高級電容式觸摸屏技術(shù)–移動(dòng)觸摸技術(shù)的持續改進(jìn)

　　對于平板電腦和手機來(lái)說(shuō)，傳感器厚度是一個(gè)主要的考慮因素。事實(shí)上，減少觸摸板層數的關(guān)鍵推動(dòng)因素不僅僅是成本，還有厚度因素。保護玻璃板一般厚度為0.5至1.0mm;而典型的PMMA層比較輕，但是厚度通常達到1.0mm或者更高，這是因為PMMA是一種更加柔性的材料，需要確保其不會(huì )彎曲。第二層的傳感器玻璃基板通常厚度在0.2mm至0.7mm之間，而具有類(lèi)似結構的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)厚度僅為0.055mm。但是PET無(wú)法輕易通過(guò)橋接或跨接線(xiàn)(類(lèi)似于ITO結構中的PCB層間連接孔)進(jìn)行印刷，因此必須使用多層方案來(lái)取代更適合處理ITO蝕刻和橋接的玻璃基板方法。如需為PET增加多個(gè)額外制造步驟，必須考慮到材料成本、厚度和玻璃重量增加的問(wèn)題。

　　移動(dòng)產(chǎn)品的一個(gè)最新趨勢是直接將觸摸傳感器層壓到LCD。這樣可以消除層間的間隙，讓手機的外形更纖薄，而且用戶(hù)的手指距離實(shí)際的顯示屏更近。遺憾的是直接層壓傳感器在電氣方面存在很大的困難。大部分開(kāi)發(fā)人員都沒(méi)有意識到LCD會(huì )釋放出大量的電氣噪聲。由于電容式觸摸傳感器要測量觸摸板電容信號的細微變化，而電容電場(chǎng)會(huì )受到LCD 開(kāi)關(guān)噪聲的破壞。典型TFT LCD的共用電極受DC或AC電壓驅動(dòng)。DC或AC電壓在LCD變換屏幕模式時(shí)會(huì )進(jìn)行迅速轉換(甚至每個(gè)屏幕畫(huà)面變化都會(huì )改變噪聲特性)。因此，LCD開(kāi)關(guān)噪聲可能表現為假的手指觸摸動(dòng)作。為了應對LCD噪聲引起的錯誤信息，觸摸傳感器廠(chǎng)商有時(shí)會(huì )在傳感器和LCD之間加一個(gè)氣隙，用來(lái)驅散電氣傳遞噪聲。廠(chǎng)商還需要依靠更高級的觸摸控制器功能來(lái)消除或過(guò)濾掉電氣噪聲。

　　為了在控制噪聲注入，減少傳感器厚度，減輕手機重量，降低系統成本，以及改善用戶(hù)體驗這幾個(gè)方面進(jìn)行平衡，制造商們?yōu)榇碎_(kāi)發(fā)出了多種不同的傳感器類(lèi)型。圖3列出了一些最新的技術(shù)?！　?/p>

 

　　從圖3可以清楚看到市場(chǎng)上有很多不同的傳感器技術(shù)，每種都有自身的優(yōu)勢。最近趨勢表明，廠(chǎng)商希望通過(guò)如下三種主要技術(shù)移除多層材料：(1)Sensor on Lens (G1M);(2)On-cell(外掛式觸控)技術(shù);(3)In-cell(內嵌式觸控)技術(shù)。

　　Sensor on Lens(單層多點(diǎn)觸摸)：業(yè)內稱(chēng)之為“One Glass”、“Direct Pattern Window”、“Sensor on Lens”或“G1M”(即1 Glass Layer, Multitouch)。在開(kāi)發(fā)Sensor on Lens解決方案時(shí)， 首先通過(guò)化學(xué)處理方法對玻璃板進(jìn)行強化;進(jìn)行ITO沉積和蝕刻，然后將其切成小片用在產(chǎn)品中。 最后， 采用一種高級后處理技術(shù)來(lái)強化玻璃邊緣，以防止邊緣損壞。有些制造商在進(jìn)行ITO 沉積之前先將大玻璃板切成小塊，對其進(jìn)行化學(xué)強化，然后再應用ITO處理。制造低成本Sensor on Lens的一個(gè)主要難點(diǎn)是要能夠在單個(gè)ITO印刷層上獲得足夠的多點(diǎn)觸摸性能。例如，賽普拉斯的SLIM(單層獨立多點(diǎn)觸摸)技術(shù)是ITO構形與觸摸式控制器算法的一種獨特組合，只需單個(gè)ITO層，無(wú)需層間連接孔(橋接或跨接線(xiàn))就能構建傳感器。這樣就能省略與光刻膠構形和去除有關(guān)的多個(gè)步驟，而且能消除包括玻璃、粘合劑和壓克力板在內的多個(gè)層。所有這些優(yōu)勢成就了一種簡(jiǎn)單的低成本、輕量級傳感器。事實(shí)上，由于工藝步驟的減少，這種方案可以將多點(diǎn)觸摸板的成本削減一半。

　　On Cell：有些公司正在追求另一種解決方案，即去掉整個(gè)上部傳感器層，將ITO發(fā)送與接收層直接內置到LCD中。這類(lèi)技術(shù)被稱(chēng)為外掛式觸控和內嵌式觸控。外掛式觸控的基本理念是去除整個(gè)的獨立傳感器開(kāi)發(fā)過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)就是直接在LCD頂部偏振片層的下面對ITO感應層進(jìn)行構形。LCD廠(chǎng)商將會(huì )直接把觸摸屏的發(fā)送和接收層布置到LCD玻璃基板內。由于很多玻璃傳感器的厚度介于1.0至1.5mm之間，因此這種技術(shù)可以顯著(zhù)減少移動(dòng)產(chǎn)品的厚度和重量。

　　In Cell：如果發(fā)送或接收層中的一個(gè)層在彩色濾光片下進(jìn)行構形，那么業(yè)內將這種技術(shù)稱(chēng)為內嵌式觸控。內嵌式觸控的理念是讓ITO的構形與LCD的VCOM層同時(shí)進(jìn)行。這可以將觸摸感應通道深入推到LCD內部。這種技術(shù)的優(yōu)勢是制造效率高，可去除傳感器的成本和制造步驟。然而，它的缺點(diǎn)是會(huì )給觸摸控制器帶來(lái)噪聲。因為ITO構形距離LCD中的電壓層太近，使得到達觸摸控制器的寄生電容可以比傳統傳感器結構高出很多倍。此外，LCD需要在VCOM的信號發(fā)射層上共享發(fā)送ITO線(xiàn)路，因此觸摸控制器必須在LCD未被驅動(dòng)的時(shí)候執行掃描操作。這就需要對這些信號進(jìn)行多路復用，并且會(huì )使觸摸掃描的時(shí)間變短。內嵌式觸控由于會(huì )增大噪聲干擾和掃描時(shí)間的復雜性，因此該技術(shù)尚處于發(fā)展階段?！　?/p>

 

　　移動(dòng)電話(huà)和平板電腦市場(chǎng)不斷尋求更薄、更輕和更便宜的觸摸面板技術(shù)，而且探尋最佳解決方案的方法不下數十種。目前的領(lǐng)跑技術(shù)當屬Sensor on Lens(Single Layer Multitouch)、外掛式觸控和內嵌式觸控，它們能提供比較理想的結果。盡管如此，這些技術(shù)在運用到更主流的產(chǎn)品之前仍需克服一些明顯的商業(yè)和技術(shù)障礙。這要求顯示面板制造商、OEM廠(chǎng)商以及戰略采購機構之間通力合作，以經(jīng)濟合理的方式簡(jiǎn)化制造步驟。 同時(shí)，建立一個(gè)能夠意識到觸摸屏集成方面深入技術(shù)問(wèn)題的設計社區，也是創(chuàng )建低成本產(chǎn)品和實(shí)現出色用戶(hù)體驗的重要一步。盡管出于成本和供應鏈約束的原因，很多設計人員不得不在觸摸技術(shù)革命中對很多產(chǎn)品持觀(guān)望態(tài)度，但是最近出現的一些創(chuàng )新技術(shù)能夠使觸摸面板變得更便宜、更輕、更薄，或許這些技術(shù)可以給一些最新的產(chǎn)品理念提供機會(huì )，將它們從白板設計理念變成消費者手中的產(chǎn)品。