電容觸摸屏的堆疊技術(shù)及其變化趨勢

　　2. 條形狀圖形
　　顯然條形狀圖形不能使用一層或1.5層的堆疊，它必須使用2層的堆疊。通常它使用2層的GFF堆疊方式。對于條形狀圖形，分寬條和窄條，一般地將寬條作為Tx放在觸摸屏的短邊上并位于2層的下層，而將窄條作為Rx放在觸摸屏的長邊上并位于2層的上層。這樣放置的好處是Tx感應(yīng)條有寬的寬度和低的電阻，放在2層ITO的下層，對LCD的噪聲有比較好的屏蔽效果。Rx使用窄長條又可以有幾種圖形，它們分別是單條、雙條和三條，圖6是一個Rx為三條的條形狀圖形。相比較單條和雙條的Rx圖形，三條的Rx圖形與手指之間有更多的電場信號耦合所以會有更好信號靈敏度。還有，兩層ITO之間襯底材料有適當(dāng)?shù)暮穸葘FF堆疊方式的觸摸屏至關(guān)重要，如果這個厚度太小的話，將影響手指信號的靈敏度。　　

　　3. 陸洋棋形狀圖形
　　陸洋棋形狀圖形是典型的使用單層ITO堆疊的圖形。是成本最低的觸摸屏堆疊圖形。嚴(yán)格地講，陸洋棋形狀圖形的觸摸屏不能算是多點(diǎn)觸摸屏，雖然它在Y方向可以支持多點(diǎn)觸摸，但在 X方向它使用兩個感應(yīng)器信號強(qiáng)度的比例來計(jì)算手指在X方向的位置坐標(biāo)，所以在X方向，它不能支持同時(shí)有兩點(diǎn)及兩點(diǎn)以上的觸摸。陸洋棋形狀圖形有兩叉和三叉圖形，圖7是一個三叉的陸洋棋形狀圖形示意圖。 比較而言，兩叉的圖形在Y方向有比較高手指定位精度但有更多的感應(yīng)器數(shù)量，需要芯片有較多的感應(yīng)IO口支持;而三叉的圖形在X方向有比較高手指定位精度，僅需要較少的感應(yīng)IO口的芯片的支持。對陸洋棋形狀圖形觸摸屏的一個限制是這種觸摸屏的尺寸不能大于4寸，因?yàn)殛懷笃逍螤顖D形中叉的角度只能在一個較小的范圍里變化，尺寸大了以后，叉的角度將變小，將影響X方向的手指定位。還有陸洋棋形狀圖形在邊沿區(qū)域的手指定位精度也不太理想。

　　4. 長城形狀圖形
　　長城形狀圖形是真正的可以在單層ITO堆疊上實(shí)現(xiàn)多觸點(diǎn)觸摸的圖形。它似乎實(shí)現(xiàn)了很多人的夢想，那就是在最低的成本上實(shí)現(xiàn)多觸點(diǎn)觸摸的圖形堆疊。誠然，在小尺寸(通常小于3.5英寸)并且用玻璃作為襯底的堆疊(或SOL的堆疊)是切實(shí)可行的。然而，制造商為了追求最低的成本，更希望采用膜作為襯底。當(dāng)用膜作為襯底并且在大于3.5英寸的屏上使用長城形狀圖形便出現(xiàn)了兩個的問題。第一個問題是感應(yīng)器與FPC之間的綁定條的數(shù)目變得非常大。參考圖8，長城形狀圖形將水平方向的感應(yīng)塊互連引出到感應(yīng)區(qū)域的外面來互連，通常這個互連是在FPC實(shí)現(xiàn)，而綁定條的數(shù)目將是[Ntx+Ntx*(Nrx+1)+1]。小刮號里面的1是因?yàn)槊恳涣卸夹枰迦胍桓鼐€以避免不必要的Tx和Rx之間的耦合。如果我們假定有12個Tx和20個Rx，綁定條的數(shù)目將是[12+12*(20+1)+1]=265。如此多的綁定條要做在一條短邊上，對許多制造商來講是一個挑戰(zhàn)。 第二個問題每一列的總的Rx走線寬度(也被稱為死區(qū)寬度)變得足夠大，嚴(yán)重影響手指橫向定位的精度。因?yàn)槟ぷ鳛橐r底的ITO方阻要比玻璃作為襯底的ITO方阻高的多，并且膜作為襯底的ITO的最小線寬和線間距也要比玻璃作為襯底的ITO的最小線寬和線間距大，為了避免最遠(yuǎn)的Rx的引出線(也是最長的)的電阻不超過一個限定的值，只有增加比較長的Rx的引出線的寬度。這樣就導(dǎo)致每一列的總的Rx走線寬度變得足夠大。針對這兩個問題，雖然已經(jīng)有了一些對策，然而所有這些對策不僅增加了生產(chǎn)的工序也增加了材料，最終還是不同程度地增加了成本。盡管這樣，采用長城形狀圖形并用SOL方式堆疊的觸摸屏的厚度可以薄到1mm以下，還是受到很多用戶的歡迎。　　

　　五.堆疊技術(shù)變化趨勢

　　觸摸屏和LCD屏合二為一是觸摸屏制造廠商的理想。因?yàn)榇蠖鄶?shù)觸摸屏生產(chǎn)廠也是LCD屏的生產(chǎn)廠。兩屏合一屏，不僅可以簡化整屏的生產(chǎn)工藝，降低整屏的成本，也簡化了整屏交易的供應(yīng)鏈。為了兩屏合一屏，On-cell和In-cell的堆疊技術(shù)就運(yùn)因而生了。On-cell和In-cell的堆疊技術(shù)通過將觸摸感應(yīng)器整合到液晶顯示中，不再需要一個獨(dú)立的觸摸感應(yīng)層，從而讓智能手機(jī)或其他電子設(shè)備的屏幕變得更輕薄。(參考圖9和圖10)。然而對于On-cell和In-cell的堆疊技術(shù)最大的挑戰(zhàn)是如何克服來自LCD的噪聲干擾和怎樣應(yīng)對自電容的急劇升高而導(dǎo)致的信號衰減?！　?/p>

　　在傳統(tǒng)的投影電容觸摸屏的堆疊中，我們通常可以用增加屏蔽層或在LCD與觸摸屏之間使用一定空氣間隙(0.1~0.5mm)來隔離或衰減LCD的噪聲，在On-cell和In-cell的堆疊中這兩種方法肯定都不能被實(shí)施。 LCD的噪聲將被直接耦合到觸摸感應(yīng)層。

　　在On-cell和In-cell的堆疊中尤其是In-cell的堆疊中，因?yàn)楦袘?yīng)層和LCD的公共電極層的間距非常地小，導(dǎo)致感應(yīng)器的自電容大幅度增加。自電容大幅度增加使得感應(yīng)器作為Tx激勵信號負(fù)載的交流阻抗大幅度減小，交流負(fù)載大幅增加，Rx的信號被嚴(yán)重衰減。這對提供Tx激勵信號的芯片的驅(qū)動能力和功耗是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。同時(shí)，自電容大幅度增加也增加了感應(yīng)條的RC延遲，可能導(dǎo)致出現(xiàn)感應(yīng)條近端和遠(yuǎn)端信號靈敏度的不一致。

　　雖然有上面所說的挑戰(zhàn)，但新技術(shù)的發(fā)展最終將解決這些問題。譬如，Cypress的觸摸感應(yīng)技術(shù)方案已經(jīng)通過對LCD噪聲的偵聽可以在實(shí)施觸摸感應(yīng)掃描時(shí)避開LCD的噪聲來克服來自LCD的噪聲干擾。另外Cypress的觸摸感應(yīng)技術(shù)方案還可以在工作電壓為2.8V的情況下，在芯片內(nèi)部將Tx的驅(qū)動電壓提升到最大10V，這大大提高了Tx激勵信號的驅(qū)動能力。為應(yīng)對On-cell和In-cell的堆疊技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)做出了一些有益的工作。當(dāng)然，還會有其他的新技術(shù)會被開發(fā)出來或者正在被開發(fā)出來來解決這些問題。毫無疑問，On-cell和In-cell的堆疊技術(shù)已經(jīng)成為堆疊技術(shù)發(fā)展的一個趨勢。