單層ITO/Oncell/incell是觸控IC的主流
摘要： 觸控IC廠商們正通過各種技術(shù)革新來提升觸控IC的靈敏度和抗干擾能力，以讓單層ITO的觸控屏具有能像雙層ITO一樣的體驗(yàn)，并且讓眾人仰望的iphone5所采用的全集成式觸控技術(shù)incell/oncell能快速用到普通消費(fèi)者的手機(jī)中——這些期望都不是遙遠(yuǎn)的夢，它在今年下半年就可以逐漸實(shí)現(xiàn)了。對此，本刊采訪了兩家觸控IC廠商，看看他們正在做的技術(shù)創(chuàng)新。
觸控IC廠商們正通過各種技術(shù)革新來提升觸控IC的靈敏度和抗干擾能力，以讓單層ITO的觸控屏具有能像雙層ITO一樣的體驗(yàn)，并且讓眾人仰望的iphone5所采用的全集成式觸控技術(shù)incell/oncell能快速用到普通消費(fèi)者的手機(jī)中——這些期望都不是遙遠(yuǎn)的夢，它在今年下半年就可以逐漸實(shí)現(xiàn)了。對此，本刊采訪了兩家觸控IC廠商，看看他們正在做的技術(shù)創(chuàng)新。
超強(qiáng)抗干擾是實(shí)現(xiàn)oncell的助推器
MStar觸控產(chǎn)品經(jīng)理王潔
Oncell一定是下一個(gè)熱點(diǎn)，相比incell，我們認(rèn)為它的大規(guī)模量產(chǎn)肯定會(huì)更快一些。目前MStar已經(jīng)與臺(tái)灣的玻璃屏廠在進(jìn)行這方面的合作，其技術(shù)突破已實(shí)現(xiàn)。Oncell需要解決的仍是一致性與良率的問題，由于是將TP內(nèi)嵌在LCD上，這對抗干擾能力的挑戰(zhàn)非常大。而MStar的方案正是采用了多種方式來提升抗干擾能力。首先，我們采用32位CPU+14位ADC的組合，其處理能力在業(yè)界是領(lǐng)先的;其次，抗干擾考驗(yàn)的是IC設(shè)計(jì)者本身的混合信號處理能力，IC內(nèi)部有較多模塊主要處理外界信號干擾，它們采用了譬如跳頻與變頻處理、噪聲同步跟蹤以及噪聲監(jiān)測與修正等諸多方法，這些正是MStar積累10多年SoC的經(jīng)驗(yàn)，再配合不斷演進(jìn)的獨(dú)特算法，構(gòu)成了MStar一直專注單層研發(fā)的成果。
我們認(rèn)為Oncell的目標(biāo)應(yīng)用并不是高端市場，而是低成本的市場。因?yàn)轱@示屏廠是習(xí)慣于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的，而以前的TP并不適合用于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。我們知道，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)帶來的最大益處是規(guī)模經(jīng)濟(jì)和降低成本，所以一旦Oncell量產(chǎn)后，就一定會(huì)有成本優(yōu)勢。更進(jìn)一步，我們還在努力將LCD驅(qū)動(dòng)IC與觸控IC集成，實(shí)現(xiàn)真正意義上的顯示觸控全集成。這里的主要挑戰(zhàn)在于兩種IC在工藝上的區(qū)別：前者是高壓工藝，后者是普通的低壓。不過，我們也已掌握了相關(guān)的工藝技術(shù)。
MStar認(rèn)為這兩年的智能手機(jī)市場是一個(gè)換機(jī)潮的市場，所以我們針對的也是中低端智能手機(jī)市場，并且，我們認(rèn)為未來觸控屏?xí)由斓浇逃⒐た睾蛙囕d等多個(gè)領(lǐng)域，而這些領(lǐng)域也是我們所專注的。
同樣，對于大家關(guān)注的超極本觸控市場，仍然對對抗干擾能力提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)槠猎酱螅杩乖酱?，干擾也越大。至于大家熱談的新型材料Metal mesh觸控IC技術(shù)，由于它是金屬的屬性，阻抗小，所以確實(shí)很適合大屏的超極本，但是目前仍要克服工藝一致性與良率的問題。我們認(rèn)為，Metal mesh在大尺寸的筆記本和TV上有優(yōu)勢，而在小尺寸的手機(jī)上沒有優(yōu)勢，因?yàn)閱螌拥腉F已非常便宜了。
對于單層GF觸控屏，目前良率已可做到很高，遠(yuǎn)超過雙層的GFF，所以價(jià)格非常有優(yōu)勢，且性能也在不斷改善。更重要的是，單層GF可以大幅節(jié)約TP廠的時(shí)間，舉例來說，用做一片雙層TP的時(shí)間，就可以做2.5-3片單層TP?，F(xiàn)在，我們在7寸的大手機(jī)屏上也可以實(shí)現(xiàn)單層了。
MStarIC主推兩大系列，分別為MSG21xxx系列與MSG26xxx系列，前者為單層三角形方案，含括單點(diǎn)手勢與單層兩點(diǎn)領(lǐng)域;后者為單層多點(diǎn)與傳統(tǒng)雙層多點(diǎn)二合一方案。以上兩大系列均兼容現(xiàn)行主流工藝、市場主流材料及演變材料，甚至延伸到后繼Oncell/Incell領(lǐng)域，同時(shí)也覆蓋了手機(jī)通信領(lǐng)域所有尺寸。
全屏共模檢測——讓單層TP具有高性能
敦泰副總裁莫良華
最近幾年，電容式觸摸屏飛速發(fā)展，新技術(shù)層出不窮。敦泰科技準(zhǔn)確把握技術(shù)發(fā)展潮流，在開發(fā)出互電容檢測技術(shù)，自電容檢測技術(shù)之后，最新開發(fā)成功了全屏共模檢測技術(shù)。該技術(shù)配合互容檢測技術(shù)，可以在實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)懸浮觸控，手套觸摸和細(xì)頭無源筆等新功能。
全屏共模檢測技術(shù)是把整個(gè)電容式的所有電極進(jìn)行同一模式檢測。把所有的電極并聯(lián)起來的方法相當(dāng)于把原來一個(gè)個(gè)分立的電容感應(yīng)電極，變成一個(gè)單一的大電容感應(yīng)電極。如果把一個(gè)電容感應(yīng)電極當(dāng)作一個(gè)天線來看的話，一個(gè)單一大電容感應(yīng)電極相當(dāng)于一個(gè)更大的天線，可以大大提高檢測的靈敏度。同時(shí)，這個(gè)大感應(yīng)電極又是由相互關(guān)聯(lián)的小電極組成，在提高檢測靈敏度的同時(shí)，還能同時(shí)檢測出具體的感應(yīng)位置。各個(gè)小電極的檢測，用的是同一個(gè)檢測模式同時(shí)進(jìn)行檢測。當(dāng)有干擾發(fā)生時(shí)，干擾對所有的電極都會(huì)有類似的響應(yīng)，因此干擾在各個(gè)電極形成的是共模信號。這個(gè)信號很容易就通過二維平面濾波濾除掉。因此，全屏共模具有極強(qiáng)的抗干擾能力。
由于全屏共模掃描具有極高的靈敏度，同時(shí)又具有極強(qiáng)的抗干擾能力，因此，可以利用全屏共模掃描來實(shí)現(xiàn)懸浮觸控，手套觸控和細(xì)頭無源筆等需要極高靈敏度的檢測。對于電容式觸摸屏而言，離觸摸屏蓋板表面越近，觸摸面積越大，則感應(yīng)信號越強(qiáng)。懸浮觸控就是觸摸手指距離觸摸屏表面有一段距離，比如距離10mm的空氣;而手套觸控是指手指離觸摸屏蓋板表面隔著一層絕緣手套，這時(shí)電容信號非常弱小。但對全屏共模技術(shù)而言，這個(gè)信號已經(jīng)足夠大了，可以確切地檢測出觸摸的發(fā)生和大概的觸摸位置。細(xì)頭無源筆在觸摸時(shí)，由于筆與觸摸屏蓋板接觸面積極小，觸摸信號非常微弱。例如一個(gè)普通的直徑10mm銅柱，觸摸時(shí)接觸面積約為78.5平方毫米，而一個(gè)2mm直徑的無源筆頭，觸摸時(shí)接觸面積為3.14平方毫米，相差25倍，觸摸信號也大概相當(dāng)于手指頭觸摸信號的1/25，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于正常觸摸信號。要檢測這樣的一個(gè)細(xì)小觸摸發(fā)生并精確定位觸摸位置，是非常困難的。但對于全屏共模檢測技術(shù)而言，這已經(jīng)是一個(gè)非常不錯(cuò)的信號了，完全可以根據(jù)這樣的觸摸來確定檢測并達(dá)到±1mm的觸摸精度。[!--empirenews.page--]
大家都知道，單層互容技術(shù)有一些先天性缺陷，比如準(zhǔn)確度低，抗噪聲能力弱，防水差等。如果在單層互容的基礎(chǔ)上集成了全屏共模檢測技術(shù)，則可以在保持sensor pitch的同時(shí)，大大提高檢測精度和靈敏度，并增強(qiáng)抗噪聲能力和防水能力。
敦泰科技從FT5X36系列IC(包括FT5336、FT5336i和FT5436i)起，以及即將推出的新一代互容式多點(diǎn)觸控IC，全部集成全屏共模檢測技術(shù)，大大提高了觸摸檢測的靈敏度，精度和抗干擾能力，可以實(shí)現(xiàn)懸浮觸控，手套觸控和細(xì)頭無源筆等功能。
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