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話說電容式觸控面板IC與光學技術(shù)將如何發(fā)展?

發(fā)布時間:2015-01-27 責任編輯:sherryyu

【導讀】根據(jù)近期美國一份市調(diào)顯示,45歲以下的青壯年中,有超過95%的人視觸控為最方便的人機接口設計,80%以上的受訪者認為其價值主要在于觸控應用在使用上的直覺性與便利性。若是細心觀察生活中人機界面的變化,必然不難發(fā)現(xiàn)觸控應用已迅速蔓延。
 
接口  
 
觸控科技的萌芽雖可追溯至1970年代,但直到近幾年,它才真正嶄露頭角。觸控技術(shù)得以商品化,除了得益于平面顯示器的普及、操作系統(tǒng)納入人機接口應用、材料與生產(chǎn)制造技術(shù)上的突破外,最重要的還包括了蘋果(Apple)的iPhone營銷策略。
 
擁有電子背景的面板制造商了解如何才能產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的面板,它代表知識實質(zhì)增加到生產(chǎn)優(yōu)勢的過程,也區(qū)分出制造業(yè)中勞力密集與知識經(jīng)濟的基本差異。投射電容式觸控面板今日所面臨的絕非僅僅只是IC供應的問題而已,而是如何與上下游整合以創(chuàng)造面板制造、IC供應及消費者三贏的局面。
 
根據(jù)近期美國一份市調(diào)顯示,45歲以下的青壯年中,有超過95%的人視觸控為最方便的人機接口設計,80%以上的受訪者認為其價值主要在于觸控應用在使用上的直覺性與便利性。若是細心觀察生活中人機界面的變化,必然不難發(fā)現(xiàn)觸控應用已迅速蔓延。
 
盡管目前成熟或發(fā)展中的觸控技術(shù)多達20多種,但是成功導入應用并已量產(chǎn)的僅7~8種,包括電阻式、表面電容式(SurfaceCapacitiveTouchPanel,SCT)、投射電容式(ProjectedCapacitiveTouchPanel,PCT)、紅外線式、聲波式、光學式、電磁感應式與數(shù)字式等。其中電阻式因為結(jié)構(gòu)簡單且成本具有優(yōu)勢,長期享有最高市占率,SCT則因過去受限于專利限制,加上成本較高(制程技術(shù)與光學處理部份尤甚),其市占率始終不及電阻式。近年來由于專利限制過期與光學技術(shù)的進步,在在為SCT普及率帶來新的契機;PCT由于其設計原理可實現(xiàn)多點觸控的應用,集眾所矚目于一身,各界預期將增長最快,觸控相關(guān)產(chǎn)業(yè)也均投入研發(fā)生產(chǎn)此一產(chǎn)品。
 
雖然觸控接口的使用特性在選定特定觸控技術(shù)時即已確定;如電阻式的結(jié)構(gòu),光學與耐受性不如電容式,為了解決這些困難,因而在材料上及結(jié)構(gòu)上尋找出路,如現(xiàn)行的ITOPET材料,導電多分子(ConductivePolymer)與納米碳管(NanoCarbonTube);為提高強光環(huán)境下面板的可讀性,電阻式衍生出不同結(jié)構(gòu)的線性極化與圓形極化選擇。然而這些方案均基于一個基本假設:即在電阻式上尋求解決遠較在他種技術(shù)上更符合經(jīng)濟效益。事實上真的如此嗎?當市場對PCT普及期待日益殷切之時,擁有制造傳感器(Sensor)也具有電子技術(shù)與信號處理知識的廠商,將重新定位SCT、PCT與電阻式之間的競爭關(guān)系。
 
來自IC的挑戰(zhàn)
 
顯而易見,SCT或PCT技術(shù)在耐受性、光學上的優(yōu)勢是電阻式無可比擬的,其之所以無法普及的原因在于:1.現(xiàn)行IC控制器或芯片價格居高不下,或受主要供應來源長期壟斷;2.生產(chǎn)制造的專有知識;3.光學處理制程多采外包,因而提高了生產(chǎn)成本;4.傳統(tǒng)上面板制造與IC供應端長期缺乏技術(shù)層面交流的能力,造成觸控整體效能上達到‘最佳化’的障礙,此一困境在PCT的發(fā)展中尤其顯著。
 
基本上,PCT的初期發(fā)展被應用在觸控板時是屬于非透明式的觸控面板,IC供貨商如Quantum、Cypress、Synaptics、Alps、Broadcom及義隆電為主要的技術(shù)與IC來源。PCT是于一層或多層表面上,以ITO排列組成許多感測單體(Sensingelement)。由于其具有X,Y,Z軸上感測能力,因此表層上可用玻璃或coverlens來加強其表面耐用性。然而,當面板尺寸增大時,感測單體的數(shù)量相對增多,此時除面板出線數(shù)增加外,內(nèi)阻值增大等不利因素均為現(xiàn)行IC僅能服務小尺寸PCT的主因。
 
因此,當面板制造商缺乏‘跨領(lǐng)域’知識時,從技術(shù)到價格將由IC供應端來主導,即使是面板制造商能提供質(zhì)量穩(wěn)定、高信號噪聲比(S/N)值的面板,在受到IC供應端希望以既有產(chǎn)品來配合所有面板的前題下,整體解決方案的最佳化終究不可得。此種不對稱的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況,無助于觸控市場或產(chǎn)品的進化。
 
突破光學限制
 
iPhone給消費者的印象,除了多點觸控之外,即是光學上的優(yōu)質(zhì)表現(xiàn)。事實上高透光率、低反射率或表面處理即為電容式產(chǎn)品勝出電阻式最大的優(yōu)勢。目前電阻式的透光率通常在80±2%(film/glass),使用特殊材料也僅能達到87±2%。電容式的光學處理直接作用在玻璃原材上;實務上顯示,穿透率的改善可由87%上升至98%;反射率則由11%降低至1.8%(圖1及圖2);表面硬度、防污、防菌及抗指紋也可經(jīng)由電容式生產(chǎn)制程一并達成,不僅增加產(chǎn)品價值同時也降低成本。利用電容式光學優(yōu)勢加上結(jié)構(gòu)上的調(diào)整,這種解決強光環(huán)境下面板可讀性的做法,必然較電阻式圓形偏光應用更為有效。
 
電阻式長期以來享有觸控面板最大的市占率,其原因并非由于電阻式的功能優(yōu)于它者,而是電容式普及化的障礙并未移除。就技術(shù)層面來看,電阻式顯然無須具備電子與信號處理的背景知識;然而,電容式卻大相徑庭,其成功應用不僅需要傳感器制造端了解如何制造出光學與結(jié)構(gòu)上優(yōu)質(zhì)的面板,更要能在電子信號上提供穩(wěn)定均勻與高質(zhì)量信號,IC處理才能依其優(yōu)勢架構(gòu)出不同的信號處理邏輯程序,以有效發(fā)揮電容式觸控面板的整體效能。
 
換言之,擁有電子背景的面板制造商了解如何才能產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的面板,它代表知識實質(zhì)增加到生產(chǎn)優(yōu)勢的過程,也區(qū)分出制造業(yè)中勞力密集與知識經(jīng)濟的基本差異。投射電容式觸控面板今日所面臨的絕非僅僅只是IC供應的問題而已,而是如何與上下游整合以創(chuàng)造面板制造、IC供應及消費者三贏的局面。
 
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