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低成本触摸屏系统设计

作者:ChitizMathema ChristianaWu时间:2013-07-19来源:电子产品世界

  摘要

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/147689.htm

  电容式设备日益成为主流,不再是什么新奇的产品。随着数以百万计的设备(如智能手机和平板电脑等)上市销售,此项技术的普及率与日俱增。然而,随着电容式技术的广泛普及,消费者越来越不愿意为此技术支付更多的费用。为了保持利润,OEM厂商必须降低设备的成本。在设备中,触摸屏模块是价格最昂贵的组件之一。本文介绍了多种可通过智能设计方法降低触摸屏模块系统成本的方法。主题包含面板层叠和图样、显示屏、材料、路由选择以及触摸屏控制器等。

  采用投射电容式触摸屏技术的智能手机和平板电脑目前已成为主流。然而,触摸屏产品日趋普及以及OEM厂商之间的激烈竞争拉低了产品价格。为了抵消价格压力,OEM厂商正在寻找既可降低成本同时又能提高利润的创新途径。触摸屏系统是智能手机或平板电脑中最昂贵的模块之一,其设计成本可以进一步降低,从而帮助OEM厂商提高利润率。  

 

  标准的触摸屏系统(图1)包含投射电容式触摸屏传感器(层压在保护性盖板(cover lens)内)、贴装有触摸屏控制器的粘合型柔性印刷电路板(FPC),以及显示屏。FPC可将触摸屏控制器连接至主机处理器。显示屏位于触摸屏传感器下方,并通常由气隙隔开或直接层压。

  系统设计人员必须仔细了解每个组件的集成对系统的性价比有什么样的影响,而我们通过智能设计方法可以同时优化这两方面。

  盖板和触摸屏传感器

  盖板是触摸屏系统最顶端的物理层。盖板的成本变化范围很大,主要取决于材料类型(玻璃或PMMA)、特殊涂层(疏油、疏水类)、装饰性颜料,或者相机或传感器的钻孔数量。使用聚甲基丙烯酸甲酯材料(PMMA)可以使盖板成本锐降50%,这种材料更经济、更轻巧且不易破碎,是耐用型透光玻璃选件的替代品。但是, PMMA传感器可能会出现信号灵敏度低的情况。此外,由于PMMA比玻璃更有韧性,因而当手指或其他触摸物体用力下压时可以显示出面板弯曲情况。面板弯曲可能导致错误或不准确的触摸报告信息。但是,如果触摸屏传感器包含玻璃基板或其他屏蔽层,则可以避免面板弯曲。因此,对于触摸屏传感器层叠所用的盖板材料必须经过精细的考量(图2)。  

 

  触摸屏传感器的结构非常复杂。通过将氧化铟锡(ITO)溅射在玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板上,然后在ITO上蚀刻出相应的图案。构成每个传感器层的图案和结构都是根据系统的设计需求自定义而成。标准的触摸屏设计通常使用双层ITO触摸屏传感器(例如图2中的MH3和Diamonds传感器),以取得良好的准确度、线性度以及多点触摸性能。双层传感器设计使用玻璃或PET基板。PET较便宜且具有较好的抗显示噪点性能,但透光性会略微降低。从根本上讲,降低触摸屏传感器成本最有效的方法是减少层叠的层数。

  通过集成的低成本传感器(LCS)解决方案等单层传感器,系统设计人员可将传感器成本锐降50%。较少的层数(基板、ITO、OCA)有助于触摸面板厂商精减材料和加工成本;此外,处理较少的层数还能进一步提升制造良率。低成本的单层触摸屏采用一个单PET基板和一个简化的专用图案,并具有良好的透光性。在性能方面,单层传感器具有较低的准确性和线性,并且支持的手指触摸数量有限(通常仅为一或两个手指)。这些低成本的单层传感器解决方案非常适用于低端智能手机和功能电话。之前使用的电阻式触摸屏或无触摸屏设备的系统设计人员会发现这种层叠方法非常适合他们的设计和预算需求。与电阻式触摸屏相比较,单层电容式触摸屏具有独特的优势,其中包括能提高透光性、降低功耗、增强耐用性,以及提升用户体验等。

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关键词: 赛普拉斯 触摸屏

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