北京时间06月16日消息，中国触摸屏网讯， 便携式装置市场最热门的产品，应当以Apple iOS Device系列产品莫属，不只是智慧型手机的iPhone热门，连Tablet形式的iPad都引领市场热潮，综观Apple便携式装置的成功关键，在于整合更直觉、更具人性的触控介面，这对于发展便携式装置的其他业者而言，提供了重要的设计参考...

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    触控式人机介面，其实并不是什么新兴技术，早期智慧型手机、工控电脑都有对应产品，但早期产品受限于成本与技术，操作体验的效果有限，一直等到iPhone、iPad应用的触控介面打响投射式电容触控技术的名号后，触控技术的应用版图才急速扩张，成为目前便携式装置萤幕设计首选的解决方案。

    随着智慧型手机、平板装置...等电子产品大量应用于日常生活，市场上几乎是每部智慧型手机、平板装置均搭载了触控萤幕，促使触控萤幕商机迅速扩增，并带动整体显示器产业大幅成长。而便携式装置的触控萤幕设计必须视不同显示尺寸、应用环境、使用条件的需求差异，在开发阶段选择电阻、电容、光学或电磁式触控技术来进行设计，而不同技术都有其成本、效能、应用特征，在选择相关解决方案前不能不慎重考量。

    以平板电脑装置的平台概念，其实是源自智慧型手机进阶扩充应用资源的延伸产品，而且其操作模式是以「触控」作为唯一的输入与人机互动形式。另一方面，观察市场发展趋势，平板电脑装置不仅是PC、NB业者可以自原有的生产形式、产品进行转化，同时原本发展功能手机、智慧型手机的业者，也可借着既有的行动电话发展基础，进一步扩展平板装置产品，厂商若曾开发过笔记型电脑或智慧型手机，投入平板装置市场时，会较容易参与竞争，且不易被淘汰。

    触控萤幕的产值正急速攀升

    触控萤幕为目前众多人机介面应用中，最简单、直觉、不需学习的操作技术，加上触控萤幕设计已大量用于各式显示型装置产品中，触控逐渐成为相关产品的必备功能，因此，触控萤幕也相对成为显示设备中的关键技术与元件。

    触控萤幕具操作简易特性，相当适合应用于小尺寸的手持式行动装置，或公共场所应用的Kiosk资讯端点查询设备，同时也常见于工业生产线上的机台控制、设备控制场合。而触控萤幕具有多项特色，像是操作简单、应用直觉，可将操作说明内嵌萤幕应用功能之上，因此相对减少操作错误与学习成本。另外，触控式人机介面亦可取代键盘、滑鼠等输入装置，亦可达到节省机台设置空间的效益。

    目前常见的整合形式，触控萤幕可分外挂或内嵌两种制作方式。外挂式触控萤幕技术为显示面板与触控模组可以来自不同供应商，由生产线组装拼合，只要萤幕尺寸一致，都可轻易的让产品升级成具触控功能的平台，组装的深度可以是以贴合方式达到显示模组的光学特性强化或材料薄化的设计要求，也有利用机构方式组装的二度处理形式。

    至于内嵌式生产技术，是在生产液晶面板的过程中即将触控元件直接与显示面板进行整合，成为兼具触控与显示功能的一体式设计，此部分的制作难度​​、良率与元件成本都较外挂式的高，相关制程技术仍持续发展中。

    电阻式与电容式触控竞逐中/小尺寸装置应用市场

    市场可选用之触控技术相当多，但主要还是要看萤幕大小来进行挑选，例如，目前电容式触控晶片已能达到20~30吋面板的触点解析，但实际上实用性、准确率、性价比较高之触控萤幕尺寸，仍以5~10吋为主流。

    而投射式电容技术在iOS Device市场表现不俗的光环下，俨然成为中/小尺寸触控萤幕的主流技术，电容、电磁触控等不同触控技术，各自具有不可取代的技术特征，例如电子书之类的行动应用产品，使用者在阅读过程中偶尔会有作笔记、加批注的操作需求，这时仅有触点解析侦测的功能显然是不够的，尤其是在教育应用方面，还需要触控笔之类的辅助设计来模拟手写环境，这时具电磁笔式输入功能的触控式手写板，拥有辨认精准笔迹、手势、绘制精密图形的应用特性，因此选择触控萤幕技术不该只以选项的热门程度为依归。

    目前触控萤幕的主流技术，大致可分成光学式、表面声波式、电磁式、电阻式、电容式5类，不同触控技术会在成本与技术上拥有不同的限制与应用考量，但最大关键在于不同技术所适用的萤幕显示尺寸差异。一般来说，表面声波式、光学式触控技术对于超大、大与中尺寸萤幕较为适用；而电容式、电阻式之类的触控萤幕技术，则对中、小尺寸萤幕发展较具成本效益；电磁式触控萤幕技术则适合需要较高精确度的精密绘图应用。

    对中、小尺寸触控萤幕而言，当前最普及的搭配应为电阻式与电容式触控技术，早期产品多以技术单纯、成本低廉的电阻式触控方案为主流，但近期Apple iOS Device全面使用具高透光度与多触点侦测功能之电容式触控技术，其技术门槛较高，但产品的最终性能表现多优于电阻式触控产品，该技术差异也如实反应在市场的实际销售表现。

    比较电阻式与电容式触控萤幕技术，在耐用年限方面，由于电阻式触控萤幕元件的物理特性、作动原理，应用时会不断进行萤幕压按动作，经过长时间使用后，触控萤幕表面材质将会逐渐劣化，造成触点侦测、反应性能呈现低落的情况。

    而电容式触控技术近来的市占率暴增，并逐渐跃升市场主流，主要因其技术的大幅改善，目前量产产品的电容触控方案可支援萤幕尺寸达到15吋以上，同时亦可用于Tablet Device、MID...等产品，但若考量到成本，仍有中/小尺寸产品采取电阻式触控设计的案例。

    至于电容式触控萤幕，其作用原理不同于电阻式设计，是藉由侦测使用者的指腹与触控萤幕面板间的微弱电容变化量来解析触点座标，透过电容触屏控制IC判断触控点绝对座标，因为判断触点为利用电容变化而非物理性的压按操作，相对来说电容式触控萤幕的寿命会较电阻式更长，另在目前的触控IC改善之下，电容式触控萤幕的触点解析反应速度也较电阻式快。热门的Apple iPad、iPhone使用的即是投射式电容触控技术。

    也因为Apple iOS Device的销售表现太亮眼，因此触控萤幕技术版块产生大幅变更，目前iOS Device采行的投射式电容触控萤幕技术成为应用市场的主流，其主要构造为触控萤幕最外面的表面保护玻璃(Cover Glass)，搭配位于下方层的触点感应器(Touch Sensor)，最下方再以液晶面板(LCD)进行整合(iOS Device多用IPS LCD面板)，3个主要元件结构以光学胶(Optical Clear Adhesive；OCA)或液态式水胶进行贴合，再搭配异方性导电薄膜胶(Anisotropic Conductive Film，ACF)来连接软式电路板(Flexible printed circuit；FPC)上的电路，最后再与功能应用之电子电路组合制成触控萤幕模组。

    触控萤幕大多采模组形式出货，而模组的制程良率即影响终端产品的产能与成本，各家触控萤幕厂商积极提升液晶面板后段模组(Liquid crystal module；LCM)，同时布局保护玻璃(Cover Glass)。所谓LCM为指液晶显示模块(Lquid crystal module)，LCM包括LCD显示之驱动电路、连接器电路、模组铁框、模组铁架等，另还包括背光(CCFL)和驱动电路形成一整合模组设计。

    目前采外挂式触控萤幕制程的产品，关键在于制程中的贴合良率，良率差异将会影响终端产品的成本与使用效益，市场现况是以外挂式为主，但为了缩减产品厚度、减轻终端产品重量，采贴合外挂设计的方案会逐步朝内嵌式触控萤幕设计技术进展​​，如果内嵌式设计可以排除外挂式制程常见的生产问题与风险，嵌入式触控萤幕设计还能与面板制程作更深度整合，同时更积极地降低元件产制成本。

    再来观察近期最热门的Tablet产品在触控萤幕应用的策略与影响，以iPad第2代的改版设计为例，相较iPad第1代产品的厚度13.4mm、700g产品重量，iPad 2的产品厚度减少8.8mm，整机重量亦降至600g。

    前、后代iPad的技术架构并未出现大幅变更，但光是在产品厚度与重量方面的规格精进，就成为iPad 2维持热卖的关键。解析iPad 2的规格改善，其实厚度与重量即最显而易见的产品差异化关键，尤其目前市场多数Tablet产品的厚度规格仍与iPad 1规格相当，iPad 2的薄型化让其在Tablet市场持续保有竞争优势。

    分析iPad 2使用的零组件，电池系统是产品缩减厚度最大的次级系统，由原本厚度6.1mm降至2.5mm，缩减幅度可达到59%，除电池由2个拆成3个，搭配缩减机构框体的厚度，在薄型化的同时更具备增加15%电池续航力与减少5g重量的优势。另一方面是在触控萤幕模组的薄化设计，iPad 2萤幕覆盖涂层、玻璃材质是除电池之外影响整体厚度的另一关键因素。

    iPad 2透过采行Asahi Glass新的薄化Dragontrail玻璃技术，使触控萤幕覆盖涂层厚度减少25%，让原先的0.8mm减至仅剩0.6mm，在薄化前提下仍可维持相同的耐用度，除了材料的改善，iPad 2藉由减少萤幕的冲压金属片数量使萤幕厚度自3mm降到2.5mm，搭配显​​示萤幕和电池片的机构设计，亦再省下0.3mm厚度。 iPad 2触控萤幕的差异化设计，也让产品在整体市场构筑了更高的竞争门槛。

    薄型化设计热门触控萤幕产业将出现新变化

    延续上述触控萤幕薄化相对使产品产生薄化效益的元件优势，让不少终端产品业者或是触控萤幕模组业者，也开始重视薄型化设计的市场需求，例如，元件端液晶面板厂商与触控萤幕模组厂商正开展不同形式的策略联盟，透过生产供应链的垂直整合与合资，提升生产链的整合能力。另为了降低触控面板模组的料件采购成本、提升产线的产能利用率，面板厂和触控萤幕模组厂也尝试进行表面玻璃(Cover Glass)、触控感测器及面板供应链的整合。

    因应目前产品强调超轻、超薄的要求，Apple先前采用的玻璃/玻璃(G/G)式的触控萤幕设计架构，可能会有物理性的发展极限，为了达到超轻、超薄与压低产制成本目标，触控萤幕模组目前也朝1片玻璃(One Glass)的结构方案进行研发。

    与G/G设计架构不同的是，One Glass为将感测器的设计整合到表面玻璃，在元件上可以达到厚度仅有1.2mm！这会比目前G/G设计架构方案的1.3~1.4mm薄许多，甚至触控萤幕的整体光学表现，其透光率亦可达到G/G设计架构的表现水准，然而，One Glass架构虽在厚度有所改善，但结构上仍会对表面玻璃强度产生影响。此外，One Glass设计方案若要在产品上实作，多半还须搭配防爆膜表面处理，来强化产品的安全性，但此举会增加产品的制作成本，One Glass架构的加工处理技术难度颇高，能否成为应用主流仍须持续观察。

    因此，量产产品的触控萤幕技术，目前仍以接触性的设计方案为主，未来很可能朝向投影式、非接触性触控应用技术持续发展，透过该项技术，使用者无须利用手指或触控笔在萤幕进行触按，而可与萤幕保持一段距离，透过侦测投影方式，在不接触萤幕的状况下进行操作，此亦可避免萤幕表面耗损，其萤幕设计亦不会受限于显示尺寸，对未来的人机介面发展，将增添更多想像。