金属网格触控技术与先进内嵌式触控技术

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1、金属网格触控的问题探讨   金属是不透光的材料所以要达到够质量的穿透率，在细线化的过程中必须拿掉95%~99%原有的触控Sensor面积，相当于触控Sensor的面积少了20~100倍，这会不会让触控电路接收到的触控讯号也跟着减少20~100倍，这个条件下是否还有触控IC可以支持这个金属网格的触控面板。   要让眼睛看不到，金属网格中的金属线宽最好要小于5微米，现有触控面板厂的黄光显影设备是做不到的，必须用LCD面板厂等级的黄光显影设备才行，如果将黄光显影制程换成印刷的方法来打印小于5微米的金属线，

2、不论凹凸版印刷技术再精良，良率的问题都很难克服，范本的费用也会很高，每个模板的可使用的次数，模板的清洗成本都将会对金属网格触控面板的成本造成很大的影响。   使用卷对卷的生产设备要如何在高转速的张力下，让小于5微米的金属线不断裂，也考验着设备厂商的功力。   金属除了不透光的特性外还有高反射的特性，要解决金属反射的问题则须加上遮光材料或抗反射材料，如此又对制程产生影响，增加生产的难度与成本。   使用银，铝或铜作为金属网格的材料时会还要面临氧化的问题，如何增加表面处理材料来防止氧化，又还是增加了制程

3、的难度与成本。   当我们成功的克服了上述所有的难题后我们还能确信金属网格仍还具有成本优势?触控IC的技术才是金属网格可否成功的主要关键   目前触控产业最热门的话题”金属网格触控”，一场取代ITO材料与降低触控面板成本的新技术与新材料正蓄势待发，许多业界的朋友也都聚焦在此，金属网格是不透明材料，却要使用在透明的用途上，这必然会产生光学上的考虑与用户接受度之间的平衡问题，透光度、反光率、干涉所造成的牛顿环现象都在考验着使用者的接受程度，要求越高质量的产品就必须使用越细的金属线与越少的感应面积，而越细

4、的金属线会增加生产难度让成本上升，越少的感应面积则会考验触控IC的感测能力，让现有的触控IC业者都跨不过这个技术门坎，所以触控IC的技术才是金属网格可否成功的主要关键，而不在产品的生产技术。金属网格不应该使用互电容的技术   驱动电极Tx与接收电极Rx重迭的区域是属于无效区域，这个区域已经是电力线可以走的最短距离，所以当手指碰触时，是影响不到这个区域的电力线，也就不会产生任何的互电容变化，其次重迭的区域越小则互电容就会越小，两层的距离越近，则会让互电容变大，调整这两个参数可以产生所需要的互电容值，互

5、电容的大小反比于其容抗的大小，如果互电容的容抗变大，量到的触控感应电流就会变小，因此设计的要诀就在于在可量测到的最佳触控感应电流的条件下，让重迭的面积越小越好。  要让手指触碰时产生较大的变化，就要让靠近接收电极Rx的非重迭区域越大越好，如此才会有更多的电力线溢出，穿透玻璃基材与外部的手指互动，当手指碰触时可以吸收到这些溢出的电力线，让电力线回不到接收电极Rx，造成互电容的减少，Apple的双层互电容结构都保持较大面积的Tx与较小面积的Rx原因就在此。   合理的分配互电容的大小与互电容改变量的大小

6、，这考验着触控面板厂设计的功力，由于触控发生时互电容是变小的，变化最多也只能让互电容从现有值变到零为止，所以关键点就在于，从哪一个基本数值开始变化，这个数值就是我们所要的互电容值，有人会说不是越大越好吗，这样才有足够的变化空间，其实不然还要考虑到之后的读取电路是用何种方法来放大讯号的，前面保留的空间越大，对读取的讯号放大越不利，讯号放大的好坏直接影响到触控的灵敏度，所以不同的触控电路所搭配的触控面板规格是不一样的，选对触控IC，触控面板的设计就会很简单弹性就很大，反之就后果不堪设想。   现在我们把

7、Tx与Rx由ITO改成金属网格后，有哪些地方改变了，首先Tx，Rx的面积都变小所以重迭的区域会很小，造成互电容变小容抗变大，读取电路读到的感应电流变小，在电路的背景噪声不变的状态下，SNR会变得很差，且不重迭区域也会变小，所以没有太多的溢出电力线来让手指吸收，所以触控造成的互电容改变也会变小，如此会让SNR比更加恶化，虽然使用金属网格可以让电阻变小，让灵敏度稍微变好但是好的范围非常有限，是不足以与上述变差的SNR比相提并论的，所以使用互电容的技术于金属网格，不论是做在LCD内部或外挂，成功的机会都不

8、大，唯有搭配自电容的技术才有成功的机会。内嵌金属网格式触控  金属网格的概念看似简单，但是做好却又困难重重，但是峰回总会路转，换个想法可能会大不同，如果把金属网格做在LCD内部看不见的位置，所有与光学有关的问题可以一次解决，我们称这种方法叫“内嵌金属网格式触控”。   第一个提出这个看法的不是笔者，而是老前辈Apple于2007年U.S.PatentNo.8,243,027所提出的先进内嵌式触控技术，这个专利中Apple提出了两大革命性的创新观念，一、将LCD内部的共