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触控屏幕产业供应链详细探讨

2020-04-22 09:11:47    853次浏览

触控屏幕产业链广大,不仅牵涉到的元件众多,且下游端更需集合不同业者的力量,最后才能送到消费者手中。Pixcir Microelectronics CEO洪锦维在「DTF消费电子暨电子书技术与设计论坛」中表示:「融入产业链,才能将生意做大。」因此洪锦维有别于其它厂商,改以供应链的角度来探讨产业发展。

触控屏幕供应链

触控屏幕产业链到底有多大?从上游到下游横跨了将近20个次产业,由上游元件来看,触控感测IC、微处理器、韧体三者间紧密结合成为触控控制器,另外还有Flex和电容传感器,这些上游元件组装之后才能成为触控面板,加上表面镜片和显示器,成为触控屏幕;表面镜片的贴合是良率的关键所在。

触控屏幕再结合操作系统和图形化的使用者界面(GUI),由OEM、ODM或CM业者整合为完整产品,然后送交电信服务商、VAR、系统整合商、零售商等,最后才交到消费者的手中。

下面将针对每项重要元件进一步说明。

感测IC为独立的IC,可感测触控面板上的电容变化。微处理器以应用主机控制测量和界面,韧体储存于微处理器中,定义测量频率、通讯协定和功率输出模式。感测IC加微处理器可成为单芯片解决方案,这对小尺寸面板十分理想;这些可组合为一颗触控控制器。

洪锦维指出,韧体将原始资料转换为座标,这是最困难的部分,Pixcir本身就已更新至100多版。感测方法和特性会使MCU变得更为复杂,韧体支持单指、4指、11指、全部的手指;至于为何是11指?因为苹果公司的触控支持11指,所以大家都跟进;另也支持2指加手势/2指实际位置;手势的专利较多,因此许多厂商没有导入。其它的特性则有,校正、漂移补偿、杂讯拒绝、开机加载功能、功率输出模式、界面处理(I2C, SPI, USB)等各种消费者特性。

Flex方面,印刷电路板要很有弹性,以上头有触控控制IC的情况来说,IC嵌在Flex上,一颗连接到传感器,另一颗连接到主界面,接合处容易断裂是制造上的难题。以上头没有触控控制IC的情况来说,Flex连接电极讯号到系统板,而触控控制器则嵌在系统板上。

电容传感器方面,在基板上有透明导电物质,通常是ITO,另外还有正在实验中的单壁奈米碳管(Carbon nanotubes)也有机会。基板材质则包括玻璃、塑料膜、聚碳酸酯和其它透明基板。

显示器方面,大部分触控面板都是使用LCD显示器,电子纸和OLED显示器正在开发中,投射式电容触控屏幕使用的LCD面板小自2寸大至26寸,像Pixcir在COMPUTEX展出21.5寸产品,可能取代All-in-one市场。

在OEM/ODM/CM制造方面,在包括笔记型计算机、Netbook、电子书、手机、网络服务、家庭自动化、医疗装置、平板计算机等各方面使用愈来愈广的趋势下,投入投射式电容制造的厂商也愈来愈多。

ITO测试

Pixcir COO Vincent Fuentes介绍ITO测试重点。ITO测试是很重要的项目,包括开路测试(ITO电极的连续性)、短路测试(在2电极间、接地和接VCC等三方面)、偏移测试、杂讯层测试、PC电路时间常数测试。

触控面板模块组合流程可分成12项,就是ITO测试,二、ITO清洁,三、保护膜,四、ACF黏合,五、软性电路板接合,六、检查/接合后测试,七、CTP/表面镜片贴合,八、检查/贴合测试,九、CTP/LCD接合,十、紫外线,十一、最终检查/最后测试,十二、保护膜。

触控侦测的韧体设计

Pixcir CTO Lionel Portmann介绍了触控IC最困难的韧体部分。他说,触控听起来好像很简单,实际上有很多重点在里面,以韧体来说有三大重点,一是电极扫描,二是触控座标,三是主纪录。

电极扫描要考量的面向包括杂讯拒绝、偏移消除、漂移补偿、非平面处理。触控座标要考量的包括水分排除、侧边重建、门槛值(Thresholds)、线性校正、鬼影排除、尺寸和压力考量。

主纪录要考量的是接触误判(Palm Rejection)、历史纪录缓冲、最终使膜平滑、手势、功率管理。然而,这些都做到就够了吗?事实上,韧体考量还需顾及使用者界面,以及与计算机/显示器的连结的工程模式,并且也需要自我测试模式。

另外,还有开机加载的资料更新,包括故障安全(Failsafe)界面、Decypher、Flash page writer等。此外,该韧体的微处理器平台也有许多重点,像快闪记亿体的大小在8k或4k到32k或64k、RAM的大小在512byte到32kbyte、处理功率自8bit/4MIPS到无限制。

谁提供韧体呢?感测IC供应商、协力厂商都是可能的选项,不过触控模块厂商会是更好的选择,因为触控模块厂商可提供的控制韧体特性,并可与竞争对手产生差异化。

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