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时间:2020-05-19 15:04:46

璟柏电子资讯 - 小尺寸无(窄)边框技术电容式

    随着工业技术的不断快速的发展,电子信息行业成为社会主流,网络通讯技术不断完善,随着而来的就是便携式的电子产品的出现和发展。在开始,电子产品主要是手机,科学技术改变人们的生活和工作方式,随着而来的就是一系列多样化的电子产品,如MP3、MP4和平板电脑等等的电子产品。
 
    随着网络传输速度的快速发展,网络上进行各样的行为已经是人们生活的一个必备过程,电子产品因网络的发展和人们使用的需求,如上网浏览网页、资讯、聊天、购物等等行为,造成电子产品的屏幕不断的变大,从3英寸到10英寸的便携式电子产品的市场的主流。市场的需要造就电子产品行业的变革,以生产适应网络发展和随着改变的人们需求的产品。电子产品的生产链已经形成庞大的规模,同时市场的竞争也更加的激烈,电子产品市场的竞争最直接的就是价格战。触摸屏行业的竞争日渐激烈,从技术创新,价格成本到服务支撑等。如何实现差异化且满足消费者需求的产品成了各企业维系生存的首要课题。其中,扩大触摸屏可视区比例成了各企业角逐的重点领域。
 
    2007年,苹果苹果问世,从此改变了整个智能手机行业。人们第一次知道大屏幕手机的用户体验这么好。之后,各厂商使尽浑身解数,不断缩窄左右上下边框。2011年,魅族发布了当时世界上边框最窄的智能手机魅族MX;2012年,韩国知名手机厂商泛泰推出了旗下新机VegaIron,边框仅2.4mm;2013年,SONY正式发布了XperiaZL,屏占率达到75%;2013年,SAMSUNG开售GalaxyNote3;2014年,Sharp发布AQUOSphonexx,屏占率达到80%。人们一次次被大屏+窄边框带来的视觉震撼所深深折服。也正是从魅族MX之后,智能手机市场走进了窄边框时代。诚然,相比那些边框宽得能并排跑几匹马的手机来说,超窄边框的手机绝对能带来更佳的使用感受。
 
    因此,很多触控面板制造商一直致力于窄边框触摸屏技术的开发与研究,不断改善印刷设备、Laser设备、黄光设备等,以提升其细线加工能力,从而降低边框宽度。并且为进一步的提升使用体验,无边框和窄边框产品是将来触摸屏技术的发展方向。
 
    ㈡项目研究开发目的和意义
 
    本项目是基于目前市场上使用的触摸屏在显示屏方面存在较宽的边框,造成显示区域减少,显示效率低,并且增大了整个屏幕的面积,其中很大部分就是边框的所占的面积,不利于节省成本,并且造成便携性差,本项目的研发目的在于克服现有技术的不足,提供一种可以扩大显示区域和触摸区域的无边框触摸屏。
 
    本项目的研发是在现有触摸屏技术上进行改善和进步,是基于目前触摸屏在显示范围上的不足,实现边框的减少甚至是没有边框,提升整体的显示效率和提升显示的感官效果,另外本项目的研发对降低生产成本有积极的效果,无边框产品在节省材料方面的效果尤其明显,提升了材料的利用率,降低投入又无实际效果的材料,从而降低成本。并且无边款产品能够减少整体的体积和面积,提升轻便和便携性,更加有利于使用。对整个行业的进步有积极的意义和效果。
 
    ㈢项目达到的技术水平及市场前景
 
    与现有技术相比,由于本项目研发的无边框触摸屏结构,其包括柔性印刷电路板及显示屏ITO板,柔性印刷电路板上连接有驱动IC,显示屏ITO板上蚀刻形成有若干发射通道及接收通道,其中,发射通道沿所述显示屏ITO板的竖直方向等间距的设置,接收通道沿所述显示屏ITO板的水平方向等间距的设置,且接收通道延伸至所述显示屏ITO板的左右两边的边缘处,发射通道及接收通道均通过金属走线连接柔性印刷电路板上的驱动IC,且每一接收通道通过一条竖直方向的金属走线连接所述柔性印刷电路板上的驱动IC,与接收通道相连接的金属走线与其他的接收通道相交叉的位置处通过跳线或隔层走线设置,从而使显示屏ITO板的全部区域形成一显示区域;避免了专门的走线区域的设置,实现显示区域左右两边的无边框设计,极大提升产品外观表现力,且使触摸屏结构与传统触摸屏相同,保证其性能与传统触摸屏性能相当,能极大满足用户的体验需求,且其实现方式简单,生产时良品率高。
 
    本企业所研发的小尺寸窄(无)边框电容式触摸屏成本低、性能稳定,具有广阔的市场应用前景,在手机等消费类电子产品、穿戴设备等都可以有大量应用。
 
    二、研究开发内容和目标
 
    ㈠项目主要内容及关键技术
 
    本项目是研究一种无边框触摸屏,包括依次层叠设置的一透明玻璃盖板、一透明OCA光学胶层和一透明柔性触摸感应片,玻璃盖板、OCA光学胶层和触摸感应片的长度和宽度均相等与触摸感应片的一端固设有一与触摸感应片材质相同的凸出部,凸出部向外延伸且呈弧形弯曲,凸出部的外端邦定有一柔性线路板。柔性印刷电路板上连接有驱动IC,显示屏ITO板上蚀刻形成有若干发射通道及接收通道,其中,发射通道沿显示屏ITO板的竖直方向等间距的设置,接收通道沿显示屏ITO板的水平方向等间距的设置,且接收通道延伸至显示屏ITO板的左右两边的边缘处,发射通道及接收通道均通过金属走线连接柔性印刷电路板上的驱动IC,且每一接收通道通过一条竖直方向的金属走线连接柔性印刷电路板上的驱动IC,与接收通道相连接的金属走线与其他的接收通道相交叉的位置处通过跳线或隔层走线设置,从而使显示屏ITO板的全部区域形成一显示区域。
 
    ㈡技术创新点(国家有关部门、全国(世界)性行业协会等具备相应资质的机构若颁布相关技术参数或标准,应提供。)
 
    1、通过采用铟锡氧化物蚀刻形成条状的发射通道及接收通道。发射通道及接收通道均通过铟锡氧化物走线连接柔性印刷电路板上的驱动IC,保证可视区域的透明性不受影响。
 
    2、接收通道的一端分别通过一竖直方向的铟锡氧化物走线连接所述柔性印刷电路板上的驱动IC,保证接收通道能够延伸至所述显示屏ITO板的左右两边的边缘处,从而避免另外设置的走线区域,因此实现显示区域左右两边的无边框。
 
    3、将传统触摸屏原来纵向和横向交错布置的发射电极线和接收电极线改为斜向交错布置,将原来从触摸屏有效检测区左右两边引出线改为从触摸屏有效检测区上下两边引出线,这样就不需要在触摸屏有效检测区左右两侧占用一定的空间来走线,所以感应区的边缘便可与有效检测区的边缘相重合,省去了传统触摸屏结构中的触摸屏边框,从而实现了触摸屏左右两边无边框。
 
    ㈢主要技术指标或经济指标
 
    1、一般要求:
 
    稳定的手指触控功能、常规结构等同的使用寿命。
 
    2、功能要求
 
    ⑴、线性度:
 
    水平线性度:中心<1.5,边缘<2.0
 
    垂直线性度:中心<1.5,边缘<2.0
 
    对角线性度:中心<1.5,边缘<2.0
 
    ⑵、准确度:中心<1.5,边缘<2.0
 
    3、信赖性要求
 
    ⑴、满足高温70℃存放要求
 
    ⑵、满足低温-30℃存放要求
 
    ⑶、满足高低温-30~70℃存放要求
 
    ⑷、满足高温高湿60℃90%rh存放要求
 
    4、电气要求
 
    ⑴、USB供电电压:5V±5%;
 
    ⑵、ESD要求:8kV,330ohm,150pF;
 
    ⑶、通道间无短路及开路不良。
 
    5、机械性能要求
 
    ⑴、落球冲击强度:破坏能量0.40J以上;
 
    ⑵、四点弯曲强度:失效率63.4%时,破坏强度大于300MPa;
 
    ⑶、表面硬度:6H以上;
 
    ⑷、透过率规格:86%以上。
 
    三、研究开发方法及技术路线
 
    本项目是通过自主研发实现产品的生产,主要的研发路线包含:
 
    1、单层触控实现方案:
 
    驱动通道不发送脉冲时呈接地状态,因此可用于屏蔽驱动通道走线与感应通道,隔绝其之间的电容耦合关系。因此手指触碰时,有效区域会相应,盲区不会产生干扰值。
 
    有效区域:感应与驱动通道形成一个固定耦合电容和一个开放电场;
 
    驱动走线盲区:驱动通道走线所产生的盲区;
 
    匹配间隔盲区:平衡有效区域横向平均分布。
 
    窄边框电容式触摸屏原理示意图
 
    2、低阻抗ITOFilm:
 
    由于设计的需要,感应通道一般较长,通道阻抗较高。当通道过高时,远端将出现信号衰减的状况,造成触摸无动作或偏移的现象。因此,需要降低ITO的方阻以减少通道阻抗,从而达到更优化的触摸功能。
 
    行业内的ITOFilm方阻通常为150Ω/□或以上(ITOGlass易实现低方阻化)。但本司则具有材料方面的优势,日本总企业已经研发并两场50Ω/□的ITOFilm材料。
 
    3、超精细端子热封技术:
 
    如“窄边框电容式触控屏原理图”中连接区域为ITO通道端子与外部连接器端子的连接区域。
 
    通常端子为银线或铜线,人眼和CCDCamera下可见,其间距为0.4mm(线宽:0.2mm,线距:0.2mm),但此设计结构中,端子为ITO,人眼和CCDCamera下不可见,并且间距只有0.26mm(线宽:0.13mm,线距:0.13mm)。
 
    针对ITO不可见问题的改善,导入新蓝光LED光源装置,如“蓝光LED光源装置示意图”所示。透过蓝光光源,ITO端子变得可见。
 
    针对细线热封问题,提高热封的定位及压合精度,从而确保ITO端子与外部链接器的正确导通性。
 
    蓝光LED光源装置示意图
 
    项目研究方式:
 
    1、项目市场调查,通过项目研究前期的市场前景调查,确定项目实施的可行性和未来的市场前景;
 
    2、企业研讨,按照市场调查结果进行研讨项目实施决议,并制定相关的研发方案和研发工艺要求;
 
    3、按照企业的要求实行项目的研发,并且在过程中实行检测确保研发的顺利和效果;
 
    4、进行样品的组装和测试,针对样品的各项要求,按照设计和参数要求实行测试,收集测试信息,并确定改善方向和进一步的优化方向;
 
    5、实行小批量的生产,按照企业的市场布局和情况有计划的实行小批量生产并投放客户使用,跟踪使用情况,收集使用数据进行下一步的完善;
 
    6、经过小批量测试后,按照测试结构进行产品的进一步的完善,形成最终产品要求实行正式的生产和使用,并总结项目的实施情况和项目的工艺技术参数,形成操作使用文件。
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