電阻式觸摸屏的原理以及不良分析和材料介紹-2.ppt

1、電阻觸摸屏介紹,1，TP的工作原理 2，TP同LCD的原理 3，TP的參數(shù) 4，TP在手機上的應(yīng)用 5，TP的常見問題和解決辦法 6，TP材料,電阻式觸摸屏工作原理,點擊位置A,電阻式觸摸屏有印在上ITO的一組電極和印在下ITO的一組電極構(gòu)成；當(dāng)點擊位置A時，首先在上ITO上的一組電極上分別加上5V和0V的電壓，利用下ITO層作為探測面，測得電壓Vy；下一時刻在下ITO上的一組電極分別加上5V和0V的電壓，利用上ITO作為探測面，測得電壓Vx（設(shè)Y方向電極間距為Ly，X方向點擊間距為Lx)，則有： y/Ly=Vy/5 yLy*Vy/5； x/Lx=Vx/5 xLx*Vx/5； 由此可以算出觸摸

2、點A的坐標(biāo)。通過IC控制，某一時刻將上層作為測量面，下層作為探測面，下一時刻將下層作為測量面，上層作為探測面，通過IC有序的切換測量面和探測面，可以得到一系列觸摸的位置坐標(biāo)，實現(xiàn)觸摸屏功能,電阻式觸摸屏工作原理,TP控制器內(nèi)部的模擬開關(guān)，會有序切換，上下層會輪流作為測量面,觸摸屏與LCD的關(guān)系,T/P,A/D,MCU,LCD,LCD同T/P之間沒有信號傳達，LCD只是被動顯示T/P探測到的坐標(biāo),模擬信號,數(shù)字信號,觸摸屏信號轉(zhuǎn)換,12位A/D轉(zhuǎn)換器：2124096,2,1,3,4095,4096,V1 v2 v3 v4095 v4096,In(V),Out,如果是8位A/D呢？,觸摸屏功能參數(shù)

3、回路電阻,X方向的回路電阻：Rx-x=Rx1+Rx2+Rx3+Rx4 Y方向的回路電阻：Ry-y=Ry1+Ry2+Ry3+Ry4 絕緣電阻：不觸摸時，玻璃和FILM之間的電阻,Rx3,Rx4,Ry3,Ry4,振蕩時間（Chattering time）: 表示振蕩時間, 當(dāng)觸摸輸入時，會引起電路振蕩, 從剛開始振蕩到基本穩(wěn)定所需要的時間，這個時間大概時1020ms，該參數(shù)同上下兩層ITO表面的粗糙度有關(guān)，如果ITO表面的粗糙度低于0.5nm，可能會導(dǎo)致振蕩時間變長，也就是觸摸屏從觸摸達到穩(wěn)定的時間會增加。,觸摸屏功能參數(shù)（2）,漂移,V,V,線性度 Linearity=VMAX/V*100%,

4、linearity1.5,0,觸摸屏功能參數(shù)（3）,觸摸屏在手機上的應(yīng)用,所以，在新項目開始時，需對觸摸屏與手機的匹配問題進行以下幾個方面的調(diào)試： 1，初始值 2，校準(zhǔn) 3，手寫效果,初始值的調(diào)試：就是手機設(shè)計公司把觸摸屏同手機連接后，點擊如左圖A，B，C，D四點，取得X方向的最小值，最大值，Y方向的最小值，最大值。作為后續(xù)變換的基準(zhǔn)參考點。如后續(xù)點擊E點時假設(shè)讀到電壓為:(Vxe,Vye),假設(shè)點擊A,B,C,D四點讀到的初始值為： (Vxa,Vya)； (Vxb,Vyb)； (Vxc,Vyc)； (Vxd,Vyd);則E點的坐標(biāo)(Xe，Ye)：,可以看出初始值對后續(xù)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換有很大的關(guān)系,

5、觸摸屏校準(zhǔn),(Xlcd1,Ylcd1)， (Xlcd2,Ylcd2)， (Xlcd3,Ylcd3)三組坐標(biāo)是已知，例如240320像素的LCD，這三組坐標(biāo)可以分別假設(shè)為：（30，40）；（120，160）；（210，280） 根據(jù)對應(yīng)LCD上顯示的校準(zhǔn)位置我們點擊觸摸屏的對應(yīng)位置，會得到一組A/D轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)參數(shù)： (Xtp1,Ytp1)， (Xtp2,Ytp2), (Xtp3,Ytp3) 對于12位A/D轉(zhuǎn)換的觸摸屏上三組參數(shù)基本接近： （40，40）；（2010，2100）；（4060，4050）,通過線性變換： XtpAXlcdB YtpCYlcdD,將LCD上的已知坐標(biāo)(Xlcd1,Y

6、lcd1)， (Xlcd3,Ylcd3)和點擊觸摸屏取得的A/D坐標(biāo)(Xtp1,Ytp1)， (Xtp3,Ytp3)代入線性變換公式可以求解出A,B,C,D各項參數(shù)，然后將(Xtp2,Ytp2), 代入已知A/B/C/D的的線性變換公式中求得對應(yīng)的(Xlcd2,Ylcd2)坐標(biāo)，再同我們已知的(Xlcd2,Ylcd2)坐標(biāo)進行比較，如果誤差在允許的范圍之內(nèi)，則此次校準(zhǔn)計算得到的A/B/C/D參數(shù)有效，將A/B/C/D返回，作為系統(tǒng)常量存儲，以后點擊觸摸屏得到的A/D值都會通過上述線性變換公式同LCD對應(yīng)：,線性變換,初始值和校準(zhǔn)的關(guān)系？他們的作用是否相同？,初始值和校準(zhǔn)之間的關(guān)系,初始值和校準(zhǔn)

7、的關(guān)系：,1，初始值是手機設(shè)計公司在調(diào)試觸摸屏?xí)r，讀取后直接寫進軟件，后續(xù)這幾個參數(shù)會寫進每臺手機中。其目的是使觸摸屏讀取的參數(shù)基本準(zhǔn)確。,2，校準(zhǔn)，是手機集成商在手機出貨前第一次開機后要做的動作，其目的是使得觸摸屏讀取的參數(shù)更準(zhǔn)確。后續(xù)用戶在使用過程中，由于觸摸屏的老化可以多次使用校準(zhǔn)界面校正觸摸屏的偏移。,初始值是校準(zhǔn)的前提，校準(zhǔn)是在初始值的基礎(chǔ)上對觸摸屏準(zhǔn)確度的進一步提升。如下圖，當(dāng)我們在校準(zhǔn)界面點擊第1，2，3點時，如果獲取的參數(shù)同軟件中的預(yù)存的參數(shù)存在較大的偏差，校準(zhǔn)是無法通過的，因此校準(zhǔn)是建立在基本準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上的。,手寫效果調(diào)試飛筆,觸摸屏手寫效果的三種不良情況：起筆階段，中間階段

8、，落筆階段,對于第一中情況主要通過調(diào)整軟件中的延時解決，對于第二，第三種情況，主要通過調(diào)整濾波程序解決，一般比較復(fù)雜，調(diào)整的效果不是很理想，一般通過調(diào)整觸摸屏的ITO FILM和玻璃的搭配可以解決這種情況。因此在送樣調(diào)試OK，封樣后，一般不要輕易變更FILM和玻璃，否則可能出現(xiàn)上述不良。,濾波程序的調(diào)整,對于濾波的調(diào)整，要根據(jù)實際的不良情況，例如毛刺的大小，出現(xiàn)的頻率，手機的平臺綜合考慮來調(diào)整，一般總的原則有以下幾種： 1，降低濾波的閥值，提高采樣的數(shù)量。 2，增加采樣的數(shù)量，采用平均值方法。 3，增加采樣的數(shù)量，去掉頭尾，再取平均。 一般算法的變更不能太復(fù)雜，否則由于手機處理速度會跟不上，手

9、寫時會出現(xiàn)丟筆的情況。,手寫效果調(diào)整丟筆（不靈敏）,丟筆就是手寫時，明明有筆劃過的位置，但觸摸屏沒有識別出相應(yīng)的軌跡，導(dǎo)致丟筆的情況有幾種： 1，觸摸屏的動作力太大，劃寫時，上下層ITO接觸不穩(wěn)定，信號波動太大，這些波動太大的信號被濾波程序過濾掉了，因此出現(xiàn)丟筆情況，此種情況，增加操作壓力就正常，要解決，可以通過降低觸摸屏的操作壓力改善，一般是通過減低盒厚和膜鼓的程度解決。 2，手機的處理速度過慢，當(dāng)快速滑動過程中，可能出現(xiàn)丟筆情況，這種情況是由于手機處理器反應(yīng)不過來，將部分未處理的信號丟失導(dǎo)致。解決的辦法可以通過調(diào)整軟件，提高取樣率，降低算法復(fù)雜度解決。,觸摸屏在手機上的應(yīng)用無法校準(zhǔn),關(guān)于校

10、準(zhǔn)的方法之前已有介紹，這里主要介紹無法校準(zhǔn)的原因以及解決辦法：,無法校準(zhǔn)的原因主要有： 1，回路電阻波動太大 2，線性扭曲 對于線性扭曲，需要觸摸屏出貨前控制，無法通過手機軟件的調(diào)整進行解決，但2.5以下的線性扭曲不會對校準(zhǔn)產(chǎn)生任何影響。,如果回路阻抗波導(dǎo)太大可以通過調(diào)整校準(zhǔn)允許的偏差進行解決，主要通過調(diào)整第三點的偏差允許范圍，如上圖，一般是點(Xtp2,Ytp2)，詳見前面的“觸摸屏校準(zhǔn)”，一般如果一批中回路阻抗波動較大，需要引起注意，可能是過程中某些環(huán)節(jié)出問題導(dǎo)致，而不僅僅是材料面電阻變化導(dǎo)致,觸摸屏的不良線性扭曲,觸摸屏線性扭曲，主要有兩種：一是四周靠近電極位置的扭曲，一是中間位置的扭曲

11、。中間位置的扭曲一般都是ITO 劃傷導(dǎo)致，這種扭曲，線測曲線出現(xiàn)明顯的折線，而不是平穩(wěn)的曲線狀，如下邊兩圖所示，對于這種扭曲需要在制造和來料過程中控制ITO不被劃傷。,觸摸屏的不良線性扭曲,對于電極四周的扭曲，情況就比較復(fù)雜，總體來講主要有： 1，設(shè)計缺陷： 2，電極與AG的粘附力不夠：一般如下中圖，即與電極平行的線測曲線在靠近電極位置發(fā)生扭曲，向中心位置，越來越輕微。 3，絲印偏位：一般于右圖，線測曲線在一側(cè)出現(xiàn)比較大的扭曲，一般伴隨電阻變小。,正常,AG粘附力不夠,印偏，走線有與ITO 接觸,觸摸屏的功能不良線性扭曲,以上三圖均為AG與ITO的粘附力不好導(dǎo)致，可以看出線性扭曲都發(fā)生在靠近A

12、G的位置，AG與ITO 的粘附力不好有幾種原因： 1，固化不夠，這種情況，一般重新固化大部分都可以解決 2，ITO表面不干凈（例如保護膜殘膠），這種情況的線性扭曲一般無法返工，所以在投料前一定確定ITO 表面的潔凈度。 3，絕緣油停放時間過長，這種扭曲無法返修，因此需對絕緣油的固化做嚴格管控,觸摸屏的不良線性扭曲,還有一種扭曲就是靠近電極處的ITO 被損傷，這種不良主要是四周電極處的ITO受到外力的作用，產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致線性扭曲，同時會伴隨電阻變大。,在靠近電極處操作，ITO FILM形變量要大于在中間的形變量。ITO更容易受到損傷。,觸摸屏的不良絕緣電阻,絕緣電阻小，主要是指X電極和Y電極之間出

13、現(xiàn)導(dǎo)通的情況： 一是垂直導(dǎo)通，既是上層和下層之間出現(xiàn)垂直導(dǎo)通，主要檢查： A，對于F/F結(jié)構(gòu)觸摸，要檢查是否是由于激光切割熔邊導(dǎo)致的，對于F/G結(jié)構(gòu)的觸摸屏主要檢查是否是四個角的切割表與上層導(dǎo)通導(dǎo)致。 B，要檢查沒有絕緣油覆蓋位置是否存在上下導(dǎo)通的情況，主要出現(xiàn)在熱壓位。 二是橫向?qū)?，也就是X,Y的導(dǎo)通由于同一層，這種導(dǎo)通主要發(fā)生在熱壓位： A，激光切割時ITO出現(xiàn)熔融，將干蝕刻線導(dǎo)通導(dǎo)致。 B，激光切割到引線腳，導(dǎo)致銀漿熔融到切割線位置，出現(xiàn)橫向維導(dǎo)通 C，干蝕刻或者絲印偏位，使得銀漿覆蓋干蝕刻線導(dǎo)致。,觸摸屏的不良小電阻,小電阻是指電阻比客戶要求的要小，或者小于內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。小電阻有兩

14、種情況：1，伴隨線性扭曲的小電阻；2，線性O(shè)K，但電阻小。對于第1種情況應(yīng)該是觸摸屏的絲印走線（非電極）偏位與中間ITO導(dǎo)通導(dǎo)致，或是蝕刻不凈導(dǎo)致。對于第2中情況，這種小電阻主要有兩種原因：A，材料的面電阻偏??；B，由于設(shè)計或者絲印問題，在上圖所示位置A，或位置B出現(xiàn)同層之間的導(dǎo)通。對于第二種情況B的小電阻，一般如果客戶IQC不管控該項的話，不會影響客戶的實際使用，這種小電阻只是會增加客戶手機的功耗，一般影響不大。若果出現(xiàn)第二種情況A的小電阻，如果波動超過150歐，可能會導(dǎo)致校準(zhǔn)困難的問題,A,B,觸摸屏的不良大電阻,大電阻是指電阻比客戶要求的要大，或者大于內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。導(dǎo)致大電阻的原因有：

15、 1，材料的面電阻變大 2，AG固化不好導(dǎo)致電阻變大 3，絕緣油絲印后停放時間過長導(dǎo)致電阻變大。此種情況一般伴隨線性扭曲 對于第2種情況，一般重新固化會OK，對于第1，3兩種情況，如果出現(xiàn)電阻波動中心值比客戶承認樣品的電阻中心值波動大超過150歐姆時，建議先同客戶確認，再進行下一步工作,觸摸屏材料ITO FILM,單層ITO FILM與雙層ITO FILM的區(qū)別： 1，書寫壓力不同，單層ITO FILM一般比雙層ITO FILM的輸入壓力要大，因為單層ITO FILM和雙層ITO FILM厚度一樣時，雙層ITO FILM兩層PET之間有一層膠層，可以使得PET更柔軟。 2，邊緣可靠性要差，在保

16、證250g，10萬次劃寫時，日東P型膜需要的間距D,約為1.8mm，而單層膜需要的間距要大于2.8mm。其實到中間位置時單雙層膜的可靠性主要同鍍膜的質(zhì)量以及是否結(jié)晶相關(guān)，與是不是雙層的關(guān)系不大。, FILM厚度的規(guī)格： 目前主要有0.125mm，0.175mm以及0.188mm三種厚度規(guī)格的ITO FILM，這與PET基材供應(yīng)的規(guī)格對應(yīng)。,觸摸屏材料ITO FILM,單層ITO FILM：只有一層PET,雙層ITO FILM：有兩層PET,觸摸屏材料ITO FILM,ITO FILM的分類： 1，按PET基材的層數(shù)：分為單層和雙層兩種 2，按照ITO膜是否結(jié)晶分為：結(jié)晶型和非結(jié)晶型 3，按照表

17、面效果分為：霧面和亮面 4，按照Hardcoating分為：單面硬化和雙面硬化 單雙層的選擇主要有是根據(jù)操作力要求和邊緣可靠性要求決定 結(jié)晶和非結(jié)晶選擇主要是基于劃寫可靠性要求，建議優(yōu)先選擇結(jié)晶型的，產(chǎn)品比較穩(wěn)定。 亮面和霧面的選擇主要由客戶的使用環(huán)境和觸摸屏尺寸來決定：一般手機都是選擇亮面，透過率好，畫面清晰；而一些需要到戶外使用的，或者工控，車主等中大尺寸的屏建議選擇亮面，這樣反射小，如果選擇亮面可能放射太高，導(dǎo)致無法看清畫面。 單面硬化或者雙面硬化：單面硬化是指只在ITO FILM非ITO 面鍍有硬化層，雙面硬化是指除了在非ITO 面有硬化層外，ITO與基材之間也有硬化層，雙面硬化的IT

18、O FILM可靠性要好，但操作力會比較大，一般少用。,觸摸屏的材料ITO 玻璃,ITO 玻璃分類： 1，按照透過率分為普通透過率（透過率在9192之間）和高透過率（透過率大于94）兩種 2，按照是否強化分為：強化的和非強化兩種 3，按照強化的方法不同，強化玻璃又分為：化學(xué)強化和物理強化兩種 4，按照厚度常用ITO 玻璃有：0.4mm；0.55mm；0.7mm；1.1mm；1.8mm；,日本些廠家提供透過率大于98的玻璃,觸摸屏的材料ITO 玻璃,ITO 層 Sio2層 玻璃基板,ITO 層 增透層 玻璃基板,普通透過率ITO GLASS,高透過率ITO GLASS,SiO2層，有增透效果，以前LCD使用的玻璃需要采用SiO2阻擋層防止玻璃基板中金屬離子游離到液