觸摸屏,簡單講就是輸入和輸出合二為一,不再需要機械的按鍵或滑條,顯示屏就是人機接口。整個觸摸屏模組由LCD,觸摸屏,觸摸屏控制器,主CPU,LCD控制器構(gòu)成。觸摸屏和觸摸屏控制器是整個模組的核心所在,所以我們會重點介紹這兩個部分。
觸摸屏是人機接口的最終選擇。不管是單點觸摸,還是多點觸摸識別方向,抑或多點觸摸識別位置,它們在很多應(yīng)用中都優(yōu)勢明顯,例如手機、Mp3、GPS等等。這些產(chǎn)品本身就要求具有體積小便于攜帶的特點,如何能夠使小體積產(chǎn)品發(fā)揮更多的功能,這就依賴于觸摸屏的應(yīng)用。
觸摸屏結(jié)構(gòu)一般上到下依次是:1表面護罩;2覆蓋層;3掩膜層&標示層;4光學(xué)膠;5第一層感應(yīng)單元與襯底;6光學(xué)膠;7第二層感應(yīng)單元與襯底;8空氣層或光學(xué)膠;9LCD顯示屏。
表面護罩通常小于100um厚度。所有塑料覆蓋層上面都需要硬護罩,這是因為手指觸摸會劃傷塑料表面,如果覆蓋層是玻璃可以不需要表面護罩,但玻璃必須經(jīng)過化學(xué)加強或淬火處理,表面護罩需要與覆蓋層進行光學(xué)匹配,以免光損失過多。
覆蓋層可以是0~3mm厚,并不是所有的觸摸屏都需要覆蓋層,覆蓋層越薄,越可以獲得更高的信噪比和更好的感應(yīng)靈敏度。常用材料有:聚碳酸脂、有機玻璃和玻璃。
第三層是掩膜層與標示層,它的厚度大致是100mm。掩膜層位于覆蓋物的下面,可以隱藏布線和LCD的邊緣等。在設(shè)計中允許增加標示性文字或圖標,不過標示物必須相當(dāng)平整的壓在ITO的襯底上,而且標示物材料應(yīng)該是非導(dǎo)電的。
第四層是光學(xué)膠,厚度約為25~200mm。光學(xué)膠越薄,信噪比越好,高介電常數(shù)(er)的光學(xué)膠可有更好的感應(yīng)手指電容,從而也能獲得更高的信噪比。通常應(yīng)用PSA壓敏膠。
第五層為感應(yīng)單元與襯底,ITO涂層的厚度小于100nm,ITO涂層襯底可以是100um~1mm的玻璃(IR~1.52)或是25mm~300mmPET薄膜(IR~1.65)。越厚的ITO,單位面積電阻越低,信噪比越好;越薄的ITO,透光率越好。襯底可以是薄膜或玻璃。如果ITO做在玻璃襯底的下表面,玻璃襯底可以作為表面覆蓋物。
第六層又是一層光學(xué)膠,與前一層光學(xué)膠比較,這一層光學(xué)膠越厚信噪比越好,這一層光學(xué)膠通常與ACA-各向異性導(dǎo)電膠結(jié)合使用
第七層也是感應(yīng)單元與襯底,它與第一層襯底的材料相同。注意薄膜與玻璃不要混合使用。如果ITO在襯底上表面,厚的襯底可以獲得更高的信噪比;如果ITO在襯底的下表面,薄的襯底使信噪比更高。同樣在邊緣區(qū)域要求采用異向?qū)щ娔z?,F(xiàn)在已有單襯底工藝來簡化生產(chǎn)和降低成本。
第八層是空氣或光學(xué)膠層,我們知道,空氣的介電常數(shù)等于1,這可以減小來自LCD上表面的寄生電容。假如使用光學(xué)膠,可以使安裝更堅固。需要使光學(xué)參數(shù)匹配可以使得光損失更小,需要選擇盡可能最低介電常數(shù)的光學(xué)膠,還要保證ITO感應(yīng)單元與LCD上表面之間的距離最小250mm。
最后是LCD屏,對于觸摸屏設(shè)計來說,它是一個噪聲源,噪聲來自于背光,LCD像素驅(qū)動控制信號,通常不要采用被動點陣屏,這會在LCD的正面產(chǎn)生高壓信號,盡量使用帶Vcom的有源點陣屏,這可構(gòu)成虛地或屏蔽功能;如果確實需要采用被動點陣屏,需要在觸摸屏中再增加一個ITO屏蔽層,屏蔽層必須接地,以去除寄生電容CP的影響。