根據iSupply報告指出，預計於2012年觸控螢幕手機出貨量將逼近4億支。多年來觸控技術已被廣泛運用在包括像PDA等其他裝置，而台灣宏達電（HTC）的觸控手機率先大規模在美國市場搶灘，於2007年6月搶在iPhone問市之前就開始銷售HTC Touch。不要誤以為iPhone上市才在消費性電子市場引燃這波觸控的熱潮。有趣的是，iPhone的成功關鍵在於發揮創意，並引進4項關鍵技術優勢：電容式與電阻式觸控螢幕、玻璃與塑膠材質外殼、「無邊框」的工業設計、以及手勢操作的導覽功能。由於電容式觸控螢幕技術在背後的支持，上述這些功能才得以開發成功（並將持續改進）。

電阻式技術「OUT」、投射式電容技術「IN」！

唯一最關鍵的技術轉變，大概就是從電阻式轉移至電容式觸控螢幕。事實上，iSupply預測在2011年，搭載觸控螢幕的手機中約有25％會從電阻式轉移至電容式螢幕。在過去幾年，PDA觸控螢幕紛紛採用觸控筆作為操控介面的引導方式，並運用電阻式觸控技術。

電阻式觸控技術特性

電阻式觸控螢幕包含一個高彈性的覆蓋頂層、接著是ITO導電膜（氧化銦錫─一個高透明度的導體）、隔空層、以及另一個ITO層。面板運用4條導線連結至ITO導電膜：兩條線分別連至「X層」的左右兩側，另兩條線連至「Y層」側邊的上方與底部。

《圖一　電阻式面板與高彈性的覆蓋頂層的技術，逐漸被投射式電容技術所取代》

在電阻式面板中，當高彈性覆蓋頂層被按壓直到接觸到下方薄膜，就可偵測到按壓事件。系統以兩個步驟來量測按壓的位置：第一，由一個已知的電壓來驅動「X軸右側」，並將「X軸左側」傳送到接地線，並從Y感測器讀取電壓值。這個步驟可推算出X軸座標。另一個座標軸再重複同樣的程序，即可推算出手指的確切位置。

電阻式系統許多常見的問題

電阻式系統常見的問題包括：

• ●最頂層薄膜過於柔軟，按壓時感覺過度凹陷；





• ●高彈性的覆蓋頂層容易被刮損，尤其是使用觸控筆時；





• ●電阻式面板長久使用後靈敏度會下滑，因為高彈性覆蓋頂層與和絕緣體產生磨損；





• ●電阻式面板的平均透明度為75％，投射式電容面板的透明度約為90％；





• ●電阻式觸控螢幕需要定期校正，以期能偵測到手指與螢幕圖示接觸的位置。

投射電容技術優勢浮現

相反地，投射式電容觸控螢幕，無須移動任何零件。LCD與使用者之間，只有ITO導電膜與玻璃層，這些材料的透明度接近100％。投射式電容感測硬體包含一個玻璃材質頂層，下方依序是X軸座標感測器陣列、絕緣層、Y軸座標感測器陣列、以及玻璃基板。有些感測器供應商開發一個單層感測器，其中把X與Y軸座標都整合在同一個ITO層，並使用小型的橋接元件。

這種全玻璃材質的觸控表面讓使用者能在整個螢幕上得到堅實、流暢的觸感。顧客都偏愛玻璃材質螢幕，因為能賦予終端產品外型輪廓流暢的工業設計，設備中還有優異的技術可用來掌管觸控動作。

玻璃：透明的魅力

玻璃絕緣材質的優勢

玻璃材質除了其透明的工業設計優勢，由於本身所具備的各種電子特性，也非常適合應用在觸控螢幕方面。大多數人不瞭解的是，實際上觸控螢幕是從使用者手指來量測電荷。事實上，使用者做的是協助形成一個電子連結，讓觸控螢幕控制器能偵測到觸摸按壓發生的位置。

玻璃通常被認為或當做是一種絕緣材質，亦稱為數位電子介電材料，能抵擋電流的流動。玻璃經常被用來阻擋電的流動。但當用作為觸控螢幕的電容式電路時，使用玻璃則成為一項優勢。

ITO導電層搭配玻璃的設計

明確地說，在一個平行板電容中，電路含有兩個導電表面，兩者中間有一個絕緣體（玻璃）。ITO導電層是一個導體，使用者的身體也是導體，玻璃則是一個絕緣體。當使用者觸碰到螢幕時，本身也成為電容的一部分。觸控螢幕控制器會量測電容中的電荷變化，藉以偵測按壓的事件與位置。

系統的「電容」和其中一個層板的表面積（A）(成正比，並和層板之間的距離（d）成反比。其關係為：C=A/d，這裡的是層板間絕緣材料（或介電材料）的介電係數。在電容式觸控螢幕中，其中一個層板是ITO感測器，另一個「層板」則是使用者您的手指！

玻璃訊號強度高

玻璃與壓克力（塑膠）覆蓋層是現今業者採用的兩種材質。玻璃在觸控方面的優勢勝過塑膠。玻璃的介電係數為6，樹脂玻璃的介電係數為3。相較之下，空氣的介電係數為1。假設厚度相同，相較於壓克力覆蓋層，玻璃覆蓋層能提供兩倍的訊號強度。更強的訊號能帶來更高的感測精準度，並更能容忍更多的LCD雜訊。

《圖二　玻璃介電係數、距離、以及導電體表面積之間的關係》

玻璃耐刮且均勻

玻璃材質還有其他優勢：玻璃比塑膠更耐刮，且玻璃的均勻表面能在上面覆上ITO層，而且能加熱到極高溫度。這讓ITO能非常均勻地分佈在玻璃上，提供一致的電氣效能。高溫是相當重要的因素，因為ITO在受到高溫烘烤時，會從淡黃色變成透明。

新工業設計流行風

玻璃材質的觸控螢幕不僅改變觸控辨識的電子特性，它們還提供前所未有的工業設計（ID）─「無邊框」產品。由於玻璃具備優異的堅固性，覆有ITO的玻璃在背面可加上一層黑色材質來蓋住電路，玻璃可置於產品的邊緣，創造出新一波的工業設計流行風。

除了在觸控螢幕實體上的改變外，觸控螢幕的技術也帶動在行動裝置中軟體互動的新風潮。

創新的使用者經驗（UX）：手勢革命運動

或許最重大的使用者經驗（簡稱UX）的改變，應該就是從過去的選單式接觸按壓產品，轉向以圖標或圖案為基礎的手指導覽模式。以往觸控螢幕都需搭配觸控筆來操作。如今電容式觸控螢幕能精準地推算出手指中心位置，精準度可達0.5mm。由於具備如此高的精準度，就不再需要觸控筆，並能完整發展出許多新的介面技術。

操控手勢因投射電容技術而實現

除了圖標式導覽外，最重大的進展就屬「操控手勢」的發明。現今手勢包括 「滑動」、「橫移」、「雙指移動」、或「縮放」等。這些簡單的操作方法，讓手指在觸控螢幕上的組合活動，轉換成在螢幕上有意義的操作指令。但在電容式觸控螢幕建置成實際產品之前，由於在其他設計中的反應速度過慢，因此手勢的操作功能一直無法實現。投射式電容觸控螢幕結合高解析度與高速的感測功能。這種強大的組合，為使用者經驗開創出許多新的可能性。

《圖三　藉由追蹤X/Y軸座標與多點觸控的「操控手勢」，革新了使用者操作介面模式》

手勢操作變化無窮

當人們習慣使用手勢來操作後，就會要求更多功能。手勢令人驚喜之處，並不只是侷限於目前應用。想像一下，您可以在使用其他應用功能時，還能同時調整音樂播放器的音量。目前許多產品藉由擴增滑桿與縮放功能，取代滑鼠上的滾輪。下一步將是「隨時啟動」的全域手勢，就像筆電上的多媒體快捷鍵。例如：用一個手勢可立即啟動電話應用，另一種手勢能跳至播放清單裡的下一首樂曲。

多點觸控／全區輸入已成主流

下一代的觸控裝置將透過「多點觸控」或「全區輸入」的功能來操作。這種功能可辨識螢幕上數量無限的按壓事件。能夠偵測到每個觸控事件發生的確切位置，並可設計演算法來排除假性的手指按壓訊息（例如：手指劃過手機螢幕）、支援複雜的手勢（諸如三或四根手指的手勢，組合成獨特的操作功能）、以及手掌辨識（拿起手機時的「啟動」與「關閉」）等功能。事實上，觸控螢幕產業體系的創新，將持續為市場注入新活力。

持續的創新：更多元的觸控螢幕功能

將於今年秋天問市的Windows 7帶來更多直接內建在作業系統中的手勢辨識功能。報導指出，Windows Mobile 7也將在不久後推出。預計將有更多PC製造商將利用Windows 7的新觸控功能。搭載觸控螢幕的PC產品目前尚未普及，市面上也還沒有許多吸引消費者的觸控螢幕筆電，目前也沒有太多誘因吸引軟體應用程式加入觸控功能。但這種狀況將很快改變。最近SONY宣布計畫在今年秋天推出搭載觸控螢幕的VAIO筆電，HP與Asus也已然在今年稍早推出相關產品。

根據IDC報告指出，在去年僅有1％的筆電搭載觸控螢幕，總量為140萬台。隨著新型螢幕約為10吋的Netbook的風潮席捲市場，預估搭載觸控螢幕的機種，其比率將會變化。其中一項關鍵因素，就是搭載大尺寸投射式電容觸控螢幕的機種，其價格將會調整。觸控軟體的產業體系將持續建構發展，針對其他先進功能的消費性需求將持續增加。

電容式觸控將在許多領域出現大幅進展，包括防水、使用被動（或無線、免供電）觸控筆、手寫與象形文字辨識、上方停滯或近距觸控功能（能在按鍵前顯示圖標或圖示功能）。

觸控應用方興未艾

當iPhone 與其他新型觸控產品在全球各地創下驚奇成就之際，背後要歸功於許多真正瞭解這些技術的人士。若沒有觸控螢幕技術的進展，現今觸控手機的成果，只會是另一種使用觸控筆的電阻式觸控手機。隨著從電阻式轉移至電容式觸控螢幕、發明「手勢」操作功能、以及高透明度的堅實玻璃螢幕，觸控螢幕已為觸控技術啟動消費性市場的風潮。而您的下一款產品是否能掌握這波潮流呢？

（本文作者均任職於美商賽普拉斯Cypress半導體）