如何将内嵌式触控(In-cell Touch)导入AIO及平板电脑开发计划并从中获益

剑扬执行副总经理 黄乃杰

剑扬股份有限公司(Integrated Digital Technologies Inc.；iDTi)成立于2001年，并于2003年正式入驻新竹科学园区，以整合式输入装置暨关键零组件为营运项目，开发内嵌式触控控制IC及触控应用的解决方案，实收资本额为新台币4.8亿元，员工人数为50人。剑扬在2006年首度开发5寸小尺寸In-Cell内嵌式可笔写触控面板，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 Full HD高画质的In-Cell内嵌光学式多点触控屏幕产品正式量产上市...

剑扬执行副总经理黄乃杰先生，先为在场听众说明，何谓In-Cell与光学式触控屏幕。液晶屏幕系由上偏光片(Polarizer)、彩色滤光片(Color Filter)、TFT Array薄膜晶体管阵列层、下偏光片(Polarizer)与背光模块(Back Light)所组成。

以往的触控屏幕，其触控传感元件可能是把触控面板层外加到表面偏光片外面，或做在偏光片或彩色滤光片这种LCD Cell表面之上(On-Cell)的制作方式。而In-Cell是Inside the LCD Cell，TFT光罩一开始设计时就把感光元件做进去，如此可以参照既有的标准TFT LCD面板制程，不需要另外多一道光罩或更动任何流程，即同时完成触控传感元件制造之技术。

而一般触控元件多半运用电阻或电容的变化，来侦测使用者触控的点以及力道大小；光学式触控原理，则有运用水平X与垂直Y轴向的CMOS或CCD摄影机来录影追踪传感，以及运用在LCD TFT Array面板表面上传感光源的强弱变化，辅以后端触控IC的计算，来达成触控传感的目的。剑扬就是同时开发内嵌式In-Cell以及TFT Cell Array光学传感方式，生产多点触控屏幕的厂商。

In-Cell光学触控屏幕的多面向应用与成本优势

黄执行副总先播放几段剑扬开发的In-Cell内嵌式光学多点触控屏幕的操作情形，不仅能提供最多达10点的多点触控，浏览网页时任意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；操作Google Earth时，以手势进行查询地点2D/3D视角的变换与比例缩放，双手10个指头同时压印在屏幕上造成水波情景，以及以手指完成流畅书写的应用情况。

另一段展示影片，则是使用多个剑扬开发的光学触控屏幕产品所组成的超大尺寸屏幕墙，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与瞄准器之用，雷射光笔的光点指向哪，瞄准点即移动到哪，能以非常直觉的方式瞄准游戏角色进行狙杀动作，也可以任意的点选屏幕来变换位置、移动主角，这绝对是一般触控屏幕做不到的操控效果。

黄执行副总表示，透过剑扬规划的内嵌式光学触控系统架构，等于将每一个LCD Pixel Cell转成一个光学传感元件，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，辅以可整合于LCD模块、子板或系统主机板上的触控IC背景运算，就可以计算出有多少个碰触点，以及碰触的力道。

In-Cell光学触控屏幕在外观与厚度上的设计优势

剑扬的内嵌式光学触控屏幕，最外表所需要的表面防护层材料，并没有任何限制，可选用玻璃(Glass)、PMMA╱压克力、PET Film或任何透明的物质，并可搭配0~5mm或更厚的镀膜。同时，在边框高度上，可以做到全平面且无凸起之边框外观。至于触控方式上，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，并且无需施力。

黄执行副总表示，剑扬的触控屏幕目前支持2点、4点、10点或更多点触控能力，仅取决于搭配的触控IC的运算能力，触控分辨率极限上可以达到与显示器1:1，也就是每1个Pixel Cell就是1个点；同时操作环境从全黑到全亮环境皆可，而反应速度与一般液晶显示器之刷新速率(refresh rate)相同(60Hz或120Hz)。在2011年，剑扬的技术可以做到5~55寸屏幕，到2012年将进一步往更小尺寸，提供1~55寸各系列小、中、大尺寸的触控屏幕应用。

针对AIO与Tablet的触控应用

黄执行副总指出，针对AIO(All In One)电脑的触控应用，剑扬内嵌式光学触控之优点，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，没有尺寸或产能上的限制(只要面板生产得出来)；既然无需外观再贴合，因此也没有组装时机构对准的问题，后勤维修上可以简化。另外，由于无需要有突起的边框，因此可以设计成出全平面无边框的AIO电脑，厚度不但更轻薄，外观增加美感且更具吸引力。

另外，剑扬的触控技术可同时支持2~10点多点手指触控，连触控笔、雷射光笔输入都可以使用，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劣化的情形。

针对当红的平板电脑(Tablet PC)应用，苹果iPad、iPhone使用的投射电容式多点触控屏幕，有因为贴合触控传感层的贴合良率问题，剑扬的内嵌式In-Cell光学多点触控技术，伴随着既有成熟化的TFT LCD面板标准制程，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。采TFT标准制程不会有传统触控屏幕的产能限制，也有更好的画面品质，不会缩减既有面板的可阅读视角(Parallax)，在阳光下的阅读性也提高。同时其触控╱感光元件内嵌在LCD TFT阵列上，同样也不会有触控点位座标偏移，避免日后校正或机械动作长期按压造成之触控感应的劣化情形。

内嵌式光学触控技术发展蓝图

黄执行副总表示，剑扬从2009年年底，成功的量产支持笔式触控之21.5寸内嵌式多点触控屏幕产品；同时于2010年年底，成功完成内嵌式触控手指触控技术之开发。2011年将开始量产内嵌式多点手指触控的AIO以及Tablet PC机种。

剑扬在内嵌式触控技术上，是截至目前为止，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，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，也是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下游供应商，并成功于2010年底开发出内嵌式触控屏幕之手指触控技术。

剑扬预期在2012年完成可使用于智能手机版本之1~5寸内嵌式多点触控解决方案之技术开发，因为手机与平板电脑仍是目前触控应用的大宗；到了2013年，则将内嵌式触控控制IC与LCD驱动IC做一整合，推出提供LCD显示线路的信号驱动，以及光学传感多点触控的整合型芯片。