T o u c h P a n e l 閃耀的明日之星？ By Casper

Outline 1.應用市場 2.工作原理（電阻式、電容式） 3.F/G四線電阻式製程 4.市場（競爭對手台、日、美、大陸） 一個產品要起飛，一定要有強大的市場需求，touch panel已經不知道不覺的佔有了我的們的生活

應用市場 其實touch panel的應用早已經不知不覺中進入了我們日常生活，不論是POS、PDA、Office Automation，還是GPS、iPhone，讓之前本來是要用滑鼠、鍵盤來下指令的作業，現在幾手都被touch panel所取代，在未來強調『All in one』功能整合的電子資訊產品，擁有強大人機介面的touch panel市場，將會有更大的想像空間。

觸控面板的分類 為了簡單方便，我讓它分為三大類 電阻式 依配線方式可分為：4線、5線、6線、7線、8線 電容式 紅外線、音波式、電磁式 依面板組合方式可分為：F/G、F/F、G/G、F/P…… 依信號方式可為為：數位式和類比式 電容式 紅外線、音波式、電磁式 這次主要講解電阻式和電容式，紅外線、音波式、電磁式就比較少去著墨。

電阻式 簡單的說，利用電壓偵測判別觸控位置，而結構上說，上層是由ITO coating的PET當材料，下層則用 ITO coating的glass當材料，一般時，上下層中間會有 Dot Spacer來夾在兩層中間 為什麼要有dot spacer來夾在兩層的中間呢？ 其實Dot spacer是上部電極及下部電極之導電層中間的絕緣阻隔，它的目的是要讓touch panel只有在被觸壓時，才讓touch panel產生動作

電阻式結構 for detail 看到這個圖，我們就可以更詳細的知道電阻式的內部元件，當pen or finger碰到最上面的防刮層後會使得ITO film和ITO glass穿過dot spacer連接而使產生電壓差，進而由CPU分析找出施力位置，再由display controller將畫面顯示

電阻式動作原理 這張圖為電阻式的動作原理，上下兩層分為x與y兩層最外側兩端，分別有X+、X-和Y+及Y-電極。 在兩層導電膜上電極之一側交互施加一定電壓，在兩層導電膜外表上任一點觸壓，再經由非通電之一側電極測得因兩層導電膜經觸壓後產生一個電壓值，電壓值的訊號再經由排線傳給控制IC處理，即可得到施力點X、Y的座標 如下一張圖：

電阻式 根據按壓產電壓值作判斷就可知道X、Y座標

電阻式 這是富晶通一個車用touch panel的一個規格，大家可以知道touch panel的touch area大約是位置

依感應原理分類 (四線、五線、六線…的差別) 五線、六線、七線和八線，其實就是為了克服四線式的不耐刮，壽命短的缺點 大家可以看到六線式和七線式，六線式主要是國內廠商宇宙光電之專利技術，除了如五線的防刮外更多加了防磁波及噪音的功能。 雖然富晶通仍是以四線式電阻為主，但富士通已達七線式的製作能力，將來是否會技術轉移，是個值得觀注的焦點。

依觸控面板組成方式分類 Film / Glass Film / Film Glass / Glass Film / Plastic   Film / Glass Film / Film Glass / Glass Film / Plastic F / F / G F / F / P 入力側 Film Glass 對向側 Plastic 支撐側 - 特性 1.為目前最主流的結造，技術較成熟 2.透光率82％以上 1.重量輕 2.透光率較低 1.適用於條件嚴苛的環境 2.耐候性佳、耐衝擊 1.重量輕、不易破損 2.透光率80％以上 1.結構性佳 2.耐衝擊 2.不易破損 3.耐衝擊 工作環境 -20℃~60℃ -35~+85℃ 應用產品 PDA、PND、電子字典等等 FA用途 車用顯示器 PDA、遊戲機 smartphone 主要還是由Film/Glass為目前主流 值得一提的是Filme / Plastic不使用玻璃，具有可撓性，雖然現在的率光率較低，但是將來可能是軟性電子的一大重要元件。

依信號方式分類 電阻式面板依其信號輸出方式可為數位式和類比式 數位式控面板：產品已經規劃好設定之用途，且確定開關的位置，可直接採用數位式觸控面板，例如設計觸控面板是3欄3列，總共有9個開關，簡而言之，數位式是以觸控的方式，取代傳統功能的按鍵，如何是提款機 類比式觸控面板：適用一般無指定用途產品，在螢幕上任何區域都可能需要觸碰時，則依照所需要的尺村及解析度以設計觸控面板。

數位電阻式工作原理 上下板結合後形成的距陣即為感應區，因只在其感應區塊輸出on和off的信號，稱為數位式或矩陣式，由於其解析度比類比差，所以一般不需計算精確感應位置的產品，階用數位式觸控面板。 然而數位式雖然已經一陣子了，但是沒有像類比式觸控面板的高解析能力，但是低成本、低利潤、一直被視作是金字塔底層的低階產品。

Digital type vs Analog type 類比式 數位式 感應方式 偵測電壓 動作原理 利用偵測電壓分佈值，進行AD變換以計算接觸點位置座標 利用電壓接觸比較計算座標 解析度 高，可達4096 * 4096 較低 價位 較貴 便宜 設計應用 需搭配AD轉換電路設計，成本較高 控制IC可搭配設計，不需另加成本 功能應用 可用手、專用觸控筆輸入 應用於輕薄型產品的按鍵 應用範圍 適用PDA、POS、手持式資訊產品塑 ATM、傳真機、影印機、簡易PDA、計算機、萬年曆塑 類比式比數位式，多需一個A to D的變換，雖成本較貴，但使用上也更方便、多元，解析度也相對的比較高

電容式 為了改良電阻式不耐刮的特性，在結構上最外層是一薄薄的二氧化矽硬化處理層，硬度達到7H，第二層為ITO，在玻璃表面建立一均勻電場，利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控的目的，最下層的ITO作用為遮蔽功能，以維持Touch Panel能在良好無干擾的環境下工作。 相對於電阻式透過電壓偵測方式尋找X、Y點，電容式是利用玻璃基板上排列之透明電極，透過人體之間的靜電結合所產生的靜電變化，進而透過電流來偵測出接觸點所在位置

Capactive 相對於電阻式，電容式觸控面板的結構，相較之下就顯得簡單 如上頁所說 為了改良電阻式不耐刮的特性，在結構上最外層是一薄薄的二氧化矽硬化處理層，硬度達到7H，第二層為ITO，在玻璃表面建立一均勻電場，利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控的目的，最下層的ITO作用為遮蔽功能，以維持Touch Panel能在良好無干擾的環境下工作。

Components and Process

Components

Resistance vs Capactive 大家可以看到不止是透光度、硬度、準確率、反應時間等等各式比較都是電容式佔有優勢，4線電阻式唯一佔有優勢的地方就是價格，隨著電容式製程不斷改進以及價格一直down的時候，到時Touch Panel的市場，必會大洗盤。

F/G型四線電阻式觸控面板製程 可分為前製程及後製造，前製造從下料、清洗ITO導電玻璃開始，接著製作Dot spacer 而後製程是製作ITO電極以及將ITO導電玻璃與ITO導電薄膜分別印上電極和接上軟板後的上板及下板貼合，貼合之後再進行裁切。

Dot spacer 前段製程中最重要的步驟就是dot spacer的製作。Dot spacer是上部電極及下部電極之導電層中間的絕緣阻隔，以手指或其他介質按觸上方之ITO film，而dot space的高度約為5~10㎛，太厚會造成使用者造成難以觸控、使用費力缺點，所以均勻度及密度是dot spacer製程的一大課題，主要可分高良率且自動化的黃光製程和網板印刷製程。

黃光製程 製作流程為ITO導電玻璃清洗，再進行光阻的塗佈及烘烤，光阻定型後，利用所需的dot spacer光罩加以暴光，並且經過顯影，顯影後再進行清洗及烘乾，再送入後段製程

印刷製程 1.前製程（玻璃基板入料清洗 + 烘乾） 2.Dot Spacer 印刷（需電鑄鎳板網版） 3.UV固化 4.後製程 前製程如同曝光顯影製程前段，先清洗ITO導電玻璃烘乾，之後直接送入印刷機中，以網版印出所需的Dot spacer，再經過UV烘烤定型，即可送入後段製程

黃光製造 vs 印刷製程 曝光顯影（黃光）製程 網版印刷製程 優點 缺點 1.膜厚控制精度（8㎛） 2.Dot spacer 密度限制較小 4.圓形Dot Sapcer真圓度較佳，直徑可控制在35㎛以下 5製程良率較高 1.製程設備投資成本較低 2.設備佔地面積較小 3.不需耗費大量製程用水 4.製程較簡單 缺點 1.製程設備投資成本昂貴 2.設備佔地面積較大 3.需耗費大量製程用水 4.產生大量化學廢料 1.Dot spacer膜厚不易控制，欲得到低膜厚之dot spacer，需搭配低膜厚的電鑄鎳板網版 2.光罩耐用度不佳，增加消耗成本 3.高密度dot spcaer不易達成 4.需搭配特殊規格的網版，才能製作出真圓度佳、孔徑為35㎛以下的dot spacer 5.印刷用網版清洗不易，易造成網格阻塞等情形 黃光製程最大的優點就是dot spacer厚度控制容易、精準，一般可達8㎛以下，但缺點就是設備價值高、設備佔地面積大，並且必需排放大量化學廢料，污染環境，需再規畫較完善的廢水處理措施，才能符合環保的需求。 而網版印刷所採用的設備較便宜，僅需數十萬至百萬，並且製程簡單，佔地設備又小，較少的化學廢料排放，缺點是dot spacer高度不易控制、精細度較低，並且dot spacer尺寸大小不易控制，良率較低，是早期台灣投入觸控產業時所用的製程。

後製程 1.電極製作 後段製程，最重要的一道步驟為電極製作。在下板部份，將已完成Dot Spacer製作的ITO導電玻璃，於非視區範圍印上銀電極後，再印上絕緣膠；而上板部分由於ITO導電薄膜是以Roll to Roll的方式運送，所以需先將ITO導電薄膜裁切成適當大小，再經過熱平坦化，並在背面鍍上一層保護膜，之後在ITO導電膜面的非視區印上銀電極，其上再印絕緣膠，以保護電極並絕緣以避免導通或短路 2.貼合及裁切製程 先切再黏(基板損壞率低，製程良率較高) 先黏再切(減少人力，縮短製程時間） 先切再黏，雖然可獲得較高良率，但所需人力亦也較大，產品價格勢必也會隨之升高 在製程良率不斷提高的未來的趨勢中，先黏再切將會成為主流 所以.....

競爭對手 日本 美國 台灣 韓國 4線電阻 5線電阻 6線電阻 電容 3M和ELO是全球觸控面板領導大廠商 Fujistsu Nissha Smk Gunnze DMC SLPS 3M 時緯科技(76) 介面光電(100) 洋華光電(200) 益震科技 宇宙光電(25) 理義科技 富晶通 Samsung Hantouch 5線電阻 ELO 時緯科技 宇宙光電 嵩達光電 仕欽科技(13) 6線電阻 電容 達諾光電(26) 益震光電 勝華光電(44) Inotouch 3M和ELO是全球觸控面板領導大廠商 寫真印刷(Nissha)主要為四線電阻式，亦有投入掌上型遊戲機與PDA產品尺寸觸控面板良率可達90﹪，月產能約60萬片。 ALPS電氣主要是由開發人機開發介可的設備，是Nintendo-DS的第二供應商。 Gunze除開發四線、八線電阻式外，還開發了電容式觸控面板技術，為了降低成本，生產線亦移往中國。 Fujitsu主要生產Film/Glass電阻式的觸控面板，透光率可達到92﹪，此外在2000年時與中環合資5億在林口設立富晶通科技公司，建立LCD觸控面板生產工廠，2001年8月開始量產，月產能220萬片，解析度方面可高達4096*4096。