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，都帶有觸摸屏。沒有界面提供更直接、更身臨其境和更直觀的方式來參與數(shù)字世界。

雖然易于使用，但觸摸屏顯示器的開發(fā)可能具有挑戰(zhàn)性。它們涉及許多關(guān)鍵決策，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、上市速度、用戶體驗(yàn)以及最終的業(yè)務(wù)結(jié)果。

盡管面臨挑戰(zhàn)，但消費(fèi)者的期望繼續(xù)飆升：用戶要求以時(shí)尚、設(shè)計(jì)前衛(wèi)的風(fēng)格提供無可挑剔的性能。這反過來又迫使開發(fā)人員找到更多方法，將更多功能打包成更纖薄的外形尺寸，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：蓋板鏡頭的外觀和耐用性

顯示器的蓋板鏡頭是橡膠與道路相遇的地方，或者更確切地說，指尖與功能相遇的地方。這使得蓋板鏡頭成為一個(gè)獨(dú)特的重要銷售因素，你有各種各樣的塑料和玻璃可供選擇。玻璃是主要選擇，主要是因?yàn)樗挠捕?。可以使用普通的鈉鈣玻璃，這是普通的窗戶玻璃。

耐用性和安全考慮通常需要使用化學(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約三毫米的玻璃?；瘜W(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，離子交換增強(qiáng)（鋁硅酸鹽）玻璃是理想的產(chǎn)品。它是使用化學(xué)工藝制成的，該過程將鈉鈣玻璃中的天然鈉離子交換為較大的鉀離子。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，尤其是無邊框設(shè)計(jì)。

最后，在選擇蓋板玻璃時(shí)，要知道有各種各樣的治療方法可以減輕眩光，反射，指紋和微生物污染，所有這些都可以與用戶體驗(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)固設(shè)置中，顯示器的設(shè)計(jì)也必須能夠承受日常使用。設(shè)備耐用性不僅僅是您選擇蓋板鏡頭的一個(gè)功能;還必須考慮懸浮和粘合技術(shù)。兩個(gè)主要選擇是經(jīng)濟(jì)的氣隙粘合和光學(xué)粘合，前者優(yōu)越但價(jià)格昂貴。

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，沒有氣隙。使用這種方法，您可以創(chuàng)建更耐用的剛性組件，有助于減少高光下的反射。

機(jī)械魯棒性的另一個(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，考慮一下您的鏡片會(huì)有多容易斷裂。給定材料的沖擊等級(jí)（IK級(jí)）不決定最終組件的抗沖擊性;這取決于整個(gè)設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)3：空間限制和獨(dú)特的形狀

設(shè)備發(fā)展得越多，采用新的形狀，并且在許多情況下會(huì)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（FPC）比電路板的多功能性更高。有兩種類型的 FPC：無源 FPC（不包含控制器組件）和主動(dòng) FPC（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，自定義 FPC 可能很有價(jià)值。定制FPC還可以結(jié)合多個(gè)現(xiàn)有FPC的功能，從而可以簡化設(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是溫和的。一個(gè)常見的疾病是抗噪性差，其中來自無線網(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)問題是長期漂移，即來自上電的輸出電壓隨時(shí)間變化。為了獲得良好的接地，請(qǐng)保持接地連接（軌道或電線）盡可能短，并將阻抗保持在最低限度，特別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，并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。避免接地環(huán)路，接地環(huán)路會(huì)因意外電流流而產(chǎn)生干擾。請(qǐng)嘗試星形拓?fù)洹?/p>

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)5：虛假觸摸

觸摸傳感器充當(dāng)天線陣列，從任意數(shù)量的源吸收高水平的EMI。因此，屏幕可以響應(yīng)用戶未進(jìn)行的觸摸或忽略實(shí)際嘗試的觸摸。一個(gè)相關(guān)的問題是用戶在屏幕上觸摸的位置與顯示器上顯示觸摸的位置之間存在明顯的偏移。虛假觸摸會(huì)激怒用戶，并對(duì)產(chǎn)品的聲譽(yù)留下黑眼圈。

系統(tǒng)的抗干擾能力取決于控制器中集成的濾波器，質(zhì)量差異很大。電源的質(zhì)量也各不相同，也會(huì)產(chǎn)生虛假的觸摸效果。低功耗、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（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。您通常需要執(zhí)行試錯(cuò)測(cè)試。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)6：EMI測(cè)試

通過EMI測(cè)試可能是將工業(yè)或更高評(píng)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)和開發(fā)過程中，您可以越早解決問題，它們的成本就越低，越復(fù)雜。如果可以，請(qǐng)咨詢觸摸顯示硬件提供商的工程師。

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)的外部因素開始。用戶會(huì)戴上厚重的手套嗎？傳感器上會(huì)有高導(dǎo)電性液體嗎？附近會(huì)有不尋常的電磁場(chǎng)嗎？為了解決這個(gè)問題，請(qǐng)專注于智能設(shè)備設(shè)計(jì)，包括聲音接地，以及選擇具有經(jīng)過驗(yàn)證的抗噪性的組件。也就是說，比較來自不同供應(yīng)商的產(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。要考慮的一個(gè)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)干擾的免疫力。此測(cè)試通常是最難通過的測(cè)試，但是通過使用原型進(jìn)行預(yù)測(cè)試，您可以增加第一次嘗試通過CE認(rèn)證的機(jī)會(huì)。

審核編輯：郭婷