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电容式触摸屏解析

2016-09-23


        电容触摸屏可分为表面电容式和投射式电容。那么投射式电容是如何工作呢?投射式按照采样信号的不同又可以分为自电容式和互电容式。何为自电容式呢?它的电极是自己发送、自己接收来采样的电容,当手指触碰电容屏的时候,手机上的电容会叠加到屏体上的电容,通过增量的检测来检测到触摸的动作。在实践中一般自电容可以实现单点或者双触控点应用。互电容是横向与纵向电极之间的电容,两组电极分别构成电容的两极。互电容屏能够实现真正的多点触摸,甚至是无限指。我们是做触摸屏模组的,模组的作用主要是用来收集电容的信号,送给控制芯片来处理,控制芯片通过转化、计算得出坐标,然后送给主芯。按照结构来分,一般我们会把它分为三个部分,第一个是Cover Lens面板,第二部分是Sensor功能片,第三个部分是FPC。Cover Lens是兼具外观件和电容介质双重功能。Sensor的功能是收集电容信号,FPC是用于将Sensor上的信号线连接到控制芯片。

        去年大家用电容屏比较少,通过一年多的时间,现在电容屏在平板、手机上应用的非常多了,通过一年多的发展也进步了很多。我们从控制芯片的发展看,去年很多控制芯片都是8位的,到今年有一些已经是变成16位,甚至有些是DSP32位的都有。电容芯片里面的软件算法也在进一步提高,像信噪比和抗干扰能力都比去年提高了很多。最近又出了单层多点来控制IC,这样进一步降低触控模组的成本,只需要做一层线路。

        在模组材料和生产方面也发生了很大的变化,也一直在发展。像目前已经出现了ITO替代的材料,像纳米碳管出来了,这个主要是从环保的角度考虑,因为据有的资料说ITO全球的储量可能只有16000吨左右,如果正常使用的话,像LCP、TP这样用最多可以用10年,ITO里面的稀有金属铟就没有了,所以现在都在做ITO的替代产品。第二是贴合材料和工艺的发展,去年有一些水胶贴合、OTCA贴合、材料设备都不是很成熟,造成模组的生产良率不高,成本就会高,所以价格下不来,一年多的发展,良率都有所提高。各种测试设备的改进和各种标准都在完善,之前很多测试电容屏的手段都是以IC厂提供,每家IC厂的评价标准又不一样,现在基本上都会有统一的测试设备,第三方做的测试设备更公正、更客观的来测试电容屏的性能。

         经过一两年的发展,电容屏产业取得了长足的发展,在消费类产品大幅替代了原来的电阻式触摸屏。去年在这个展会上还有一些平板会使用电阻式触摸屏,但到今年电阻式触摸屏在平板上几乎看不到了,全部都用电容式触摸屏。大批量的生产会带来成本的大幅下降,去年电容屏刚刚出来的时候,像一个7寸屏大概在17、18块美金,今年变成12、13块美金了。控制芯片日益成熟,这样就会进一步降低触控模组的生产难度,像现在大家对触摸屏有了解的话,去年很多触摸屏还需要加贴金层、屏蔽层,但今年已经很少看到加屏蔽层,说明在控制芯片和抗干扰能力方面都已经得到了很大的提高。

        电容式触摸屏的未来有两个趋势,目前电容屏最主要的是最常见的G+G结构或者是GFF结构,都是贴在外壳上。现在有两个趋势出来,第一个是会朝面板一体化发展,大家说的OGS或者TOL,在面板上已经把Sensor做上了。第二是向显示一体化方向发展,PD的Sensor会做在LCP里面,这样Cover Lens就没有触摸功能了,只是一个外观件。这是一个图,把TP Sensor和Cover Lens集成在一个面板上,这样产品会进一步的变薄、更轻。

        如果是面板一体化,我们叫OGS或者TOL,从生产的方式可以分为Sheet process和piece process。Sheet process为大片基板制作,便于生产。流程是先做强化,再镀刻,再切割,最后进行边缘二次强化。piece process为小片方式制作,流程是先切割,再做强化,再镀刻,所以它不存在边缘二次强化的问题,但会出现生产效率的问题,小片制作没有大基板制作的效率高。

        向显示一体化方向发展,就是把TP Sensor做在膜里面。大家一般会分为on Cell和in Cell而两类。on Cell是将TP Sensor的线路加工在TFT上基板玻璃上,一面是CF,一面是TP Sensor线路。In cell是将TP Sensor的线路加工在TFT下基板玻璃上。大家都在疑问Iphone5会不会做。它会加大LTD对TP的干扰,使电容屏的干扰会更大,这样对电容屏触摸IC的性能提出更高的要求。

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