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智能用户“芯”体验——从触摸开始

阅读量:935 发布时间:2016/12/24

触摸屏是人机交互重要界面,触控IC的性能影响着用户对智能手机、平板电脑等高性能产品最直接的体验。总体来说,触控行业的发展趋势是从最开始的电阻式触控屏发展到电容式触控屏,现在最广泛的是投射式电容屏On-cell和In-cell屏比例会增加。这两种技术可以把这个产品做得更薄,同时也能把产品做得更便宜,但是有一点,On-cell和In-cell面板的良率和普及度,以及它的供给体系将来是有可能制约这种产品形态在市场上的长期存在的,除非这个技术瓶颈很快被突破,能够适应这么大的市场增长量。In-cell和On-cell技术会被非常好地普及出来,成为一个成熟的、适合中国市场也适合全球第三世界国家等最大增长量市场的技术,但在技术评估上可能还需要三年时间。触摸屏又分为外挂式的和嵌入液晶屏里面的,数据表明,外挂式的投射式电容屏的产量会逐渐减少。

触摸体验往更高速方向发展

在4G时代,大家最关心的是高速宽带的问题。那么速度快了对触控有什么影响呢?速度快了用户会得到更多海量的信息、来自于人机之间、人和人之间的互动以及更多形式的交流。这个过程中的用户体验包括两个方面,一方面是对速度的感受,另一方面是来自操控的感受。好的操控感受来自触控,它已经成了决定手机、平板电脑人机交互体验好坏的第一因素,触摸感觉好不好完全可以决定用户对这个产品的第一感觉。换句话说,CPU性能再好也需要通过显示器来显示,通过触摸来感受、来操作。产品的所有潜在的性能,包括高速、大容量和四核、八核的处理性能,都需要通过触控直接感受之后才能体现出来,这是触控的重要性。

触控的基本原理其实就是人体对电极的感应,包括自感应和互感应两种方式。手机对于用户来说,在3G或者2G的时代更多的是用来做简单娱乐,用一个手指基本上可以完成所有的操作,或者增加一个放大缩小的手势触摸功能就可以了。但是当速度快了、容量多了、内容多了之后,可以操作的手势也多了,需要什么东西来增加体验?如何让手机把它的内容完全丰富地展现在用户面前?触摸人机界面要怎么去做?我们还是要增加成本吗?答案是否定的,我们不能增加成本,那么就要增加舒适度。当游戏或者操纵的软件内容丰富之后,如果没有一个很好的触摸屏基本上是无法支持的。我们是要增加体验性但是不能增加价格。

在触控这个行业里经常会问到几个问题:单指+手势就行还是要真实多指?价格和性能如何平衡?真的要那么薄吗?还有就是OGS的问题,OGS可以使得屏幕变薄、成本降低,但是容易摔碎,这就涉及一个二次强化的问题,也就是钢化问题,手机摔了以后屏碎不碎就可以看出钢化做得好不好,做得好就不容易碎,有些低价手机其实是不做二次强化的,做了第一次强化之后就开始上市销售了。现在我们需要进行二次强化来品质做好。但是这时另一个问题又会出现,强化后OGS屏会出现一些干扰,所以对于OGS的技术要求是很高。还有一种方案,就是G1F,上面有层钢化玻璃下面有层膜,中间是胶,底下的膜其实是起屏蔽作用,这样对屏干扰就会非常小,这种G1F结构比OGS结构抗干扰能力要强,同时可以用多指的方式来操作,它的结构成本和手势的是一样的,但是它的性能会更好,因为这是符合五指互感模组结构的方式。

On-cell和In-cell一定是趋势。将显示驱动IC和触控IC合一亦是趋势,实际上现在包括我们及一些同行竞争对手都在这样做的,如果一家IC设计公司不能同时拥有这两块技术就活不长,因为没有驱动IC只有触控IC的话两个东西合不起来,合不起来就做不了In-cell,做不了In-cell就说明这家公司没技术。还有就是户外大屏,它跟触控也有一定的相连关系,将来二者会不会结合现在还不是很明确。集创北方是个综合性的IC设计公司,将触控和显示集成即输入输出设备合一是我们的终极目标。现在公司产品线集中在三大块,核心的是平板显示和触控技术,产品包括了LCD面板电源及驱动芯片、触控IC、LED显示和照明驱动。

新材料和新技术带来的机遇

触控的新材料有不少,包括是纳米碳管、石墨烯、金属网格等。纳米碳管是中国清华大学的教授发现、富士康投资的,两者通过成立合资公司把它量产化、工业化。纳米碳管技术不是很复杂,与氧化铟烯的原理一样,只是材料不同而已。它利用排列的透明电极与人体之间的静电结合使电容产生变化,从所产生的诱导电流来检测其坐标。两点的纳米碳管电容式触摸面板是透过手指触碰产品再利用与玻璃基板上的透明侦测电路连接FPC及控制器来控制机器。这种技术的局限性是阻抗比较高。

石墨烯是2005年推出的技术,现在已经商品化。石墨烯分子间隙非常小,达到氢原子级,也就是说它的密集性非常好,它是由碳原子构成的单层片状结构,可以在上面刻蚀形成所有的电路,它的导电率要比铜和银还好,所以比较适合做低成本的电容材料,这是我们比较关心的新材料应用。

还有就是金属网格,金属网格其实不是很神秘,它由整齐排列的网状金属纳米细线组成,形状像烤肉架。金属网格的基础技术主要分为三种,一是直接以金属墨加以网印;二是先在PET薄膜上整面涂布金属,再通过黄光微影制程,洗去多余成分而产生网格;三是在薄膜上面进行溴化银涂布,然后经过黄光制程曝光、洗银等程序最后得到银的金属网格。它的好处就是阻抗低、抗干扰能力强、适合做12英寸以上的大屏,这个是目前中国大陆独有的一项技术。

提到最多的下一代触控技术就是In–cell了。In-Cell在技术研发中有几个难点,包括显示屏对触摸信号的干扰、充电器对触摸信号的影响、触摸屏在生产制造中的一致性问题、高阻抗导电材料的应用、复杂的应用环境、抗悬浮与防水、最后还有低功耗的要求。