觸控面板除了外掛式之外、還有將觸控感測元件做在TFT LCD彩色濾光片之上的On-Cell,以及直接整合於TFT LCD Array上的In-Cell技術,連蘋果也開始注意到內嵌式觸控技術的潛力;有IC業者與面板業者合作,開發出整合TFT LCD Panel與觸控感測元件的內嵌式觸控技術,同時支援多點的手指,觸控筆與雷射遠端輸入的應用,讓觸控技術有了更多無限想像....劍揚執行副總經理黃乃傑先介紹劍揚股份有限公司(Integrated Digital Technologies Inc;IDTI),於2003年進入台灣新竹科學園區,實收資本額新台幣4.8億元,員工人數為50人,產品為內嵌式觸控控制IC及觸控應用的解決方案。
放大劍揚執行副總經理黃乃傑說,內嵌式觸控技術的優點就是輕、薄、低成本。劍揚的商業模式為跟LCD液晶面板業者合作共同推廣In-Cell Touch內嵌式觸控解決方案,提供OEM/ODM/Brand大廠進行產品開發。
輕、薄、成本低,內嵌式觸控特色
黃乃傑接下來提到In-Cell指的是Inside the TFT LCD Cell,也就是一種在TFT LCD面板製造過程中,同步完成觸控感測元件製造的技術。內嵌式觸控技術的類型有:1.內嵌光學式(In-Cell Optical),將光感測元件整合於TFT LCD基板,可支援手指與筆寫輸入,目前採用的有Sharp、劍揚(IDTI)以及Samsung。2.內嵌電容式(In-Cell Capacitive),藉由按壓彩色濾光片造成形變所產生的電容值變化來計算座標。3.內嵌電阻式(In-Cell Resistive),藉由彩色濾光片下方與TFT元件上方的兩個電極壓合導通來偵測。4.外嵌電容式(On-Cell Capacitive),電容感測器設計於濾光片上方,感測手指碰觸時的電容/電場變化。
他指出劍揚內嵌式觸控螢幕的結構上,由上偏光片(Polarizer)、彩色濾光片(Color Filter)、TFT薄膜電晶體陣列層 (TFT Array Substrate)、下偏光片(Polarizer)與最底層的背光模組(Back Light)5層所組合。而光學感測元件內建於第三層TFT薄膜電晶體陣列層,既有的TFT LCD的面板製程不需要額外更動,可以比以往In-Cell的觸控面板製作流程提升,相對的降低製造成本。劍揚規劃的內嵌式光學觸控架構,把每一個TFT LCD畫素轉成一個光學感測元件,任何接近或碰觸在Pixel上所造成的細微光源的變化,藉由觸控IC的運算,就可以解析出觸控發生的作標點。
黃乃傑播放一段劍揚最新研發技術影片,展示內嵌式十指觸控技術的實際應用,透過與面板廠共同開發的21.5吋觸控螢幕,進行網頁搜尋、新聞瀏覽,透過觸控手勢的放大縮小,輕鬆擷取新聞片段;第二段則是進Google Earth搜尋紐約曼哈頓區,以觸控加手勢方式在螢幕上進行該區域2D與3D視野轉換、場景旋轉與縮小放大,直覺流暢地查閱地圖;第三段則是以雙手十個指頭同時做多點觸控,輕觸在螢幕上產生感應,以及手指於螢幕上書寫的應用。
同時,透過劍揚21.5吋內嵌式觸控面板的內部拆解照片,可以清楚看出觸控螢幕解析度可達到1920x1080 Full HD模式,相當於整個畫面有200萬個畫素/光感測點,藉由FPC排線將光學感測狀況傳輸到觸控控制IC進行處理。
各家內嵌式觸控技術發展的歷程
黃乃傑回溯至FPD International 2007年,各面板廠開始積極展示In-Cell觸控技術,包括台系面板廠4.3吋In-Cell電容式觸控面板,韓系面板廠12.1吋內建電阻式觸控科技(Intergrated Touch Sensor Technology;iTSP)的WXGA觸控螢幕及7吋WVGA的In-Cell光學感應式觸控螢幕,夏普(Sharp)則發表3.5吋In-Cell Sensor的觸控面板。
接著在FPD International 2008年,台系面板廠發表了on-Cell的多點觸控面板,混合電阻與電容感測的4.3吋混合式多點觸控,以及內嵌光學式(In-Cell Optical Touch)觸控面板技術,韓系面板廠則發表In-Cell多點觸控面板,夏普持續發表3.5吋內嵌光學式觸控技術。
最後夏普在2009年5月推出的PC-NJ70A Netbook小筆電,其觸控板就是採用夏普LTPS低溫多晶矽技術製造的In-Cell Optical Touch螢幕。劍揚於2009年12月量產21.5吋IS215P內嵌式筆式觸控螢幕。
劍揚內嵌觸控技術已廣泛應用於各產業
黃乃傑指出,目前全世界量產的內嵌式觸控都是光學式設計,這是因為內嵌光學式觸控技術,跟既有的TFT面板廠的製程技術最相容。劍揚內嵌式觸控產品已實際應用在教育、金融、醫療、設計及公家機關等各種產業。例如電子講桌、半導體測試設備、高雄監理站的多媒體問答系統、電子餐桌、教學實驗室、資料監控管理及射擊模擬系統等,都是劍揚近年實際導入應用的成功案例。
黃乃傑總結內嵌式觸控技術優點在於成本低,無須貼合、後勤簡化且無組裝時機構對準的問題;無額外厚度、無突起的邊框,可以更輕、更薄;提供豔陽下易閱讀的畫質,並支援手指與觸控筆與更多人即時互動,無鬼影與誤判現象,適用於1~100吋,也無須校正,不會偏移,無機械動作按壓造成的劣化現象。內嵌式十指觸控技術將於2012年開始導入量產,消費者可享受到更優質輕巧搭載觸控技術的終端產品。
<摘錄電子>2011/12/22

 

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