下一代In-cell觸控方案的核心技術(shù)詳解

　　自電容感應(yīng)技術(shù)對(duì)下世代In-cell觸控方案的發(fā)展重要性大增。為壓低量產(chǎn)成本并提高良率，除觸控面板廠積極研發(fā)整合感應(yīng)層與驅(qū)動(dòng)層的單層自電容In-cell多點(diǎn)觸控方案外，觸控IC業(yè)者也加緊補(bǔ)強(qiáng)自電容感應(yīng)功能，并打造可同時(shí)支援自/互電容感應(yīng)的整合型方案。

　　自iPhone 5掀起內(nèi)嵌式（In-cell）觸控發(fā)展風(fēng)潮至今，礙于技術(shù)成本高、良率不佳，以及觸控IC開發(fā)困難等因素，In-cell一直局限于高階產(chǎn)品應(yīng)用；所以相關(guān)面板廠及晶片商均致力改良In-cell感應(yīng)層（Rx）結(jié)構(gòu)及控制晶片，并克服In-cell觸控嚴(yán)重雜訊問題與實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控，以達(dá)成較佳的量產(chǎn)投資效益，加速切入中低階智慧型手機(jī)。

　　現(xiàn)階段，晶片業(yè)者已鎖定可同時(shí)支援自電容與互電容感應(yīng)的In-cell觸控方案，全面提升晶片訊噪比（SNR）、差動(dòng)訊號(hào)分析功能，包括賽普拉斯 （Cypress）、義隆電子皆已整合兩種電容偵測技術(shù)，開發(fā)新款觸控IC；至于其他晶片商也開始補(bǔ)強(qiáng)自電容矽智財(cái)（IP）陣容，加緊腳步跟進(jìn)。

　　兼?zhèn)渥?互電容感應(yīng)觸控IC減輕面板雜訊

　　 賽普拉斯TrueTouch行銷總監(jiān)John Carey表示，賽普拉斯除已在In-cell觸控市場搶占一席之地外，近期在OGS領(lǐng)域的發(fā)展也大有斬獲。

　　賽普拉斯TrueTouch行銷總監(jiān)John Carey表示，In-cell觸控感應(yīng)層相當(dāng)接近液晶顯示器（LCD）訊號(hào)源，同時(shí)也會(huì)受到電源雜訊干擾，目前最大的技術(shù)挑戰(zhàn)在于如何精確量測訊號(hào)；因此，觸控IC必須擴(kuò)增運(yùn)算及感測能力，同時(shí)還要加強(qiáng)與LCD驅(qū)動(dòng)IC的通訊與分時(shí)處理機(jī)制，才能讓In-cell同時(shí)兼顧輕薄設(shè)計(jì)與優(yōu)異的觸控使用體驗(yàn)。

　　基于上述考量，觸控IC廠紛紛補(bǔ)強(qiáng)晶片自電容感應(yīng)功能，以擷取更多In-cell觸控感應(yīng)層訊號(hào)，再透過分析過濾雜訊，提升觸控反應(yīng)速度與精準(zhǔn)度表現(xiàn)。不過，Carey強(qiáng)調(diào)，由于自電容技術(shù)還不能支援三指以上的多點(diǎn)觸控，須搭配互電容感應(yīng)，因而掀起新一代觸控IC支援雙電容感應(yīng)的設(shè)計(jì)風(fēng)潮。

　　其中，賽普拉斯憑借完整自電容、互電容IP陣容，已打造業(yè)界首款整合型觸控IC，其可自動(dòng)切換兩種感應(yīng)方式，再透過差動(dòng)訊號(hào)分析功能，改善In-cell 觸控面板充斥大量雜訊的弊病。Carey指出，該公司于2013年國際消費(fèi)性電子展（CES）展出的最新觸控方案--TrueTouch Gen4X，其抗雜訊能力較前一代產(chǎn)品提升三倍，訊號(hào)更新率更高達(dá)100？120Hz，大幅超越業(yè)界60Hz的平均水準(zhǔn)。

　　據(jù)悉，該產(chǎn)品已開始送樣，未來1？2個(gè)月內(nèi)將導(dǎo)入量產(chǎn)。Carey透露，由于In-cell觸控對(duì)控制晶片的客制化程度大幅攀升，因此，賽普拉斯也積極與臺(tái)灣、中國大陸及日系面板大廠合作。另外，韓系面板廠也研擬與該公司共同推動(dòng)In-cell觸控研發(fā)計(jì)畫。在一連串緊密合作之下，搭載Gen4X觸控IC 的終端產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于今年夏天出爐，搶進(jìn)高階智慧型手機(jī)市場。

　　無獨(dú)有偶，義隆電子也于今年CES秀出自/互電容感應(yīng)的多點(diǎn)觸控解決方案--Smart-Touchscreen。該產(chǎn)品鎖定小尺寸智慧型手機(jī)，采用數(shù)位訊號(hào)處理器（DSP）提高核心運(yùn)算能力，并整合自電容和互電容感應(yīng)的優(yōu)勢加強(qiáng)雜訊免疫能力，從而提供高準(zhǔn)確度和線性度；此外，其支援單層透明導(dǎo)電膜 （ITO）觸控面板方案，并提供最高十指多點(diǎn)觸控及2毫米（mm）觸控筆，性價(jià)比表現(xiàn)出色。

　　至于新思國際（SynapTIcs）、敦泰科技等觸控IC廠則加快腳步研發(fā)自電容設(shè)計(jì)，近期已相繼揭露技術(shù)進(jìn)展與產(chǎn)品計(jì)畫，可望在未來跟進(jìn)發(fā)布自/互電容雙感應(yīng)產(chǎn)品。Carey強(qiáng)調(diào)，短期內(nèi)，觸控面板廠要開發(fā)具多點(diǎn)觸控、高抗雜訊能力的In-cell產(chǎn)品，導(dǎo)入自/互電容整合型控制晶片將是一條捷徑，遂激勵(lì)I(lǐng)C廠大舉投入研發(fā)。

　　除增強(qiáng)電容感測能力外，In-cell觸控IC也須與LCD驅(qū)動(dòng)IC協(xié)同運(yùn)作，才能減低互相影響的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)階段業(yè)界大致分成兩大技術(shù)陣營，首先系新思國際力拱的模式，亦即將觸控IC與LCD驅(qū)動(dòng)IC整合成系統(tǒng)單晶片（SoC）；其次是透過顯示器驅(qū)動(dòng)介面（DDI），讓觸控IC與LCD驅(qū)動(dòng)IC進(jìn)行溝通的設(shè)計(jì)方案。

　　Carey分析，In-cell觸控面板各家技術(shù)迥異；若搭配第一種整合方案，雖能強(qiáng)化客制化程度，但也缺乏設(shè)計(jì)彈性，要提升晶片的近接感測 （Proximity Sensing）、雜訊分析，或增加懸浮觸控、防水等新功能相對(duì)困難；至于第二種分離式方案則能因應(yīng)不同LCD驅(qū)動(dòng)需求，進(jìn)一步更改DDI設(shè)計(jì)，支援多樣化功能設(shè)計(jì)與In-cell觸控面板架構(gòu)，故為賽普拉斯及多數(shù)觸控IC廠采用。

　　不僅In-cell觸控IC出現(xiàn)重大技術(shù)突破，在感應(yīng)層設(shè)計(jì)方面也大有進(jìn)展。近來，供應(yīng)鏈業(yè)者正醞釀以單層自電容取代既有雙層互電容感應(yīng)技術(shù)，包括蘋果 （Apple）、三星（Samsung）、臺(tái)/日系面板廠及一線觸控IC大廠均啟動(dòng)專利布局，并投入開發(fā)新一代觸控IC、LCD驅(qū)動(dòng)IC，從而改良In- cell感應(yīng)層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并提升面板良率、降低成本和雜訊。