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触控面板关键技术分析 掌握不同技术进阶信息(三)  
触控面板关键技术分析 掌握不同技术进阶信息(三)
副标题:触控面板关键技术分析 掌握不同技术进阶信息(三)
日期:2009-2-10     来源:萬達光電科技   编辑:51Touch 

    至于6线式的设计构想源自于改善5线式的定位表现,做法上是在5线式的下层ITO玻璃下方增加1条接地回路,事实上这对改善功能性方面的诉求是毫无意义的,有时市场的个案甚至有并未搭配使用6线式控制器却也强调能达成所声称的功能。

图示:5线式走线设计。(万达光电)

电容式透光性高、耐磨性佳 IPC应用多采此技术

    表面电容式利用排列于面板4边的透明电极,透过与人体间的静电结合产生的静电变化,进而透过电流侦测触动位置。其感应原理透过4个角落供给触动感应区特定电压,使其形成均匀电场,当手指接触感应区时电场产生电流,诱生电流经控制器计算测定后,依其距4个角落比例不同,计算实际位置。

    表面电容式使用时因利用静电变化诱发侦测电流,因此,实务上往往因环境电磁场干扰、高频干扰造成光标飘移或误动作。表面电容式的最大优势即在光学穿透率高,表面保护镀膜使其耐磨表现更佳,然而触动必须以手指(导电性介质)来完成。

    表面电容式具防水、防刮、透光率佳,故常见于大尺寸户外应用,如公共信息平台(Kiosk、Point of Information;POI)及公共服务(销售)平台(Point of Sales/ Services;POS)等产品上。
 
图示:大型IPC设备常采用电容式触控面板运作图。(万达光电)

投射电容式与表面声波式技术

    投射电容式最大优势即是触动无须直接接触,面板因而可置于透明基材下方,因而得到良好保护,触动可经由手指或特殊笔,即便是带着手套亦可使投射电容式面板作动。

    结构是在2个不同导电基材上(或同一导电基材的正/反2面),分别置于平行的X导线与Y导线,导线相互垂直但却不在同一表面,每个X、Y相交处即形成一电容节点。对导电基材上的导线(驱动线driver line)供以特定振幅与频率的交流电压,另1组导线此时即形成回路侦测电容改变量(感应线sense line)。

    操作时控制器交互提供电压至其中1组导线,使每个节点上的电容耦合(coupling)造成驱动线和每1相交的感应线有微小电流;当手指接近1个或多个节点时,会吸走部份电流,进而改变节点上的电容值。控制器交互扫描感应在线每节点电容值改变,利用3个以上电容改变的节点估算触动实际位置。由于投射电容式原理仍无法完全免除电磁和高频干扰,有效防护必须由面板和控制器方面的进行强化设计。

    投射电容式对于面板(Sensor)和控制器(IC)间的配合要求甚高,即便是相互垂直的导线(可为实体金属线或蚀刻后导电线)亦有内阻值均匀与否问题,其直接影响即是面板所输出的讯号噪声比(S/N),因此降低面板导线内阻与加强IC讯号处理能力,是这类技术由小尺寸迈向中/大尺寸确保功能稳定的先决条件。由于投射电容式触控面板亦可用于多点触控平台,因此,未来商机不可限量。
 
图示:未来性相当被看好的投射式电容技术。(万达光电)

表面声波式与红外线式

    除电阻与表面电容式在市场应用最为常见外,其它应用多半使用表面声波式、红外线式与投射电容式3种。此三者又以声波式市占较高,此与ELO Touch System于1987年自增你智(Zenith)购入表面声波技术即积极推广有关。表面声波式原理是在普通玻璃基板四周设置声频发射、反射及接收装置,让声波在基板表面传递;当触动发生时,部分声波能量会被吸收,控制器则分析能量传递前/后时间差与能量衰减大/小辨认触动位置。

    表面声波最大优势是透光性、防火性佳,但必须由软性物质(吸收声波能量)触动;当面板上有水滴、尘埃、泥土或水气凝结时,极易造成误动作。另由于声波传导受温度与湿度影响甚巨,环境条件改变太大也会造成触动准确率不佳问题。

    红外线式类似矩阵式设计,不同的是以LED设置在面板的X或Y轴1端,另1端则对应设置感光晶体(Photo Transistor)。当触动发生时,光源受遮断,对应端感光晶体无法接收来自发射端的红外线讯号,从而交替作侦测触动位置。

    红外线式可靠性佳、耐刮,但分辨率不佳。它是唯一可以不需基板来达成触控侦测的技术,但举凡大于5公厘的任何可以阻断红外线的外来物(蝇、虫、尘土等),都会使触控侦测造成误动作,此外,由于尘、油渍…等随时间在面板上累积,最终造成LED讯号阻断或不良,也使其产生功能异常。

触控技术综合比较 材质与技术并重的发展趋势

    触控面板技术若比较原理差异,并没有太多困难,但是如果以技术评估比较最终成品优劣时,常因其中涉及材料差异、设计和制程能力不同,则会出现较大落差。倘因信息不足或错误,甚至由于对特定技术上的偏见,都可能误导设计。即便是某一应用市场由特定技术所主导,这亦可能因供应来源、地域因素所造成的结果。简言之,若是价格成本是关键决定因素,那么电阻式必然是最佳选择。

    但是就电阻式为例,产品面的优势决定于成品的机械特性、电气特性、光学特性、耐受性及可靠度;上述内容决定于材料及制造商设计和制程能力,因此采用何种电阻式技术只是其中1个因素。倘若材料为功能优劣的主因时,单纯比较数据并不具实质意义,因为更换材料即可改善功能,但成本终究会反应在售价中;反之,功能优势源于设计与制造能力,则产品整体价值显著,其特性也可能超越原本采用的技术限制。

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