1、电阻触摸屏介绍 1 TP的工作原理2 TP同LCD的原理3 TP的参数4 TP在手机上的应用5 TP的常见问题和解决办法6 TP材料 电阻式触摸屏工作原理 点击位置A 电阻式触摸屏有印在上ITO的一组电极和印在下ITO的一组电极构成 当点击位置A时 首先在上ITO上的一组电极上分别加上5V和0V的电压 利用下ITO层作为探测面 测得电压Vy 下一时刻在下ITO上的一组电极分别加上5V和0V的电压 利用上ITO作为探测面 测得电压Vx 设Y方向电极间距为Ly X方向点击间距为Lx 则有 y Ly Vy 5 y Ly Vy 5 x Lx Vx 5 x Lx Vx 5 由此可以算出触摸点A的坐标 通
2、过IC控制 某一时刻将上层作为测量面 下层作为探测面 下一时刻将下层作为测量面 上层作为探测面 通过IC有序的切换测量面和探测面 可以得到一系列触摸的位置坐标 实现触摸屏功能 电阻式触摸屏工作原理 TP控制器内部的模拟开关 会有序切换 上下层会轮流作为测量面 触摸屏与LCD的关系 T P A D MCU LCD LCD同T P之间没有信号传达 LCD只是被动显示T P探测到的坐标 模拟信号 数字信号 触摸屏信号转换 12位A D转换器 2 12 4096 2 1 3 4095 4096 V1v2v3v4095v4096 In V Out 如果是8位A D呢 触摸屏功能参数 回路电阻 X方向的回
3、路电阻 Rx x Rx1 Rx2 Rx3 Rx4Y方向的回路电阻 Ry y Ry1 Ry2 Ry3 Ry4绝缘电阻 不触摸时 玻璃和FILM之间的电阻 Rx3 Rx4 Ry3 Ry4 振荡时间 Chatteringtime 表示振荡时间 当触摸输入时 会引起电路振荡 从刚开始振荡到基本稳定所需要的时间 这个时间大概时10 20ms 该参数同上下两层ITO表面的粗糙度有关 如果ITO表面的粗糙度低于0 5nm 可能会导致振荡时间变长 也就是触摸屏从触摸达到稳定的时间会增加 触摸屏功能参数 2 漂移 V V 线性度Linearity VMAX V 100 linearity 1 5 0 触摸屏功能
4、参数 3 触摸屏在手机上的应用 所以 在新项目开始时 需对触摸屏与手机的匹配问题进行以下几个方面的调试 1 初始值2 校准3 手写效果 初始值的调试 就是手机设计公司把触摸屏同手机连接后 点击如左图A B C D四点 取得X方向的最小值 最大值 Y方向的最小值 最大值 作为后续变换的基准参考点 如后续点击E点时假设读到电压为 Vxe Vye 假设点击A B C D四点读到的初始值为 Vxa Vya Vxb Vyb Vxc Vyc Vxd Vyd 则E点的坐标 Xe Ye 可以看出初始值对后续坐标的转换有很大的关系 触摸屏校准 Xlcd1 Ylcd1 Xlcd2 Ylcd2 Xlcd3 Ylcd
5、3 三组坐标是已知 例如240 320像素的LCD 这三组坐标可以分别假设为 30 40 120 160 210 280 根据对应LCD上显示的校准位置我们点击触摸屏的对应位置 会得到一组A D转换后的坐标参数 Xtp1 Ytp1 Xtp2 Ytp2 Xtp3 Ytp3 对于12位A D转换的触摸屏上三组参数基本接近 40 40 2010 2100 4060 4050 通过线性变换 Xtp AXlcd BYtp CYlcd D 将LCD上的已知坐标 Xlcd1 Ylcd1 Xlcd3 Ylcd3 和点击触摸屏取得的A D坐标 Xtp1 Ytp1 Xtp3 Ytp3 代入线性变换公式可以求解出A
6、 B C D各项参数 然后将 Xtp2 Ytp2 代入已知A B C D的的线性变换公式中求得对应的 Xlcd2 Ylcd2 坐标 再同我们已知的 Xlcd2 Ylcd2 坐标进行比较 如果误差在允许的范围之内 则此次校准计算得到的A B C D参数有效 将A B C D返回 作为系统常量存储 以后点击触摸屏得到的A D值都会通过上述线性变换公式同LCD对应 线性变换 初始值和校准的关系 他们的作用是否相同 初始值和校准之间的关系 初始值和校准的关系 1 初始值是手机设计公司在调试触摸屏时 读取后直接写进软件 后续这几个参数会写进每台手机中 其目的是使触摸屏读取的参数基本准确 2 校准 是手机
7、集成商在手机出货前第一次开机后要做的动作 其目的是使得触摸屏读取的参数更准确 后续用户在使用过程中 由于触摸屏的老化可以多次使用校准界面校正触摸屏的偏移 初始值是校准的前提 校准是在初始值的基础上对触摸屏准确度的进一步提升 如下图 当我们在校准界面点击第1 2 3点时 如果获取的参数同软件中的预存的参数存在较大的偏差 校准是无法通过的 因此校准是建立在基本准确的基础上的 手写效果调试 飞笔 触摸屏手写效果的三种不良情况 起笔阶段 中间阶段 落笔阶段 对于第一中情况主要通过调整软件中的延时解决 对于第二 第三种情况 主要通过调整滤波程序解决 一般比较复杂 调整的效果不是很理想 一般通过调整触摸屏
8、的ITOFILM和玻璃的搭配可以解决这种情况 因此在送样调试OK 封样后 一般不要轻易变更FILM和玻璃 否则可能出现上述不良 滤波程序的调整 对于滤波的调整 要根据实际的不良情况 例如毛刺的大小 出现的频率 手机的平台综合考虑来调整 一般总的原则有以下几种 1 降低滤波的阀值 提高采样的数量 2 增加采样的数量 采用平均值方法 3 增加采样的数量 去掉头尾 再取平均 一般算法的变更不能太复杂 否则由于手机处理速度会跟不上 手写时会出现丢笔的情况 手写效果调整 丢笔 不灵敏 丢笔 就是手写时 明明有笔划过的位置 但触摸屏没有识别出相应的轨迹 导致丢笔的情况有几种 1 触摸屏的动作力太大 划写时
9、 上下层ITO接触不稳定 信号波动太大 这些波动太大的信号被滤波程序过滤掉了 因此出现丢笔情况 此种情况 增加操作压力就正常 要解决 可以通过降低触摸屏的操作压力改善 一般是通过减低盒厚和膜鼓的程度解决 2 手机的处理速度过慢 当快速滑动过程中 可能出现丢笔情况 这种情况是由于手机处理器反应不过来 将部分未处理的信号丢失导致 解决的办法可以通过调整软件 提高取样率 降低算法复杂度解决 触摸屏在手机上的应用 无法校准 关于校准的方法之前已有介绍 这里主要介绍无法校准的原因以及解决办法 无法校准的原因主要有 1 回路电阻波动太大2 线性扭曲对于线性扭曲 需要触摸屏出货前控制 无法通过手机软件的调整
10、进行解决 但2 5 以下的线性扭曲不会对校准产生任何影响 如果回路阻抗波导太大可以通过调整校准允许的偏差进行解决 主要通过调整第三点的偏差允许范围 如上图 一般是点 Xtp2 Ytp2 详见前面的 触摸屏校准 一般如果一批中回路阻抗波动较大 需要引起注意 可能是过程中某些环节出问题导致 而不仅仅是材料面电阻变化导致 触摸屏的不良 线性扭曲 触摸屏线性扭曲 主要有两种 一是四周靠近电极位置的扭曲 一是中间位置的扭曲 中间位置的扭曲一般都是ITO划伤导致 这种扭曲 线测曲线出现明显的折线 而不是平稳的曲线状 如下边两图所示 对于这种扭曲需要在制造和来料过程中控制ITO不被划伤 触摸屏的不良 线性扭
11、曲 对于电极四周的扭曲 情况就比较复杂 总体来讲主要有 1 设计缺陷 2 电极与AG的粘附力不够 一般如下中图 即与电极平行的线测曲线在靠近电极位置发生扭曲 向中心位置 越来越轻微 3 丝印偏位 一般于右图 线测曲线在一侧出现比较大的扭曲 一般伴随电阻变小 正常 AG粘附力不够 印偏 走线有与ITO接触 触摸屏的功能不良 线性扭曲 以上三图均为AG与ITO的粘附力不好导致 可以看出线性扭曲都发生在靠近AG的位置 AG与ITO的粘附力不好有几种原因 1 固化不够 这种情况 一般重新固化大部分都可以解决2 ITO表面不干净 例如保护膜残胶 这种情况的线性扭曲一般无法返工 所以在投料前一定确定ITO
12、表面的洁净度 3 绝缘油停放时间过长 这种扭曲无法返修 因此需对绝缘油的固化做严格管控 触摸屏的不良 线性扭曲 还有一种扭曲就是靠近电极处的ITO被损伤 这种不良主要是四周电极处的ITO受到外力的作用 产生裂纹导致线性扭曲 同时会伴随电阻变大 在靠近电极处操作 ITOFILM形变量要大于在中间的形变量 ITO更容易受到损伤 触摸屏的不良 绝缘电阻 绝缘电阻小 主要是指X电极和Y电极之间出现导通的情况 一是垂直导通 既是上层和下层之间出现垂直导通 主要检查 A 对于F F结构触摸 要检查是否是由于激光切割熔边导致的 对于F G结构的触摸屏主要检查是否是四个角的切割表与上层导通导致 B 要检查没有
13、绝缘油覆盖位置是否存在上下导通的情况 主要出现在热压位 二是横向导通 也就是X Y的导通由于同一层 这种导通主要发生在热压位 A 激光切割时ITO出现熔融 将干蚀刻线导通导致 B 激光切割到引线脚 导致银浆熔融到切割线位置 出现横向维导通C 干蚀刻或者丝印偏位 使得银浆覆盖干蚀刻线导致 触摸屏的不良 小电阻 小电阻 是指电阻比客户要求的要小 或者小于内控标准的产品 小电阻有两种情况 1 伴随线性扭曲的小电阻 2 线性OK 但电阻小 对于第1种情况应该是触摸屏的丝印走线 非电极 偏位与中间ITO导通导致 或是蚀刻不净导致 对于第2中情况 这种小电阻主要有两种原因 A 材料的面电阻偏小 B 由于设
14、计或者丝印问题 在上图所示位置A 或位置B出现同层之间的导通 对于第二种情况B的小电阻 一般如果客户IQC不管控该项的话 不会影响客户的实际使用 这种小电阻只是会增加客户手机的功耗 一般影响不大 若果出现第二种情况A的小电阻 如果波动超过150欧 可能会导致校准困难的问题 A B 触摸屏的不良 大电阻 大电阻 是指电阻比客户要求的要大 或者大于内控标准的产品 导致大电阻的原因有 1 材料的面电阻变大2 AG固化不好导致电阻变大3 绝缘油丝印后停放时间过长导致电阻变大 此种情况一般伴随线性扭曲对于第2种情况 一般重新固化会OK 对于第1 3两种情况 如果出现电阻波动中心值比客户承认样品的电阻中心
15、值波动大超过150欧姆时 建议先同客户确认 再进行下一步工作 触摸屏材料 ITOFILM 单层ITOFILM与双层ITOFILM的区别 1 书写压力不同 单层ITOFILM一般比双层ITOFILM的输入压力要大 因为单层ITOFILM和双层ITOFILM厚度一样时 双层ITOFILM两层PET之间有一层胶层 可以使得PET更柔软 2 边缘可靠性要差 在保证250g 10万次划写时 日东P型膜需要的间距D 约为1 8mm 而单层膜需要的间距要大于2 8mm 其实到中间位置时单双层膜的可靠性主要同镀膜的质量以及是否结晶相关 与是不是双层的关系不大 FILM厚度的规格 目前主要有0 125mm 0
16、175mm以及0 188mm三种厚度规格的ITOFILM 这与PET基材供应的规格对应 触摸屏材料 ITOFILM 单层ITOFILM 只有一层PET 双层ITOFILM 有两层PET 触摸屏材料 ITOFILM ITOFILM的分类 1 按PET基材的层数 分为单层和双层两种2 按照ITO膜是否结晶分为 结晶型和非结晶型3 按照表面效果分为 雾面和亮面4 按照Hardcoating分为 单面硬化和双面硬化 单双层的选择主要有是根据操作力要求和边缘可靠性要求决定 结晶和非结晶选择主要是基于划写可靠性要求 建议优先选择结晶型的 产品比较稳定 亮面和雾面的选择主要由客户的使用环境和触摸屏尺寸来决定
17、 一般手机都是选择亮面 透过率好 画面清晰 而一些需要到户外使用的 或者工控 车主等中大尺寸的屏建议选择亮面 这样反射小 如果选择亮面可能放射太高 导致无法看清画面 单面硬化或者双面硬化 单面硬化是指只在ITOFILM非ITO面镀有硬化层 双面硬化是指除了在非ITO面有硬化层外 ITO与基材之间也有硬化层 双面硬化的ITOFILM可靠性要好 但操作力会比较大 一般少用 触摸屏的材料 ITO玻璃 ITO玻璃分类 1 按照透过率分为普通透过率 透过率在91 92 之间 和高透过率 透过率大于94 两种2 按照是否强化分为 强化的和非强化两种3 按照强化的方法不同 强化玻璃又分为 化学强化和物理强化
18、两种4 按照厚度常用ITO玻璃有 0 4mm 0 55mm 0 7mm 1 1mm 1 8mm 日本些厂家提供透过率大于98 的玻璃 触摸屏的材料 ITO玻璃 ITO层Sio2层玻璃基板 ITO层增透层玻璃基板 普通透过率ITOGLASS 高透过率ITOGLASS SiO2层 有增透效果 以前LCD使用的玻璃需要采用SiO2阻挡层防止玻璃基板中金属离子游离到液晶层 TP玻璃也沿用了这种做法 但没有严格要求 一般建议要求供应商增加 一是可以提供玻璃透过率 还有ITO附着力会好 高透玻璃 主要是在ITO层下镀有增透层 对于ITO玻璃的要求 主要集中在ITO玻璃的表面效果 即ITO层的粗糙度 一致性
19、 但这些参数需要用到原子力显微镜测量 因此很多供应商没有办法提供此参数 所以对于导入新的ITO玻璃需要通过将玻璃做成触摸屏成品 装到手机上进行手写 如果出现严重的飞笔现象 应该就是玻璃表面效果不理想导致 触摸屏的材料 其他 触摸屏银浆的选择直接关系到触摸屏功能和可靠性问题 因此新银浆的导入需要很谨慎 银浆的成分主要为银和热朔型树脂 其中银的含量在70 80 之间 银的含量太高 附着力会下降 银的含量太低 丝印过程银颗粒可能分布不均 导致导通性和一致性不好 目前主要用的银浆有ASAHI TOYOBO 埃奇森几家主要供应商 绝缘油 主要评估的是丝印的气泡和其化学成分对银浆的影响 目前市场上用得最广和最稳定的是SN 8400C 其中有一些有颜色的绝缘油 比如黑色和绿色 可以提升产品的品位 但这些绝缘油一般都是热固型的 胶水 胶水主要分为水性和油性两种 水性胶水可以用水作为稀释剂 目前我们用的1555D就属于水性胶水 目前触摸屏用的胶水主要都是水性的 除1555D外还有1555C XB 114以及3M的7533 7588几种用得比较多的
