當(dāng)今一些最具創(chuàng)新性、顛覆性和盈利能力的產(chǎn)品，如手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)、信息亭、導(dǎo)航系統(tǒng)和工業(yè)設(shè)備，都配備了觸摸屏。沒(méi)有任何界面能提供更直接、更身臨其境和直觀的方式來(lái)參與數(shù)字世界。

雖然易于使用，但觸摸屏顯示器的開(kāi)發(fā)可能具有挑戰(zhàn)性。它們涉及一系列關(guān)鍵決策，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、上市速度、用戶(hù)體驗(yàn)，并最終影響業(yè)務(wù)結(jié)果。

盡管面臨挑戰(zhàn)，但消費(fèi)者的期望仍在繼續(xù)飆升：用戶(hù)要求以時(shí)尚、設(shè)計(jì)前衛(wèi)的風(fēng)格提供無(wú)可挑剔的性能。這反過(guò)來(lái)又迫使開(kāi)發(fā)人員尋找更多方法，將更多功能打包到更纖薄的外形中，絕對(duì)不妥協(xié)。

以下是觸摸顯示器的六個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)1：蓋板的外觀和耐用性

顯示器的蓋板是橡膠與道路相遇的地方，或者更確切地說(shuō)，指尖與功能相遇的地方。這使得蓋板鏡頭成為一個(gè)獨(dú)特的重要賣(mài)點(diǎn)，并且您有多種塑料和玻璃可供選擇。玻璃是主要選擇，主要是因?yàn)樗挠捕取？梢允褂闷胀ǖ拟c鈣玻璃，這是普通的窗戶(hù)玻璃。

耐久性和安全性考慮通常要求使用化學(xué)或熱工藝對(duì)玻璃進(jìn)行強(qiáng)化或硬化。所有玻璃都可以進(jìn)行化學(xué)硬化，而熱硬化通常僅適用于厚度超過(guò)三毫米的玻璃。化學(xué)硬化可以使表面更耐刮擦，但它只影響外表面。另一方面，熱硬化使材料在整個(gè)過(guò)程中硬化，包括表面以下。對(duì)于特別堅(jiān)固的透鏡，離子交換強(qiáng)化（鋁硅酸鹽）玻璃是理想的產(chǎn)品。它是使用化學(xué)過(guò)程創(chuàng)建的，該過(guò)程將鈉鈣玻璃中的天然鈉離子交換為較大的鉀離子。其結(jié)果是更致密、更耐用的玻璃，可實(shí)現(xiàn)輕巧、纖薄的設(shè)備外形，尤其是無(wú)邊框設(shè)計(jì)。

最后，在選擇蓋玻片時(shí)，要知道有多種處理方法可以減輕眩光、反射、指紋和微生物污染，所有這些都會(huì)對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)產(chǎn)生重大影響。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)2：機(jī)械魯棒性

即使在非堅(jiān)固的環(huán)境中，顯示器也必須設(shè)計(jì)為能夠承受日常使用。設(shè)備的耐用性不僅僅是您選擇的蓋板的功能;還必須考慮懸浮和粘合技術(shù)。兩個(gè)主要選擇是氣隙鍵合，這是經(jīng)濟(jì)的，和光學(xué)鍵合，這是優(yōu)越但昂貴的。

氣隙粘合涉及使用墊片和雙面膠帶將傳感器粘合到顯示器上，例如 3M 的超高粘合 （VHB） 系列產(chǎn)品。光學(xué)粘合基于光學(xué)透明樹(shù)脂，這是一種有機(jī)硅或丙烯酸基粘合劑，可將觸摸傳感器直接安裝到顯示器上，沒(méi)有氣隙。使用這種方法，您可以創(chuàng)建更耐用、更剛性的裝配體，有助于減少?gòu)?qiáng)光下的反射。

機(jī)械堅(jiān)固性的另一個(gè)因素是，您打算如何預(yù)測(cè)和減輕紫外線 （UV） 紅外 （IR） 光對(duì)所選組件集的負(fù)面影響。最后，考慮一下你的鏡頭有多容易破裂。給定材料的沖擊等級(jí)（IK 等級(jí)）并不決定最終裝配體的抗沖擊性;這取決于整體設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)3：空間限制和獨(dú)特形狀

設(shè)備發(fā)展得越多，采用新的形狀，并且在許多情況下縮小，您就越有可能從柔性印刷電路（FPC）中受益，柔性印刷電路比電路板更通用。有兩種類(lèi)型的FPC：無(wú)源FPC，它不包含控制器組件，以及有源FPC，它包含控制器組件。

在現(xiàn)成的 FPC 不適合特定尺寸、形狀或接口的情況下，定制 FPC 可能很有價(jià)值。定制 FPC 還可以組合多個(gè)現(xiàn)有 FPC 的功能，這可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、減少空間要求或改善成品器件的熱特性。定制FPC的成本可能明顯低于開(kāi)發(fā)全新傳感器設(shè)計(jì)的成本，使新的FPC成為“定制”傳感器的低成本手段。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)4：接地設(shè)計(jì)

觸摸顯示器在哪些組件接地以及如何接地方面可能具有喜怒無(wú)常。一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是抗噪性差，即來(lái)自無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或電源線的電磁干擾 （EMI） 會(huì)破壞顯示器的運(yùn)行。另一個(gè)問(wèn)題是長(zhǎng)期漂移，即上電產(chǎn)生的輸出電壓隨時(shí)間變化。為了獲得良好的接地，請(qǐng)保持盡可能短的接地連接（軌道或電線），并將阻抗保持在最低水平，尤其是在顯示器外殼和觸摸控制器之間的接地連接中。

請(qǐng)記住，每個(gè)連接器都會(huì)增加阻抗，還會(huì)引入雜散或寄生電容效應(yīng)，使電路以意想不到的方式運(yùn)行。避免接地回路，因?yàn)榻拥鼗芈房赡軙?huì)產(chǎn)生意外電流的干擾。請(qǐng)嘗試星形拓?fù)洹?/p>

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)5：假觸摸

觸摸傳感器充當(dāng)天線陣列，從任意數(shù)量的源吸收強(qiáng)大的EMI。因此，屏幕可以響應(yīng)用戶(hù)未進(jìn)行的觸摸，或忽略實(shí)際嘗試的觸摸。一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題是用戶(hù)觸摸屏幕上的位置與屏幕上顯示觸摸的位置之間的明顯偏移。虛假觸摸會(huì)激怒用戶(hù)，并對(duì)您的產(chǎn)品聲譽(yù)留下黑眼圈。

系統(tǒng)的抗干擾性取決于集成在控制器中的濾波器，質(zhì)量差異很大。電源的質(zhì)量也參差不齊，也會(huì)產(chǎn)生虛假觸摸效果。低功率、電壓變化、頻率變化和能量尖峰等臟功率異常是典型的根本原因。顯示器可能是投射電容式（PCAP）顯示器中的另一個(gè)重要噪聲源，通常用于手機(jī)和平板電腦。因此，在觸摸傳感器和薄膜晶體管（TFT）偏振片之間保持足夠的距離非常重要。您通常需要進(jìn)行試錯(cuò)測(cè)試。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)6：EMI測(cè)試

通過(guò)EMI測(cè)試可能是將工業(yè)或更高等級(jí)產(chǎn)品推向市場(chǎng)的一大障礙。規(guī)劃在這里至關(guān)重要，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，您可以越早解決問(wèn)題，它們的成本和復(fù)雜性就越低。如果可以，請(qǐng)咨詢(xún)觸摸顯示硬件提供商的工程師。

若要確定設(shè)備的設(shè)計(jì)要求，請(qǐng)從與設(shè)備使用方式相關(guān)的外部因素開(kāi)始。用戶(hù)會(huì)戴上厚手套嗎？傳感器上會(huì)有高導(dǎo)電液體嗎？附近會(huì)有不尋常的電磁場(chǎng)嗎？為了解決這個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)重點(diǎn)關(guān)注智能設(shè)備設(shè)計(jì)，包括聲音接地，以及選擇具有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的抗噪性的組件。也就是說(shuō)，比較不同供應(yīng)商產(chǎn)品之間的EMI抗擾度可能很困難，并且某些組件的噪聲水平可能會(huì)很高。

預(yù)測(cè)試是完成CE認(rèn)證的明智策略。要考慮的一項(xiàng)測(cè)試是IEC EN 61000-4-6，EMC第4-6部分：測(cè)試和測(cè)量技術(shù) - 對(duì)射頻場(chǎng)引起的傳導(dǎo)干擾的抗擾度。該測(cè)試通常是最難通過(guò)的測(cè)試，但是通過(guò)使用原型進(jìn)行預(yù)測(cè)試，您可以增加第一次嘗試通過(guò)CE認(rèn)證的機(jī)會(huì)。

審核編輯：郭婷