剑扬内嵌式多点触控技术独步全球 导入AIO及平板电脑的应用介绍

剑扬执行副总经理 黄乃杰

相较于以往触控面板需将触控传感元件做在TFT LCD表面上的偏光片或滤光片，有业者开发出直接整合进TFT LCD阵列并辅以可笔写的光学触控技术，使得触控屏幕有了更多想像与新奇应用…

剑扬股份有限公司(Integrated Digital Technologies Inc.；IDTI)成立于2001年，并于2003年正式入驻台湾新竹科学园区，实收资本额为新台币4.8亿元，员工人数为50人。以内嵌光学式触控控制IC,触控屏幕及触控模块为营运项目，研发内嵌式触控控制IC及触控应用的解决方案。

剑扬执行副总经理黄乃杰指出，剑扬在2006年首度开发5寸小尺寸In-Cell内嵌式可笔写触控屏幕面板，并于2008年陆续发表7.5寸In-Cell触控面板；2009年起陆续发表8.9寸、12.1寸与21.5寸大小的In-Cell触控面板，并获得微软Windows 7操作系统的认证；2010年分辨率达1,920x1,080 FullHD高画质内嵌(In-Cell)光学式多点触控屏幕产品正式量产上市。

内嵌式多点触控屏幕的技术原理与应用

黄乃杰首先解释何谓内嵌式(In-Cell)与光学式触控屏幕。内嵌式触控屏幕的结构上，由5层元件叠合而成：有上偏光片(Polarizer)、彩色滤光片(Color Filter)、薄膜晶体管阵列层(TFT Array)、下偏光片(Polarizer)与最底层的背光模块(Back Light)。以往的触控屏幕称为表面式(On-Cell)，其触控传感元件是做成触控传感层放在表面偏光片外面，或者将传感元件做在偏光片或彩色滤光片，也就是传感元件位于LCD TFT薄膜晶体管层的表面之上；而In-Cell是指Inside the LCD Cell，剑扬一开始就与既有 TFT LCD面板合作夥伴如奇美、瀚宇彩晶等业者合作，从TFT LCD光罩设计的同时就把传感器元件做进去制程，其他TFT LCD的面板制程不需要额外的更动，这样的优点在于触控面板的良率与产能，可以比以往In-Cell的触控面板制作流程提昇，相对的降低制造成本。

至于触控屏幕的传感元件有电阻或电容感应的分别，而内嵌式触控原理则是以水平X轴向与垂直Y轴向的CMOS或CCD摄影机来录影追踪传感触控点，以及用TFT LCD Array面板表面上传感到触控点碰触时光源的变化，辅以后端触控IC的计算达成触控传感的目的。剑扬的内嵌式多点触控屏幕，就是同时开发内嵌式(In-Cell)于TFT LCD Cell Array里面，并以TFT Array光学传感方式做多点触控屏幕的厂商。

剑扬展示最新内嵌(In-Cell) 10点触控技术 已进入送样阶段

黄乃杰表示，透过剑扬规划的内嵌式光学触控系统的架构，等于将每一个LCD Pixel Cell转成1个光学传感元件，透过任何接近或碰触在LCD Pixel Cell上所造成的细微光源变化，藉由可挠式排线的信号传递，辅于可整合于LCD模块、子板或系统主机板上的触控IC在背景计算，就可以计算出有多少个碰触点，以及碰触的力道。

黄乃杰现场播放了几段以剑扬内嵌式光学多点触控屏幕的操作影片。他表示，剑扬的技术不仅能做到最多达10点的多点触控，浏览网页时任意的以指头与手势做缩放、卷动，在屏幕上秀出虚拟键盘并且真的以手指输入字母。另一段操作Google Earth的影片，以手势查询地点的2D/3D视角变换与比例缩放，双手10个指头同时压印在屏幕上造成水波情景，与以手指书写相当流畅的应用情况。

另一段展示影片，则是用多个剑扬开发光学触控屏幕产品所组成的超大尺寸的屏幕墙，直接执行射击游戏，并且直接以雷射笔来充当移动方位的鼠标以及瞄准器之用，雷射光笔的光点指向哪，就是瞄准点移到哪，能以非常直觉的方式瞄准人物进行狙杀动作，也可以任意的点选其他位置来变换位置、移动主角，线上触控的准确性及流畅度，绝对是一般触控屏幕做不到的操控效果。

内嵌触控独具成本及外观优势

剑扬的内嵌光学触控屏幕，最外表所需要的表面防护层材料没有任何限制，可选用玻璃(Glass)、PMMA╱压克力、PET Film或其他透明物质，并可搭配0~5mm或更厚的镀膜；同时在屏幕边框设计上可以做到全平面且无凸起，让电子设备的外观设计更加俐落有型，操作界面更方便。此外，一般电阻或电容式触控只要戴上手套就无法使用，但剑扬的光学触控不仅戴上手套也能触控，连触控笔、雷射光笔线上输入都能触控使用，并且无须施力。

黄乃杰表示，剑扬的触控屏幕触控分辨率上可以达到与显示器1:1，也就是每1个像素(Pixel Cell)就是1个传感点，但现阶段与上游TFT LCD合作的结果，目前仅支持2点、4点、10点多点触控能力，取决于搭配的触控IC的运算能力；操作环境从全黑到全亮环境皆可，其反应速度与一般液晶显示器之刷新速率相同。目前剑扬的内嵌式多点触控技术，可以做到5~55寸屏幕，到2012年将进一步往更小尺寸，做到1~55寸各系列小、中、大尺寸的触控屏幕应用。

提供更轻薄的AIO与Tablet触控应用产品 进军触控市场

针对AIO(All In One)电脑的触控应用，黄乃杰指出，剑扬内嵌式触控之优点在于可适用于1~100寸的液晶面板上，不用考虑外加触控面板的贴合良率，只要面板生产得出来，就没有尺寸或产能上的限制；既然无需外观上再贴合，因此也没有组装时的机构对准问题，后勤维修上可以简化。另外也可以设计出全平面、无边框的AIO电脑，厚度不但更轻薄，增加外观美感且更具成本吸引力。

另外，剑扬的触控技术可同时支持2~10点多点手指触控，包括触控笔、雷射光笔输入皆可同步使用，不仅有多样化的触控应用，并且无鬼影与误判，达到或超越投射式电容触控之操作感受，无需校正、不会偏移，也无因机械动作长期按压造成之触控感应的劣化情形。

针对当红的平板电脑(Tablet PC)应用，当今苹果iPad、iPhone使用的投射电容式多点触控屏幕，会有需贴合触控传感层造成的贴合良率问题，剑扬内嵌式光学多点触控技术，使所有的面板厂都成为你的代工厂，用既有成熟化的TFT LCD面板制程，有助于打造成本低、无边框且无需贴合、体积更轻薄的平板电脑：不会影响既有面板的可阅读视角(Parallax)，在阳光下的阅读性也提高。例如宏达电近期推出可笔写的7寸多点触控的平板电脑Flyer，其采用的是N-Trig附加于既有触控屏幕外面的附加电磁感应层的技术，其附加成本要8美元，而相同功能的In-Cell技术仅需要6美元，而且可以做到更轻薄。

以内嵌式触控技术 改写触控应用版图

黄乃杰表示，剑扬积极与台系、日系与韩系面板厂合作，目前已在两家台系面板厂上通过验证，从2009年底就成功量产支持笔式触控之21.5寸内嵌式多点触控屏幕产品，2010年底成功完成内嵌式手指触控技术之开发。2011年开始量产内嵌式多点手指触控的AIO以及Tablet PC机种。

剑扬是截至目前唯一成功使用非多晶矽(a-Si:H)标准制程，完成内嵌式触控技术之量产厂商，也是目前世界最大尺寸(21.5)寸之内嵌式触控面板之量产厂商，亦为目前在最多不同面板厂、不同时代面板产线成功完成内嵌式触控面板之终端供应商，并成功于2010年底领先开发出内嵌式手指触控技术之触控屏幕。

由于手机与平板电脑仍是目前触控应用的大宗，剑扬预期在2012年完成可适用于智能手机之1~5寸内嵌式多点触控解决方案。另外，预计在2013年，将内嵌式触控控制IC与LCD驱动IC做一整合，推出整合LCD信号驱动、光学传感多点触控功能的单一整合型芯片。