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电容触摸屏流程介绍

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    V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容触摸屏流程介绍 南玻新视界光电技术有限公司 2011.10.14 研发部 V-interface Display Corp. Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 目录  触摸屏的应用  电容式触摸屏原理  表面电容  投射式电容  触摸屏的模组介绍  触摸屏的制造设备  触摸屏的IC厂家  电容式触摸屏模组设计规范  电容式触摸屏发展趋势 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容触摸屏应用 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容触摸屏的原理 (一)表面电容式 (二)投射电容式 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (一)表面电容式 定义:由一个普通的ITO层和一个金属边框,系统在ITO层产生1个均 匀电场,当手指接触面板会出现电容充电效应,面板上的透明电 极与手指间形成电容耦合,进而产生电容变化,控制器只要量测4 个角落电流强度,就可依电流大小计算接触位置 优点:只需1面ITO层即可实现,而且此ITO层不需特殊感测信道设计 外围只需接4条讯号线和接地线即可,生产难度及成本都可降低。 缺点:表面电容式技术虽然生产容易,但需进行校准工作,也得克服 难解的EMI及噪讯问题,最大的限制则是,它无法实现多点触控功 能,因电极尺寸过大,并不适合小尺寸手持设备设计 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (二) 投射电容式(感应电容式) 2.1自电容 2.2互电容 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 2.1自电容 定义:在ITO Glass or Film表面蚀刻成横向与纵向电极阵列,这些横向和纵向的电 极分别与地构成电容,即电极对地的电容这个电容就称为自电容。 原理:自己发射信号,自己侦测电容值变化。当手指触摸到电容屏时,手指电容与 屏体电容并联,使屏体电容量增加。在触摸检测时相当于把触摸屏上的触摸点分别 投影到X轴和Y轴方向,根据触摸前后电容的变化然后分别在X轴和Y轴方向计算 出坐标,最后组合成触摸点的坐标。 优点:IC的 架构简单,整体成本低 缺点:如果是单点触摸,则在X轴和Y轴方向的投影都是唯一的,组合出的坐标也是唯一的;如 果在触摸屏上有两点触摸并且这两点不在同一X方向或者同一Y方向,则在X和Y方向分别有 两个投影, X,Y方向分别能够产生两个信号凸起,则组合出4个坐标。显然,只有两个坐标 是真实的,另外两个就是俗称的”鬼点”。因此,自电容屏无法实现真正的多点触摸。 自感应式电容产生机理 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 2.2 互电容 定义:在ITO Glass or Film表面蚀刻成横向与纵向电极阵列,它与自电容屏的区别在于, 两组电极交叉的地方将会形成电容,也即这两组电极分别构成了电容的两极。 原理:有2组信号线驱动线与感应线,驱动线发射信号,感应线侦测电容值变化。当手 指触摸到电容屏时,影响了触摸点附近两个电极之间的耦合,从而改变了这两个电极之间 的电容量。检测互电容大小时,驱动线方向的电极依次发出激励信号,感应线方向的所有 电极同时接收信号,这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小,即整个触摸 屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据,可以计算出每一个触摸点的 坐标。因此屏上即使有多个触摸点,也能计算出每个触摸点的真实坐标。 优点:能够实现真实多点 缺点:IC的 架构复杂,整体成本高 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容式触摸屏模组制作介绍 (一)产品结构 (二)流程图 (三)前段ITO Sensor制作工艺 (四)后段触摸屏模组制作工艺 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group G+G (一)产品结构 Cover Lens OCA FPC (IC) ITO Sensor (Glass) G+F Cover Lens OCA FPC (IC) ITO Film Touch on lens Touch on LCM Cover Lens +I TO Sensor Explosion-proof membrane FPC (IC) Confidential Cover Lens OCA FPC (IC) LCM+ITO Sensor (Glass) V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 1.1产品结构比较 TP结构 透过率 边宽要求 优点 缺点 产品运用 G+G G+ Film G+PE G+G >86% >80% >86% >86% > 1.5mm 透过率高, 使用寿命长 价格高 Iphone > 3mm 价格比较低 使用寿命长 透率过差 魅族 > 1.3mm > 1.5 mm 透过率高, 透过率高, 厚度薄 厚度薄 价格高 HTC 价格高 SAMSUNG Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group GLASS (二)工艺流程图 镀膜 邦定 GLASS 外形切割 光刻 OCA贴合 外观检查 CNC 切割 脱泡 清洗 研磨抛光 清洗 功能检测 油墨印刷 化学强化 外观检查 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (三)电容式触摸屏后段制程前段制程 (3.1)镀膜 (3.2)光刻 (3.3)切割 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (3.1)镀膜 Sputter原理图 基板 ITO镀膜 金属镀膜 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (3.2)光刻 ITO蚀刻---单面制程 光阻 ITO 基板 上光阻 Mask 曝光 去光阻 蚀刻 Confidential 显影 V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 绝缘层和金属光刻---单面制程 基板 上光阻 曝光 显影 (搭桥) 镀金属层 去光阻 蚀刻 显影 曝光 上光阻 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 单面搭桥结构示意图 SiO2/OC(protectine) Mo/Al/Mo(bridge/circuit) POC(insulation) ITO(sensing) GLASS(substrate) Shield ITO ITO 绝缘材料 金属 目前搭桥方式有两种:1. ITO 搭桥 2.金属搭桥 两种方式优缺点: 1.ITO 搭桥 缺点:制程方面比金属搭桥多一道工艺,价格比较高 2.金属搭桥 缺点:可视区域强光下可以看到微小金属两点 优点:可视区域看不到微小的金属两点 优点:制程相对于ITO搭桥简单,成本比较低 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 正面ITO蚀刻---双面制程 ITO 光阻 基板 上光阻 Mask 曝光 去光阻 蚀刻 上光阻 显影 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 背面ITO蚀刻---双面制程 ITO 光阻 基板 上光阻 Mask 曝光 去光阻 蚀刻 上光阻 显影 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 金属蚀刻---双面制程 metal 光阻 基板 上光阻 Mask 曝光 去光阻 蚀刻 Confidential 显影 V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 双面 ITO 结构示意图 X-ITO 保护膜(如SiO2,OC) Glass Y-ITO Double sides 金属引线(如Mo/AL/Mo等) 保护膜(如SiO2等) 金属 ITO ITO 双面ITO Sensor设计特点 优点:结构可靠性高 缺点:有专利问题(Iphone) 由于有专利问题目前在玻璃制程上面比较少用双面ITO Sensor设计 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (3.3)切割 功能测试 C o n fid e n tia l V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (四)电容式触摸屏后段制程 4.1 邦定 4.2 贴合 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 4.1 FPC邦定 功能测试 Sensor IC ACF贴合 Confidential FPC贴合 V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 4.2 贴合 IC 贴光学胶 IC IICC IC 贴盖板 加压脱泡 功能测试 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 触摸屏的制造设备 1.电容式触摸屏模组前段设备 2.电容式触摸屏模组后段设备 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 1.触摸屏模组前段设备 sputter Line coating Line Clean Line cut Line Equipment Hot line Develop line Etch Line expose Line Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 2.触摸屏模组后段设备 Clean Line Equipment Bonding Line Lamination Line Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容式触摸屏触控IC厂家 项目 地区 厂家 尺寸 1 2 美国 3 synaptics(新思) Cypress(赛普拉斯) Atmel(爱特美尔) 小、中 小、中 小、中 4 韩国 Melfas(美尔法斯) 小 5 EETI(禾瑞亚) 小、中、大 6 Llitek(奕力) 小 7 台湾 8 sitronix(矽创) ITE(新联阳) 小 小、中 9 SIS(矽统) 中 10 Focaltech(敦泰) 小、中 11 大陆 GOODIX(汇顶) 小 12 Pixcir(翰瑞微) 中、大 南玻新视界目前配合的IC主要有:Synaptics, Cypress, Atmel, EETI, Sitronix, ITE, Focaltech, Goodix等. Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容式触摸屏模组设计规范 (一)Touch panel 触摸屏的结构 (二)Cover lens 设计规则 (三)ITO sensor设计规则 (四)FPC 设计规则 (五)制程能力 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (一)Touch panel 触摸屏的结构 AA区 VA区 OD区 ITO Glass Cover FPC OCA 名词解释 Active Area (可动区域) View Area (可视区域) Outline Dimension (外形尺寸) 导电玻璃 装饰玻璃 柔性线路板 光学透明胶 设计规则 1 Cover lens VA > LCD AA (≥ 0.2mm) 2 ITO Sensor AA>Cover lens VA(≥0.5mm) 3 Cover Outline >ITO Outline(≥ 0.2mm) Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (二)Cover lens 设计规则  常规厚度:0.5mm,0.55mm,0.7mm,0.9mm,1.1mm  R角规格:最小外形R角0.3mm,听筒处最小R角0.6mm  通孔规格:最小钻孔直径1.0mm,两孔之间最小边距 2.0mm,孔边距离玻璃边缘最小2.0mm  公差:外形公差±0.05mm,钻孔公差±0.1mm  跌落测试:0.5-0.55mm 110g钢球20cm自由落体  0.7mm 110g钢球30cm自由落体  0.80-1.0mm 110g钢球35cm自由落体  1.1mm 110g钢球50cm自由落体  电容式触摸屏cover lens厚度一般选择≤1.2mm  LOGO丝印位置距离可视区2mm以上 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (三)ITO Sensor 设计规则  常规玻璃厚度:0.33mm、0.4mm、0.5mm、0.55mm、 0.7mm、1.1mm  FPC金手指邦定在ITO Sensor上面的Pad长度需要0.8mm以上, 最小宽度0.1mm,最小间距0.2mm  ITO线宽线距:最小线宽0.02mm,最小线距0.02mm  金属线宽线距:引线最小线宽0.03mm,最小线距为0.02mm,金 属搭桥线宽小于0.012mm,金属线距离玻璃边缘≥0.2mm  保护层材料:分为SIO2和有机树脂(OC);SIO2厚度为550 Å,有机树脂材料厚度为1.5um  ITO Sensor外形距离机壳边缘缝隙大于2mm,避免ESD直接 对ITO Sensor放电,如果有接触金属件,金属件一定需要接地 避免电弧引入  ITO sensor图形:目前使用有菱形、雪花形、三角形、条形、 六边形等 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (四)FPC设计规则  FPC金手指上面邦定ITO Sensor的Pad部分需要有玻璃保 护,防止FPC弯折后金手指断裂  FPC外形距离机壳边缘缝隙大于2mm,避免ESD直接对FPC 放电,如果有接触金属件,金属件一定需要接地避免电弧引入  FPC 上面如果放置IC器件,需要把IC器件位置尽量靠近ITO Sensor邦定区域,一般距离在40mm以内,防止噪声干扰  FPC位置和手机天线尽量不在同一侧,防止手机天线射频干 扰  FPC放置元器件尺寸:一般3.5寸以下一般需要10*10 mm空 间,3.5寸-4.3寸一般需要12*12mm空间  FPC的弯折区域需要标注出来,FPC上面元器件补强板位置 距离ITO Glass边缘垂直方向要有1.5mm以上空间 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group (五)后段模组制程能力  ITO Sensor 切割制程能力±0.05mm  FPC 邦定对位偏移公差:±0.15mm  ITO Sensor 和Cover lens 贴合公差: ± 0.15mm Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group 电容式触摸屏发展趋势  高集成式电容屏:on cell (on cell cover lens、on cell amoled) 和in cell ( In cell TFT LCD)  低成本电容式触摸屏  支持触摸笔的电容式触摸屏,可以支持细的触控笔手写  卷绕式电容触摸屏 ITO导电层 Mo/Al/Mo 电极层 BM矩阵 彩色滤光 层 ITO导电层 保护层(SiO2) 偏光片 玻璃基板 液晶层 TFT基板 Confidential V-interface Technology Co.,Ltd V-interface新视界光电 A Display Company of the CSG Group Confidential V-interface Technology Co.,Ltd

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