近年来，人机互动功能已经成为消费性电子装置重要的特色之一。人类与机器间的自然互动的行为，首先是由视觉接受讯号，再藉由操作者的动作对设备下达指令，这其中显示器扮演了非常重要的角色，因此大部分的人机互动接口与显示设备都有着密不可分的重要依存关系。

制程、结构、材料及功能面并进

工研院显示中心经理贡振邦指出，由于目前的人机互动触控接口，用户大部分都是透过手指来进行操作，因此，产业界便以人机互动感测组件与显示器装置间的位置关系为主要依据，将产品设计归类为In-Cell、On-Cell及Out-Cell等三大类。所谓的Cell其实就是显示器上下基板间所构成的区域，其中，下基板内缘有下驱动电极，上基板内缘有上驱动电极，上下基板的电极间则为显示介质，目前例如LCD、OLED等都是这样的结构居多。而这三大类触控设计，In-Cell是将触控感测组件设计在上下基板所构成的区域内，On-Cell是将触控感测组件设计在上下基板的外侧，至于Out-Cell，则是在显示器上下面板以外加上感测装置，藉此来达到人机互动的目的。

In-Cell不单只做Photo Sensor，投射式电容也是适合的技术之一。尽管市场认为Photo Sensor可能会成为In-Cell主流技术，然而事实上却不是这样。贡振邦认为，这与算法、感测芯片尚未成熟有直接关联，此外产品定位也是关键的影响因素。

贡振邦说，为了降低成本、扩大使用面积并提高光学规格，触控技术将加强制程、结构、材料及功能面等方面的进展。在制程方面，主要是简化制程方法及设备，例如使用印刷制程取代传统的溅镀或蒸镀制程，如此便可大幅降低设备的建置成本。

另外，采用roll-to-roll的设备，更大优势是可以在生产速度大幅领先对手。目前此技术也是各家触控面板制造厂商积极发展的技术，不过目前产品的规格与价格多少都受限于材料的特性与制程良率，未来还有很大的进步空间。至于材料面的发展， 未来将着重在开发配合印刷涂布制程所需要的透明导电电极材料。至于应用方面，除了触控面板外，包括太阳电池及显示器都是该材料研发锁定的应用领域。

《图四 工研院显示中心经理贡振邦说，这波触控需求激长，如今已扩及台湾面板和彩色滤光片厂，他们正加紧研究垂直整合的一条龙生产模式。》

台厂研发一条龙生产模式

投射电容式触控面板无疑已成为智能手机的主流选择，但如何在更大尺寸的市场提供高良率、低成本且性能可靠的解决方案，则是触控业者致力于克服的研究方向。为了达到此目标，触控业者正朝制程改善及材料替代的方向发展，例如将ITO Sensor与Cover lens甚至连TFT都一同整合，以降低生产成本、使厚度变薄，更可避免贴合不良的问题。

工研院显示中心经理贡振邦说，这波触控需求激长及整合的趋势，如今已扩及台湾的面板和彩色滤光片厂，他们正积极重整生产线，转移中小尺寸产线来投产触控面板，并加紧研究垂直整合的「一条龙」式触控面板生产模式，以集团资源来满足品牌客户的产能及质量需求，并拉大与竞争对手的距离。例如由彩色滤光片（Color Filter；CF）厂转型的和鑫、达虹，以及用STN产线改造成为触控面板产线的胜华、全台、凌巨等，都是以玻璃的结构为主，也就是其所生产的Touch Sensor均是ITO Glass。

当然，此举将对规模较小的触控业者造成冲击，因而需提升自己的技术实力或客制化弹性才行。在新技术方面，可发展ITO之有机或无机替代材料、掌握软性薄膜及基板技术，或在Cover Lens的材料上采用新塑料材替代较昂贵的强化玻璃或PMMA塑料板。

至于在In-Cell、On-Cell及Out-Cell的结构面发展上，On-Cell目前并无太多变化，所采用的技术一般是以投射式电容为主，近两年较多变化主要集中在In-Cell 结构与Out-Cell 结构上。In-Cell触控技术所使用的方法有三种，分别感测手指施加在上玻璃基板上应力，所造成的形变影响与侦测光源对手指的相对明暗变化关系。

第一种较常用的侦测方法为利用上下基板间的间距变化，进而在上下基板制作一些特定的电极装置，利用该电极装置侦测电容值或做为电压开关使用。第二种方法则是利用环境光源或显示器的背光源，在下板的晶体管数组设计一些光感测组件与输出电路，侦测手指在显示器面板上方时所造成的阴影或反射的光影像。

至于Out-Cell方面，最早的Out-Cell投射式电容触控面板采用的是一般玻璃基板，或称为第一代触控面板结构。原本的系统产品在采用第一代的触控面板结构实现触控功能时，最少需外加一片触控玻璃，因此在光学特性上会造成一定程度的影响。

贡振邦说，目前In-Cell技术需藉由Pixel Design以及驱动及Pre-Signal Processing芯片来实现相关技术，对象以面板厂整合芯片厂为主。Out-Cell技术则以投射式电容及红外光学式为主，近期投射式电容技术以材料与制程为重点。

单层触控新战场成型

美国专利商标局上个月通过苹果4项专利申请，其中最重要的就是触控手势专利。这项专利早在苹果第1代iPhone就提出申请，主要涵盖使用一指或多指与触控屏幕互动时，系统会对该手势有所回应，且包括使用手指操作浏览器时，用户可以在不影响页面比例的情况下，单独缩小或放大网页嵌入的程序如地图等，该专利也相当于苹果拥有了电容式多点触控的操作所有权。如今苹果触控专利多不胜数，包山包海让相关业者直冒冷汗。细数目前苹果手中的专利，包括多点触控、屏幕解锁等，均已广泛运用在多数智能手机与平板计算机中，一旦苹果发动专利战或开放授权，非苹果阵营的业者都将面临法律诉讼、或者索讨高额权利金等情况，十分不利。

SuperC_Touch总经理李祥宇指出，事实上，第一场的触控面板争夺战胜负已定，使用双层结构的Apple是唯一的赢家，而代工的宸鸿也得利，后进业者很难撼动其地位，就算在群雄中胜出，也难再有高获利。也因此，台湾触控面板业者正积极筹划触控面板的新一轮争夺战，包括单层结构的触控面板、Touch on Lens、Touch on Cover等，各路人马来势汹汹。但不论是在Cover Lens上做跨桥菱型结构、Cover Lens做ITO黏合ITO薄膜，或Cover Lens上作ITO黏合On Cell上作ITO等方法，都将面临良率问题、LCD上V Com层的干扰，以及Cover玻璃表面硬化处理的问题间做取舍。

《图五 SuperC_Touch总经理李祥宇指出，Touch on Lens的好处，在于材料成本最便宜、光学特性最好、重量最轻，因此可以使用在非显示屏幕上。》

不跨桥、不双层、少贴合

李祥宇说，SuperC_Touch提出最新的作法，可以达到最低成本，就是在Cover的玻璃上做单层的ITO，然后用光学胶直接黏在LCD面板上，但此法必须解决印刷面与玻璃强化的问题。或是将如图的Pattern做在薄膜上再贴合Cover玻璃，压合软板后黏合LCD面板，如此一来就不需解决印刷面与玻璃强化问题。

然而要完成上述的结果必须克服最大的困难是V Com讯号的干扰，因为Sense层与LCD V Com层只间隔一层薄玻璃，互相干扰会更大，SuperC_Touch的技术不怕噪声，正好可以克服这个问题。

李祥宇说，使用传统方法跨桥的部份会造成良率与生产成本的增加，尤其顶盖最后也需做各种加工，非常容易毁损跨侨部分的微结构，这是所有触控面板厂心中永远的痛，以及新进者的最大障碍，V Com层的讯号干扰也难克服。其他使用双层结构者，则要多面临成本较高的问题，所以如何设计不用跨桥、不要双层、最少的贴合，又可提供多点触控的新触控面板结构，将会是未来的触控产业发展的新战场。

《图七 如何设计不用跨桥、不用双层、最少贴合，又可提供多点触控的面板结构，将是未来的触控新战场。》

Touch on Lens渐成气候

一般的电容式触控面板，其结构都是采用在Cover Lens保护玻璃（或者PET薄膜）之下，加上一层Touch Sensor的多层化结构，这样的结构除了增加设计难度、且提高成本也耗时。电容式触控的终极方案，就是只用单层的保护玻璃就可以完成触控的功能。这种将所有的Sensor电路全在保护玻璃上的方式，可以达到最薄最轻的结构、最低的材料成本、最低的生产设备成本投资、以及最大的触控面板产出能力。要能符合这些条件的，才能真正达到市场的需求。

据了解，Touch on Lens（Sensor-on-Cover）技术减少了投射式电容触控面板的结构层。有些触控模块厂商早就开始提供这种结构的触控面板产品，但直到2011年初，许多品牌厂商例如NOKIA、Apple、Samsung等，才开始要求更轻、更薄、更有成本竞争力的触控面板，此举预计将有助于Touch on Lens技术的加速普及。

由于传统投射式电容触控面板必须使用1～2片玻璃制作成Touch Sensor，加上Cover Lens，造成复杂的结构。因此，触控面板模块厂商正积极将触控传感器整合到表面盖板，希望能降低材料成本、减少触控面板模块的厚度和重量。

成本低、特性好、重量轻

SuperC_Touch总经理李祥宇指出，Touch on Lens的好处，就在于材料成本最便宜、光学特性最好、重量最轻，因此可以使用在非显示屏幕上，如镜子、桌子、窗户、自动贩卖机，或是取代键盘以及各种按键。应用上以工业用、军用、户外用途与外挂式触控为主。

虽然各触控模块厂对于这个新制程有不同命名，包括Touch on lens、one glass solution、window integrated sensor touch、direct patterned window、G2等等，但这些其实都属于将触控传感器整合到表面盖板的方法。每个方法都采用了1片玻璃（或者是塑料复合膜），作为表面盖板和触控传感器的基板。

李祥宇说，在Touch on Lens的发展现况上，国内目前已有许多厂商采用一层玻璃贴合一层薄膜（X,Y轴）的方式，大陆则有厂商采用三角形的单层结构。至于使用菱形的立体结构，由于目前良率问题尚无法克服，因此仍待技术进一步突破。

Touch on Lens在开发上存在许多挑战，例如是要先处理后镀膜，还是先镀膜后处理。而强化过程中的破片与刮伤、印刷面的处理、使用的镀膜Pattern、导电薄膜的阻抗，以及与LCD Vcom层之间的电容耦合等问题。李祥宇表示，Touch on Lens的可行架构包括使用三角形Pattern的单点触控、使用SuperC_Touch圆型结构的多点触控等方式。先完成切边、导角、钻孔、强化，再用网版印刷制作印刷层与ITO导电层，银胶导电层。

此外，整合触控传感器的触控面板新技术，还包括on-Cell和in-Cell。on-Cell是将触控传感器整合到显示器面板上（例如TFT-LCD等等），in-Cell则是将触控传感器整合到彩色滤光片。这类技术的首选将会是显示器面板制造商，因为它们将有能力充分利用其显示器与触控产能，而触控面板也将不再另需基板。