從PDA、手機用的3吋小型液晶面板開始,到工業用設備以及商務終端產品使用10吋以上的中型液晶面板,觸控面板的應用範圍已經逐漸有加大的趨勢,甚至於有一部分已經延伸到10吋以上大型面板的領域。而所使用的環境也有所不同,從室內衍生到室外、炎熱、低溫等各式各樣的場所,所以對於觸控面板的特性要求而言,由於應用產品的差異,所以有著各種耐久性的要求,以至於觸控面板的性能要求也愈來愈嚴格。
因應不同需求 開發出各種相異的觸控面板技術
因應不同的需求,各種相異的觸控面板技術也陸續的被開發出來,從最早的電容式,一直到目前成為主流技術的電阻式,甚至於強調敏感度的光學式或者表面聲波、電磁式等等,已經研發出5種觸控面板的生產技術,來滿足各種應用的需求。例如面對行動電話、掌上遊戲機、PDA等等使用5吋以下面板的應用產品,在技術採用上,大多是以電阻式以及電磁式技術的觸控面板,就像是行動電話等,如果需要以指尖或者膠筆敲擊的使用狀況下,對於耐敲打次數的要求就會相對的提高,一般而言大多都會要求100萬次以上的使用壽命,在這一方面大概是以電阻式為主,但是在面對掌上遊戲機、PDA等應用情況時,或許耐敲打次數並非是優先被考慮的,反而是以具有高解析輸入能力才是主要的需求目標,那麼這時候具有點面積較小的特色將會被優先採用,就像是電磁式之類的技術。
光學式、表面聲波的應用領域與特性需求
而其他包括光學式、表面聲波等等的技術,也是有其應用的領域與特性需求,就像是在帶著無法接觸且需要對產品進行操作的情況下,那麼表面聲波技術的觸控面板就是相當適合的,表面聲波觸控面板是在玻璃上安裝傳送轉換器和反射板、接收轉換器,以及控制器等等元件結構。當控制器接受訊號,經由傳送轉換器轉換成超音波之後,並直接傳送過觸控面板的表面,到達反射板陣列,在對角的反射板接收到超音波之後,收集音波後送到接收轉換器,轉換成電子信號,再傳到控制器儲存正常狀態的訊號資訊。當使用觸控面板時,接觸指標物會吸收超音波造成衰減,所以接收時的訊號已與未動作時不同,經由控制器比對使用前後的衰減量並計算後得出精確位置,一般應用在Kiosk或自動售票機上。雖然如此,還是有其缺點存在,就是如果表面附著了水分的話,也會產生一些問題點。而光學式觸控面板之原理是利用光源接收遮斷,來確定位置,組成元件包括了,玻璃基板、紅外線發射源、紅外線接收器等等諸多元件,所以相對的成本也會較高,一般應用在ATM、OA事務機、醫療器材的使用上。
所以因為應用的產品例如、IA、PDA、E-book、Mobil Phone和GPS等產品的應用市場逐漸擴大的趨勢下,觸控式面板已經由過去配角的角色躍升為主角,並且漸漸成為業者爭相投入的產品。
電阻式觸控面板 最具成本優勢性
當然因為技術基礎的不同,這些在特定的領域中都有不同的特性表現。例如,在成本的部份,綜合所有的技術來看,就屬電阻式最具優勢性,而其中更以4線的電阻式觸控面板成本最為低廉,而成本最高的就是光學式觸控面板。但是在耐久性方面,光學式觸控面板的表現最佳,在使用次數方面幾乎是沒有限度的,但是4線電阻式的觸控面板卻僅有100萬次的使用壽命。
透光率方面,在所有技術中,光學式和電磁式觸控面板的特性也是相當優秀,幾乎達到了100%的透光能力,但是電阻式因為基礎材料的關係,在透光能力方面,能夠達到90%的話就可以稱之為佳作了,一般而言電阻式觸控面板的透光能力,因為是利用ITO薄膜與ITO玻璃黏合而成的層積結構,所以平均都在80∼85%左右。
雖然有多達5種的觸控面板技術,但是目前在市場上應用佔有率最高的,還是屬於電阻式觸控面板,也因為如此,各式各樣電阻式觸控面板的技術陸陸續續地被開發出來,從4線式開始,前後被發展出8線式、5線式以及7線式的電阻式觸控面板。而在材料結構方面,為了期望能夠更進一步的提升透光率以及降低厚度,在層積材料方面,也衍生出了玻璃/玻璃、薄膜/玻璃、薄膜/薄膜/塑膠、薄膜/薄膜等等的結構。此外為了達到降低反射光,更有業者開始在觸控面板的結構中,加入了偏光膜層,藉此隔絕外界光線所造成的光反射現象,讓使用者的眼睛不至於產生太大的不適感。
未來的觸控面板市場 成長潛力佳
根據工研院IEK的報告資料,全球觸控面板在2006年市場產值約為3,040億日圓,與2005年相比成長3.6%。主要是因為消費性電子產品市場規模擴大,所帶動需求而出現成長。相信在未來幾年內,觸控面板市場的成長潛力相當被看好,預計在2007年,因為智慧型手機、車用觸控面板、POS系統等等需求持續增加,全球觸控面板市場產值,將可達到3,130億日圓,成長率將會達到3%。由於先前零件採購已報導過台灣觸控面板業者及產品,所以這一次將針對美日業者作一介紹。
•富士通觸控面板產品線相當豐富
富士通的技術是以電阻式為主,結構方面為採用薄膜/玻璃,使得產品的透光率可以達到92%左右,這在所有電阻式的產品中,可以說是透光率最高的一款,反射率也低到只有4%左右。而在解析度方面,目前一般業者都僅能達到1024×1024,但是富士通4線以及7線式的新產品更可以高達4096×4096,對於次世代的應用幾乎毫無困難。除了這些特色之外,在7線電阻式觸控面板產品線中,增加了內附直線、圓形偏光片可供客戶因為不同應用的選擇。富士通在2000年與中環合資5億台幣,設立富晶通科技,建置LCD觸控面板(LCD Touch Panel)生產工廠,將產能觸角延伸到台灣以及大陸。
•Gunze採用強化玻璃 針對有高抗壓、抗損需求的客戶
Gunze的觸控面板除了擁有電阻式的技術之外,另外還開發了靜電式的單片式觸控面板。Gunze的電阻式觸控面板大多是以4線或8線為主,而在其中,也採取了各種不同的技巧來滿足不同應用需求的客戶,包括在結構中採用薄膜/薄膜/強化玻璃的Tough觸控面板系列產品,這是針對有高抗壓、抗損需求的客戶所開發的,雖然是加上了強化玻璃,但是在透光率方面也可以達到80%以上,雖然因為無法內付偏光片使得反射率高達20%,但是因為是特殊用途,所以在各種特性上就無法盡如人意。但是面對需要低反射的客戶,Gunze也開發出了低反射觸控面板,這款產品反射率只有7%,是相當傑出的產品特性。除此之外,還開發出LCD整合式以及5線電阻式的產品系列等等,使得Gunze的觸控面板產品線相當豐富。
•日本寫真印刷觸控面板 反射率可降低到1%
日本寫真印刷開發觸控面板有相當久的時間,產品技術主要是以4線電阻式為主,但是在偏光膜的部份,較新的系列產品都提供客戶可以選擇附加圓形或直線的偏光膜,使得反射率可以低到1%,這是令人驚訝的一個數字。雖然是採用4線式的技術,但是就產品的效能表現方面還是相當優異。結構上,日本寫真印刷開發了包括薄膜/玻璃、薄膜/薄膜/玻璃、薄膜/薄膜/塑膠、薄膜/薄膜等等的結構,來符合各種的厚度應用,最薄的產品厚度僅有0.55mm,這可說是相當的輕薄。操作溫度方面,範圍相當的大,可以從-20∼60℃,對於各種的應用環境來說是絕對沒有問題的。
•松下電子主要以4線電阻式為主
松下電子的產品線不廣,主要的技術還是以4線電阻式為主,所開發的尺寸多為4吋以下,是針對小型的面板為目標。不過在解析度方面,並沒有預做設計,完全是以視客戶AD轉換電路而定。在透光率的部份,表現中等也都可以達到80%左右,不過在反射率方面,和其他的產品相較之下,就稍嫌不足,達到了13%。對於層積結構的方面,松下電子也開發出了薄膜/玻璃、薄膜/薄膜/塑膠,以及薄膜/薄膜等等結構,在厚度上雖然薄膜/薄膜的產品可以達到0.5mm,但是其他的產品系列厚度都超過了1.0mm,甚至其中的一款更高達2.1mm,這是稍嫌厚了一點。
•昭和無線全系列產品 具有彈性的工作溫度範圍
除了電阻式技術之外,昭和無線也針對部分特殊的應用開發出了光學式的觸控面板技術,在這一方面昭和無線所採用的材料,是以壓克力以及強化玻璃,提供需要高耐損以及特殊環境的客戶使用。而在電阻式技術的觸控面板方面,昭和無線是以4線或8線為主,並且都提供了客戶是否需要附加偏光膜的選擇。在解析度方面,1024×1024可以滿足目前一般的應用需求。而使用溫度範圍,昭和無線全系列產品都相當的寬廣,低溫可以在-30℃的環境操作,高溫的部份更可以忍受高達85度的溫度。
•3M Touch System擁有多項觸控面板專利
3M Touch System在開發觸控面板方面,擁有相當多的專利,例如,電容式觸控面板技術一直被廣泛用在ATM、Kiosk及Gaming Machine等領域,但因專利問題長期為3M Touch Systems所壟斷,故所有觸控面板產業無法踏進此一利基市場。再加上因為有3M在薄膜材料領域專長的加持下,在產品的光學特性上有相當不錯的表現。在電阻式技術方面,3M Touch System是採用4線及8線的生產技術,在薄膜/薄膜/玻璃的材料結構下,因為3M Touch System所擁有的材料專利與KNOWHOW,使得在透光率方面仍就可以維持達到82%的水準表現。在其他觸控技術的部份,針對特殊的用戶3M Touch System開發了一款以玻璃為基礎的靜電式觸控面板-Micro Touch ClearTekII,厚度方面為3mm,不過可應用的尺寸可以滿足從6吋到32吋的需求。
•Touchpanel System產品多樣化 滿足不同領域的客戶
Touchpanel System的技術開發涵蓋了相當廣的領域,包括電阻式、靜電式、聲波式,以及光學式等等的技術,Touchpanel System都已經開發出相關的觸控面板產品,並且將應用解析度提高到4096×4096。雖然如此,但是在電阻式產品部分的透光率與反射率部份,表現的就不盡理想,透光率為80%左右,而反射率也達到了20%以上,這是令人較不滿意的地方。不過因為技術範圍相當的廣,因此掌握到了相當多特殊領域需求的客戶,另外也包括了工業用等等的市場。