In-Cell投射電容式觸控技術近況

刊登日期:2013/7/29
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一、前言
2007年iPhone問世,率先採用可多點觸控的投射電容式觸控面板,之後其他手機廠商也陸續推出相同觸控功能的產品;拜材料與觸控IC的進步等因素之賜,例如透明感測電極材料ITO薄膜的電阻降低與觸控IC可支援更多電極數目等,投射電容式觸控面板也用在面積更大的平板電腦和筆記型電腦的LCD上。因應可攜式產品輕薄短小的要求,觸控面板自然也朝輕、薄發展,在此趨勢下,觸控面板由既有的外掛型(add-on)轉變為OGS(One Glass Solution)、TOL(Touch on Lens)、on-cell與in-cell等一體型(與顯示器合而為一)結構,是相當自然的發展。其中,in-cell結構是將觸摸感測器整合在顯示器內部,已知的in-cell觸摸感測方式有電阻式、電容式與光學式等。理想的in-cell應該利用顯示器原有的結構與材料,完全不需外加其他材料,以免增加材料的成本及/或影響顯示效果;在此前提之下,要做出理想的in-cell觸控面板,似乎還是以投射電容式觸控技術最有可能。

投射電容式觸控的原理及其in-cell做法的實例,可參考工業材料及顯示器相關雜誌的報導(1~4),本文將介紹Japan Display最近發表的in-cell投射電容式觸控技術(稱為Pixel EyesTM)及其開發品。

二、Pixel EyesTM投射電容式觸控技術簡介
(一) Pixel Eyes觸控面板的結構與基本原理
Pixel Eyes觸控面板是架構在低溫多晶矽(LTPS) TFT的IPS(in-plane switching) LCD上,IPS LCD的結構如圖一所示。和習知的LCD一樣,IPS LCD在CF玻璃基板和TFT玻璃基板上都有ITO透明導電膜,但是CF玻璃基板上的ITO膜並不是在其CF(彩色濾光片)側,而是在上偏光板側,其用途為靜電放電。IPS LCD中,驅動液晶分子旋轉的電場並不是作用在這兩層ITO膜之間(垂直方向),而是作用在TFT玻璃基板上的畫素電極之間(水平方向),可以使液晶分子在水平方向旋轉,達到控制光穿透率的效果。如圖一所示,這兩層ITO膜分別為靜電放電用電極(ESD ITO)與顯示用的共通電極(Vcom ITO)。


圖一、IPS-LCD的結構簡圖

如圖二所示,如果將ESD ITO與Vcom ITO分別蝕刻成縱橫垂直交錯的長條狀,那麼Vcom ITO可以成為投射電容式觸控的驅動線或驅動電極(Tx),而ESD ITO則成為感測線或感測電極(Rx),這時Tx和Rx形成一個電容。與on-cell投射電容式觸控面板的基本差異是,on-cell的Tx與Rx都在CF玻璃基板與上偏光板之間,而Pixel Eyes的結構,在CF玻璃基板與上偏光板之間只有Rx-----本文為部分節錄資料,完整內容請點選下方檔案瀏覽。 

作者:材網編輯室/工研院材化所
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