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綜觀新興觸控與驗證平台發展關鍵
材料驗證篇-觸控輸入裝置標準化已經來臨

【作者: 王岫晨】   2010年07月06日 星期二

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隨著觸控面板的應用需求朝多元化發展,其技術發展也將因不同的產品領域而有不同的方向。針對小尺寸的可攜式消費性電子設備來說,輕薄短小已是當然趨勢,因此適用於此類產品的觸控面板將朝更薄、更低成本的方向前進。



觸控應用的另一個重要領域,則是個人化通訊設備。由於各項技術逐漸到位,全球已然邁入一個全新的行動通訊世代,而可撓式觸控面板則是的重要的應用關鍵。觸控面板介面讓使用者可與其他使用者互動,藉此提高電子產品的附加價值,且互動平台也能帶來各式商業服務的可能性,商業效益非常龐大。



但同時,觀察目前的行動裝置發展趨勢可以發現,為了在單一畫面上顯示更多資訊與內容,行動裝置從智慧型手機、電子書到NB等,顯示器尺寸越來越大型化。



(表一) 觸控面板ITO導電膜市場分析<資料來源:琦芯科技>






































觸控面板主材料

結構

成本比重(%)

ITO Film

上部電極

45

ITO Glass

下部電極

40

銀膠

ITO面印刷連結上下層

8

FPC

外部電路連接

3

絕緣膠

電路絕緣保護

3

其他組件

構件

1




大尺寸軟性觸控方興未艾


工研院顯示中心經理貢振邦表示,正是由於要「擴大顯示面積」同時「縮小產品體積」,使得觸控設計與軟性顯示器擦出了火花,並結合為一體。而配合行動裝置顯示器尺寸增大,下世代的互動式顯示器,也將需要低耗能、大面積且耐撓曲之觸控技術。而由於既有技術在玻璃基版上遭遇貼合技術瓶頸,因此將需要軟性觸控面板技術來提高產品良率。



為了滿足未來軟性顯示器的需求,現有觸控技術勢必朝向大面積可撓式的方向發展,同時也要能降低貼合製程的成本。而大面積可撓式觸控的關鍵技術,則包括了低阻值高透光性的可撓式透明導電電極,以及高穿透率的觸控模組等。



貢振邦認為,目前有機會應用於軟性基板的觸控技術,除了光學式與表面波式觸控技術之外,包括電阻式、電容式、電磁感應與內嵌式等技術都有機會用於軟性基板上。



當然,目前市場上最火熱的技術,當然非投射電容式觸控技術莫屬。貢振邦指出,針對軟性投射式電容觸控的薄膜結構,大尺寸應用之關鍵在於ITO鍍膜技術,小尺寸應用關鍵則在於其光學特性。基板特性則是結構之關鍵。



新一代的觸控技術研發,當然離不開材料、結構與系統等議題。貢振邦說,目前工研院已經結合材料、光學、鍍膜與電學技術等,成功開發超薄投射式電容觸控薄膜技術,可以解決大面積貼合之技術瓶頸。而新誕生的技術諸如金屬導線感測電擊、In-Cell技術與互動回饋技術等,預計都可以滿足未來大面積可撓式的觸控應用。




《圖一 琦芯科技總經理許國誠認為,穿透式電容因光學、使用壽命等優勢,將在高階手機與NB擴大市佔率。多點電阻則將佔據中低階產品。》 - BigPic:800x640




ITO導電膜一枝獨秀


觸控面板市場正隨著多樣化的應用市場而不斷成長。而市場的大幅成長,也使得觸控裝置的標準化問題更型重要。琦芯科技總經理許國誠便認為,觸控輸入裝置標準化的時代已經來臨。



觸控市場成長,其重要零組件之一的ITO導電膜市場當然也跟著一枝獨秀,預期觸控面板用的透明導電膜市場將大幅成長。根據Displaybank的市場研究報告顯示,觸控面板用的透明導電膜市場,預計將隨著觸控面板的應用而擴大,未來四年將維持平均22%的成長率。



觸控面板主要使用的材料包括ITO Glass(氧化銦錫透明導電玻璃)、ITO Film(透明導電膜)、銀膠、軟性電路板(FPC)與黃光化學品等;電阻式觸控面板因產品設計的不同,而可能選擇使用ITO玻璃或ITO導電膜,以電阻式F/G估計,材料成本中透明導電材料的比例將高達八成。許國誠說,由於觸控面板市場已經確立的關係,上游關鍵材料將逐步放大,目前台灣有能力且已經量產觸控面板ITO導電膜的廠商,已達九家之多,本土供應大增。然而大部分依然以中國大陸市場為主,一線觸控面板廠採用者仍低。



許國誠也提及,以目前最常見的多點電阻式與穿透電容式兩種觸控技術來比較,兩者因為特性的不同,應用領域也漸漸呈現兩極化。穿透電容式因為具備光學、使用壽命等優勢,目前已在高階手機以及NB市場上佔有絕大部分優勢。至於多點電阻式,則因其成本、尺寸、手寫輸入等優點,逐漸站穩中低階產品市場,並擴大佔有率。



至於ITO導電膜與ITO玻璃的比較上,許國誠認為,ITO導電膜可同時適用於電阻式與電容式兩種觸控技術,比起ITO玻璃只能用於電容式,其彈性更廣。此外,ITO導電膜不管在成本、外觀、重量、與安全性方面的表現,都明顯優於ITO玻璃。



許國誠說,ITO導電膜的主要成長動力,除了中小尺寸電阻式觸控面板將持續使用之外,應用於AIO、NB的電阻式產品將會是另一成長來源。ITO玻璃的成長因受ITO導電膜替代的影響,成長率將逐漸趨緩。




《圖二 工研院量測技術中心副組長戴鴻名(左)認為,消費性電子產品將是觸控介面大幅成長的主要動力。》 - BigPic:800x515




觸控產業急需驗證平台


在觸控面板產業當中,成長率最高的首推手機應用領域。目前手機用的觸控面板市場,預期將擁有每年超過15%的高成長率,且滲透率還有十倍數以上的空間存在。此外,在台灣,觸控面板公司還名列台灣高價股的前五名之一。由此可見整體觸控面板市場擁有的榮景,這幾年並預期將近入高度發展期。



工研院量測技術中心副組長戴鴻名指出,觸控式介面的市場龐大,從消費性應用市場、商業性應用市場到公共性應用市場,涵蓋範圍非常廣泛。而包括電阻式與電容式等觸控面板,驅動市場大幅成長的主要動力,便是來自於最被看好的消費性市場,發展潛力也最大。在千變萬化的消費性電子應用市場中,相關的觸控設計也瞬息萬變,不僅多數觸控面板廠商都想更深入了解消費性市場的變化,目前也都將發展主力放在該市場區塊中。也因此,擁有一套共通性驗證平台與標準是迫切需要的。



戴鴻名認為,目前觸控面板發展上面臨的最大挑戰,包括製造成本偏高,以及良率的普遍偏低。此外,觸控面板與TFT-LCD的產業經驗完全不同,如導電玻璃厚度、導電玻璃電阻、Sticking殘影或應力等問題都相反。再者,目前觸控面板為了迴避專利問題,並進一步提升效能,以致於擁有過多種類的電極圖樣設計,這造成了製造與分析上的困難度提高。觸控面板產業還經常遇到過去所不了解的問題,也因為缺乏一套制式的標準及相關能力,造成觸控面板的檢測工具及效能評估方法極度缺乏。



戴鴻名表示,正因如此,目前觸控面板產業的當務之急,在於必須儘速建立產業檢測標準與驗證平台,做為產業上、中、下游產品品質檢驗的根據。次要則是建立包括材料、模組及系統產品標準量測方法與流程,由此引導出一套產業標準,並進而邁向標準的國際化。



戴鴻名也說,建立觸控產品檢測驗平台的目的,還包括提供檢測驗證專業服務,並扮演廠商間溝通平台,協助廠商解決可能面臨的問題,來創造最大的產品價值。



(表二) 觸控產品硬體成本分析(美元)<資料來源:資策會MIC>



















































































iPhone 3G(8G)

零件名稱

HTC Diamond

82.7

DSP/Memory/Power

68.7

38.8

GPS

48.8

25

LTPS觸控螢幕

22

18.2(8.3%)

Touch Panel

16.2(7.5%)

12

機構零件

15

10

其他被動元件及零件

10

7

照相模組

13

6

電池

5

5.9

Wireless

5.9

5

PCB基板

5

3

MEMS

0

3

Audio IC

3

2.3

G-Sensor

2.3

0

FM Radio

1

218.9

總合

215.9




結語


展望未來,觸控產業必須擺脫的首要問題,就是高成本與低良率。至於結合軟性面板與大尺寸化則是非常明確的發展方向。相信在標準化與驗證平台確立之後,廠商將更可無後顧之憂地致力發展,觸控技術的進一步普及也將指日可待。



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