話說電容式觸控麵板IC與光學技術將如何發展?
發布時間:2015-01-27 責任編輯:sherryyu
【導讀】根據近期美國一份市調顯示,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%yishangdeshoufangzherenweiqijiazhizhuyaozaiyuchukongyingyongzaishiyongshangdezhijiaoxingyubianlixing。ruoshixixinguanchashenghuozhongrenjijiemiandebianhua,biranbunanfaxianchukongyingyongyixunsumanyan。
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。觸控技術得以商品化,除了得益於平麵顯示器的普及、操作係統納入人機接口應用、材料與生產製造技術上的突破外,最重要的還包括了蘋果(Apple)的iPhone營銷策略。
擁(yong)有(you)電(dian)子(zi)背(bei)景(jing)的(de)麵(mian)板(ban)製(zhi)造(zao)商(shang)了(le)解(jie)如(ru)何(he)才(cai)能(neng)產(chan)出(chu)優(you)質(zhi)的(de)麵(mian)板(ban),它(ta)代(dai)表(biao)知(zhi)識(shi)實(shi)質(zhi)增(zeng)加(jia)到(dao)生(sheng)產(chan)優(you)勢(shi)的(de)過(guo)程(cheng),也(ye)區(qu)分(fen)出(chu)製(zhi)造(zao)業(ye)中(zhong)勞(lao)力(li)密(mi)集(ji)與(yu)知(zhi)識(shi)經(jing)濟(ji)的(de)基(ji)本(ben)差(cha)異(yi)。投(tou)射(she)電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)今(jin)日(ri)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)絕(jue)非(fei)僅(jin)僅(jin)隻(zhi)是(shi)IC供應的問題而已,而是如何與上下遊整合以創造麵板製造、IC供應及消費者三贏的局麵。
根據近期美國一份市調顯示,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%yishangdeshoufangzherenweiqijiazhizhuyaozaiyuchukongyingyongzaishiyongshangdezhijiaoxingyubianlixing。ruoshixixinguanchashenghuozhongrenjijiemiandebianhua,biranbunanfaxianchukongyingyongyixunsumanyan。
盡管目前成熟或發展中的觸控技術多達20多種,但是成功導入應用並已量產的僅7~8種,包括電阻式、表麵電容式(SurfaceCapacitiveTouchPanel,SCT)、投射電容式(ProjectedCapacitiveTouchPanel,PCT)、紅外線式、聲波式、光學式、電磁感應式與數字式等。其中電阻式因為結構簡單且成本具有優勢,長期享有最高市占率,SCT則因過去受限於專利限製,加上成本較高(製程技術與光學處理部份尤甚),其市占率始終不及電阻式。近年來由於專利限製過期與光學技術的進步,在在為SCT普及率帶來新的契機;PCT由於其設計原理可實現多點觸控的應用,集眾所矚目於一身,各界預期將增長最快,觸控相關產業也均投入研發生產此一產品。
雖然觸控接口的使用特性在選定特定觸控技術時即已確定;如電阻式的結構,光學與耐受性不如電容式,為了解決這些困難,因而在材料上及結構上尋找出路,如現行的ITOPET材料,導電多分子(ConductivePolymer)與納米碳管(NanoCarbonTube);為提高強光環境下麵板的可讀性,電阻式衍生出不同結構的線性極化與圓形極化選擇。然而這些方案均基於一個基本假設:即在電阻式上尋求解決遠較在他種技術上更符合經濟效益。事實上真的如此嗎?當市場對PCT普及期待日益殷切之時,擁有製造傳感器(Sensor)也具有電子技術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係。
來自IC的挑戰
顯而易見,SCT或PCT技術在耐受性、光學上的優勢是電阻式無可比擬的,其之所以無法普及的原因在於:1.現行IC控製器或芯片價格居高不下,或受主要供應來源長期壟斷;2.生產製造的專有知識;3.光學處理製程多采外包,因而提高了生產成本;4.傳統上麵板製造與IC供應端長期缺乏技術層麵交流的能力,造成觸控整體效能上達到‘最佳化’的障礙,此一困境在PCT的發展中尤其顯著。
基本上,PCT的初期發展被應用在觸控板時是屬於非透明式的觸控麵板,IC供貨商如Quantum、Cypress、Synaptics、Alps、Broadcom及義隆電為主要的技術與IC來源。PCT是於一層或多層表麵上,以ITO排列組成許多感測單體(Sensingelement)。由於其具有X,Y,Z軸上感測能力,因此表層上可用玻璃或coverlens來lai加jia強qiang其qi表biao麵mian耐nai用yong性xing。然ran而er,當dang麵mian板ban尺chi寸cun增zeng大da時shi,感gan測ce單dan體ti的de數shu量liang相xiang對dui增zeng多duo,此ci時shi除chu麵mian板ban出chu線xian數shu增zeng加jia外wai,內nei阻zu值zhi增zeng大da等deng不bu利li因yin素su均jun為wei現xian行xingIC僅能服務小尺寸PCT的主因。
因此,當麵板製造商缺乏‘跨領域’知識時,從技術到價格將由IC供應端來主導,即使是麵板製造商能提供質量穩定、高信號噪聲比(S/N)值的麵板,在受到ICgongyingduanxiwangyijiyouchanpinlaipeihesuoyoumianbandeqiantixia,zhengtijiejuefangandezuijiahuazhongjiubukede。cizhongbuduichengdechanyexiankuang,wuzhuyuchukongshichanghuochanpindejinhua。
突破光學限製
iPhone給消費者的印象,除了多點觸控之外,即是光學上的優質表現。事實上高透光率、低反射率或表麵處理即為電容式產品勝出電阻式最大的優勢。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);表麵硬度、防汙、fangjunjikangzhiwenyekejingyoudianrongshishengchanzhichengyibingdacheng,bujinzengjiachanpinjiazhitongshiyejiangdichengben。liyongdianrongshiguangxueyoushijiashangjiegoushangdetiaozheng,zhezhongjiejueqiangguanghuanjingxiamianbankeduxingdezuofa,biranjiaodianzushiyuanxingpianguangyingyonggengweiyouxiao。
電(dian)阻(zu)式(shi)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)享(xiang)有(you)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)最(zui)大(da)的(de)市(shi)占(zhan)率(lv),其(qi)原(yuan)因(yin)並(bing)非(fei)由(you)於(yu)電(dian)阻(zu)式(shi)的(de)功(gong)能(neng)優(you)於(yu)它(ta)者(zhe),而(er)是(shi)電(dian)容(rong)式(shi)普(pu)及(ji)化(hua)的(de)障(zhang)礙(ai)並(bing)未(wei)移(yi)除(chu)。就(jiu)技(ji)術(shu)層(ceng)麵(mian)來(lai)看(kan),電(dian)阻(zu)式(shi)顯(xian)然(ran)無(wu)須(xu)具(ju)備(bei)電(dian)子(zi)與(yu)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)的(de)背(bei)景(jing)知(zhi)識(shi);raner,dianrongshiquedaxiangjingting,qichenggongyingyongbujinxuyaochuanganqizhizaoduanlejieruhezhizaochuguangxueyujiegoushangyouzhidemianban,gengyaonengzaidianzixinhaoshangtigongwendingjunyunyugaozhiliangxinhao,IC處理才能依其優勢架構出不同的信號處理邏輯程序,以有效發揮電容式觸控麵板的整體效能。
換言之,擁(yong)有(you)電(dian)子(zi)背(bei)景(jing)的(de)麵(mian)板(ban)製(zhi)造(zao)商(shang)了(le)解(jie)如(ru)何(he)才(cai)能(neng)產(chan)出(chu)優(you)質(zhi)的(de)麵(mian)板(ban),它(ta)代(dai)表(biao)知(zhi)識(shi)實(shi)質(zhi)增(zeng)加(jia)到(dao)生(sheng)產(chan)優(you)勢(shi)的(de)過(guo)程(cheng),也(ye)區(qu)分(fen)出(chu)製(zhi)造(zao)業(ye)中(zhong)勞(lao)力(li)密(mi)集(ji)與(yu)知(zhi)識(shi)經(jing)濟(ji)的(de)基(ji)本(ben)差(cha)異(yi)。投(tou)射(she)電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)今(jin)日(ri)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)絕(jue)非(fei)僅(jin)僅(jin)隻(zhi)是(shi)IC供應的問題而已,而是如何與上下遊整合以創造麵板製造、IC供應及消費者三贏的局麵。
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