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新產品技術開發抉擇—以C公司開發觸控面板為例

  C公司為全台第一家投入TFT-LCD量產的面板公司,自2000年起智慧手機以及相關智能產品的蓬勃發展,觸控面板逐漸改變了面板使用型態,成為面板產品的必需品。C公司在2000年也意識到這一波觸控面板的發展趨勢,決定切入觸控面板的市場。

  首先,在進行產品開發時,C公司就面臨到供應鏈的選擇,該如何以及與何人展開合作與技術開發是公司在決定開發一項新產品的過程之中的首要項目,故綜觀台灣面板以及觸控面板產業,已經有相當完整的供應鏈,並且觸控面板所使用的製程技術以及材料與一般面板大部分是可以通用的,因此在進行技術合作時該公司可以在台灣找齊所有有關觸控面板材料的相關供應鏈,同時也可以從供應鏈的訊息中找出產品技術相關訊息的關鍵技術。

  接下來,決定發展觸控面板和蒐集到相關供應鏈的資訊後,決定往後技術發展方向是關鍵,觸控面板在2000年時,在電容佈局設計上有兩大主流:1. 支狀電容布置、2. 島狀電容布置。這兩種電容布局設計分別用到兩種不同的製程技術與投資,當決定投入某一種產品線後在進行修正將是一筆很大的投資浪費,故在對新產品的評估與開發作業上就必須格外的謹慎。

  在支狀電容的布局設計上製作方式較為簡單,可進行單點觸控但是不能支援多點觸控模式,但是在驅動方式上則較為省電,產品在進行開發的成本較低廉,進行大量生產時Lead time較短,量產良率高,光罩開發成本與面板驅動IC開發成本也較為低廉,但是其產品開發後沒有多點觸控功能以及使用介面不人性化是為人所詬病的缺點。

  C公司若進行島狀電容布局的設計呢?島狀電容的布局設計則可以支援多點觸控的功能,在圖像上的操作上功能也較強,在使用設計上介面也較為人性化,可以隨意地進行圖像放大、旋轉以及剪貼…等功能,但是產品較為耗電在當時的鋰電池的規格上,若採用此設計僅能夠供電約15分鐘,這種結果在實際使用上是不能被消費者所接受的,故在面臨此衝突抉擇上,C公司則回歸到傾聽客戶端的聲音,經過訪間問卷調查以及市場端回饋後,總結到以下重點:

  1. 產品特性必須支援多點觸控功能。
  2. 操作必須簡單符合人性化界面使用。
  3. 產品耗電量必須符合現有非觸控式手機規格,甚至超越目前手機的規格。
  4. 產品良率上必須維持在可量產的階段。

  依照以下的衝突決策圖中顯示支狀電極設計與島狀電極設計似乎已經遇到了問題衝突點,如何進行問題的解決找出突破點是刻不容緩的議題,因為依照智慧型手機產品汰換的脈動速度,並不容許時間上的任何拖延。

  回歸到觸控技術的設計,在應用面可以分為:1. 應力式感應、2. 感測式感應。其中應力感應的方式就是用壓力的方式,讓面板得知觸控點的位置,而應力感應的驅動方式又可以分為壓力式與電阻式兩種技術來達到觸控操作的目的。但是此種感應方式精度較不準確,而且響應速度較為緩慢,故此技術目前已經被現今的感測式感應的方式給取代,而感測式感應所用的原理即是用指尖帶電的方式將電子帶走進行感測觸控的位置,必且讓觸控面板進行觸控式的操作,而感測式感應的技術又可以分為:電容式(分為表面電容式與投射電容式這兩種)、電磁式、光學式(如:IR、CCD…等)、能量式(聲波式以及震動式兩種),其中在技術發展與量產良率上又以電容式的技術最為純熟以及穩定,而且製作成本上相對於其他技術也較為便宜,故可以達到量產的水準以及將此技術商業化的模式,而在電容式的應用上C公司選擇用投射電容式進行觸控面板的製作,其選擇原因將會在下一段進行說明。

     在投射電容式的技術原理上主要是透過電容相互感應的方式,破壞電場間的平衡,來進行觸控位置點的偵測,在製作技術上則可以運用雙面鍍膜的方式來運用雙面的枝狀電極方式來達到島狀電極的多點觸控的效果,且相對於島狀電極設計大幅地減少用電量,延長了手機電量的使用時間,由於雙面電容感測,在觸控的精準度上也得到的大幅地提升。

  由上述的案例可知,C公司在面臨設計上的衝突時,往往會為了因為現狀的框架而迷失了可能的解決方案,如果能夠針對產品的上游的應用技術以及技術功能原理上的措施進行審視,通常可以進行技術上的突破並且找到能夠符合客戶要求的解決方法。


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