早期屏幕觸控解決方案相當多，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極具優(yōu)勢，但卻在透光率、耐用度與需進(jìn)行觸點(diǎn)校準等使用限制，使得發(fā)展進(jìn)階應用時(shí)造成產(chǎn)品設計受限；而光學(xué)式的觸點(diǎn)偵測、多觸點(diǎn)追蹤、系統反饋速度等問(wèn)題，目前僅在中/大尺寸觸控應用較具優(yōu)勢，小尺寸應用則受到電容式觸控技術(shù)大幅擠壓。




手機平板熱賣(mài) 帶動(dòng)電容觸控顯屏應用需求

從多年由Apple iOS Device帶動(dòng)電容觸控應用熱潮開(kāi)始，讓使用者體驗了電容式觸控更好的屏幕顯示效果與相對更精準的觸點(diǎn)偵測精度，尤其是多觸點(diǎn)偵測、追蹤應用支持，還可讓電子產(chǎn)品發(fā)展更多電玩、娛樂(lè )應用用途，甚至在系統底層集成的多觸點(diǎn)觸控使用者接口，讓終端產(chǎn)品可創(chuàng )造最佳使用者經(jīng)驗的設計境界。

但電容觸控架構需要在原本的LCD顯示架構中，增加偵測觸點(diǎn)的額外設計，為了保護LCD內的精密架構，保護玻璃的強度也必須對應提升，以增加整體LCD顯示模塊的使用強度，甚至改善觸控面本身的觸按應用強度，但如此一來(lái)也會(huì )造成電容式觸控初期設計在屏幕模塊的制程較繁復、成本較高問(wèn)題。

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

產(chǎn)品薄化設計需求 推進(jìn)觸控模塊薄化設計

為了積極面對3C與行動(dòng)運算裝置對于觸控顯示屏幕的薄化設計需求，尤其是智能型手機在顯示尺寸已經(jīng)直接挑戰小型平板產(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)品設計，在硬件與料件選用上，PCB、處理器、SoC與電池都有一定程度的薄化設計限制，反而是觸控屏幕模塊料件仍有1～2mm的薄化設計空間。

實(shí)際上面板廠(chǎng)和保護玻璃供應商，早已搶進(jìn)薄型觸控市場(chǎng)，尤其是現有智能型手機業(yè)者，積極想在產(chǎn)品進(jìn)行區隔設計，而薄化的觸控解決方案，正是可讓顯示模塊積極改善料件厚度與實(shí)際觸點(diǎn)偵測反饋表現的應用設計，在觸控顯示模塊的設計方案中，業(yè)者除要求保護玻璃需具一定程度的硬度表現，也須在抗雜訊、提升觸點(diǎn)偵測精度、料件厚度各方面進(jìn)行最佳化設計。目前面板與玻璃制造商，正加緊腳步開(kāi)發(fā)In-cell、On-cell與OGS(One Glass Solution)不同觸控方案的集成觸控式顯示模塊設計。

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設計方案，其實(shí)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接口互動(dòng)最頻繁的區塊，觸控屏幕不只在中央點(diǎn)或是屏幕四角，都必須維持一定程度的硬度與保護效果，以達到保護內部的觸控設計與LCD顯示設計，復雜度相當高，保護玻璃的薄化與強度提升雖然看起來(lái)是彼此互斥的設計概念，但實(shí)際上在新穎的材料科學(xué)挹注下，目前已有顯著(zhù)的突破成果。

而觸控屏幕模塊的薄化基本要求，即于保護玻璃進(jìn)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(diǎn)偵測的條件更好，追蹤觸點(diǎn)的效能表現也能藉此提升，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(jìn)一步強化，才能滿(mǎn)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大的進(jìn)展，玻璃硬度可以達到500～800MPa，應用于智能型手機、平板計算機材料質(zhì)量綽綽有余。

內嵌式觸屏設計 In-cell/On-cell各有優(yōu)劣

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解決完觸控模塊的保護玻璃材料強化與薄化需求，其實(shí)在顯示屏幕模塊內的結構簡(jiǎn)化，也可收到積極薄化的設計效果，目前常見(jiàn)的電容式觸控屏幕內部結構薄化設計，主要有內嵌式(In-cell)、On-cell及單片玻璃方案(OGS)等設計方式，以下將就三種方案進(jìn)行說(shuō)明。

目前較熱門(mén)的觸控顯示模塊薄化方向，以?xún)惹妒絀n-cell方案為主，在終端產(chǎn)品導入的廠(chǎng)商不乏國際大廠(chǎng)，如Apple、Samsung、sony ericsson等業(yè)者均有對應產(chǎn)品導入內嵌式In-cell方案觸屏設計方案。

以Apple的狀況是與LG Display(簡(jiǎn)稱(chēng)LGD)合作開(kāi)發(fā)In-cell面板元件，以供應旗下iOS Device的產(chǎn)品應用需求。Samsung的方向為采用精簡(jiǎn)型In-cell設計方案、同時(shí)多方進(jìn)行In-cell的專(zhuān)利布局，并挾自身的半導體產(chǎn)制資源，積極開(kāi)發(fā)對應之觸控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)品的顯示質(zhì)量提升，也能因為結構簡(jiǎn)化、薄化使整個(gè)顯示模塊的厚度大減，達到積極為終端設計產(chǎn)品進(jìn)行薄化設計的開(kāi)發(fā)目標。

In-cell只是個(gè)概念，各家大廠(chǎng)的作法大多略有出入，而且為了規避In-cell不同技術(shù)概念的專(zhuān)利侵權問(wèn)題，大廠(chǎng)也挖空心思利用感應層、驅動(dòng)層、導電膜不同的排布組合，一方面優(yōu)化In-cell面板的觸點(diǎn)偵測與追蹤效能、一方面提升In-cell面板的顯示質(zhì)量。

嵌入式觸控設計方法多元

而In-cell與On-cell有一定程度的技術(shù)重迭，其實(shí)In-cell與On-cell兩種方案，目的都是將電容觸控的感測設計與液晶面板集成的技術(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模塊的彩色濾光片基板、或是偏光板之間的作法，若就架構來(lái)觀(guān)察，In-cell的技術(shù)難度較高，且較具薄化優(yōu)勢，置于On-cell方案則要視集成方式差異，會(huì )影響其觸控顯示模塊的薄化優(yōu)勢，但這兩種技術(shù)均持續進(jìn)化改良。

對In-cell方案來(lái)說(shuō)，因為觸控感測機制嵌入液晶核心，在制程與工法復雜度較高，導致終端產(chǎn)品的顯示屏模塊良率也因此受到影響，技術(shù)方案導入量廠(chǎng)初期，較大的挑戰在于改善產(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(jìn)行觸點(diǎn)感測設計，制程相對簡(jiǎn)單許多，在良率問(wèn)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)持續升級，目前兩種嵌入式觸控技術(shù)方案的模塊差距越來(lái)越接近，而On-cell架構在生產(chǎn)良率優(yōu)勢方面，讓整體模塊的生產(chǎn)成本表現較佳。以On-cell應用方案觀(guān)察，目前采行此技術(shù)較顯著(zhù)的終端設計，即為Samsung AMOLED觸控屏幕模塊設計方案。

反觀(guān)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(chǎng)青睞！象是Apple就在iPhone 5新款產(chǎn)品上導入In-cell觸控顯示模塊，透過(guò)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A(yíng)pple iPhone就具一定程度的規模經(jīng)濟水平，在關(guān)鍵料件的采購可在數量上具一定程度優(yōu)勢，可間接減少I(mǎi)n-cell架構觸控顯示模塊在量產(chǎn)良率造成的成本問(wèn)題，除了Apple外，如Sony等一線(xiàn)智能型手機大廠(chǎng)，也相繼導入In-cell的顯示屏幕設計方案。