大屏幕曲面显示器的高可靠 10点触摸解决方案

现在，随着更多技术成熟的人机界面 (HMI) 应用于公共用途、零售数字标牌、休闲和工业环境领域，多点触摸操作（在消费电子产品设计中已经非常普遍）表明其具备同样适用于其他领域的多项优势。它可以识别复杂的手势，从而提高用户体验，还能实现多人同时操作。此外，在越来越多的应用领域中，这种功用超出二维空间范围，其发展前景可能会带来显著优势，因为更符合人体工学的设计开始崭露头角。

图 1 显示了多点触摸曲面在便携式消费领域中的应用情况，知名品牌正在大力推广这种最新智能手机。触摸曲面本身可以凸起，有可能会被集成至下一代游戏控制器中，从而使玩家实现交互式“纺车轮”动作。同时，凹形触摸面可以集成多个倾斜屏幕，形成无缝隙 HMI。


采用投射式电容 (p-cap) 技术的触摸屏均具备多点触摸功能，该功能已经出现了一段时间，近期大型封装设备中也开始应用这种功能。尽管如此，将多点触摸的所有不同方面、大型有效面积以及曲面形式与 HMI 相结合一直都极具挑战性。像基于铟锡氧化物 (ITO) 淀积这种标准 p-cap 多点触摸解决方案将无法适用于曲面应用，因为其可靠性尚存疑点。这是因为溅射的 ITO 镀层以及这些传感器使用的印制的金属油墨非常易碎。如果导电轨破裂，则将无法继续操作触摸传感器。

为解决这一问题，触摸传感器制造商 Zytronic 现在开发了一种创新方式，在沿轴弯曲的大型屏幕上应用其坚固耐用的投射式电容技术 (PCT) 触摸屏解决方案。Zytronic 已经积累了制造形状新奇的大型触摸屏的经验（例如，图 2 为覆盖在微软Spatial Desk 多显示屏上的单一连续触摸屏）并继往开来，在该组合中增加了多点触点。

 
其开创的基本程序包括将最终成为触摸屏的玻璃切割成规定尺寸、进行边缘处理然后在烤箱中高温炙烤。在达到软化温度后，玻璃会在自身重量作用下产生弯曲。要出现这种情况，温度必须达到约 635 °C。保持这一温度的时间根据所用玻璃厚度而定。客户可指定曲面半径，也可以使用凸面或凹面制作触摸屏，半径约为 75 毫米（根据玻璃尺寸而定）。

在对玻璃进行冷却、清洗和检查后，将玻璃运送至 1000 级洁净室生产区。这里将含有基于 Zytronic 的 PCT 嵌入式传感器导线矩阵的柔性聚乙烯对苯二甲酸酯 (PET) 聚合物膜贴在玻璃上，从而使其具备触摸功能。传感器可以贴合在玻璃表面的内层或外层（根据凹面或凸面配置需求而定）。最后一步是将 PCB 柔韧的尾部通过热电极接至退出导线，从而与远程安装的电子控件相连接。

构成曲面屏每个 PCT 矩阵的 10 微米铜丝的最大优点是其固有的柔韧性。它们不会断裂，但却伸屈自如。此外，如果出现破损，贴合构造也具有安全性，如若需要还可对玻璃进行化学加固。

传感器矩阵的灵敏度不会受到玻璃弯曲的影响。可以使用厚度为 10 毫米的玻璃，其整体触摸性能不会受到严重影响，这意味着制作完成的曲面触摸屏非常坚固耐用，可用于公共场合。玻璃可以是标准面也可以进行防炫射蚀刻处理（如果符合特定应用情况）。

曲面触摸传感器遵循久经验证的制造流程，Zytronic 使用该流程的时间已经超过了 10 年。这种大型曲面产品包括定制式 19 英寸至 46 英寸以上（最大尺寸可为 1800 毫米 x 1000 毫米），支持单点、双点或多点触摸配置，适用于背投系统、曲面 LCD 或 OLED 显示器。
 
该技术意味着 HMI 设计终于能够应用于单平面以外的领域。它将使高级触摸屏得到长足发展，各种不同应用领域将为消费者提供将更大感官刺激，并让消费者进行更直观的操作。