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Touch on Lens單層電容式觸控設(shè)計(jì)要點(diǎn)

編輯:xiaqiaohui 2011-09-30 09:51:05 瀏覽:2784  來(lái)源:

  各式各樣的降低成本的方法被提出,有使用塑料或壓克力來(lái)取代玻璃,或使用薄膜取代玻璃,將原本雙層的結(jié)構(gòu)硬擠在單層結(jié)構(gòu)里面等方法,到最后形成將Sensor做在保護(hù)玻璃上(Touch on Lens) 與做在LCD里面(In-Cell)的兩種終級(jí)方法的對(duì)決。

  近年來(lái)在行動(dòng)裝置掀起的觸控風(fēng)潮,如大火燎原般的一發(fā)不可收拾,觸控已成為生活的一部份,朝未來(lái)看去趨勢(shì)更是無(wú)法抵擋,由小尺寸的手機(jī),中尺寸的平板計(jì)算機(jī),NB,到大尺寸的電視,家電等,都將為觸控所滲透,觸控產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也就越來(lái)越大,根據(jù)DisplaySearch最新出版觸控面板市場(chǎng)分析報(bào)告指出,2011年全球觸控面板產(chǎn)值將達(dá)134億美元,其中三分之二的觸控面板使用在手機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)8.68億片,其余成長(zhǎng)最快的就是平板超過(guò)7200萬(wàn)片,約有30~40億美元的產(chǎn)值。

  降成本!Touch on Lens良率高

  試想看看134億美元相當(dāng)于3800億臺(tái)幣,如果有人能想出降低成本50%的方法,就可以創(chuàng)造1900億臺(tái)幣的利潤(rùn),如果將成本降低80%,就可以創(chuàng)造3000億臺(tái)幣的利潤(rùn),而且每年都在成長(zhǎng),上述的利潤(rùn)相信看到的人很難不心動(dòng),當(dāng)然業(yè)界也不例外,各式各樣的降低成本的方法被提出,有使用塑料或壓克力來(lái)取代玻璃,或使用薄膜取代玻璃,將原本雙層的結(jié)構(gòu)硬擠在單層結(jié)構(gòu)里面等方法,到最后形成將Sensor做在保護(hù)玻璃上(Touch on Lens) 與做在LCD里面(In-Cell)的兩種終級(jí)方法的對(duì)決,這兩種方法在材料成本上幾乎沒(méi)有差別,但在生產(chǎn)成本與良率上卻有很大的差異,而這些差異會(huì)形成勝負(fù)的關(guān)鍵。

  然而要做到單層電容式觸控于保護(hù)玻璃上(Touch on Lens),有那些要求與考慮,以下是幾個(gè)重點(diǎn):

  單層電容式觸控于保護(hù)玻璃上(Touch on Lens)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  ●只用單層的保護(hù)玻璃就可以完成觸控的功能。

  ●Sensor做在保護(hù)玻璃上。

  ●最好為真正的單層結(jié)構(gòu),不要有立體的跨橋結(jié)構(gòu)。

  ●最少的制作程序

  ●最薄,最輕的結(jié)構(gòu)

  ●最好的光學(xué)效果

  ●最低材料成本

  ●最低的生產(chǎn)設(shè)備成本投資

  ●最大的觸控面板產(chǎn)出能力

  基本上立體的跨橋結(jié)構(gòu),是造成生產(chǎn)良率不佳的主因,會(huì)增加許多的生產(chǎn)制作程序與成本,在與LCD貼合時(shí)增加困難度,這些都是生產(chǎn)廠商心中的痛,當(dāng)然某些技術(shù)高超的廠商也擁有相對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),不過(guò)一旦技術(shù)瓶頸被克服將會(huì)造成觸控面板生產(chǎn)快速進(jìn)入成熟期,也由于技術(shù)門坎的降低,后來(lái)者大量的加入,形成一片紅海競(jìng)爭(zhēng)的局面。

  由于單層結(jié)構(gòu)將制作程序減到最少,也讓雷射蝕刻與印刷的技術(shù)可以被引入,有機(jī)會(huì)取代黃光制程,如此可以減少化學(xué)污染,節(jié)省水資源,符合環(huán)保的要求,不過(guò)廠商最樂(lè)見(jiàn)的還是生產(chǎn)設(shè)備成本的大幅降低,畢竟黃光制程的設(shè)備是相當(dāng)昂貴,而雷射蝕刻與印刷的技術(shù)則相對(duì)低廉,且生產(chǎn)環(huán)境的要求也比黃光制程來(lái)的低,但是雷射蝕刻的弱點(diǎn)是產(chǎn)出能力不如黃光制程高,設(shè)備的耗損也必須仔細(xì)考慮,網(wǎng)版印刷的成本則決定于網(wǎng)版的堵塞所造成的損耗可否得到控制,總結(jié)的說(shuō)單層的結(jié)構(gòu)造就了制程的多樣性,廠商的競(jìng)爭(zhēng)能力也由單純的設(shè)備投資,演化到復(fù)雜的生產(chǎn)組合,變得更有彈性。

  玻璃VS塑料 面板載體的選擇

  要生產(chǎn)單層電容式觸控面板有三個(gè)層面的問(wèn)題要考慮,首先是載體的選擇。也就是保護(hù)層的材質(zhì)要選擇玻璃或是塑料(壓克力),玻璃的硬度,光學(xué)特性與觸控靈敏度都比塑料好,然而,塑料卻贏在好施工、不易破損、安全性高,就筆者的觀點(diǎn),玻璃適用于中小尺寸的面板如手機(jī)與平板計(jì)算機(jī),而塑料適用于大尺寸,原因在安全性問(wèn)題為優(yōu)先考慮,而且塑料可以制作成薄膜直接貼到LCD上,貼合的成功率非常高,反之使用玻璃貼合的成功率大為降低,而且玻璃面積愈大,破裂的機(jī)率也愈高,單層結(jié)構(gòu)下不論玻璃或塑料光學(xué)穿透率都可以到90%所以在光學(xué)的特性上差異不大,但是塑料為有機(jī)物質(zhì),分子數(shù)量較大,光線通過(guò)時(shí)會(huì)有繞射現(xiàn)象,會(huì)影響屏幕顯示的分辨率,如iPhone 4使用400 dpi的分辨率使用塑料當(dāng)觸控面板時(shí),屏幕顯示分辨率看起來(lái)像200 dpi,會(huì)失去400 dpi的價(jià)值,不過(guò)大尺寸的顯示面板不會(huì)采用高分辨率如400 dpi,較不受塑料材質(zhì)光繞射的影響。

  性能大不同 Sensor圖案選擇學(xué)問(wèn)大

  第二要考慮的因素為Sensor的圖案。之前Apple所使用的雙層互電容式觸控面板,采用X,Y軸交錯(cuò)矩陣式結(jié)構(gòu),是目前最多人使用的方法,然后有人提出將雙層結(jié)構(gòu)擠壓到單層結(jié)構(gòu)的方法,也就是目前常見(jiàn)的菱形跨橋結(jié)構(gòu),為了降低成本,在中國(guó)大陸開(kāi)始有人采用早期使用于自電容式觸控按鈕的技術(shù),將三角形一維滑軌的結(jié)構(gòu)排列成平面,成為單層電容式觸控面板最早的版本,也有使用互電容式的改良方法,然而不論自電容式或互電容式,這兩種方法雖然簡(jiǎn)單但是卻有分辨率不足的缺點(diǎn),同一條水平線不能同時(shí)兩指以上的碰觸,會(huì)造成無(wú)法識(shí)別,也無(wú)法使用于中大尺寸,目前最常使用于3.5寸含以下的觸控面板,據(jù)有些業(yè)者表示此款單層電容式觸控面板在低價(jià)的手機(jī)上使用量還真不少,也讓臺(tái)灣許多面板廠,觸控IC設(shè)計(jì)公司,積極的投入這個(gè)市場(chǎng)。

  All Points的單層式觸控技術(shù)早在2004年Apple提出的觸控面板發(fā)明申請(qǐng)(US 7,663,607 B2) 時(shí)就以經(jīng)提出此觀念,但是申請(qǐng)的權(quán)利范圍沒(méi)有包含 All Points結(jié)構(gòu),以X,Y軸的結(jié)構(gòu)為主體,其實(shí)早期的Keyboard結(jié)構(gòu)許多也使用All Points的結(jié)構(gòu),All Points也是多點(diǎn)觸控的最原始結(jié)構(gòu),因?yàn)槊恳籔oint都是獨(dú)立的偵測(cè)點(diǎn),所以 All Points的總點(diǎn)數(shù)就是多點(diǎn)觸控總數(shù)的最大值,舉例說(shuō)明,如果由10行 X 10列 相當(dāng)于100 Points所組成的觸控面板,是可以允許100根手指同時(shí)觸碰在各別的100 Point 上,現(xiàn)在大家所認(rèn)知的多點(diǎn)觸控,也就是Apple所用的X,Y軸式的矩陣型互電容式觸控面板,其實(shí)是由All Points所演變而來(lái),近年來(lái)推廣All Points結(jié)構(gòu)不遣余力非IDT的PureTouch不可,由于能生產(chǎn)出超低價(jià)位的觸控面板,據(jù)說(shuō)已有大陸的電子書生產(chǎn)廠商采用。

  至于超低的觸控面板價(jià)格從何而來(lái)?不論IDT使用的方法或是之前單層的三角形Pattern都能有效的降低成本達(dá)40%以上,再結(jié)合將Sensor制作在保護(hù)玻璃 (Cover lens)上,成本可有效的降低60~70%,如此大的降低成本的方法為什么主流的產(chǎn)品沒(méi)有使用,智能手機(jī)與平板計(jì)算機(jī)都沒(méi)見(jiàn)到知名廠商采用,原因在于上述的兩種方法都無(wú)法使用在中大尺寸的觸控面板,三角形的圖案拉的愈長(zhǎng),誤差會(huì)愈大,分辨率就會(huì)愈差,而IDT的All Points的方法超過(guò)五寸時(shí)中心位置的點(diǎn)就無(wú)法走線出來(lái),所以All Points的方式受限于走線的空間,要加大走線的空間,就必須增加觸控的靈敏度與SNR比才有機(jī)會(huì)成功,所以愈小尺寸的觸控面板使用上述兩種方法的效果愈好,依此推理在低價(jià)位的小尺寸的觸控裝置應(yīng)該有不少是使用這兩種方法。

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