觸控螢幕畫線偏移,直線還變成曲線

TouchPanel draw line test fail(觸控螢幕劃線偏移出現曲線)

觸控螢幕(Touch screen, Touch panel)在大陸叫做『觸摸屏』。公司開始使用觸控螢幕其實已經有好幾年的時間了,不過也是直到iPhone大受歡迎後,最近觸控才開始變得比較夯,也因為產品使用觸控的機會變多了,連帶的也帶出了許多的設計及生產問題。

今天要探討的就是觸控螢幕不對位或《畫線偏移》的失效模式,現象是使用觸控筆(stylus)劃在螢幕的邊框時,螢幕上的線條卻出現在螢幕的內側位置,以前碰過類似的問題,通常只要重新校正(Calibrate)觸控螢幕的基點就可以解決了。不過這次觸控螢幕的問題卻特別奇怪,就是在螢幕畫直線後不只線條出現在其他位置,甚至還會出現曲線(參考左圖),我現在姑且稱這樣的現象其為『劃線偏移不良(Line Draw Shifting fail)』,不過這樣的不良現象應該有其專有名詞才對,如果知道的朋友,行行好,留個言告訴工作熊吧!







當初一開始發生這樣的問題時,我們還以為只是單純的產品組裝問題所造成,因為一般的觸控螢幕安裝在機殼內時,通常會加裝一圈橡膠來當作《緩衝襯墊(gasket)》也兼作防水(waterproof)裝置,只是當時為了節省成本,只在機殼的上面設計了一道環型突起肋條,而未使用背膠,組裝時只要作業員稍一不小心,就會造成《橡膠緩衝墊》安裝不到位的問題發生。參考:顯示器周圍的緩衝橡膠墊片設計

TouchPanel draw line test fail(觸控螢幕劃線偏移出現曲線測試)

經過了反覆的檢查並測試之後,我們確認不是《橡膠緩衝墊》安裝不到位的問題,而是觸控螢幕本身的問題,因為即使把《橡膠緩衝墊》拿掉再經過重新校正,觸控螢幕還是無法回到正常的動作,最後觸控螢幕送回給供應商分析後才發現原來是觸控螢幕上的ITO(Indium Tin Oxide, 銦錫氧化物)薄膜已經有破裂的現象了,因而造成阻抗的局部異常變化。

TouchPanel assembly structure(觸控螢幕組裝結構圖)原來當初產品設計的時候,市調人員就要求觸控螢幕的顯示畫面要盡可能的大,這樣看起來才有賣點,於是機構工程師就盡量放大視窗的範圍,可是電性測試時又因為電磁干擾(EMI,Electromagnetic Disturbance)的問題而將ITO與銀漿(silver ink)印刷的位置對互調。不過只是這樣也沒事,壞就壞在有個歐洲的大客戶竟然把當初測試PDA的那套方法拿來套用到我們的產品上,竟然用觸控筆沿著機殼的螢幕邊緣做劃線測試,其結果就是造成ITO薄膜破裂,我們有做過實驗,如果僅使用150g的力量劃線還不至於有問題,但如果力量加到500g,不消10次的劃線就會陸續發生ITO薄膜破裂的結果。
TouchPanel assembly structure(觸控螢幕可視區、作動區、開窗區建議圖)

上圖顯示觸控螢幕廠商的機殼建議值遠遠小於我們目前產品的設計值,有趣的是觸控螢幕的作動區(Active Area)竟然比可視區(View Area)還小,剛好跟LCM顛倒,這可能也是當初設計時工程師會不查而外擴到這個位置的原因之一吧!

所以現在能做的就是把機殼的視窗區域每邊內縮2mm,整體外觀感覺應該會跟原有的很不一樣吧!其二是要求觸控螢幕供應商盡量把玻璃及觸控螢幕再做大一點,不過這會牽涉到產品內部的結構尺寸設計。

左圖:為了測試觸控螢幕的不良,特別製作了一個定位治具,觸控筆上面加了一個法碼以確保固定力道作用在觸控螢幕上。
右圖:觸控螢幕與觸控螢幕筆的相對位置。

Touchpanel_test02Touchpanel_specification


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訪客留言內容(Comments)

Dear 工作熊:
看起來貴司使用的是電阻式的tablet,你的問題,我們也處理過
主要造成線性偏移的原因是film 上的ITO 線路損壞,TABLET 上有兩側ITO線路是在玻璃上,另外兩側則是在FILM上,會損壞的就是在FILM上的ITO線路
FILM 材有兩種TYPE. P TYPE 及V TYPE ,邊緣畫線比較容易出問題的為V TYPE ,要解決邊緣畫線的問題必須從TABLET 的設計著手,及外殼的設計搭配
才能解決此問題,AA-VA的寬度尺寸很重要.
我們的開窗區會開在AA-VA區之中,依上面的圖面看來如果把視窗區往內縮,會落於AA區中,可能會產生壓按視窗邊緣會有誤動作的問題發生,有點危險,我們也發生過同樣的問題,各家TABLET廠的建議設計都不一樣,最簡單的方式是變更FILM材 ,改為P TYPE 即可解決此問題.
如果對此問題有疑問,可以再詳細討論
謝謝

Rod;
感謝您的意見,也謝謝您的慷慨,您的意見真的很重要,我會再跟RD討論看看,如果有什麼需要您幫忙的地方,還請多多照顧。

dear 工作熊:
有个问题想请教你,当然和这篇文章的内容无关。
我是做BGA的ME,有一个问题最近很困惑,就是solder ball中磷的含量及作用,磷在SMT中起的作用有多大,如果我的BGA solder ball中磷的含量偏低,会对SMT造成多大影响?
烦请有时间考虑,多谢!

guangxing;
關於 solder ball 含磷與否,我個人並沒有研究,但磷似乎跟IMC的生長有關係,另外無鹵錫膏當中似乎也會添加磷來取代一些鹵素元素。

這種現象俗稱邊緣效應; 主因與前框設計有關, 前文Rod所言正確無誤
可利用google搜尋關鍵字==> ” touch ITO 前框設計 邊緣效應 “

您好~~

看到您的詳細解說 我想要請問您關於觸碰螢幕的問題

我們在2010年出的一票貨 近期客人大量的抱怨指標一直亂跑對不準.
檢查後發現是film下陷導致 只要重新釋放內部氣壓就回覆
但是因為是非常大量都有這樣的問題
反觀2010年前出的貨 完全沒有這樣的問題

想邀請問您是否知道 會造成這樣現象 會有大致上哪幾種可能呢??

謝謝您的耐心解說

Akiwa;
這個我可能愛莫能助了,觸控螢幕非我的專長啊!
原則上我們應該算是「觸控螢幕」的使用者,因為只是開規格我們要什麼樣的尺寸及功能,剩下的就是觸控螢幕廠商要傷腦筋的事了。文章中所觸及的問題是我們所遇到的問題,而問題的分析及解決方法則是觸控螢幕廠商所提供。

喔~~但是謝謝您的即時回覆~~~ 感激不盡


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