觸控面板普遍應用在個人數位助理(PDA)、自動櫃員機(ATM)、行動電話、全球衛星定位系統(GPS)、液晶電視(LCD TV)、電動遊樂器、售票機等領域，2007年7月蘋果(Apple)發表的iPhone係為一支採用觸控面板的手機，顯示觸控面板商機從早期的PDA應 用，已逐漸拓展形成巨大的新世代產業。
下列將從光學角度介紹各種觸控面板的優、缺點，探討其中使用率最高的電阻式觸控面板的光學設計，以及最近幾年種觸控面板的光學設計發展動向。
|
表1 各種觸控面板比較表 |
|||||
|
特性 ＼ 類型 |
電阻式 |
電容式 |
超音波式 |
光學式 |
|
|
四(八)線式 |
五線式 |
||||
|
輸入耐久性(次) |
△ |
◎ |
○ |
◎ |
◎ |
|
穿透率 |
△ |
△ |
○ |
◎ |
◎ |
|
支援尺寸(吋) |
～23 |
6～21 |
3～29 |
9～50 |
6～41 |
|
解析度 |
◎ |
◎ |
○ |
△ |
△ |
|
成本 |
◎ |
◎ |
△ |
△ |
△ |
|
動作原理 |
觸押 |
觸押 |
封閉迴路 |
吸收聲音 |
光遮斷 |
|
文字筆記 |
可 |
可 |
不可 |
不可 |
不可 |
|
輸入介質 |
銳利物除外 |
銳利物除外 |
手指(不可戴手套) |
手指 |
不會遮光物質 |
|
表面材質 |
膜片(玻璃) |
膜片(玻璃) |
玻璃 |
玻璃 |
--- |
|
不適合場所 |
溫、濕度嚴苛處 |
溫、濕度嚴苛處 |
使用手套場所 |
有雨、粉塵場合 |
有日晒、蟲、粉塵噪訊場所 |
|
適合用途 |
GPS、PDA |
PDA |
POS、可攜式電子機器 |
大眾資訊終端設備 |
室內終端設備 |
備註：◎：極佳、○：佳、△：尚可、×：差
如表1所示，透 明觸控面板分成光學式、電容式、超音波式、電阻式、電磁誘導式等五種動作原理。實際應用須根據特徵活用，如行動電話、遊樂器、PDA、GPS等可攜式電子 機器，基於輕巧、薄型、省電、低成本等理由，大多使用電阻式觸控面板；售票機、ATM、遊樂中心的遊樂器等非特定多人操作的機器，使用超音波式、靜電容量 觸控面板情況居多，目前液晶顯示器使用的電阻式觸控面板，具有絕對壓倒性的占有率。而iPhone採用電容式觸控面板開始，市場上中小尺寸的觸控面板大幅使用電容式結構，更是備受全球關注。
表2是觸控面板在各種應用領域要求的技術一覽表。觸控面板的光學要素包含穿透率、反射率與對比，表3是觸控面板要求的光學特性優、缺點一覽。無論是電阻式、電容式，或是超音波式觸控面板，都具備導電體與誘電體材料，尤其是電阻式、電容式觸控面板，使用ITO等半導體膜反射率很高，相較之下光學式觸控面板 的表面，沒有積層物質特徵上比較有利。
|
表2 觸控面板技術對各種應用領域的適用性 |
|||||||||
|
特性 ＼ 應用領域 |
行動 |
數位 |
數位 |
遊樂器 |
GPS |
PND |
PDA |
對策 |
|
|
原廠 |
改裝 |
||||||||
|
價格 |
◎ |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
◎ |
--- |
|
摺彎耐久性 |
◎ |
--- |
--- |
○ |
--- |
--- |
◎ |
◎ |
上電極鍍硬膜、ITO膜 |
|
低反射 |
× |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
○ |
△ |
△ |
上電極TP結構 |
|
高穿透率 |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
○ |
○ |
◎ |
各反射面設置AR層 |
|
窄邊化 |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
--- |
--- |
△ |
◎ |
上電極材的結構，銀電極材 |
|
高負載耐久性 |
--- |
--- |
--- |
◎ |
--- |
--- |
◎ |
--- |
上方鍍硬膜 |
|
敲擊性 |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
--- |
△ |
○ |
上電極鍍硬膜、ITO膜 |
|
干涉紋對策 |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
△ |
○ |
防止上下ITO面干涉 |
|
影像分布對策 |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
◎ |
◎ |
電極材的選擇(銀電極材) |
|
表面分布 |
○ |
◎ |
○ |
○ |
◎ |
○ |
◎ |
○ |
表面鍍硬膜 |
|
表面防污 |
△ |
◎ |
◎ |
○ |
○ |
--- |
△ |
○ |
表面材料、設置AR層 |
|
耐環境 |
△ |
○ |
◎ |
◎ |
◎* |
○ |
◎ |
○ |
電極材料 |
|
耐紫外線 |
△ |
○ |
◎ |
◎ |
△ |
--- |
◎ |
○ |
電極材料 |
備註：◎：極佳、○：佳、△：尚可、×：差
|
表3 觸控面板光學特性 |
|||||
|
項目 |
電阻式 |
電容式 |
光學式 |
超音波式 |
備註 |
|
四線式 |
|||||
|
穿透率 |
× |
△ |
◎ |
○ |
|
|
反射率 |
× |
△ |
◎(有可能) |
○(有可能) |
與有無導電性物質有依存性 |
|
對比 |
× |
◎ |
○ |
○ |
是指對液晶顯示器的影像 |
|
視差 |
◎ |
○ |
× |
○ |
|
|
窄邊化 |
△ |
◎ |
× |
○ |
是指液晶顯示器的可視範圍 |
|
對干涉紋 |
× |
○ |
◎ |
○ |
|
|
耐Moire |
◎ |
△(Pattern時) |
? |
◎ |
是指對液晶顯示器而言 |
|
分布不均 |
×(有可能) |
△ |
◎ |
◎ |
是指對液晶顯示器而言 |
|
表面異物 |
×(誤動作) |
◎ |
×(誤動作) |
×(誤動作) |
|
|
輸入解析度 |
◎ |
○ |
× |
× |
|
備註：◎：極佳、○：佳、△：尚可、×：差
各類觸控面板都有其優缺點，端看使用產品需求為何。個人認為實在無法概定哪種觸控面板是十全十美的，只能說其優點是較為顯著而已。
觸控面板普遍應用在個人數位助理(PDA)、自動櫃員機(ATM)、行動電話、全球衛星定位系統(GPS)、液晶電視(LCD TV)、電動遊樂器、售票機等領域，2007年7月蘋果(Apple)發表的iPhone係為一支採用觸控面板的手機，顯示觸控面板商機從早期的PDA應 用，已逐漸拓展形成巨大的新世代產業。
本文從光學角度介紹各種觸控面板的優、缺點，探討其中使用率最高的電阻式觸控面板的光學設計，以及最近幾年種觸控面板的光學設計發展動向。如表1所示，透 明觸控面板分成光學式、電容式、超音波式、電阻式、電磁誘導式等五種動作原理。實際應用須根據特徵活用，如行動電話、遊樂器、PDA、GPS等可攜式電子 機器，基於輕巧、薄型、省電、低成本等理由，大多使用電阻式觸控面板；售票機、ATM、遊樂中心的遊樂器等非特定多人操作的機器，使用超音波式、靜電容量 觸控面板情況居多，目前液晶顯示器使用的電阻式觸控面板，具有絕對壓倒性的占有率。而iPhone採用電容式觸控面板，未來是否會取代最大占有率的電阻式 觸控面板？備受全球關注。
|
表1 各種觸控面板比較表 |
|||||
|
特性 ＼ 類型 |
電阻式 |
電容式 |
超音波式 |
光學式 |
|
|
四(八)線式 |
五線式 |
||||
|
輸入耐久性(次) |
△ |
◎ |
○ |
◎ |
◎ |
|
穿透率 |
△ |
△ |
○ |
◎ |
◎ |
|
支援尺寸(吋) |
～23 |
6～21 |
3～29 |
9～50 |
6～41 |
|
解析度 |
◎ |
◎ |
○ |
△ |
△ |
|
成本 |
◎ |
◎ |
△ |
△ |
△ |
|
動作原理 |
觸押 |
觸押 |
封閉迴路 |
吸收聲音 |
光遮斷 |
|
文字筆記 |
可 |
可 |
不可 |
不可 |
不可 |
|
輸入介質 |
銳利物除外 |
銳利物除外 |
手指(不可戴手套) |
手指 |
不會遮光物質 |
|
表面材質 |
膜片(玻璃) |
膜片(玻璃) |
玻璃 |
玻璃 |
--- |
|
不適合場所 |
溫、濕度嚴苛處 |
溫、濕度嚴苛處 |
使用手套場所 |
有雨、粉塵場合 |
有日晒、蟲、粉塵噪訊場所 |
|
適合用途 |
GPS、PDA |
PDA |
POS、可攜式電子機器 |
大眾資訊終端設備 |
室內終端設備 |
備註：◎：極佳、○：佳、△：尚可、×：差
表2是觸控面板在各種應用領域要求的技術一覽表。觸控面板的光學要素包含穿透率、反射率與對比，表3是觸控面板要求的光學特性優、缺點一覽。無論是電阻 式、電容式，或是超音波式觸控面板，都具備導電體與誘電體材料，尤其是電阻式、電容式觸控面板，使用ITO等半導體膜反射率很高，相較之下光學式觸控面板 的表面，沒有積層物質特徵上比較有利。
|
表2 觸控面板技術對各種應用領域的適用性 |
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|
特性 ＼ 應用領域 |
行動 |
數位 |
數位 |
遊樂器 |
GPS |
PND |
PDA |
對策 |
|
|
原廠 |
改裝 |
||||||||
|
價格 |
◎ |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
--- |
◎ |
--- |
|
摺彎耐久性 |
◎ |
--- |
--- |
○ |
--- |
--- |
◎ |
◎ |
上電極鍍硬膜、ITO膜 |
|
低反射 |
× |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
○ |
△ |
△ |
上電極TP結構 |
|
高穿透率 |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
○ |
○ |
◎ |
各反射面設置AR層 |
|
窄邊化 |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
--- |
--- |
△ |
◎ |
上電極材的結構，銀電極材 |
|
高負載耐久性 |
--- |
--- |
--- |
◎ |
--- |
--- |
◎ |
--- |
上方鍍硬膜 |
|
敲擊性 |
◎ |
◎ |
◎ |
○ |
◎ |
--- |
△ |
○ |
上電極鍍硬膜、ITO膜 |
|
干涉紋對策 |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
△ |
○ |
防止上下ITO面干涉 |
|
影像分布對策 |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
◎ |
◎ |
電極材的選擇(銀電極材) |
|
表面分布 |
○ |
◎ |
○ |
○ |
◎ |
○ |
◎ |
○ |
表面鍍硬膜 |
|
表面防污 |
△ |
◎ |
◎ |
○ |
○ |
--- |
△ |
○ |
表面材料、設置AR層 |
|
耐環境 |
△ |
○ |
◎ |
◎ |
◎* |
○ |
◎ |
○ |
電極材料 |
|
耐紫外線 |
△ |
○ |
◎ |
◎ |
△ |
--- |
◎ |
○ |
電極材料 |
備註：◎：極佳、○：佳、△：尚可、×：差
|
表3 觸控面板光學特性 |
|||||
|
項目 |
電阻式 |
電容式 |
光學式 |
超音波式 |
備註 |
|
四線式 |
|||||
|
穿透率 |
× |
△ |
◎ |
○ |
|
|
反射率 |
× |
△ |
◎(有可能) |
○(有可能) |
與有無導電性物質有依存性 |
|
對比 |
× |
◎ |
○ |
○ |
是指對液晶顯示器的影像 |
|
視差 |
◎ |
○ |
× |
○ |
|
|
窄邊化 |
△ |
◎ |
× |
○ |
是指液晶顯示器的可視範圍 |
|
對干涉紋 |
× |
○ |
◎ |
○ |
|
|
耐Moire |
◎ |
△(Pattern時) |
? |
◎ |
是指對液晶顯示器而言 |
|
分布不均 |
×(有可能) |
△ |
◎ |
◎ |
是指對液晶顯示器而言 |
|
表面異物 |
×(誤動作) |
◎ |
×(誤動作) |
×(誤動作) |
|
|
輸入解析度 |
◎ |
○ |
× |
× |
|
備註：◎：極佳、○：佳、△：尚可、×：差
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