TouchPanel introduction chinese
TP设计简介
Touch Panel設計簡介一.TP種類及應用簡介二.RTP設計簡介三.FIP設計簡介四.ATT設計簡介六.RFQ 需求資料目錄五.各結構比較1.TP應用領域公共場所:銀行ATM,圖書館檢索系統,車站自動售票機汽車用:衛星導航儀民生用:手機,PDA,筆計本電腦,數位相機工廠自動化:人機介面2.TP按其原理分類如下電阻式:偵測觸碰點電壓變化電容式:偵測觸碰點電容變化近場感應式:偵測觸碰點電(磁)場變化超音波式:超音波矩陣遮斷紅外線式:光矩陣遮斷X G T 技術:複合電阻與電容式3. ~~~TP 種類Resistive Touch Panel (RTP)Field Induce Pad (FIP)Advanced Touch Technology (ATT)Wintek 專有名詞Capacitive Touch Panel (CTP)Apple 專有名詞=Wintek 專有名詞1.RTP結構介紹1.RTP 結構介紹a.F/G(ITO Film/ITO Glass)V/AIT O Gla s s ITO FilmDCT a =0.15ABCDEF XLXRYUYD各層厚度:ITO Film 0.188/0.125DCT 0.06Insulation layer+銀電極0.04ITO Glass 0.5/0.71.RTP 結構介紹b. D/F/G (Decoration FILM/ITO Film/ITO Glass)1.RTP結構介紹c. D/F/F (Decoration FILM/Up ITO Film/Down ITO Film)Deco film OCA ITO film DCTITO film OCAPC substrateFPC 各層厚度:Deco Film: 0.188/0.125 OCA(PSA): 0.05UP ITO Film 0.18/0.125 OCA 0.025 Down ITO Film 0.18/0.125Lens: 0.7~1.22.RTP 設計注意事項“A”LensDeco filmaLensbUV“A”防水膠二.RTP設計簡介 1.MRTP結構介紹a. MRTP走線+=ITO FilmITO GlassAssemblyM-RTP 有兩種Type: F/G and G/G F/G Type: ITO Film(0.188) +DCT(0.06)+ITO Glass(0.7~1.5) G/G Type: ITO Glass + 框膠(0.2)+ITO Glass, 需設計密封口(10*0.8),置於FPC對過的玻璃邊上二.RTP設計簡介 1.MRTP結構介紹b. F/F &G/G結構F/G TypeITO Film 絕緣層 FPC Cu 0.5 FPCITO Glass0.3 0.30.5G/G Type0.1 UP ITO Glass 0.3min FPC Cu FPC0.3 Down ITO Glass三.FIP設計簡介 1.結構介紹a. G/GLens INK ASF OCA Sensor透明孔 IR孔材料搭配: Lens 0.7~1.1 Ink 0.009max ASF 0.075 OCA 0.125,0.175,0.2.. Sensor 0.4,0.5HTCLOGOIC三.FIP設計簡介 1.結構介紹b. G/F/FPET Film材料搭配: Lens 0.7~1.1 Ink 0.009max OCA 0.05 Up ITO Film 0.125/0.18 OCA 0.05 Down TIO Film 0.125/0.18 ……HTCICiii三.FIP設計簡介 1.結構介紹b. G/F/FFlex LensPET PSA Down ITO Film PSA Up ITO FilmPSAPETPSA三.FIP設計簡介 1.結構介紹b. G/F/FItem Film / Film Film / Film Double side ITOCover LensBM BM BMCover LensMetal Y-ITOCover LensPSABM BM Metal Y-ITOStructureITO FilmPSAAg Ag Y-ITO Ag Ag ITO FilmPSABMPET FilmAg X-ITOPET FilmX-ITOPET FilmX-ITO X-ITOPSAPSAPSAX-ITOITO FilmX-ITOAg ITO FilmPET FilmPET FilmPET FilmMetal trace process Trace Pitch (Line width/Line space) Thickness (Lens 0.7mm) StatusScreen printingPhotolithographyPhotolithography100um/100um50um/50um30um/30um1.025mm Mass production1.025mm Mass production1.0mm Sample (2010 Q3)三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項a. Sensor A/A與 Lens INK Open關係INK OPENLCD A/A Sensor A/ALCD A/A +1.0 = INK Open INK Open +1.0 = Sensor A/A三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項b. Sensor 與 Lens搭配SensorNotes: 1.a=0.35min 2.Sensor四角不可倒R角 3.如Border需求,可設計倒C角aHTCC角三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項c. 何時設計Shield pad 目的:降低LCD Noise干擾X Y PattenITO GlassShield layer GapLCMFlex shield pad三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項d. Lens 設計注意事項A BA>=1.2 B>=2C 0.15INK Thickness 9um max技術參數: DOL CS 油墨附住性 穿透率 硬度 油墨厚度 Ball Drope. PSA 設計注意事項2.FIP 設計注意事項PSA1.PSA需完全覆蓋Trace走線2.PSA OD內縮Sensor 單邊0.33.需設計對位mark4.需預留重離型膜尺寸a= 7mm5.PSA常用厚度0.175a技術參數:透光率霧度(HAZE)剝離力上下離型膜離型力f. Sensor border 評估2.FIP 設計注意事項Trace with 0.03Trace pitch 0.06a 線離邊0.8b 至A/A 1.0mini. Same sideab16 x 8c左border0.8+0.1+8*0.06 +0.3=1.68下border1.8+0.5+(8+7+1)*0.06 +0.3=2.56ESD Ring2.FIP設計注意事項f. Sensor border評估ii. Both side2.FIP設計注意事項f. Sensor border評估雙側上下對分iii.3.FIP G/G Flow Chartcleaning and inspection UV glue Coating CuringACF AttachmentACF Attachment 2lens &Sensor Glass assembly CGFlex BondingFlex Bonding 2Appearance Inspection OCA AttachmentLabel Printing FI UV glue curingAutoclaveGasket Attachment Protective film AttachmentFinal appearance inspection對位本壓QC AppearanceInspectionPackagingBonding TestFinal Test。
TouchPanel(触控式面板)
触控式面板(TouchPanel)触控式面板有4、5种以上的技术和许多的厂商投入其中,假如有些顾客想采用触控式面板,势必会被五花八门的资讯搞的眼花撩乱,不知所措。
这篇文章以目前比较主流的和未来的技术为架构,希望给初次涉入触控式面板的读者提供一些有用的参考。
这篇文章以目前比较主流的和未来的技术为架构,希望给初次涉入触控式面板的读者提供一些有用的参考。
■?电阻式■?电阻式电阻式触控萤幕可以说是目前使用量最多的一个技术,电阻式的驱动原理是用电压降的方式来找座标轴,由下图可以看出,X轴和Y轴各由一对0~5V的电压来驱动,当电阻式触控萤幕被Touch到的时候,由於回路被导通,而会产生电压降,而控制器则会算出电压降所占的比例然后更进一步算出座标轴。
电阻式触控萤幕可以说是目前使用量最多的一个技术,电阻式的驱动原理是用电压降的方式来找座标轴,由下图可以看出, X轴和Y轴各由一对0~5V的电压来驱动,当电阻式触控萤幕被Touch 到的时候,由于回路被导通,而会产生电压降,而控制器则会算出电压降所占的比例然后更进一步算出座标轴。
从电阻式的结构面来讲,通常电阻式上层是以ITO Coating的PET来当材料,下层则是以ITO Coating的PET或是玻璃来当材料,平常没使用的时候上下两层是以绝缘体Spacer Dot来撑开,要不然就会产生Constant Touch(游标固定每一点)的问题。
从电阻式的结构面来讲,通常电阻式上层是以ITOCoating的PET来当材料,下层则是以ITOCoating的PET或是玻璃来当材料,平常没使用的时候上下两层是以绝缘体SpacerDot来撑开,要不然就会产生ConstantTouch(游标固定每一点)的问题。
一般电阻式架构式Film on Glass(FG),也就是说上层是ITO Coating的PET,下层则是以ITO Coating 的一般玻璃,缺点是一般玻璃假如在使用中不慎弄破,玻璃碎片会割伤使用者。
Touch_Panel技术简介
控制器会交互侦测X轴及Y轴所按压位置之电压值变化(Vpx & Vpy)而计算出正确位置
Signal Pulse
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4.具体工作方式
(A)
点击TP
MPU
(B)
Film&Glass 导通
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X坐标 (C)
Y坐标 (D)
10 bit =2 X=(3.7V/5V)* 1024 -1 =757
转换成相 应的讯号
电阻式触摸屏和电容式触摸屏都用到ITO材料。
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1.结构:
电阻式触控面板主要组成包含上下两组ITO导电层、Spacer、及电极。使 用时利用压力使上下电极导通,经由控制器测知面板电压变化而计算出接触点 位置进行输入。
lens OCA
Pen or Finger
Spacer
ITO Film Upper Electrode
Advantages: 价格便宜;办识能力高,可透过手或笔等介质输入信号;防水;防污 Disadvantages: 耐刮性差;防火性差 Application: 无法适用于温差变化大的环境之下,目前多应用于中小尺寸个人便携式产品
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3.工作原理(以4-wire为例)
M
x
E
x-坐标计算
将电压加于上部电极两端, 藉由下部 电极将电压传出。 计算出测得电压与总电压的比例,得 知触控位置。 例如:触控点的电压为1/3E,则其位 置为右方电极起算1/3的位置。
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触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前 最简单、方便、自然的一种人机交互方式。 触摸屏的应用范围非常广阔:
1)公共信息的查询:如电信局、税务局、银行、 电力等部门的业务查询,城市街头的信息查询。
2)领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、 点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。
Touch Panel原理简介
3.觸控面板之材料分類分為F/G、F/F、F/P等
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4.觸控技術比較
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5.觸控面板之基本原理與技術
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材料與組裝意示圖
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TOUCH PANEL與LCD構成關係
DISPLAY
TOUCH PANEL
MPU
CONTROLLER
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定位讀取Y+輸出
讀取 Y 座標由 X+輸出
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9.觸控面板之未來有幾個趨勢
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10.附件九至十三為觸控面板及PDA 未來市場發展趨勢評估.
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結論:
觸控面板為近期新興的一項產品,由 於市場大量需求且技術簡單,所以國內有 多家大小廠商躍躍欲試,然而因對材料認 知及其特性掌握不夠,所以能出貨銷售的 並沒有幾家,未來市場觸控面板需求必定 朝向大尺寸來發展,屆時其線性品質必定 是各家廠商所極力維持的,由PDA、 Handheld PC及IA產品日益進步,其市場需 求越來越大,要攻佔市場唯有恆定的品質 水準才能贏得顧客的信賴.
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謝謝各位 Thanks!
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6.觸控面皮製造流程,見附件五.
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7.因觸控面板係由ITO Film(PET)及 ITO Glass組成,而Touch Panel 之ITO阻值約300~600Ω/sq之間, 我們可以參照以下表格知道ITO 面積阻抗值與其用途.
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8.以下為美國NYNAPRO公司生產之6.5吋 Touch Panel SPEC,由圖中可看出 spacer間的距離不大於140mil為標 準,若間距太大則會造成反應時間過 長,間距太小則會有靈敏度不夠的問 題.
触控屏简介
CSG SHENZHEN WELLIGHT CONDUCTIVE COATING CO.,LTD.
电阻式触摸屏
2-2 触摸屏控制器的工作原理
(图3) 四线式控制器的功能框图 1).操作原理
(图4) 测量关系
控制器内部有一个由多个模拟开关组成的供电-测量电路网络和12位的A/D 转换器(参见图3)。控制器根据微控制器发来的不同测量命令导通不同 的模拟开关,以便向工作面电极对提供电压,并把相应测量电极上的触点 坐标位置所对应的电压模拟量引入A/D转换器。在触摸点X、Y坐标的测量 过程中,测量电压与测量点的等效电路如图4所示,图中P为测量点。
CSG SHENZHEN WELLIGHT CONDUCTIVE COATING CO.,LTD.
电阻式触摸屏
1-1 触摸屏
基层是玻璃或有机玻璃构成的,最上面是 一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的 塑料层,中间是两层金属导电层,分别在 基层之上和塑料层内表面,在两导电层之 间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。 当手指触摸屏幕时,两导电层在触摸点处 接触。
Touch the whole world
CSG SHENZHEN WELLIGHT CONDUCTIVE COATING CO.,LTD.
电阻式触摸屏
2-2 触摸屏控制器的工作原理
(图5) 转换时序 2).数字接口 控制器与微控制器之间通过标准的SPI口相连,由微控制器启动3次SPI传 送来完成转换,如图5所示。第一次SPI传送由微控制器向控制器发控制字, 包括起始位、通道选择、8/12位模式、差分/单端选择和掉电模式选择,接 下来的两次SPI传送则是微控制器从控制器取A/D转换结果数据(最后四位 自动补零),完成触摸屏控制器和微控制器之间的一次通信。
触控面板相关资讯
Vol. 1 2010-03-11
觸控面板相關資訊
Touch Panel
v 台灣原本就有不少觸控面板廠商,且用來搭配觸 控面板的LCD及下游系統整合(System Integration)產業完整,形成產業競爭優勢 。
v 最新熱門科技現有觸控面板感應技術,估計大約 有7到8種,最普遍的包括電阻式、電容式、電磁 式與紅外線式等,其中電阻式原理最為簡單,吸 引最多廠商加入,成本也最低,但具有透光不佳 且使用壽命較短的缺點。
v 但市場不多見 - - -
PET 保護膜
Polyethylene Terephthalate
PET
vPET保護膜比較厚,具有抗刮作用;表面層 一般有 Hard Coated 特殊處理。
vPET離型膜比較薄,没有抗刮效果,用在三 層結構的保護贴上,是要撕掉的。
vPET保護膜一般用來作使用層,PET離型膜 是作保護層,对PET保護膜起到保護作用。
v
GFG
v 一般電阻式觸控面板的結構是 Film on Glass,為 了改善電阻式觸控面板表面容易刮傷的現象 ,AMT 在電阻式觸控面板的表面再加一層極薄的 玻璃,讓使用者接觸到的表面是玻璃,耐刮也 耐磨,硬度達到莫式硬度 5 以上。
v GFG 產品有四、五、八層設計可供選擇,常規尺 寸大約在 3 ~ 19吋。
GOG
v 因為 GOG 觸控面板上層的玻璃很薄,產品必須在 表面貼合一層保護用的聚酯薄膜(PET),避免人 員因玻璃破損而受傷。AMT 的 GOG 觸控面板是針 對車載電腦需求的市場,AMT 以客製化為主,設計 採四層式,常用尺寸為 2.5 ~ 15吋。
Touch Panel Information
Touch Panel介绍
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/********* check controller busy? *****************/
*PIO_CODR=DCLK; // DCLK=0; while (!(*PIO_PDSR) & P17 ); // Check Busy Low<= 窮 圈;Hi<=Pass *PIO_SODR=DCLK; // DCLK=1; while (!(*PIO_PDSR) & P17 ); // Check Busy Low<= 窮 圈;Hi<=Pass *PIO_CODR=DCLK; // DCLK=0; while ((*PIO_PDSR) & P17 ); // Check Busy Hi<= 窮 圈;Low<=Pass /********* reciver data from controller ***********/ result=0; //clear result for (j=0;j<8;j++) { *PIO_CODR=DCLK; //DCLK=0; *PIO_SODR=DCLK; //DCLK=1; delayms(1); if (((*PIO_PDSR)&DOUT)==DOUT) result=result+1; result=result<<1; } result=result&0x00ff; *PIO_CODR=DCLK; //DCLK=0; *PIO_SODR=CSTP; //CSTP=1; return(result); }
為目前主流之應用型式,技術亦最成熟且價格便宜。製作原理 是將上側電極ITO Film及下側電極ITO Glass貼合在一起,尺寸 由2~17吋皆可以由此技術達成,穿透率可達到( 82%以上)。 上下兩層電極均使用ITO PET FILM結合其優點為輕薄但是缺點 是應用二層Film的貼合,透光率低(70%以下)。 此一型式係將ITO薄膜貼合在塑膠基材上之架構,其優點為重 量較輕,不易破損,透光率可達80%以上,但關鍵仍在ITO polycarbonate(P.C)不易取得及特殊塑膠材質不易處理。
投射式电容 触控屏 Touch Panel
何謂投射電容
投射電容觸控技術原理是以表面電容觸控技術為概念,並將電極蝕刻成長條狀以形成圖案化電極,當手指接近時,控制器可迅速測知電容值改變,藉以測得觸控位置。
由於生產大尺寸投射電容觸控螢幕的難度高,因此目前僅應用於手機與PMP、NetBook、電子書、Tablet等中小尺寸手持式電子產品。
投射電容技術是屬於數位式偵測觸控點技術,由於投射電容技術需先將電極圖案化,因此可以一次偵測多點觸控點訊號;除此之外,投射電容觸控面板只需輕觸就能感應,耐用程度因而較佳,其透光率(Light Transmission)可達90%以上,較電阻式的透光率(約82%)及表面電容式的透光率(約87%)高,另反應速度也優於電阻式觸控產品,訊號漂移現象也較表面電容式少,加上受到iPhone及多款知名智慧型手機採用,因此在突破低良率、高成本的限制後,投射電容已成為未來觸控螢幕的主流技術。
投射電容之原理
∙感應器上鍍有X、Y軸的ITO
∙當手指觸摸觸控螢幕表面
時,觸碰點下方之電容值根
據觸碰點遠近而增加
∙感應器上連續性的掃描探測
到電容值的變化
∙控制晶片記算出觸控點並回
報給處理器
玻璃投射電容之結構
以下為標準單片玻璃投射電容螢幕之簡單結構圖範例:
PET投射電容之結構
以下為標準三層PET投射電容螢幕之簡單結構圖範例:。
Touch Panel之设计原理与介绍
電阻式觸控面板主要規格
環境: 使用範圍 -5℃~+60℃/20%~90%RH
儲存範圍
面板結構:
-20℃~+70℃/10%~90%RH
類型 尺寸
表面處理
類比/數位 薄膜/玻璃 薄膜/薄膜 1.78吋~21吋
不反光式,透明式
連接方式 FPC連接 導電膜厚 175/188/254μm 導電基版厚 0.55mm/0.7mm 1.1mm/1.8mm 2.0mm/3.0mm FPC厚: 25/38μm
基本特性 操作方式 施壓範圍 表面硬度 電氣特性 工作電壓 工作電流 電阻線性 DC5V 20mA MAX. ±1.5%以下 手觸或R0.7/R0.8的筆觸 手觸:50g~100g;筆觸:30g~100g 2H以上
Байду номын сангаас
接觸反射時間 10m sec以下 20MΩ以上(DC25V) 絕緣抵抗 X:300Ω~900Ω 迴路電阻 Y:200Ω~800Ω
而電阻式觸控面板又分數位式與類比式,類比式觸 控面板技術又可分為4線式、5線式、6線式與8線式等。 觸控面板的技術原理是當手指或其他介質接觸到螢幕時, 依據不同感應方式,偵測電壓、電流、聲波或紅外線等, 以此測出觸壓點的座標位置。例如電阻式即為利用上、 下電極間的電位差,計算施壓點位置;紅外線式則是當 手指觸壓面板時,因遮斷部分紅外線因而檢測出觸控點 所在。此次課程內容介紹將主要以電阻式中的4線類比式 為主。
2.誤動作: 不良現象:於未觸控區域產生做動。 不良原因:上下部接觸(黏著劑印刷面積太小,MDS漏印)或 於TP中間有導電物質。 改善方式:黏著劑-部分產品會因可視區域大而侷限了可 Layout範圍,造成印刷區域過小,故須於設計 時考量膠的特性。 漏印-MDS是以鋼板印刷其網目數較網版印刷小 很多因此較易發生塞板現象,須增加洗板頻率。 異物侵入-此情形較少發生,主要是生產機台上 所掉落的一些導電物質。
Touch Panel简介
導電層 (ITO)
排線 (TAIL)
異方性導電膠(ACF) 隔點( DOT SPACER) 絕緣(ISOLATION) 導電玻璃(ITO GLASS)
觸控面板展開圖
導電薄膜 (ITO FILM) 銀膠 (SILVER PASTE).
絕緣油墨 (ISOLATION INK)
膠 (ADHESIVE) 排線 (TAIL)
By BYKTransparenc (1) Gardner ≧ 82%(Above) y instrument 17w fluorescent Newton As per actual (2) lamp, 30cm Ring samples provide away from eyes
Electrical Characteristic
(3) Hardness
(4) Static Load (5) Knock
R8 rubber Tip, 250 g 1,000,000 times
Satisfy (1) and elec. characteristic
Optical Characteristic
Item Condition Specification
Silver Paste Adhesive
Isolation ITO glass
Spacer dots
Theory of Data Reading - 1
Reading Y-Position
y
x
Input Voltage
Point of touch Vout
Theory of Data Reading - 2
2. Analysis & Verification Check the outline: The outline has Newton ring at center position of T/P.
Touch_Panel_Introduction
5wire
Surface acoustic wave
infrared
capacitanc e
制 不耐刮、 寿命 较短
applicatio 掌上电脑、手 机、家庭、办 n
公室应用等一 些小尺寸
POS, Hospitality, 公共查询机、 ATM、OA事 工业控制、办公 自动售票机、 务机、电子 白 自动化 POI、POS、 板、医疗 医疗器材 器材、 工业 用设备 ELO Touch System 3M Touch System 华意 深越 介面 光电 ELO Touch System 成都吉锐, 深 圳深越 ELO Touch System SMK 成都吉锐
High Temperature Resistant
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Structure Introduction
Major Assemblies Process and Components
Surface Hard Coat
Film
Polyester Sheet ITO Coating Silver & Insulation pattern
Wire Analog Touch Panel
Lower Electrode (Ag. Paste)
Dot Spacer
........... ......... ....... ..... ...
Upper Electrode (Ag. Paste)
Trace (Ag. Paste)
FPC (Connector)
8-wires
4 wires Resistive TP will create parasite resistance which will affect the accuracy of TP. Compare with 4 wires type,8 wires Resistive TP add 4 additional electrode named as X-sense,X+sense,Y-sense, Y+sense. First, measure the voltage of these four additional electrode(apply voltage cross + to – elecrode): Y+ (VDD), Y-(GND)-> Y+sense(Vymax) , Y-sense(Vymin) X+(VDD), X-(GND)-> X+sense(Vxmax) , X-sense(Vxmin) Then count X,Y Axis
touch panel
電容式
結構:主要作用原理是在透明之玻璃表面鍍上鍍上多層薄膜,由四角提供電 壓在玻璃表面形成均勻電場,一旦有導電體接觸時,可令電場引發電 流,藉由控制器測定,依電流距四個角落比例的不同,即可計算出接 觸位置。 優點:防水、防刮,透光度較一般電阻式為高,可應用於各式終端產品 缺點:面板製程較為複雜,需要鍍上多層薄膜,因此成本較高,現階段無法 應用在小尺寸產品上反光嚴重,存在色彩失真的問題,容易造成圖像文字 的模糊,當外界物體與觸摸屏導電層耦合出大電容時,容易產生誤動作.不 能用不導電或絕緣的物體觸摸.當外界溫度濕度和環境電場改變時,會造 成漂移.漂移後不能自察覺和恢復.漂移是累計的.經常需要較準. 應用:ATM銀行櫃員機、風景名勝導覽、室外大型機台等公共區域產品的應用
將電壓加於上部電極兩端, 藉由下 部電極將電壓傳出。 計算出測得電壓與總電壓的比例, 得知觸控位置。 例如:觸控點的電壓為1/3E,則其 位置為右方電極起算1/3的位置。
電阻式之工作原理
光學式 (紅外線)
結構:光學式觸控面板之原理乃利用光源接收遮斷原理,將面板範圍內佈滿 光源與接收器並組成矩陣,當手指或接觸物遮斷紅外線時,經由接收 器所接收的資訊即可測出即接觸點的所在的矩陣位置。 優點:在於表面為純玻璃不影響透光度,可靠性高,耐刮性,防火性佳 缺點:是防水、防污性差。受限於技術問題,已逐漸被市場淘汰。 應用:一般應用在ATM、OA事務機、醫療器材的使用上。雖然適合應用於高階 產品,但價格較高、解析度較低,無法為一般消費大眾所接受
Pen Writing Durability
Finger knocking Durability
Sliding Durability
測試項目
Environment Test
TOUCH PANEL简介
四. 基本原理
1.OPERATING THEORY
FPC H/S
A/D CONVERTOR
P)
(Control Block)
2.BLOCK DIAGRAM
3. 4-Wire Touch Screen Construction.
家電類產品:
攜帶式液晶電視、攝錄放影機、視聽音響、家電 用遙控器。
娛樂器材:
電子琴、掌上型遊樂器、語言文字學習機。
IA 資訊家電產品:
計算機、電子鐘錶、照相機、翻譯機、電子手冊、 掌上型電腦、PDA 、MP3 隨身聽 、穿戴式 PC 、Web Pad 。
醫療器材:
電子血壓計、電子溫度計、電子秤。
儀器設備:
THE END~
產發部
張浩誠 2000/9/5
4.電阻式基本規格
分類
輸入方式 ITO 玻璃厚度 ITO Film 厚度 使用及儲存環 操作溫度 境 保存溫度 電器特性 消耗電流 線性誤差 動作啟動開關時間 筆打點 表面硬度 筆打點壽命 材質
項目
特性
手指 ,筆尖 0.55 , 0.7 , 1.1 , 1.8 mm 0.175 , 0.188 mm 0 ~ 60℃ -15 ~ 70℃ 低於 1mA(V=5V) 低於 1.5% 15ms min 15~50g 高於 3 H 兩百萬次以上(筆尖 0.8mm、打 鍵荷重 300g、打鍵速度 5 次 /sec) 兩百萬次以上(R8 矽橡膠打鍵 荷重 300g、打鍵速度 5 次/sec) 75%~85% 70℃,240Hours -40℃,240Hours 60℃,90%RH ,240Hours 120 cycle(-20℃ 30min,25℃ 5min, 70℃ 30min)
touch panel Introduction
G/F
0.9-1.1mm
88% Lightest Good Average
G/G D
1.3-1.4mm
89% Heaviest Average Good
G/G S
1.3-1.4mm
89% Heaviest Average Average
G2
>1.1 mm
90.8% Heavy Good Average
Sensing time: X+Y True multi-touch: No(鬼点)
Sensing time: X*Y True multi-touch: Yes
Self capacitance鬼点说明:当检测到两根手指时,会出现四个可能的触碰点(X1,Y0)、(X1,Y2)、 (X3,Y0)以及 (X3,Y2),而正确的组合又是不明确的,进而不能实现多点触控。
touch panel Introduction
目录
Touch panel的誕生與分類簡介
投射式電容屏原理簡介 Touch panel sensor簡介 Touch panel分析簡介 Touch panel最新技术简介 Touch IC行業簡介與前景展望
觸摸屏的誕生與分類簡介
觸摸屏的誕生 Touch panel技術發展史 電阻式觸摸屏簡介 表面電容式觸摸屏簡介 紅外線觸摸屏簡介
1980
1985
五線電阻式
1990
1995
2000
2005
2011
音波式(SAW)
嵌入式觸控(LCD In-Cell)
Touch panel的誕生與分類簡介 电阻式触摸屏简介(四线电阻式)
在玻璃或丙烯酸基板上覆盖均匀导电的ITO层,分别做为X电极和Y电极并由透明格点分开绝缘。其中下层的 ITO与玻璃基板附着,上层的ITO附着在PET薄膜上。X电极和Y电极的正负端由“导电条”(图中黑色条形 部分)分别从两端引出,且X电极和Y电极导电条的位置相互垂直。引出端X-,X+ Y- Y+一共四条线,这就 是四线电阻式触摸屏名称的由来。当有物体接触触摸屏表面并施以一定的压力时,上层的ITO导电层发生形 变与下层ITO发生接触,该结构可以等效为相应的电路
TouchPanel驱动介绍
1.驱动的位置及加载 2 .input子系统介绍 3.Framework中对input系统数据的提取 4 TouchPanel驱动的实现过程
1.驱动的位置及加载
TP的驱动在linux平台上都是放在目录 \kernel\drivers\input\touchscreen 不同的硬件平台一般 已经都集成了许多不同ic的驱动 添加新的TP驱动可以通过配置该目录下的Kconfig,及 Makefile,两个文件来讲驱动添加到kernel中来. 以我们现 在Demo板中的TP为例.
3.Framework中对input系统数据的提取
框架中对input系统数据的监控封装在 EventHup.cpp这个文件中对应的具体的类是EventHub,下 面我把类内部的部分截取出来说明一下这个数据提取的过 程. 函数
bool EventHub::getEvent(int32_t* outDeviceId, int32_t* outType, int32_t* outScancode, int32_t* outKeycode, uint32_t *outFlags, int32_t* outValue, nsecs_t* outWhen)起到了一个对input设备节点 的监控作用
getEvent 调用int EventHub::read_notify(int nfd) { #ifdef HAVE_INOTIFY int res; char devname[PATH_MAX]; char *filename; char event_buf[512]; int event_size; int event_pos = 0; struct inotify_event *event; LOGV("EventHub::read_notify nfd: %d\n", nfd); res = read(nfd, event_buf, sizeof(event_buf)); if(res < (int)sizeof(*event)) { if(errno == EINTR) return 0; LOGW("could not get event, %s\n", strerror(errno));
触摸屏知识简介
5.总结:
从客观的角度来说电容电阻各有千秋,电容屏虽然在用户体验是更胜 一筹,但是因其价格原因,暂时不可能大范围应用,而电阻屏却比较 大众化、比较实用些,因为大多数国人还是比较喜欢用手写输入的, 且电阻屏基本不受环境影响,造价低廉,还不容易损害,虽然说屏幕 容易产生划痕,但随便买张手机屏幕保护膜就能解决,所以电阻屏还 是早期智能机的主流触屏材料,不过随着时间的推移,电容屏已经成 为一个趋势,现在越来越多的智能手机向多点电容式触控技术方面发 展。
4.五线电阻屏:
五线触摸屏使用了一个阻性层和一个导电层。导电层有一个触点, 通常在其一侧的边缘。阻性层的四个角上各有一个触点。如图3.
为了在X轴方向进行测量,将左上角和左下角偏置到VREF,右上角 和右下角接地。由于左、右角为同一电压,其效果与连接左右侧的总 线差不多,类似于四线触摸屏中采用的方法。
红外线技术触摸屏
1.红外触摸屏的结构和原理:
红外触摸屏是利用X,Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触 摸。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四 边排布红外线发射管和红外接收管,一一对应成横竖交叉的红外矩阵。 用户在触摸屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而 可以判断出触摸点在屏幕的位置。外触摸屏,是高度集成的电子线路整 合产品。红外触摸屏包含一个完整的整合控制电路,和一组高精度、抗 干扰红外发射管和一组红外接收管,交叉安装在高度集成的电路板上的 两个相对的方向,形成一个不可见的红外线光栅。内嵌在控制电路中的 智能控制系统持续地对二极管发出脉冲形成红外线偏震光束格栅。当触 摸物体如手指等进入光栅时,便阻断了光束。智能控制系统便会侦察到 光的损失变化,并传输信号给控制系统,以确认X轴和Y轴坐标值。
3.红外屏的发展:
TouchPanel Introduction
RX RX X RX RX
• 需嵌入光源
IR_touch(北京匯冠電子)
• • • • 因為Cost比較高,所以應用受到限制 采用差值算法,可以實現解析度4096 x 4096 響應時間:<16ms 位置識別精準度: 0.3mm識別 0.5mm判斷是否有動作
3.如何選用正確的方案
1. 應用場合(電容/電阻/紅外/聲波……) 2. 產品Cost(產品材料的考量) 3. Performance(觸摸控制IC的不同) 4. …… 5. Multi touch功能技术选择红外而没有选用感应电容是 考虑Cost会很高:1.控制IC貴 2.屏的制程难度大,良 率不高,對于大量量產Cost會很高
2.2 表面電容式觸摸屏結構
Glass
1層ITO 截面圖 電極 絕緣层 ITO
Master
表面電容式觸摸屏原理
• 从四个角感应
• 在表层建立静电区域
• 手指吸收面板电荷
• 控制器則會算出電流 被吸走的比例而算出X軸和Y軸
2.3 感應(投射)電容式觸摸屏結構
2層ITO
Glass SiO 2 ITO
感应电容式控制器厂商分析
• 新思科技/义隆电子/Leadies 专注于笔记本电脑和便携消费类电子产品它要求 电容触摸感应技术的特点是具有高的分辨率,甚至可手写输入,高背光、不 仅能实现触摸按键功能,还能实现全屏触摸、甚至多指触控等先进功能 Cypress/ATLab/Quantum/意法半导体/飞思卡尔/TI/启攀微电子 应用方案比较广 泛,这几家公司的方案主要针对触摸按键/滑条/滑轮,而少用于全触摸屏,目 前这几家都没有多指触控方案,都表示多指触控方案正在开发中。但是他们 能应对家电产品所需的抗静电、抗水以及电磁干扰要求等。
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閃耀的明日之星?
Outline
1.應用市場 2.工作原理(電阻式、電容式) 3.F/G四線電阻式製程 4.市場(競爭對手台、日、美、大陸)
應用市場
觸控面板的分類
為了簡單方便,我讓它分為三大類 電阻式
依配線方式可分為:4線、5線、6線、7線、8線 依面板組合方式可分為:F/G、F/F、G/G、F/P…… 依信號方式可為為:數位式和類比式
Capactive
Components and Process
Components
Resistance vs Capactive
F/G型四線電阻式觸控面板製程
可分為前製程及後製造,前製造從下料、清洗 ITO導電玻璃開始,接著製作Dot spacer 而後製程是製作ITO電極以及將ITO導電玻璃 與ITO導電薄膜分別印上電極和接上軟板後的 上板及下板貼合,貼合之後再進行裁切。
韓國
Samsung Hantouch
5線電阻
3M ELO
Samsung Hantouch
6線電阻 電容
3M
宇宙光電 達諾光電(26) 益震光電 嵩達光電 勝華光電(44)
Inotouch
黃光製程
印刷製程
1.前製程(玻璃基板入料清洗 + 烘乾) 2.Dot Spacer 印刷(需電鑄鎳板網版) 3.UV固化
4.後製程
黃光製造 vs 印刷製程
曝光顯影(黃光)製程 網版印刷製程
1.製程設備投資成本較低 2.設備佔地面積較小 3.不需耗費大量製程用水 4.製程較簡單
優 點
1.膜厚控制精度(8㎛) 2.Dot spacer 密度限制較小 3.Dot spacer 品質佳、尺村形狀較均一 化 4.圓形Dot Sapcer真圓度較佳,直徑可 控制在35㎛以下 5製程良率較高
2.貼合及裁切製程
先切再黏(基板損壞率低,製程良率較高) 先黏再切(減少人力,縮短製程時間)
競爭對手
日本
4線電阻
Fujistsu Nissha Smk Gunnze DMC SLPS
美國
3M
台灣
時緯科技(76) 介面光電(100) 洋華光電(200) 益震科技 宇宙光電(25) 理義科技 富晶通 時緯科技 益震科技 宇宙光電 嵩達光電 理義科技 仕欽科技(13) 宇宙光電
類比式觸控面板:適用一般無指定用途產品,在螢幕上任何區域都可能需要觸碰時,則依照 所需要的尺村及解析度以設計觸控面板。
數位電阻式工作原理
Digital type vs Analog type
類比式 感應方式 動作原理 解析度
偵測電壓 利用偵測電壓分佈值,進行AD變 換以計算接觸點位置座標 高,可達4096 * 4096 利用電壓接觸比較計算座標 較低
數位式
價位
設計應用 功能應用 應用範圍
較貴
需搭配AD轉換電路設計,成本較 高 可用手、專用觸控筆輸入 適用PDA、POS、手持式資訊產 品塑
便宜
控制IC可搭配設計,不需另加成本 應用於輕薄型產品的按鍵 ATM、傳真機、影印機、簡易PDA、 計算機、萬年曆塑
電容式
為了改良電阻式不耐刮的特性,在結構上最外 層是一薄薄的二氧化矽硬化處理層,硬度達到 7H,第二層為ITO,在玻璃表面建立一均勻電 場,利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控 的目的,最下層的ITO作用為遮蔽功能,以維 持Touch Panel能在良好無干擾的環境下工作。
1.製程設備投資成本昂貴 2.設備佔地面積較大 3.需耗費大量製程用水 4.產不易控制,欲得到低膜厚 之dot spacer,需搭配低膜厚的電鑄鎳板網 版 2.光罩耐用度不佳,增加消耗成本 3.高密度dot spcaer不易達成 4.需搭配特殊規格的網版,才能製作出真圓 度佳、孔徑為35㎛以下的dot spacer 5.印刷用網版清洗不易,易造成網格阻塞等 情形
電容式
紅外線、音波式、電磁式
電阻式
簡單的說,利用電壓偵測判別觸控位置, 而結構上說,上層是由ITO coating的PET當材 料,下層則用 ITO coating的glass當材料,一 般時,上下層中間會有 Dot Spacer來夾在兩 層中間
電阻式結構 for detail
電阻式動作原理
工作 環境
-20℃~60℃
-20℃~60℃
-20℃~60℃
應用 產品
PDA、PND、 電子字典等等
FA用途
車用顯示器
PDA、遊戲 機
smartphone
車用顯示器
依信號方式分類
電阻式面板依其信號輸出方式可為數位式和類 比式
數位式控面板:產品已經規劃好設定之用途,且確定開關的位置,可直接採用數位式觸控面 板,例如設計觸控面板是3欄3列,總共有9個開關,簡而言之,數位式是以觸控的方式,取 代傳統功能的按鍵,如何是提款機
後製程
1.電極製作
後段製程,最重要的一道步驟為電極製作。在下板部份,將已完成Dot Spacer製作的ITO導電玻璃,於非視區範圍印上銀電極後,再印上絕緣膠;而上 板部分由於ITO導電薄膜是以Roll to Roll的方式運送,所以需先將ITO導電薄膜裁 切成適當大小,再經過熱平坦化,並在背面鍍上一層保護膜,之後在ITO導電膜面 的非視區印上銀電極,其上再印絕緣膠,以保護電極並絕緣以避免導通或短路
電阻式
電阻式
依感應原理分類 (四線、五線、六線…的差別)
依觸控面板組成方式分類
Film / Glass 入力 側 對向 側 支撐 側 特性 Film Glass 1.為目前最主流 的結造,技術 較成熟 2.透光率82%以 上 -20℃~60℃ Film / Film Film Film 1.重量輕 2.透光率較低 Glass / Glass Glass Glass 1.適用於條 件嚴苛的環 境 2.耐候性佳 、耐衝擊 -35~+85℃ Film / Plastic Film Plastic 1.重量輕、 不易破損 2.透光率80 %以上 -20℃~60℃ F/F/G Film Film Glass 1.結構性佳 2.耐衝擊 F/F/P Film Film Plastic 1.重量輕 2.不易破損 3.耐衝擊
Dot spacer
前段製程中最重要的步驟就是dot spacer的製 作。Dot spacer是上部電極及下部電極之導電 層中間的絕緣阻隔,以手指或其他介質按觸上 方之ITO film,而dot space的高度約為5~10㎛, 太厚會造成使用者造成難以觸控、使用費力缺 點,所以均勻度及密度是dot spacer製程的一 大課題,主要可分高良率且自動化的黃光製程 和網板印刷製程。