

從多年由Apple iOS Device帶動電容觸控應(yīng)用熱潮開始，讓使用者體驗了電容式觸控更好的螢?zāi)伙@示效果與相對更精準(zhǔn)的觸點偵測精度，尤其是多觸點偵測、追蹤應(yīng)用支援，還可讓電子產(chǎn)品發(fā)展更多電玩、娛樂應(yīng)用用途，甚至在系統(tǒng)底層整合的多觸點觸控使用者介面，讓終端產(chǎn)品可創(chuàng)造最佳使用者經(jīng)驗的設(shè)計境界。

但電容觸控架構(gòu)需要在原本的LCD顯示架構(gòu)中，增加偵測觸點的額外設(shè)計，為了保護LCD內(nèi)的精密架構(gòu)，保護玻璃的強度也必須對應(yīng)提升，以增加整體LCD顯示模組的使用強度，甚至改善觸控面本身的觸按應(yīng)用強度，但如此一來也會造成電容式觸控初期設(shè)計在屏幕模組的制程較繁復(fù)、成本較高問題。

此外，終端產(chǎn)品的制作厚度，也會因為LCD觸控屏無法積極薄化，而使得產(chǎn)品在薄化設(shè)計趨勢下無法達到有效的改善效益。

產(chǎn)品薄化設(shè)計需求 推進觸控模組薄化設(shè)計

為了積極面對3C與行動運算裝置對于觸控顯示屏幕的薄化設(shè)計需求，尤其是智慧型手機在顯示尺寸已經(jīng)直接挑戰(zhàn)小型平板產(chǎn)品，在觸控顯示面板尺寸增大前提下，又得維持如智能手機般的極薄產(chǎn)品設(shè)計，在硬體與料件選用上，PCB、處理器、SoC與電池都有一定程度的薄化設(shè)計限制，反而是觸控螢?zāi)荒＝M料件仍有1～2mm的薄化設(shè)計空間。

實際上面板廠和保護玻璃供應(yīng)商，早已搶進薄型觸控市場，尤其是現(xiàn)有智慧型手機業(yè)者，積極想在產(chǎn)品進行區(qū)隔設(shè)計，而薄化的觸控解決方案，正是可讓顯示模組積極改善料件厚度與實際觸點偵測反饋表現(xiàn)的應(yīng)用設(shè)計，在觸控顯示模組的設(shè)計方案中，業(yè)者除要求保護玻璃需具一定程度的硬度表現(xiàn)，也須在抗雜訊、提升觸點偵測精度、料件厚度各方面進行最佳化設(shè)計。目前面板與玻璃制造商，正加緊腳步開發(fā)In-cell、On-cell與OGS(One Glass Solution)不同觸控方案的整合觸控式顯示模組設(shè)計。

改善保護玻璃薄度與強度 增加更多薄化優(yōu)勢

不管是In-cell、On-cell或OGS設(shè)計方案，其實都必須在保護玻璃上具一定程度的強化，因為觸控屏幕表面為裝置與人機介面互動最頻繁的區(qū)塊，觸控螢?zāi)徊恢辉谥醒朦c或是屏幕四角，都必須維持一定程度的硬度與保護效果，以達到保護內(nèi)部的觸控設(shè)計與LCD顯示設(shè)計，復(fù)雜度相當(dāng)高，保護玻璃的薄化與強度提升雖然看起來是彼此互斥的設(shè)計概念，但實際上在新穎的材料科學(xué)挹注下，目前已有顯著的突破成果。

而觸控屏幕模組的薄化基本要求，即于保護玻璃進行薄化的效益最高，因為保護玻璃的功能單純，若能有效薄化不但可以讓觸點偵測的條件更好，追蹤觸點的效能表現(xiàn)也能藉此提升，但麻煩的是玻璃材質(zhì)在薄化后于材料硬度與強度需要進一步強化，才能滿足觸控屏幕大量壓按的使用情境，目前薄型化的保護玻璃在材料已有相當(dāng)大的進展，玻璃硬度可以達到500～800MPa，應(yīng)用于智慧型手機、平板電腦材料品質(zhì)綽綽有余。

內(nèi)嵌式觸屏設(shè)計 In-cell/On-cell各有優(yōu)劣

解決完觸控模組的保護玻璃材料強化與薄化需求，其實在顯示屏幕模組內(nèi)的結(jié)構(gòu)簡化，也可收到積極薄化的設(shè)計效果，目前常見的電容式觸控屏幕內(nèi)部結(jié)構(gòu)薄化設(shè)計，主要有內(nèi)嵌式(In-cell)、On-cell及單片玻璃方案(OGS)等設(shè)計方式，以下將就三種方案進行說明。

目前較熱門的觸控顯示模組薄化方向，以內(nèi)嵌式In-cell方案為主，在終端產(chǎn)品導(dǎo)入的廠商不乏國際大廠，如Apple、Samsung、sony ericsson等業(yè)者均有對應(yīng)產(chǎn)品導(dǎo)入內(nèi)嵌式In-cell方案觸屏設(shè)計方案。

以Apple的狀況是與LG Display(簡稱LGD)合作開發(fā)In-cell面板元件，以供應(yīng)旗下iOS Device的產(chǎn)品應(yīng)用需求。Samsung的方向為采用精簡型In-cell設(shè)計方案、同時多方進行In-cell的專利布局，并挾自身的半導(dǎo)體產(chǎn)制資源，積極開發(fā)對應(yīng)之觸控IC。

In-cell的技術(shù)方案目的，是要讓LCD的透光率提升、減輕背光輔助的功耗需求，不僅可讓產(chǎn)品的顯示品質(zhì)提升，也能因為結(jié)構(gòu)簡化、薄化使整個顯示模組的厚度大減，達到積極為終端設(shè)計產(chǎn)品進行薄化設(shè)計的開發(fā)目標(biāo)。

In-cell只是個概念，各家大廠的作法大多略有出入，而且為了規(guī)避In-cell不同技術(shù)概念的專利侵權(quán)問題，大廠也挖空心思利用感應(yīng)層、驅(qū)動層、導(dǎo)電膜不同的排布組合，一方面優(yōu)化In-cell面板的觸點偵測與追蹤效能、一方面提升In-cell面板的顯示品質(zhì)。

嵌入式觸控設(shè)計方法多元

而In-cell與On-cell有一定程度的技術(shù)重疊，其實In-cell與On-cell兩種方案，目的都是將電容觸控的感測設(shè)計與液晶面板整合的技術(shù)方案，In-cell為將觸控的感測機制嵌入至液晶的像素中，而On-cell的方法則較不同，為將觸控感測機制嵌入至LCD模組的彩色濾光片基板、或是偏光板之間的作法，若就架構(gòu)來觀察，In-cell的技術(shù)難度較高，且較具薄化優(yōu)勢，置于On-cell方案則要視整合方式差異，會影響其觸控顯示模組的薄化優(yōu)勢，但這兩種技術(shù)均持續(xù)進化改良。

對In-cell方案來說，因為觸控感測機制嵌入液晶核心，在制程與工法復(fù)雜度較高，導(dǎo)致終端產(chǎn)品的顯示屏模組良率也因此受到影響，技術(shù)方案導(dǎo)入量廠初期，較大的挑戰(zhàn)在于改善產(chǎn)品的制程良率。相對的On-cell雖在材料優(yōu)勢略減，但僅需在彩色濾光片、偏光板間利用透明的感測圖案排列進行觸點感測設(shè)計，制程相對簡單許多，在良率問題方面較In-cell容易解決許多，加上透明電極圖案排布的方式與制法技術(shù)持續(xù)升級，目前兩種嵌入式觸控技術(shù)方案的模組差距越來越接近，而On-cell架構(gòu)在生產(chǎn)良率優(yōu)勢方面，讓整體模組的生產(chǎn)成本表現(xiàn)較佳。以O(shè)n-cell應(yīng)用方案觀察，目前采行此技術(shù)較顯著的終端設(shè)計，即為Samsung AMOLED觸控螢?zāi)荒＝M設(shè)計方案。

反觀In-cell即便在量產(chǎn)良率略顯劣勢，但直接的薄化優(yōu)勢與顯示效果提升效益，仍受到許多國際大廠青睞!像是Apple就在iPhone 5新款產(chǎn)品上導(dǎo)入In-cell觸控顯示模組，透過面板的積極薄化與顯示效果優(yōu)化，為終端產(chǎn)品增加不少產(chǎn)品優(yōu)勢，而也由于Apple iPhone就具一定程度的規(guī)模經(jīng)濟水準(zhǔn)，在關(guān)鍵料件的采購可在數(shù)量上具一定程度優(yōu)勢，可間接減少In-cell架構(gòu)觸控顯示模組在量產(chǎn)良率造成的成本問題，除了Apple外，如Sony等一線智慧型手機大廠，也相繼導(dǎo)入In-cell的顯示屏幕設(shè)計方案。