自/互电容感应：详解下一代In-cell触控方案的核心技术

代触控IC、LCD驱动IC，从而改良In-cell感应层设计结构，并提升面板良率、降低成本和杂讯。

迈向In-cell终极目标面板厂强攻单层自电容

图2 发明元素总经理李祥宇认为，对面板厂而言，自电容In-cell结构的制程复杂性较低，只要有相应的触控IC问世，就能顺利展开量产。

发明元素总经理李祥宇(图2)表示，In-cell触控无疑为行动装置轻薄设计带来更多想像空间，但直接在LCD内同时导入触控感应层与驱动层(Tx)，将引发大量杂讯，增加面板及触控IC设计难度；所以该技术仍受限于制程良率低、成本高等问题，而无法快速普及。

此即驱动触控面板厂及触控IC业者各自联合阵线，积极发展更具量产效益的下世代In-cell触控技术。

李祥宇指出，目前业界已有共识，相继舍弃以侦测感应层和驱动层间互电容变化的In-cell设计，转攻在感应层中直接导入Vcom电极线的单层自电容感应方式，一方面让触控面板厂省略隔离感测与驱动层的金属跨桥制作工序、提高制程良率，同时降低20?30%成本；另一方面则解决两层距离太近而引发相互电容干扰问题，改善触控反应速度和灵敏度。

其实，自电容技术已行之有年，但以往仅能收集触控面板的水平或垂直面触控讯号，支援单指或双指触控功能，且容易产生假性触控(鬼点)问题；所以在多点触控功能发展浪潮下，不敌可精确感测到水平和垂直面交叉点的互电容方案而乏人问津。惟进入In-cell时代后，互电容的杂讯问题却更令人头痛，因此业界才又转向发展自电容多点触控，期进一步打造下世代In-cell触控面板。

现阶段，除三星最积极投入以外，多半In-cell触控面板厂也都有涉猎专利研究；而触控晶片或IP开发商，更是全力部署相关触控IC解决方案。李祥宇认为，整个产业链开始聚焦自电容运作架构，显见该技术在In-cell应用领域极具前瞻性。

不过，以自电容感应层提供触控讯号产生、撷取与驱动功能，初期面板厂须加厚ITO层，并增加水平与垂直面的金属导线数，还要严格要求触控IC效能、讯噪比及韧体功能规格，才能解决多点讯号感测与高电阻难题，势将加重材料成本及影响面板透光度。此外，LCD驱动IC也须具备分时处理机制，并扩充缓冲记忆体(Buffer)容量，才能同步处理In-cell触控与LCD讯号。

李祥宇不讳言，单层自电容In-cell触控技术门槛极高，仍须一段很长的时间发展。也因此，混合式On-cell与In-cell贴合方案遂开始获得业界关注，如索尼率先将感应层做在上玻璃上方，并于LCD内导入驱动层的混合式In-cell结构(图3 )。由于两层距离远相互干扰较少，故能减轻触控IC开发难度；目前面板量产良率亦已高达八至九成，成本下滑速度快??，已吸引友达、群创全速跟进研发，壮大技术发展声势。

图3 索尼利用混合式In-cell贴合技术，于2013年CES推出最新旗舰手机，萤幕薄化效果显著。图片来源：索尼