玻璃与触摸屏分析课件.ppt

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1、手机玻璃镜片分析,GENG2011、12,内容,玻璃镜片性能要求.镜片材料.工艺流程.检测项目及质量现状。触摸屏构成.触摸屏市场分析.需增添设备仪器.,玻璃镜片性能,镜片性能：极好的表面光洁度；极高的表面硬度和超强的抗划伤能力；较好的表面强度；精确的尺寸控制（长度方向：+/-0.02mm；厚度方向+/-0.05mm)具有极好的金属视觉效果。表面硬度高，莫氏硬达8H耐划伤，透光度良好(93-97%).使用对象：目前产品对象主要为手机（LENS）镜片、MP3镜片等小尺寸产品。产品结构：片、卜面、单桥、双桥、批花、异形等,镜片材料,PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯 英文名称:Polymethyl Meth

2、acrylate、有机玻璃、压克力）：优点:1)高光学透明性(92%光线穿透率).(2)耐侯性好.缺点:1)耐冲击强度低,很脆。当拔模不夠浇口不当拋光不足時易断掉。2)流动性差易产生流痕。PMMA鋼化鏡片(表面耐磨損處理)目前是國外手機大量使用和推廣的材料它優良的耐磨損高透明度正在代替傳統的PC.PC（Polycarbonates 聚碳酸酯，英文名Polycarbonate,简称PC）:优点:1)高冲击強度(2)高自由染色性(3)耐侯性佳.3)90%光线穿透率.缺点:1)表面较软。2)流动特性较差。玻璃(钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、锂铝硅、硼硅）：优点：光学性质优越，不容易划花，折射率高。折射率愈高

3、，则镜片愈薄。缺点：玻璃片易碎，材质偏重,工艺流程（PMMA）,a.模具開發_注射成型_檢測_表面強化(硬度在2H3H之間)_真空蒸鍍_網版印刷_去電鍍層(部分去除蒸鍍金屬膜)_底色印刷_包裝出貨。b.菲林制版(按顾客提供的菲林来制版的工程割)-裁断加工(把原材料按顾客要求裁断)-印刷加工(按顾客要求印刷)_第1次贴膜(为了保护产品，而贴上保护膜)_产品外形(按顾客要求，用CNC机进行精密的雕刻)_第2次贴膜(为了保护产品，再次贴膜)-品检(确认产品是否合顾客要求，不良品检查)-包装出货 c.形狀簡單側壁無拔模。,工艺流程（玻璃）,开料：将玻璃开成比产品大15-20个丝.精雕：主要将需要打孔和

4、开台阶等一般工艺做不到的玻璃产品进行加工，可以代替车边、开槽、倒边等工艺。清洗、干燥。平磨：将倒边完成的产品进行表面光洁度的要求，且控制玻璃的厚度要求（分2步磨）。清洗、干燥.抛光：将平磨后的产品进一步表面处理，提高表面粗糙度，改善表面状况。清洗、干燥。强化：将平磨、抛光加工完成的产品进行强化处理，使玻璃的表面硬度和抗冲击性能提高，从而达到客户要求；抛光:进一步改善表面状况，使其透光性进一步提高（高端产品步骤）。清洗、干燥。丝印：电镀：将平磨、抛光完成的白片产品进行电镀效果处理，达到镜片要求的效果；清洗、干燥：检验：包装：将效果处理完成且达到客户要求的产品进行包装。,玻璃镜片检测项目,外观检查

5、：点缺陷。细划痕。硬划痕、碰伤。缺口/崩裂。镀层或丝印区透光。脏污。油污/手印。镀层不均匀。镀层有阴影。反射性（针对镜面镜片）。透光性（针对镜面镜片）。色泽（针对镜面镜片）。其它外观不良。,玻璃镜片检测项目,硬度测试。耐磨性测试背面印刷（或镀膜）的附着力测试。抗冲击测试静压力测试。抗老化测试。低温测试。尺寸及配合检查。印刷或图案的外观要求。,玻璃镜片质量现状,经了解,目前各大制造厂家一次合格率在40%左右.前4项缺陷为:划伤:20-40%左右.蹦边:10-20%左右.脏污:5-10%左右弯变(平面度差):5-10%左右,触摸屏的应用,触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然

6、的一种人机交互方式。,触摸屏的应用范围非常广阔：1）公共信息的查询：如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询，城市街头的信息查询。2）领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。3）消费电子：如手机。,触摸屏构成,触摸屏,触摸屏分类及原理特点电阻式（四五六七线式）、电容式(表面和感应)式、红外声波式、红外式、弯曲波式、有源数字转换器式、光学成像式。按结构分：前三种需要ITO，后几种不需要ITO（铟锡氧化物）。,电阻式触摸屏 1）四线电阻式触摸屏 2）五线电阻式触摸屏 3）六线电阻式触摸屏 4）七线电阻式触摸屏电容式触摸屏 1）单点触摸屏 2）多点触摸屏（IP

7、hone）红外线触摸屏外表声波触摸屏,触摸屏的分类,电阻式触摸屏,四线制电阻触摸屏：,四线制电阻触摸屏,测量X坐标时：1）在X+，X-两电极加上一个电压Vref，Y+接一个高阻抗的ADC。2）两电极间的电场呈均匀分布，方向为X+到X-。3）手触摸时，两个导电层在触摸点接触，触摸点X层的电位被导至 Y层所接的ADC，得到电压Vx。4）通过Lx/L=Vx/Vref，即可得到x点的坐标。Y轴的坐标可同理将Y+，Y-接上电压Vref，然后X+电极接高阻抗ADC得到。,四线制电阻触摸屏,四线电阻式触摸屏除了可以得到触点的X/Y坐标，还可以测得触点的压力，这是因为top layer施压后，上下层ITO发生

8、接触，在触点上实际是有电阻存在的，如下图的Rtouch。压力越大，接触越充分，电阻越小，通过测量这个电阻的大小可以量化压力大小。,四线电阻式触摸屏的缺点是耐用性不够，长时间的触按施压会使器件损坏。因为每次触按，上层的PET和ITO都会发生形变，而ITO材质较 脆，在形变经常发生时容易损坏。一旦ITO层断裂，导电的均匀性也就被破坏，上面推导坐标时的比例等效性也就不再存在，因此四线电阻触摸屏的寿命不长。,透明导电材料,ITO：ITO 是Indium Tin Oxides的缩写。ITO 是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个性能指标:电阻率和透光率。特性

9、是当厚度降到1800个埃（埃10-10米）以下时会突然变得透明，透光率为80，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80。一般是通过真空离子溅射工艺将ITO薄膜镀到塑料或者玻璃上。在氧化物导电膜中，以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形.其中透过率以达90%以上,ITO中其透过率和阻值分别由In2O3与Sn2O3之比例来控制,通常Sn2O3:In2O3=1:9.电阻式触摸屏和电容式触摸屏都用到ITO材料。,电容触摸屏分类,表面电容式 由一个普通的ITO层和一个金属边框，当一根手指触摸屏幕时，从面板中放出电荷。感应在触摸屏的四角完成

10、，不需要复杂的ITO图案投射电容式（感应电容式）采用1个或多个精心设计的、被蚀刻的ITO层，这些ITO层通过蚀刻形 成多个水平和垂直电极自感应电容式互感应电容式,电容式触摸屏,电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。,老式电容触摸屏,电容式触摸屏,当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指头和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指头吸收走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏四个角上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。,在电容式触摸屏问世后多年，触摸屏都只能每次响应一个触点。一旦我们操

11、控超过一个触点，电容式触摸屏就会因为无法定位而让光标错乱。,电容式触摸屏,新式电容触摸屏：新式电容触摸屏是从电容式触摸按键经过插值算法引申出来的一种触摸屏检测方法，可以支持多点触摸。如Iphone使用的就是典型的电容触摸感应实现多点触摸。,电容式触摸按键原理,当人手碰到感应电极时，电极和地之间的电容由原来的Cp变为Cp+2Cf，显然增大了。,电容式触摸按键原理,1）Cx为所测电容。2）12为一对反相脉冲，控制两个开关断开/闭合。开关电容电路等效可看成一个电阻，电阻的大小与Cx，以及12的占空比、频率相关。Rcx=1/fCx3）Cmod为一储电电容，大小可随实际情况调整。,电容式触摸按键原理,V

12、dd向Cmod充电，当Cmod电压超过参考电压Vref时，比较器输出高。锁存器也输出高，打开放电开关，Cmod上的电量通过Rb被释放掉，降到Vref以下，比较器输出低，锁存器也输出低，放电开关又断开。如此反复，形成了一个震荡频率与Cx密切相关的波形。,电容式触摸滑条原理,滑条算法的实现：通过对有限的电容触摸按键的检测结果，加上插值算法，实现大分辨率的位置感应。,如果在一块玻璃的两面均镀上滑条，切方向相反，就成了一块简单的触摸屏了。也可以实现多点的检测，但是因为所有的触摸键电容均是相对于地的电容，效果不好。,电容式触摸屏原理,Multi-Touch All-Point：多点触摸识别位置可以应用于

13、任何触摸手势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非手指触摸形式，比如手掌、脸、拳头等，甚至戴手套也可以。,Multi-Touch All-Point基于互电容的检测方式，而不是自电容，互电容是检测行列交叉处的互电容（也就是耦合电容Cm）的变化，当行列交叉通过时，行列之间会产生互电容（包括：行列感应单元之间的边缘电容，行列交叉重叠处产生的耦合电容），有手指存在时互电容会减小，就可以判断触摸存在，并且准确判断每一个触摸点位置。,IPone电容式触摸屏原理,Multi-Touch All-Point触摸屏包括了一排的驱动线和一排的检测线。,Iphone的触摸屏采用的是Multi-To

14、uch All-Point的检测方式。,iPhone的处理器和软件将准确地分析并执行从触摸屏传来的信息。电容发往iPhone处理器的是关于最原始的触摸位置的数据。处理器通过指令使存储在iPhone中的软件去解析这些原始数据。,IPone电容式触摸屏原理,IPone电容式触摸屏原理,1.电信号从触摸屏幕传输到处理器。2.处理器利用软件分析数据并判断每次触摸的特征。包括在屏幕上的大小、形状、受影响区域的位置。如果有需要的话，处理器会将触摸特征近似的放到同一个组里。如果你你移动你的手指，处理器将会计算出你触摸的起点和终点之间的差异。3.处理器利用姿势特征翻译软件判断出你使用了什么样的动作姿势去触摸屏

15、幕。当你触摸屏幕时处理器会结合你的物理动作与你当时运行的iPhone软件做出综合的判断。4.此时处理器就会执行你正在实用的程序。如果有需要的话，处理器也会发送指令到iPhone的屏幕和其他硬件。如果和演示数据没有任何可以匹配的动作或指令，iPhone将认为这是一个无关紧要触摸动作。,电容式触摸屏结构,自感应电容触摸屏结构,互感应电容触摸屏结构,红外线触摸屏,红外触摸屏是在紧贴屏幕前密布X、Y方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡检测并定位用户的触摸。可见红外线触摸屏可以实现多点触摸检测。,表面声波触摸屏,表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在

16、CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。,表面声波触摸屏原理,以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走

17、最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号。发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。,触摸屏市场分析,触摸屏全部市场，在2011年生产12亿台，超过130亿美元。数量与前一年比约160，金额约190的增长。呈爆炸式增长,触摸屏全体市场的预测（1/2）,触摸屏全体市场预测（2/2）,面积基本上，在2011年接近到达1000万平米。前一年对比约160%的增长。除了手机以

18、外，平板电脑的贡献比较大。,触摸屏种类市场预测,在触摸屏种类上，预计2011年电容屏超过电阻屏，今后的主流也成为电容屏。电阻屏转电容屏已成为行业趋势。,触摸屏市场应用预测,在触摸屏搭载应用，手机在2011年整体约70%占有，2010年从67%更大的增加。手机主要也是今后市场的应用。其次被关注是平板电脑，在增长速度从2011年的6到2017年16的。预计平板电脑应用份额2011年为21和2017年为38。到现在为止电阻屏是主流的车载用途，特殊用途的电容屏价格也会增加。,不同地域的触摸屏市场（2010年）,不同区域市场份额图，在2010年台湾生产台数占整体市场的一半台湾ITO玻璃等主要材料集中在生

19、产厂家及触摸屏模组厂家，更多组套的装配厂家也在相同地域。总之触摸屏的是供应地也是需求地。其次日本和中国基本上处于同列。中国电阻触摸屏的模组厂家较多，主要向国内的本地厂家等出货。日本触摸屏的老厂家多,不过，在投资方面落后，居世界第2位。,玻璃传感器类型的触摸屏部件的成本构成比率。强化玻璃的成本占大的比例。其次大的是控制器IC。控制器IC是与IC厂家各公司独立地设计开发的触摸屏传感器的模型同时被进出口许可。传感器模型的构造，IC的性能成为触摸屏的动作的最重要部分，配套厂家直接选定IC厂家比较多。,触摸屏各部件的构成比率,国内大规模触摸屏产业公司：莱宝高科、欧菲光、超声电子、南玻集团、蓝思科技、富士光学等。,市场分析结果,有关设备仪器询问情况,参考资料,