譯文_觸摸屏講義第三部分_ZH-CN.ppt

1、1. 觸摸屏市場(chǎng)動(dòng)向 2. 觸摸屏的種類及特點(diǎn) (1) 現(xiàn)有觸摸屏 (2) 最新開(kāi)發(fā)的觸摸屏 3. Projected Capacitive Touch Panel（投射式電容觸摸屏，PCTP） (1) 原理及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (2) 關(guān)鍵技術(shù) 4. PCTP的結(jié)構(gòu)和材料 (1) 功能片和模塊結(jié)構(gòu) (2) 材料發(fā)展趁勢(shì)（控制器IC、基板、透明電極、配線材料，OCA等）,目錄 第一天, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏（PCTP）, LCD&TP顧問(wèn) ,關(guān)于靜電容,C=osS/d,C：靜電容（F) o：真空介電率8.854x10-12 s：絕緣體介電率 S：導(dǎo)體面積（m2） d：導(dǎo)體間距離（m),手

2、指接觸面積S,* C與電壓（V)、電流（i）之間的關(guān)系如下：,Q=CVQ：電容電荷 Q=idtidt電流（i）總量,靜電容：, LCD&TP顧問(wèn) ,玻璃/PET/PC,功能片電極,來(lái)源：MICRO技研研討會(huì)資料。,靜電容式觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè)原理, LCD&TP顧問(wèn) ,基本原理,電極Pattern,既成電容,手指未接觸時(shí),手指接觸（接近）時(shí),手指與電極之間產(chǎn)生電容（電容變化）,來(lái)源：Synaptics研討會(huì)資料。,投射式電容觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè), LCD&TP顧問(wèn) ,手指接觸功能片后，電極電容增加。 通過(guò)測(cè)量Cb（未接觸）與Cs（接觸）的電容變化來(lái)檢測(cè)觸點(diǎn)。,來(lái)源：Synaptics研討會(huì)資料。,投射式電

3、容觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè), LCD&TP顧問(wèn) ,定電流電路對(duì)于靜電容進(jìn)行充電及放電。 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間充電、放電后，儲(chǔ)存在靜電容中的電壓與電容值成反比例關(guān)系。,黑色波形：未接觸 紅色波形：接觸,檢測(cè)差值,短周期內(nèi)進(jìn)行兩次掃描，因此不易受到低頻噪聲干擾。,靜電容式觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè)方式,自電容檢測(cè)型 手指接近或接觸功能片時(shí)電容發(fā)生變化。根據(jù)電容變化輸出電壓變化或電流變化。,* 表面電容式 * 部分投射式電容觸摸屏也采用之種方式。, LCD&TP顧問(wèn) ,微弱電流,電容增加,控制器,Overcoat,功能片電極,來(lái)源：Synaptics研討會(huì)資料。,投射電容感應(yīng),自電容感應(yīng), LCD&TP顧問(wèn) ,特點(diǎn)： O 掃描時(shí)

4、間短（應(yīng)答速度快） O 耗電量小 X 易受噪聲干擾 X 兩點(diǎn)觸摸時(shí)檢測(cè)的是相對(duì)位置,互電容檢測(cè)型 手指接近或接觸觸摸屏?xí)r，發(fā)射功能片（X）和 接收功能片（Y）之間的電容發(fā)生變化。 根據(jù)電容變化輸出電壓變化或電流變化。,用于投射式電容觸摸屏,靜電容式觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè)方式, LCD&TP顧問(wèn) ,Overcoat,電容減少,X功能片,Y功能片,控制器,控制器,來(lái)源：MICRO技研研討會(huì)資料。,投射電容感應(yīng),互電容感應(yīng), LCD&TP顧問(wèn) ,特點(diǎn)： O 易受噪聲干擾 O 兩點(diǎn)觸摸時(shí)檢測(cè)的是絕對(duì)位置 X 掃描時(shí)間長(zhǎng)（應(yīng)答速度慢） X 耗電量大,接收側(cè),驅(qū)動(dòng)側(cè),向驅(qū)動(dòng)側(cè)功能片發(fā)出信號(hào)，在接收側(cè)檢測(cè)信號(hào)。 根

5、據(jù)信號(hào)變化確定位置。 不會(huì)發(fā)生“Ghost Input”，因此可以精確確定觸點(diǎn)位置。,投射式電容觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè)流程,投射式電容觸摸屏觸點(diǎn)檢測(cè)流程,來(lái)源：TOPRE公司黑澤理研究會(huì)資料, LCD&TP顧問(wèn) ,手指接觸,X、Y sensor掃描,除去噪聲（LPF）,內(nèi)插處理,計(jì)算坐標(biāo),觸點(diǎn)坐標(biāo),坐標(biāo)檢測(cè)處理流程,X、Y2軸結(jié)構(gòu),內(nèi)插處理,除去噪聲（LPF）,計(jì)算坐標(biāo),峰值坐標(biāo),峰值坐標(biāo),檢測(cè)坐標(biāo),X軸信號(hào)水平,Y軸信號(hào)水平,Y軸信號(hào)重心位置,X軸信號(hào)重心位置,X軸功能片,Y軸功能片,輸入位置（觸點(diǎn)）檢測(cè), LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏 PCTP的設(shè)計(jì)和技術(shù)要素 , LCD&TP顧問(wèn) ,決定

6、投射式電容觸摸屏性能的因素是什么？, LCD&TP顧問(wèn) ,投射電容式觸摸屏性能參數(shù),檢測(cè)方式 反應(yīng)速度 耗電量 多點(diǎn)輸入 界面,噪聲處理 錯(cuò)誤處理 位置修正,觸屏響應(yīng) 位置坐標(biāo)精度 分辨率 敏感度 On負(fù)荷 筆輸入 透光率 耐久性,觸摸屏結(jié)構(gòu) Sensor電極結(jié)構(gòu) 基板材料 電極Line電阻值 配線電阻值 寄生電容 屏蔽層 貼合方法,封裝結(jié)構(gòu) Lens材料及厚度 接地設(shè)置方法 到LCD距離 屏蔽方法,外來(lái)噪聲 LCD模塊噪聲,功能片形狀及布局,功能片電極形狀 邊緣配線,功能片材料,透明電極：ITO、ATO 金屬電極：Wire（Zytronics）,貼合方式/截面形狀,電極層：X、Y1層，X、Y

7、2層（雙面、貼合） Shield層：,線狀網(wǎng)格 iPhone,菱形網(wǎng)格 PRADA手機(jī),投射式電容觸摸屏 設(shè)計(jì)/技術(shù)要點(diǎn), LCD&TP顧問(wèn) ,粘合材料、光學(xué)粘合材料、雙面膠,Overlay材料,玻璃、聚碳酸酯、PET,控制 IC的選擇,Synaptics CypressSemiconductor Atmel(以前的QuantumResearchGroup) FreescaleSemiconductor AnalogDevices 等,粘合方式,投射式電容觸摸屏 設(shè)計(jì)/技術(shù)要點(diǎn), LCD&TP顧問(wèn) ,來(lái)源：Synaptics講座資料,噪聲源,噪聲對(duì)策, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏 設(shè)

8、計(jì)/技術(shù)要點(diǎn),電容式觸摸屏可以檢測(cè)到微小的電容變化。 電容變化量為幾pF幾十pF對(duì)噪聲敏感 降低噪聲（N） 設(shè)置濾波電路 優(yōu)化配線方式 （優(yōu)化路徑，距離最小化） 功能片屏蔽 設(shè)置ITO屏蔽層 采用濾波、算法（F/W） 增加功能片與噪聲源之間的距離 信號(hào)增強(qiáng) 使用介電率高的材料（玻璃等）制造Cover層 使Cover層盡量薄 提高電源電壓,投射式電容觸摸屏 噪聲對(duì)策 , LCD&TP顧問(wèn) ,顯示屏與觸摸屏之間的屏蔽,屏蔽層（EMI）分類, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏 控制器分類及檢測(cè)方式, LCD&TP顧問(wèn) ,* 有時(shí)需要根據(jù)控制器的檢測(cè)方法對(duì)于功能片的形狀進(jìn)行規(guī)定。,投射式電容觸摸屏

9、 控制器IC檢測(cè)方式,*電容變化的檢測(cè)方法由各制造商的控制器（IC）而定，需要與觸摸屏進(jìn)行匹配。, LCD&TP顧問(wèn) ,電荷轉(zhuǎn)移方式：Atmel,來(lái)源：Atmel公司講座資料,按照一定的脈沖向功能片施加電壓。 根據(jù)接觸與非接觸的電壓差，檢測(cè)放電時(shí)間差。, LCD&TP顧問(wèn) ,開(kāi)關(guān)電容(CSD)方式：Cypress,來(lái)源：Seiko Instruments佐佐木文獻(xiàn),互電容檢測(cè), LCD&TP顧問(wèn) ,定電流電壓方式：Synaptics,來(lái)源：Synaptics公司講座資料,VDD初始化,定電流放電,GND初始化,定電流充電, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏 觸摸屏電極Pattern設(shè)計(jì) ,

10、 LCD&TP顧問(wèn) ,菱形,六角形,八角形,三角形,投射式電容觸摸屏 功能片電極形狀（例）, LCD&TP顧問(wèn) ,Cypress控制器的X、Y功能片電極Pattern（例）,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì),X軸功能片,Y軸功能片, LCD&TP顧問(wèn) ,觸點(diǎn)檢測(cè)及Pad間尺寸的依據(jù),來(lái)源：TOPRE黑澤理講座資料,便于檢測(cè)手指大小的尺寸,Y軸信號(hào)重心位置,X軸信號(hào)重心位置,X軸功能片,Y軸功能片,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì),Cypress控制器的功能片電極Pattern（例）, LCD&TP顧問(wèn) ,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì),Cypress控制器的功能片電極設(shè)計(jì)規(guī)則,

11、LCD&TP顧問(wèn) ,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì),Synaptics控制器, LCD&TP顧問(wèn) ,IPhone功能片電極Pattern例,* 控制器：Broadcom,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì), LCD&TP顧問(wèn) ,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì),IPhone功能片電極Pattern例,* 控制器：Broadcom, LCD&TP顧問(wèn) ,里外控制器Pattern（ITO電極）重疊后形成類似圍棋盤(pán)的形狀，控制器Pattern不顯眼。,PCTP功能片電極Pattern設(shè)計(jì),IPhone功能片電極Pattern例,* 控制器：Broadcom, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電

12、容觸摸屏 配線設(shè)計(jì) , LCD&TP顧問(wèn) ,配線電阻計(jì)算例 配線電阻Rv/S/L 配線電阻RsL/w * 表面電阻s=R/w/L v：比電阻 S：橫截面面積 L：長(zhǎng)度 w：寬度 * 配線材料：Mo/Al/Mo 410-6 Ni 1.610-5 Ag-Ink 510-5cm（表面電阻 0.05/10m）,配線設(shè)計(jì)與配線電阻計(jì)算, LCD&TP顧問(wèn) ,大中尺寸 PCTP需要低電阻ITO功能片電極和配線,來(lái)源：TPL講座資料。, LCD&TP顧問(wèn) ,控制器IC,觸摸屏控制面板,邊框配線,邊框,Sensor面,FPC連接器,為了將sensor位置導(dǎo)致的敏感度差異降到最低，需要盡可能減少I(mǎi)TO電阻。,I

13、TO功能片電極所需要的電阻值（例）,來(lái)源：TPL講座資料。, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏 光學(xué)設(shè)計(jì) , LCD&TP顧問(wèn) ,單層防反射膜,入射光線,表面反射光,界面反射光,防反射膜（折射系數(shù) n1，厚度 d）,基材（折射系數(shù) n）,反射率：R（n1n0）2/（n1n0）2 單層防反射膜：波長(zhǎng)時(shí)反射率最小值為0的條件相位條件：d（1/4）（/n1） 振幅條件：n1（n0n）1/2,空氣：折射系數(shù) n0,防反射膜原理, LCD&TP顧問(wèn) ,模擬反射率光譜,400 500 600 700 800,6.00,5.00,4.00,3.00,2.00,1.00,0.00,波長(zhǎng),反射率,單層(1.

14、4)雙層（1.4/1.7）三層（1.4/1.7/1.6） * 基材折射系數(shù)：1.5,防反射膜的疊層效果, LCD&TP顧問(wèn) ,實(shí)際的防反射膜反射率光譜例,* 參考：折射系數(shù) SiO2：1.45 TiO2：2.3 Al2O3：1.6 MgO：1.7 ITO：2.0 玻璃：1.5 PET：1.65（延伸）,防反射膜的效果, LCD&TP顧問(wèn) ,ITO功能片電極色調(diào)修正,來(lái)源：帝人 公司講座資料, LCD&TP顧問(wèn) ,* ITO PET例,來(lái)源：帝人 公司講座資料,ITO功能片電極的透光率與色調(diào)關(guān)系, LCD&TP顧問(wèn) ,* ITO PET例,AR薄膜制造方法及材料, AR薄膜制造方法, AR層材料

15、,濺射（Sputtering）, LCD&TP顧問(wèn) ,AR薄膜例：多層反射膜的結(jié)構(gòu),ITO層 （500/）,SiO2 層 （800）,Nb2O5層 （100）,濺射層,HC-PET,AR薄膜的要求特性, LCD&TP顧問(wèn) ,* ITO PET例,入射光線,表面反射光,光學(xué)調(diào)整層（反射色相調(diào)整）,基板（玻璃、PET）,ITO層,功能片電極（ITO）的非可視化,* 采用適宜的光學(xué)調(diào)整層設(shè)計(jì)，使得ITO電極的反射光與ITO蝕刻區(qū)域的反射光具有相同的強(qiáng)度及色相。, LCD&TP顧問(wèn) , LCD&TP顧問(wèn) ,功能片電極（ITO）的非可視化,ITO電極電阻與蝕刻痕外觀的關(guān)系,來(lái)源：凸版印刷月刊顯示講座資料

16、, LCD&TP顧問(wèn) ,來(lái)源：凸版印刷月刊顯示講座資料,ITO電極光學(xué)特性 有光學(xué)調(diào)整層 , LCD&TP顧問(wèn) ,來(lái)源：凸版印刷月刊顯示講座資料,ITO電極光學(xué)特性 無(wú)光學(xué)調(diào)整層 , LCD&TP顧問(wèn) ,ITO電極有/無(wú)蝕刻部分的外觀 無(wú)光學(xué)調(diào)整層 ,來(lái)源：凸版印刷月刊顯示講座資料, LCD&TP顧問(wèn) ,來(lái)源：凸版印刷月刊顯示講座資料,ITO電極有/無(wú)蝕刻部分的外觀 有光學(xué)調(diào)整層 , LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏 敏感度調(diào)整及規(guī)格 , LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏敏感度表示（例）,來(lái)源：Synaptics公開(kāi)資料,來(lái)源：實(shí)際測(cè)量值, LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏敏感度評(píng)

17、價(jià)（例）, LCD&TP顧問(wèn) ,* 使用評(píng)價(jià)板進(jìn)行敏感度評(píng)價(jià) 構(gòu)成 觸摸屏 評(píng)價(jià)板 USB線,評(píng)價(jià)內(nèi)容 可以在PC畫(huà)面上確認(rèn)敏感度。 另外還有下列功能： 線輸入 位置輸入 手寫(xiě)輸入,投射式電容觸摸屏敏感度評(píng)價(jià)（例）, LCD&TP顧問(wèn) ,Draw,Locate,Delta,Pen,投射式電容觸摸屏規(guī)格例 Touch Inter機(jī)械及電氣規(guī)格1 , LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏規(guī)格例 Touch Inter機(jī)械及電氣規(guī)格2 , LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏規(guī)格例 Touch Inter外觀規(guī)格1 , LCD&TP顧問(wèn) ,投射式電容觸摸屏規(guī)格例 Touch Inter外觀規(guī)格2 , LCD&TP顧問(wèn)