电阻式触摸屏的原理以及不良分析和材料介绍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V输入点Rx1Rx2Ry1Ry2-x–y+x+yRx2Rx1Ry1Ry2ExETP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上电极下电极触摸屏与LCD的关系T/PA/DMCULCDLCD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T/PA/D模拟信号：VMCU数字信号：0~409612位A/D转换器：2^12＝409621340954096V1v2v3v4095v4096In(V)Out电压范围AD输出0～v11V1~v22V2~v33………………V4095~v40964096如果是8位A/D呢？触摸屏功能参数－回路电阻X方向的回路电阻：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V输入点Rx1Rx2Ry1Ry2-x–y+x+yRx2Rx1Ry1Ry2ExERx3Rx4Ry3Ry4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。10%90%Risetime10%90%Falltime触摸屏功能参数（2）漂移△VV线性度Linearity=△VMAX/V*100%,linearity≤1.5％0触摸屏功能参数（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)-x–y+x+yABCDELxLy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)：Vxe-(Vxa+Vxb)/2)(Vxd+Vxc)/2-(Vxa+Vxb)/2)Xe=*LxVye-(Vyb+Vyc)/2)(Vya+Vyd)/2-(Vyb+Vyc)/2)Ye=*Ly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LCD(Xlcd1,Ylcd1）(Xlcd2,Ylcd2）(Xlcd3,Ylcd3）(Xtp2,Ytp2）(Xtp3,Ytp3）(Xtp1,Ytp1）TP(Xlcd1,Ylcd1)，(Xlcd2,Ylcd2)，(Xlcd3,Ylcd3)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,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：T/PA/D模拟信号：VMCU数字信号：0~4096LCD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。LCD(Xlcd1,Ylcd1）(Xlcd2,Ylcd2）(Xlcd3,Ylcd3）(Xtp2,Ytp2）(Xtp3,Ytp3）(Xtp1,Ytp1）TP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，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：LCD(Xlcd1,Ylcd1）(Xlcd2,Ylcd2）(Xlcd3,Ylcd3）(Xtp2,Ytp2）(Xtp3,Ytp3）(Xtp1,Ytp1）TP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。切割线触摸屏的不良－－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AB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距离D约为1.8mm，而单层膜需要的间距要大于2.8mm。其实