2014觸控面板趨勢 電容式多點觸控獨領風騷

由於行動裝置的流行以及穿戴式裝置的興起，使得各廠商無不使出渾身解數，推出各種等級的產品來吸引消費者選購。近年來在智慧行動裝置越來越輕薄短小、價格越平價、市場競爭越激烈的趨勢下，系統廠在觸控面板的選擇上也趨向選擇具備成本優勢的解決方案，來追求更高毛利；而觸控面板相關業者也提出各種成本更低、觸控效能更佳、體積更輕薄等解決方案，來滿足系統廠商的需求…

觸控輸入技術早期應用在軍事與科學領域，直到1980年技轉至民間之後，開啟了各式應用，如ATM、POS機、Kiosk等等。而PC產業也曾嘗試導入觸控技術，透過手指、手寫筆等輸入方式，來提升操作介面。隨後PDA、手機、掌上型遊戲機等消費性電子產品也紛紛採用觸控設計，讓資料輸入與操控更加方便。

直到2007年起蘋果率先點燃iPhone智慧手機市場的戰火，以全螢幕觸控輸入等直覺的使用者介面，締造出智慧型手機與後來iPad平板電腦市場銷售佳績。隨後Google與微軟推出全螢幕觸控介面的作業平台，並與各系統廠商合作，一同角逐龐大的手機、平板、筆電等市場，也改變整個IT/CE市場生態至今。

觸控產業紛聚焦  電容式獨領風騷

由於行動裝置具備多點觸控能力，使得採用電容式多點觸控技術的觸控面板已成為主流。在市場激烈競爭的態勢下，系統廠商寄望選擇具備成本優勢的觸控面板解決方案，以提升毛利。而面板與觸控相關業者也在近年來，透過各種合作、併購的手段，取得最新技術與專利，來加速研發出各項最新的應用與解決方案。

外掛式變嵌入式  觸控技術大革新

為了降低觸控面板的生產成本，相關業者從早期外掛式(如GFF、GG)等作法，逐漸走入嵌入式的平面觸控面板解決方案，包括將觸控螢幕整合與外蓋類(如G1F、OGS)，或整合與螢幕類(如On-cell、In-cell或Hybrid)等作法。

此外，因應穿戴式裝置的興起，衍生出小尺寸曲面觸控的需求；而在大尺寸部份，也有廠商推出曲面電視。在SID 2014年展覽中，許多科技大廠展示了其曲面顯示技術與相關產品，包括三星、LG、Futaba(雙葉)、友達、群創、Sharp(夏普)、ASU、Nokia、華星光電等廠商，都有展示自家的曲面顯示技術。

目前全球觸控面板產業，主要以投射式電容(Projected Capacitive；PCAP)為研發主軸，為了讓平面或曲面？可撓式面板貼合完整，觸控面板技術相關業者也紛紛導入許多替代材料解決方案，以及各種其他製程方式。

除了降低成本、提升光學效能，導入新技術也可提升產品的品質，幫助廠商開拓新的藍海市場。以台灣與大陸觸控面板產業為例，2014年趨勢，已朝向採用新ITO替代性方案、On-cell嵌入式技術以及全貼合技術等三大方向來發展。

各ITO替代性材料與技術比較

ITO(氧化銦錫)的主要特性是其「電學傳導」和「光學透明」的組合，適合用來做觸控感應層的材料，以開發出LCD、OLED、電漿等觸控顯示器產品。然因ITO材料昂貴，且ITO層較為脆弱，缺乏柔韌性，無法做出可撓式面板，加上昂貴的層沉積要求真空，因此觸控材料廠商們積極研發出ITO替代品，以提供製程成本更低、觸控效能更佳，同時具有ITO(透明、高耐用性)等優點的產品。

據調研機構NanoMarkets預估，ITO替代品的市場規模，自2014年起將有爆發性的成長，未來將有超過80億美元。目前在ITO替代性方案中，主要有Silver Nanowires(奈米銀線)、Metal Mesh(金屬網格)、PEDOT/Conductive Polymers(導電聚合物)、Graphene(石墨烯)、Carbon Nanotubes(奈米碳管)、ITO inks(ITO油墨)等技術。

「奈米銀線」技術目前已成熟。其延展性(Flexibility)優於ITO，色偏(Color shift)亦比ITO低、光透率高。由Cambrios提出的專利ClearOhm材料，具備超高透光率(>98%)與每平方呎30~150歐姆的高導電等特性。此外Carestream、BlueNano、工研院也有這類產品，是市場看好的ITO替代品之一。目前應用該技術的產品有：華為的Ascend、LG和聯想的AIO、GVISION的POS螢幕等。

「金屬網格」技術，其形狀像是將極細的金屬線組成烤肉架，做在觸控感應器上，其優勢在於阻抗低(小於10歐姆)、資本支出非常低、製造成本比ITO稍低、透明度比ITO佳、光透度最佳、可撓度高，加上技術成熟，因此有許多廠商加入角逐的行列，包括韓商MNTech (2012年底供貨)、Atmel的XSense(2013上半年推出，已有手機和7吋平板使用)、富士軟片(Fujifilm，2013第二季推出)、UniPixel的UniBoss(2013下半年推出)，以及3M、PolyIC，此外也有大陸廠商上市。

不過「金屬網格」在線細化過程中，必須減少觸控感應面積，使觸控訊號降低，讓不少觸控IC支援度降低；加上為解決眼睛看不到金屬線(須<5微米)，以及金屬反射、材料氧化等問題，製程費用也跟著提高，因此是否導入金屬網格，則必須仰賴廠商的製程技術與觸控整合技術。

至於「導電聚合物」則是以具備延展性佳、材料價格超低等優勢，成為市場矚目的技術之一，其供應商有Agfa(愛克發)、Fujitsu、Molex、Oji Paper等。而「奈米碳管」技術，則擁有最佳的延展性，色偏最低，材料價格亦低於ITO，亦是市場看好的ITO替代品之一，供應廠商有Eikos、Canatu(Carbon nanobuds碳球混合物)、SWeNT、Unidym、新奈材料等廠商，群創、工研院亦在推廣。

至於最新的「石墨烯」，則是當今世上最薄、最堅硬的奈米材料，幾乎完全透明，只吸收2.3%的光，電阻率最小(比銅或銀還低)，是整體效能最佳的ITO替代性材料，然而售價也最高。目前市場有三星、Sony等大廠在推動量產。

綜合以上各種ITO替代性方案的優勢，全球觸控面板業者在未來5年內，將會有50%的PCAP感應層改用ITO替代品來製作。

On-cell嵌入式技術與大廠抗衡

在外掛類的觸控技術中，2012年觸控面板廠商將「單層多點」的圖案技術，應用在GF1的架構上，可省去GFF結構的一張ITO薄膜和光學膠，降低製造成本。2013年開始有廠商將單層多點應用在嵌入類領域，與螢幕做整合，推出On-cell的觸控解決方案。由於單層多點On-cell觸控方案僅需單層光罩，可讓生產成本更低，適合應用在中低階智慧型手機市場。

單層多點On-cell觸控方案，可改善過去採SITO圖案之GF1技術的良率和成本，提高面板廠生產意願，相較於蘋果的In-cell和三星的On-cell (AMOLED)技術都定位並應用在高階機種產品，單層多點On-cell嵌入式觸控方案則定位在中低階智慧型手機市場，且台陸供應商多能提供此方案，因此對品牌廠商而言，可以解決採購時的單一貨源的顧慮。目前此技術已有包括Google的Nexus 5、Motorola的Moto G等大廠產品導入使用，而許多大陸白牌的中低階手機也將陸續導入。

光學品質再升級  全貼合時代來臨

早期觸控技術是採用外掛式(結構是外蓋+觸控層+面板層)，近期紛紛導入外蓋嵌入式(結構是外蓋觸控層+面板層)，而在進行層貼合時，廠商利用口字貼合(edge lamination)方式，亦即透過黏貼雙面膠黏貼在四周的鐵框上，將外蓋與觸控面板固定並壓合起來。這種生產方式雖然成本低、良率高，但由於觸控層與面板間有空氣層，會造成光學折射現象，產生光學效果降低、對比較為模糊、結構強度較低等缺點。

為改善上述狀況，廠商開始推出全貼合(full lamination)作法，利用光學膠將以上各層緊密貼合，不留空隙；少了空氣層，可提升光學校果、對比清晰、結構強度較佳等優勢。如今觸控相關業者在5吋以下小尺寸的全貼合技術已經成熟，良率也高，且生產成本只比傳統口字貼合多約15%~20%而已。

因應全貼合時代的來臨，許多一線品牌大廠甚至大陸品牌廠商的主流與高階手機，紛紛導入全貼合技術。未來將有更多廠商在其手機、平板、筆電、AIO等產品導入全貼合技術，以增加產品高品質形象與市場賣點。