- 觸控面板技術(shù)特性將影響其最適合應(yīng)用
- 觸控面板成本與使用情境是未來技術(shù)發(fā)展的動力
- 觸控面板專利布局勝的分布
人機(jī)接口產(chǎn)業(yè)在長期的醞釀之中由蘋果計算機(jī)的iPhone手機(jī)正式鳴鑼揭開序幕，眾人驚訝連連，久久不能平息。觸控技術(shù)在以藍(lán)天為幕，昭日引導(dǎo)，響亮的前進(jìn)曲的氛圍中，引發(fā)廣泛回響，確為近年來產(chǎn)業(yè)界罕見的現(xiàn)象，因?yàn)椋?br />
(1)新人機(jī)接口引進(jìn)的新產(chǎn)品概念在一片了無新意的3C產(chǎn)品中活化了生機(jī)。
(2)模塊化設(shè)計概念下，日漸褪色的系統(tǒng)整合創(chuàng)意的末梢神經(jīng)突然恢復(fù)知覺，讓系統(tǒng)設(shè)計者在模塊組合經(jīng)驗(yàn)活化創(chuàng)意。
(3)新技術(shù)的引進(jìn)牽動整個上下游產(chǎn)業(yè)鏈重新組合換位，都認(rèn)為機(jī)不可失。
(4)應(yīng)用面積無遠(yuǎn)弗屆，NB、手機(jī)、PDA，掌上游戲機(jī)、MP3音樂播放機(jī)，導(dǎo)航系統(tǒng)、ATM提款機(jī)等受到全面的沖擊。
目前已發(fā)表的觸控技術(shù)有電阻式、表面電容式、紅外線式、投射電容式、電磁式、光學(xué)成像式、內(nèi)嵌光檢式及復(fù)合式(指電磁與電容式)等不一而足，各家各派各具優(yōu)缺點(diǎn)，并各自擁有其應(yīng)用面。雖然成本/性能是永遠(yuǎn)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但由于iPhone的出現(xiàn)使得觸控面板產(chǎn)生質(zhì)變，使得多手指觸控形成主流規(guī)格，并激發(fā)產(chǎn)業(yè)對人機(jī)界面的使用與應(yīng)用重新思考，進(jìn)而擠動各類觸控技術(shù)的使用版圖。
一、面板技術(shù)特性將影響其最適合應(yīng)用
就觸控技術(shù)而言，所謂的最適合應(yīng)用基本上得從兩個角度來討論：(1)應(yīng)用類別；(2)使用情境。
只要有屏幕做為輸出的地方，基本上都可外掛觸控面板做為輸入，但從應(yīng)用類別來看，觸控面板基本上可分為消費(fèi)性電子工業(yè)用及醫(yī)用電子產(chǎn)品，而使用情境則以筆控、指控、手寫/筆寫、多指、多人與環(huán)境的適應(yīng)性等為主要的考慮重點(diǎn)。在iPhone的推波助瀾之下，最適合應(yīng)用勢必產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的變化。
就消費(fèi)電子產(chǎn)品而言：手機(jī)、GPS、多媒體播放器、數(shù)碼相機(jī)等一般手持裝置，都在5以下等將由傳統(tǒng)電阻式由筆控為主轉(zhuǎn)為手/筆控、多手指的應(yīng)用，因此可預(yù)見投射電容式將成為主流。雖然電阻式目前以其成本優(yōu)勢(0.8-1/英寸)占大宗，但投射電容式成本每年以20%-30%的下降速度，估計至20年，將接近電阻式的價格，可推測至2012年，就5面板的應(yīng)用，電容將幾乎取代電阻式。
就中尺寸(5-10)的消費(fèi)電子產(chǎn)品如導(dǎo)航器、車載、小筆電、UMPC等而言，由于控制IC與面板的貼合技術(shù)的門檻較小尺寸高，因此取代的速度較慢，估計也將到2014年方能全面上路。值得注意的是，由于消費(fèi)性電子產(chǎn)品手寫輸入是個重要的使用情境，因復(fù)合式面板(筆寫/手寫)將會出現(xiàn)而產(chǎn)生另一波應(yīng)用需求。就小尺寸而言，電阻式至少在2010年前仍將維持價格優(yōu)勢，但投射電容式優(yōu)越的使用情境，勢必成為下一波小尺寸觸控面板的主流。
就工業(yè)用電子，如IPC、收款機(jī)、ATM、POS、醫(yī)療儀器面板、博奕機(jī)臺、電子告示板等使用情境不同的消費(fèi)性電子產(chǎn)品，其最適合技術(shù)也有所不同。主要以面板尺寸與使用情境及環(huán)境適應(yīng)性為考慮。如工業(yè)計算機(jī)需解決手套問題，醫(yī)學(xué)應(yīng)用則常需筆控輸入，需求嚴(yán)苛，不適合電阻式。因此可推測大尺寸觸控面板將是紅外線式超聲波式的天下，在多指應(yīng)用的使用情境，紅外線式則略勝一籌。
至于中尺寸(10-15)則屬于尷尬區(qū)，紅外線與超聲波式的成本無法與電阻式競爭，而目前投射電容仍無中尺寸(4.3)以上的解決方案。故中尺寸在短期內(nèi)仍為電阻式的天下，惟多指觸控的使用情境，10.4以下的投射電容式的面板如臺商升達(dá)科技(Sentelic)已著手開發(fā)。
至于其它觸控面板技術(shù)，如電磁式(N-ting)表面電容式，內(nèi)嵌光檢測式(友達(dá))、光學(xué)成像式(Microsoft)等，大都因成本與良率或使用情境無法在短期內(nèi)形成競爭優(yōu)勢，恐非長期飯票。簡而言之，未來：
(1)大尺寸應(yīng)用：以紅外線與超音波及電阻式為主。
(2)中尺寸(10-17)：電阻式為主流。
(3)中小尺寸(10.4以下)：投射電容式將會是主流。
二、成本與使用情境是未來技術(shù)發(fā)展的動力
即使在寒冬下，太陽依舊會從東方升起，市場上的發(fā)展也是，兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山。市場導(dǎo)向一直也都是成本與使用情境在推動，使用情境簡單的說，就是功能。而觸控面板上強(qiáng)調(diào)是與使用者的互動，因此使用情境更為貼切。使用情境需以舞臺的布景、道具、燈光等硬件設(shè)施與整個表演軟件內(nèi)容為相互搭配演出。在硬件上：多指觸控(多指偵測)、手寫、筆寫、手控、筆控等會是主要趨勢，由于目前面板技術(shù)還無法同時支持以上功能，因此新的面板技術(shù)或者復(fù)合式面板(如電阻式＋電容式，或電阻式＋電容，或電磁式＋電容式)將成為各家廠商研發(fā)的方向，如(美)N-ting開發(fā)電磁式與電容式的組合、美商WACOM開發(fā)電磁式與電阻式的組合，而臺商升達(dá)科技則著力電阻式與電容式的最具成本與使用情境的優(yōu)勢。
硬件最主要的核心，則是控制IC與ITO光學(xué)薄膜(ITOFilm)的貼合，壓合為主要障礙，其中ITO薄膜原是電阻式的技術(shù)。需轉(zhuǎn)換到電容式的結(jié)構(gòu)，估計難度不高，目前有日本的Nisha、臺商洋華、時緯、接口等廠商都積極與控制IC廠商臺美商新思、臺商升達(dá)、義隆電子積極配合，相輔相成。但關(guān)鍵在IC為開展使用情境，目前市面上并無控制IC可支持最終的使用情境。如無IC支持，軟件程序是無法完全支持的。如上所述，中小尺寸(10以下)的多指觸控、筆/手寫并進(jìn)、筆手控雙修，都在在影響未來應(yīng)用面及市場的發(fā)展。目前也有多家廠商積極投入在此一領(lǐng)域發(fā)展，觸控產(chǎn)業(yè)其實(shí)行之有年，無聲無息直到iPhone的多手指應(yīng)用方才引爆，平地一聲雷，但投射電容式觸控IC因其門檻相當(dāng)高，若非具相當(dāng)研發(fā)實(shí)力恐難完成。其主要技術(shù)門檻在：(1)系統(tǒng)噪聲的處理；(2)手指上的汗、油、膏、污的克服；(3)Coverlens或機(jī)構(gòu)保護(hù)面的厚度使感應(yīng)靈敏度降低；(4)人體體質(zhì)不同造成系統(tǒng)穩(wěn)定度降低；(5)在小尺寸應(yīng)用上手指分辨率低使光標(biāo)分辨率不易提升，往往使Demo容易，量產(chǎn)困難，若無長期經(jīng)驗(yàn)累積是無法克服量產(chǎn)的穩(wěn)定問題的。目前美商新思與臺商升達(dá)在此方面有長期基礎(chǔ)，其它廠商恐將需渡過一段學(xué)習(xí)曲線。
三、專利布局勝出的關(guān)鍵
至于ITO光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)上的專利更是多如牛毛，十多年來在觸控面板的發(fā)展，各家在專利上的布局已使這個產(chǎn)業(yè)地雷布滿各式觸控面板，當(dāng)然其原創(chuàng)者都會有所保護(hù)。單就投射電容式面板相關(guān)專利即有100多種。后繼者幾乎完全沒有插手的空間，目前在投射電容面板主要掌握在美國Synaptics(新思)、蘋果(Apple)及臺灣升達(dá)科技手上。舉個簡單例子，觸控板上必然要單擊/雙擊的動作(新思、升達(dá))，若要多手指偵側(cè)，那也是專利(升達(dá)、義隆)，若要在板子上做滑動(升達(dá)、新思、義隆)，多手指偵測后要做其它翻頁動作(Apple)，那些都是專利。目前因投射電容式尚未有多家及大量產(chǎn)品投入，可見不久的將來，一定刀光四射。
四、產(chǎn)業(yè)上下游的整合
由于觸控產(chǎn)業(yè)牽動整個產(chǎn)業(yè)鏈，因此產(chǎn)業(yè)上下游的整合將會是未來發(fā)展的重要觀察指針。投射式電容本身最大的障礙在于系統(tǒng)整合與應(yīng)用時的狀況，畢竟面板終究得安裝在屏幕上，其噪聲與系統(tǒng)其它電路所產(chǎn)生的噪聲極易對觸控產(chǎn)生干擾，造成定位不準(zhǔn)，若只是手勢應(yīng)用或許可行，若未來手寫與指針的應(yīng)用、控制IC便是關(guān)鍵；第二：因系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計致使Coverlens變厚，原則上問題將日益嚴(yán)重。另外，模塊廠是否需含客制化Coverlens也是產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的一大挑戰(zhàn)。最后，當(dāng)面板整合到LCD屏幕面板上的貼合，亦將考驗(yàn)制程的能力，因?yàn)槟壳懊姘遒N合良率本身也只有80%-85%而已，另一段的貼合勢必將使良率再低，而目前產(chǎn)業(yè)上下游整合的商業(yè)模式亦為明朗，除美商新思與臺商升達(dá)與臺商義隆電子等有較明顯進(jìn)展，其它尚未清楚有具體方案。
五、結(jié)論
就以上討論，在整個觸控技術(shù)在現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈，可有如下幾點(diǎn)結(jié)論：
(1)目前觸控面板仍以小尺寸應(yīng)用主(尤其是多指觸控)，而投射電容式面板勢將成為主流而逐漸取代電阻式方案。
(2)Demo不等于量產(chǎn)，目前多指應(yīng)用解決方案，Demo者多但可量產(chǎn)者少，其間仍有相當(dāng)大的距離。
(3)控制IC廠商本身的研發(fā)能量決定未來/電子/產(chǎn)品使用情境的發(fā)展。
(4)選擇當(dāng)面板技術(shù)是系統(tǒng)廠商最重要量。
(5)與控制IC廠商的合作關(guān)系攸關(guān)觸控面板廠商的生存。
(6)雖困難度高，但垂直整合勢在必行。
總結(jié)觸控面板技術(shù)，就多指觸控其技術(shù)成本及普遍應(yīng)用性來看，目前以投射電容式為發(fā)展主流，但仍有諸多的障礙需克服解決。
