為了改善行動(dòng)裝置的薄化設(shè)計(jì)需求，原本行動(dòng)裝置的觸控屏幕大多采行GG玻璃觸屏設(shè)計(jì)，GG觸屏設(shè)計(jì)雖可讓觸控屏幕的透光性大幅提升，但實(shí)際上GG觸屏在貼合成本較高、良率也因此受限，而后繼的in-cell技術(shù)、out-cell觸屏技術(shù)分別自不同角度考量觸屏薄化策略，技術(shù)逐漸成熟也分頭搶占應(yīng)用市場(chǎng)…
In-cell與out-cell觸屏技術(shù)，主要是用來改善行動(dòng)裝置的薄化設(shè)計(jì)需求。早期使用GG(Glass-Glass)觸屏技術(shù)，大多把薄化設(shè)計(jì)著眼于電路載板、元件上面，或使用高效能的鋰聚合物電池進(jìn)行產(chǎn)品厚度改善，但實(shí)際上透過改善元件厚度與載板優(yōu)化能改善的薄化設(shè)計(jì)已相當(dāng)有限，行動(dòng)裝置開發(fā)商需要找尋更積極的產(chǎn)品薄化設(shè)計(jì)方案。
行動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 元件面臨積極薄化挑戰(zhàn)
不只是關(guān)鍵零組件、載板、電池已面臨薄化設(shè)計(jì)瓶頸，原有大量使用的GG觸屏的電容觸控設(shè)計(jì)方案，也存在著觸屏結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、產(chǎn)品厚度薄化不易問題。
因?yàn)镚G若不動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能薄化處理的部分僅在玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度與厚度的優(yōu)化，但若結(jié)構(gòu)不變，每個(gè)材料的積極薄化也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)觸控模塊的材料強(qiáng)度受影響。這或許在常規(guī)筆記本或是搭載觸控屏幕的桌上型計(jì)算機(jī)影響不大，但若在行動(dòng)裝置產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的厚度比不上同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品，進(jìn)而影響產(chǎn)品銷售實(shí)績(jī)。
在講究高度薄化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，GG觸屏原有受矚目的高透光性，在新一代的in-cell/out-cell觸屏方案中，都因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)化，相對(duì)也使得原有的觸屏得益于結(jié)構(gòu)優(yōu)化使得透光率也能相對(duì)提升，原有GG的優(yōu)勢(shì)已越來越低，而GG結(jié)構(gòu)的成本、良率問題也使得產(chǎn)品業(yè)者必須找尋新的觸屏方案。
in-cell技術(shù)難度高 集成不易
所謂in-cell觸屏方案，為內(nèi)嵌于LCD高度集成的觸屏設(shè)計(jì)方案，又分為單邊與雙邊(Single side) touch sensor設(shè)計(jì)。單邊touch sensor為將Tx/Rx集成于一片式設(shè)計(jì)，感測(cè)層覆于彩色濾光片的下方進(jìn)行貼合;而雙邊(Double side) touch sensor設(shè)計(jì)為將touch sensor Tx與Rx分別置于LCD結(jié)構(gòu)的上、下方，就制程工法來說單邊touch sensor因結(jié)構(gòu)單純，在制作程序上可以更簡(jiǎn)化。
不管單邊或雙邊touch sensor的in-cell設(shè)計(jì)，都必須在面板制程進(jìn)行深度集成，同時(shí)還要考慮觸控訊號(hào)經(jīng)感測(cè)擷取后的信號(hào)質(zhì)量，亦必須考量液晶屏幕因?yàn)轵?qū)動(dòng)(Driving signal)所需的訊號(hào)排除干擾，對(duì)現(xiàn)今流行的超高分辨率屏幕，也相對(duì)增加了in-cell觸屏設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)難度。
in-cell觸屏設(shè)計(jì)方案，雖可以使觸控屏幕達(dá)到極度薄化的設(shè)計(jì)目的，但實(shí)際上因?yàn)楦纳圃O(shè)計(jì)必須由面板廠進(jìn)行深度改善，對(duì)于特殊尺寸或小量設(shè)計(jì)將造成成本負(fù)荷，影響終端產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
此外，in-cell的觸屏感測(cè)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用環(huán)境，因?yàn)楦袦y(cè)Tx/Rx與顯示屏幕高度集成，顯示屏的驅(qū)動(dòng)與控制信號(hào)干擾也會(huì)大幅影響觸點(diǎn)感測(cè)的質(zhì)量，在開發(fā)in-cell觸屏產(chǎn)品時(shí)不只要面板廠深度集成，也要配合觸控IC業(yè)者共同投入，才能開發(fā)出較佳的in-cell觸屏集成方案。目前在應(yīng)用市場(chǎng)方面，仍以小尺寸導(dǎo)入in-cell觸屏方案較具效益，在中大型顯示屏幕產(chǎn)品上，in-cell仍需克服產(chǎn)品良率與成本優(yōu)化問題。
out-cell使用彈性大 相關(guān)技術(shù)多元化發(fā)展
若為了縮減觸屏模塊成本，除in-cell外也有越來越多業(yè)者投入out-cell的觸控集成方案。
所謂的out-cell即是將感測(cè)模塊與顯示模塊分開，象是早期iPhone使用的GG觸屏方案，后觸控模塊廠為了優(yōu)化GG感測(cè)結(jié)構(gòu)，也推出GFF(Glass-Film-Film)、G1F(Glass-Film)、Glass Only(G2)等技術(shù)方案。其中GFF、G1F均需使用銦錫氧化物ITO(Indium Tin Oxide)膜，為使用薄膜制作感應(yīng)層;至于GG、Glass Only則是采行在玻璃基板材料上，使用濺鍍方式在玻璃上涂布ITO Pattern，達(dá)到如同GFF、G1F的ITO薄膜感測(cè)效果。
從材料特性觀察，使用薄膜式ITO膜姑且不論使用層數(shù)，只要用了塑料薄膜，雖然成本變低，但也會(huì)間接影響整個(gè)顯示屏幕的透光率，使得產(chǎn)品的顯示系統(tǒng)必須加強(qiáng)LED背光亮度表現(xiàn)，些微影響產(chǎn)品的電力續(xù)航能力。至于GG與Glass Only由于是采行在玻璃上濺鍍感測(cè)層設(shè)計(jì)，使用玻璃基板好處在透光性極高，影響顯示的問題較少。
從結(jié)構(gòu)上來看，使用薄膜式方案必須透過減少ITO薄膜來優(yōu)化產(chǎn)品特性，等于使用的薄膜數(shù)量越少，自然在整體透光性也可獲得顯著改善。而薄膜數(shù)量若能利用新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少使用層數(shù)，自然也可在產(chǎn)品的成本結(jié)構(gòu)達(dá)到精省用料的目的，有助于增加終端產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
GFF/G1F薄膜制法成本低 但模塊透光性略遜一籌
以GFF技術(shù)方案觀察，GFF結(jié)構(gòu)上需要至少兩層ITO薄膜，ITO薄膜的供應(yīng)來源主要由Nitto Denko等日系廠商供應(yīng)，使用多層次ITO膜原本就會(huì)影響透光性，薄膜供貨源受限也相對(duì)使GFF成本增加。至于G1F結(jié)構(gòu)是將原有GFF使用多層ITO膜的設(shè)計(jì)方案，將ITO感測(cè)薄膜進(jìn)一步縮減至僅需單層，不僅可優(yōu)化G1F的成本結(jié)構(gòu)，也可因?yàn)闇p少ITO薄膜換得更高的透光表現(xiàn)。
在改善觸屏結(jié)構(gòu)厚度與增加透光率的特性改善方面，同樣也發(fā)生在GG、Glass Only等利用玻璃作為基板的觸控屏設(shè)計(jì)上。以較早MP的GG來說，使用玻璃基材利用濺鍍方式于玻璃表面制作如同ITO薄膜效果的感測(cè)層，雖可因?yàn)榛淖运芰媳∧Q成高透光度玻璃而獲得透光率改善，但實(shí)際上也因?yàn)椴Ａ訑?shù)增加使得成本相對(duì)墊高，此外，保護(hù)玻璃與觸控感測(cè)玻璃的貼合制程制作復(fù)雜度與良率，都會(huì)受到影響。
Glass Only為將保護(hù)玻璃與濺鍍感測(cè)層的制法進(jìn)行集成，將觸屏結(jié)構(gòu)原有的多片玻璃結(jié)構(gòu)減少至僅需單片玻璃的應(yīng)用方案，等于是在保護(hù)玻璃的內(nèi)側(cè)即進(jìn)行ITO感應(yīng)層的濺鍍處理，觸屏制程自然可以減少相對(duì)高成本、低良率的玻璃貼合程序，不僅材料成本壓縮、制程工法也相對(duì)減化，對(duì)于整體觸控模塊的薄化也因?yàn)槭褂貌Ａ?shù)量減少而獲得改善。原先GG的多片玻璃透光率影響，在Glass Only僅需單片玻璃的應(yīng)用方案下，透光率自然可以達(dá)到更高程度的優(yōu)化效果。
觸控技術(shù)最終須面對(duì)量產(chǎn)成本考量
若以成本考量進(jìn)行評(píng)估，在薄化設(shè)計(jì)目的下，in-cell方案肯定在成本問題較無(wú)彈性，也需要大量產(chǎn)制和顯示屏廠深度合作才能在成本與元件質(zhì)量達(dá)到一定程度要求。至于out-cell觸屏方案由于不需考慮采用的面板來源，實(shí)際組裝僅需加工覆疊集成，相對(duì)in-cell的量產(chǎn)彈性更大，即便在材料的薄化效果上可能略遜一籌，但以新式的G1F或Glass Only方案，其實(shí)在整體觸屏的厚度表現(xiàn)上并不會(huì)輸給in-cell架構(gòu)觸屏模塊太多。
而在out-cell觸屏方案選項(xiàng)下，以G1F與Glass Only方案較具薄化優(yōu)勢(shì)，其中使用ITO單層式薄膜建構(gòu)感測(cè)層的G1F，在價(jià)格上雖較GFF略高，但實(shí)際上其單層ITO使終端產(chǎn)品的屏幕透光率大增，新技術(shù)方案也在觸控感測(cè)的精度與多觸點(diǎn)感測(cè)應(yīng)用改善不少，薄化效益加上成本優(yōu)勢(shì)已在中、低階產(chǎn)品大量應(yīng)用。
而在Glass Only方案方面，利用單層式的玻璃搭配內(nèi)側(cè)ITO濺鍍處理，雖然目前價(jià)格仍未能較G1F方案便宜，但其材料特性使得其元件薄化、輕量化、透光率表現(xiàn)極佳，產(chǎn)品特性與in-cell觸控屏幕模塊不相上下，甚至Glass Only方案為將感測(cè)層與顯示屏分開結(jié)構(gòu)，對(duì)于觸點(diǎn)訊息的干擾處理難度較in-cell結(jié)構(gòu)方案更簡(jiǎn)單許多，在終端產(chǎn)品量產(chǎn)的裝配應(yīng)用亦相對(duì)簡(jiǎn)化，但仍需在材料成本、玻璃強(qiáng)度等積極改善，才能持續(xù)保有競(jìng)爭(zhēng)條件。
