手机玻璃镜片分析.ppt

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1、手机玻璃镜片分析 GENG 2011、 12 内容 玻璃镜片性能要求 . 镜片材料 . 工艺流程 . 检测项目及质量现状。 触摸屏构成 . 触摸屏市场分析 . 需增添设备 仪器 . 玻璃镜片性能 镜片性能： 极好的表面光洁度； 极高的表面硬度和超强的抗划伤能力； 较好的表面强度； 精确的尺寸控制（长度方向： +/-0.02mm；厚度方向 +/-0.05mm) 具有极好的金属视觉效果。 表面硬度高，莫氏硬达 8H 耐划伤，透光度良好 (93-97%). 使用对象： 目前产品对象主要为手机（ LENS）镜片、 MP3镜片等小尺寸产品。 产品结构： 片、卜面、单桥、双桥、批花、异形等 镜片材料 PM

2、MA（聚甲基丙烯酸甲酯 英文名称 :Polymethyl Methacrylate、有机玻璃、压克力）： 优点 : 1)高光学透明性 (92%光线穿透率 ).(2)耐侯性好 . 缺点 : 1)耐冲击强度低 ,很脆。当拔模不夠 浇口不当 拋光不足時易断掉。 2)流动性差易 产生流痕。 PMMA鋼化鏡片 (表面耐磨損處理 )目前是國外手機大量使用和推廣的材料 它優良的耐磨 損 高透明度正在代替傳統的 PC. PC（ Polycarbonates 聚碳酸酯，英文名 Polycarbonate,简 称 PC ） : 优点 : 1)高冲击強度 (2)高自由染色性 (3)耐侯性佳 . 3) 90%光线穿透

3、率 . 缺点 : 1)表面较软。 2) 流动特性较差 。 玻璃 (钠钙硅酸盐、铝硅酸盐、锂铝硅、硼硅）： 优点： 光学性质优越，不容易划花，折射率高。折射率愈高，则镜片愈薄 。 缺点： 玻璃片易碎，材质偏重 工艺流程（ PMMA） a. 模具開發 _注射成型 _檢測 _表面強化 (硬度在 2H3H之間 ) _真空蒸鍍 _網版印 刷 _去電鍍層 (部分去除蒸鍍金屬膜 )_底色印刷 _包裝出貨。 b. 菲林制版 (按顾客提供的菲林来制版的工程割 )-裁断加工 ( 把原材料按顾客要求 裁断 )- 印刷加工 (按顾客要求印刷 )_第 1次贴膜 (为了保护产品，而贴上保护 膜 )_产品外形 (按顾客要求

4、，用 CNC机进行精密的雕刻 )_第 2次贴膜 (为了保 护产品，再次贴膜 )-品检 (确认产品是否合顾客要求，不良品检查 )-包装出货 c. 形狀簡單 側壁無拔模。 工艺流程（玻璃） 开料：将玻璃开成比产品大 15-20个丝 . 精雕：主要将需要打孔和开台阶等一般工艺做不到的玻璃产品进行加工，可 以代替车边、开槽、倒边等工艺。 清洗、干燥。 平磨：将倒边完成的产品进行表面光洁度的要求，且控制玻璃的厚度要求 （分 2步磨）。 清洗、干燥 . 抛光：将平磨后的产品进一步表面处理，提高表面粗糙度，改善表面状况。 清洗、干燥。 强化：将平磨、抛光加工完成的产品进行强化处理，使玻璃的表面硬度和抗 冲击

5、性能提高，从而达到客户要求； 抛光 :进一步改善表面状况，使其透光性进一步提高（高端产品步骤）。 清洗、干燥。 丝印： 电镀：将平磨、抛光完成的白片产品进行电镀效果处理，达到镜片要求的效 果； 清洗、干燥： 检验： 包装：将效果处理完成且达到客户要求的产品进行包装。 玻璃镜片检测项目 外观检查： 点缺陷。 细划痕。 硬划痕、碰伤。 缺口 /崩裂 。 镀层或丝印区透光 。 脏污 。 油污 /手印 。 镀层不均匀 。 镀层有阴影 。 反射性（针对镜面镜片） 。 透光性（针对镜面镜片） 。 色泽（针对镜面镜片） 。 其它外观不良 。 玻璃镜片检测项目 硬度测试 。 耐磨性测试 背面印刷 （ 或镀膜

6、） 的附着力测试 。 抗冲击测试 静压力测试 。 抗老化测试 。 低温测试 。 尺寸及配合检查 。 印刷或图案的外观要求 。 玻璃镜片质量现状 经了解 ,目前各大制造厂家一次合格率在 40%左右 . 前 4项缺陷为 : 划伤 :20-40%左右 . 蹦边 :10-20%左右 . 脏污 :5-10%左右 弯变 (平面度差 ):5-10%左右 触摸屏的应用 触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它 是目前最简单、方便、自然的一种人机交 互方式。 触摸屏的应用范围非常广阔： 1）公共信息的查询：如电信局、税务局、 银行、电力等部门的业务查询，城市街头的 信息查询。 2）领导办公、工业控制、军事指挥、电子

7、 游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售 等。 3）消费电子：如手机。 触摸屏构成 触摸屏 触摸屏分类及原理特点 电阻式（四 五 六 七线式）、电容式 (表面和感应 )式、红外声波式、红外式、弯曲波式、有源数字转 换器式、光学成像式。 按结构分：前三种需要 ITO，后几种不需要 ITO（铟锡氧化物）。 类型 优点 缺点 电阻式触摸屏 反映灵敏度好、屏和控制系统制造成本低， 光损失大、电池消耗大，完成简单动作的 判断，寿命短，不能多点触摸；需经 常校正。 电容式触摸屏 功耗低、寿命长，完成复杂动作的判断，用 户维护成本低 . 制造成本高；反光严重；透光率不均、色 彩失真；图象、字符不清晰；对环境

8、 温度、湿度、电场敏感，当改变时， 易造成电容屏漂移，造成动作不准确。 红外线式触摸屏 结构原理简单（普通屏幕加装框架）；价格 低廉；安装方便；不需卡或其他控制器。 发射及接收管易损坏，分辨率低。 表面声波触摸屏 分辨率极高；防刮性极好；寿命长；透光率 高；图象质量好；无漂移；适合公共场 合使用。 表面或手指水渍、污物或尘埃易导致其停 止运作。 电阻式触摸屏 1）四线电阻式触摸屏 2）五线电阻式触摸屏 3）六线电阻式触摸屏 4）七线电阻式触摸屏 电容式触摸屏 1）单点触摸屏 2）多点触摸屏（ IPhone） 红外线触摸屏 外表声波触摸屏 触摸屏的分类 电阻式触摸屏 四线制电阻触摸屏： 四线制电

9、阻触摸屏 测量 X坐标时： 1）在 X+， X-两电极加上一个电压 Vref， Y+接一个高阻抗的 ADC。 2）两电极间的电场呈均匀分布，方向为 X+到 X-。 3）手触摸时，两个导电层在触摸点接触，触摸点 X层的电位被导至 Y层所接的 ADC，得到电压 Vx。 4）通过 Lx/L=Vx/Vref，即可得到 x点的坐标。 Y轴的坐标可同理将 Y+， Y-接上电压 Vref，然后 X+电极接高阻抗 ADC得到。 四线制电阻触摸屏 四线电阻式触摸屏除了可以得到触点的 X/Y坐标，还可以测得触点的压力，这是因 为 top layer施压后，上下层 ITO发生接触，在触点上实际是有电阻存在的，如下图

10、 的 Rtouch。压力越大，接触越充分，电阻越小，通过测量这个电阻的大小可以量 化压力大小。 四线电阻式触摸屏的缺点是耐用性不够，长时间的触按施压会使器件损坏。 因为每次触按，上层的 PET和 ITO都会发生形变，而 ITO材质较 脆，在形变经常 发生时容易损坏。一旦 ITO层断裂，导电的均匀性也就被破坏，上面推导坐标时 的比例等效性也就不再存在，因此四线电阻触摸屏的寿命不长。 透明导电材料 ITO： ITO 是 Indium Tin Oxides的缩写。 ITO 是一种 N型氧化物半导体 -氧化铟锡 ,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体 透明导电膜 ,通常有两个性能指标 :电阻率和透光率。特性是

11、当厚度降 到 1800个埃（埃 10-10米）以下时会突然变得透明，透光率为 80， 再薄下去透光率反而下降，到 300埃厚度时又上升到 80。 一般是通过真空离子溅射工艺将 ITO薄膜镀到塑料或者玻璃上。 在氧化物导电膜中，以掺 Sn的 In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能 最好 ,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形 .其中透过率以达 90%以 上 ,ITO中其透过率和阻值分别由 In2O3与 Sn2O3之比例来控制 ,通常 Sn2O3:In2O3=1:9. 电阻式触摸屏和电容式触摸屏都用到 ITO材料。 电容触摸屏分类 表面电容式 由一个普通的 ITO层和一个金属边 框，当一根手指触

12、摸屏幕时，从面 板中放出电荷。感应在触摸屏的四 角完成，不需要复杂的 ITO图案 投射电容式（感应电 容式） 采用 1个或多个精心设计的、被蚀 刻的 ITO层，这些 ITO层通过蚀刻形 成多个水平和垂直电极 自感应电容式 互感应电容式 电容式触摸屏 电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的 。 老式电容触摸屏 电容式触摸屏 当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指头和工作面形成一个耦 合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指头吸收走一个很小的电流。 这个电流分从触摸屏四个角上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极 的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密 计算，得

13、出触摸点的位置。 在电容式触摸屏问世后多年，触摸屏都只能每次响应一个触点。 一旦我们操控超过一个触点，电容式触摸屏就会因为无法定位而 让光标错乱。 电容式触摸屏 新式电容触摸屏： 新式电容触摸屏是从电容式触摸按键经过 插值算法引申出来的一种触摸屏检测方法，可 以支持多点触摸。如 Iphone使用的就是典型的 电容触摸感应实现多点触摸。 电容式触摸按键原理 当人手碰到感应电极时，电极和地之间的电容由原来的 Cp变为 Cp+2Cf，显然增大了。 电容式触摸按键原理 1） Cx为所测电容。 2） 12为一对反相脉冲，控制两个开关断开 /闭合。开关电容电路等效可看 成一个电阻，电阻的大小与 Cx，以及

14、 12的占空比、频率相关。 Rcx=1/fCx 3） Cmod为一储电电容，大小可随实际情况调整。 电容式触摸按键原理 Vdd向 Cmod充电，当 Cmod电压超 过参考电压 Vref时，比较器输出高。 锁存器也输出高，打开放电开关， Cmod上的电量通过 Rb被释放掉， 降到 Vref以下，比较器输出低，锁 存器也输出低，放电开关又断开。 如此反复，形成了一个震荡频率与 Cx密切相关的波形。 电容式触摸滑条原理 滑条算法的实现：通过对有限的电容触摸按键的检测结果，加 上插值算法，实现大分辨率的位置感应。 如果在一块玻璃的两面均镀上滑条，切方向相反，就成了一块简单的触摸 屏了。也可以实现多点的

15、检测，但是因为所有的触摸键电容均是相对于地 的电容，效果不好。 电容式触摸屏原理 Multi-Touch All-Point ： 多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手 势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非 手指触摸形式，比如手掌、脸、拳头等，甚至戴手套也可以 。 Multi-Touch All-Point基于互电容的检测方式，而不是自电容， 互电容是检测行列交叉处的互电容（也就是耦合电容 Cm）的变 化，当行列交叉通过时，行列之间会产生互电容（包括：行列 感应单元之间的边缘电容，行列交叉重叠处产生的耦合电容）， 有手指存在时互电容会减小，就可以判断触摸存在，并且准确 判断每

16、一个触摸点位置。 IPone电容式触摸屏原理 Multi-Touch All-Point触摸 屏包括了一排的驱动线和 一排的检测线。 Iphone的触摸屏采用的是 Multi-Touch All-Point的检测 方式。 iPhone的处理器和软件将准确地分析并执行从触摸屏传来的信息。电容 发往 iPhone处理器的是关于最原始的触摸位置的数据。处理器通过指令 使存储在 iPhone中的软件去解析这些原始数据。 IPone电容式触摸屏原理 IPone电容式触摸屏原理 1.电信号从触摸屏幕传输到处理器。 2.处理器利用软件分析数据并判断每 次触摸的特征。包括在屏幕上的大小、 形状、受影响区域的位

17、置。如果有需 要的话，处理器会将触摸特征近似的 放到同一个组里。如果你你移动你的 手指，处理器将会计算出你触摸的起 点和终点之间的差异。 3.处理器利用姿势特征翻译软件判断 出你使用了什么样的动作姿势去触摸 屏幕。当你触摸屏幕时处理器会结合 你的物理动作与你当时运行的 iPhone 软件做出综合的判断。 4.此时处理器就会执行你正在实用的 程序。如果有需要的话，处理器也会 发送指令到 iPhone的屏幕和其他硬件。 如果和演示数据没有任何可以匹配的 动作或指令， iPhone将认为这是一个 无关紧要触摸动作。 电容式触摸屏结构 自感应电容触摸屏结构 互感应电容触摸屏结构 红外线触摸屏 红外触摸

18、屏是在紧贴屏幕前密布 X、 Y方向上的红外线矩阵，通过不停的 扫描是否有红外线被物体阻挡检测并定位用户的触摸。 可见红外线触摸屏可以实现多点触摸检测。 表面声波触摸屏 表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃 平板，安装在 CRT、 LED、 LCD或是等离子显示器屏幕的前面。玻璃 屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器， 右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则 刻有 45 角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。 表面声波触摸屏原理 以右下角的 X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来 的电信号转化为声波能量向左方表面

19、传递，然后由玻璃板下边的一组精密反 射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由 上边的反射条纹聚成向右的线传播给 X-轴的接收换能器，接收换能器将返回 的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历 经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达， 早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号 。 发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完 全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时， X轴途经 手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置 上波形有一个衰减缺口

20、。 触摸屏市场分析 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 Sh ip m e n t s 7 70 . 6 1 ,22 5.9 1 ,40 2.5 1 ,60 0.6 1 ,79 0.5 1 ,94 7.9 2 ,09 5.0 2 ,24 2.9 Re v e n u e 7 . 1 1 3 .4 1 5 .7 1 8 .0 2 0 .0 2 1 .5 2 2 .8 2 3 .9 0.0 5.0 10 . 0 15 . 0 20 . 0 25 . 0 30 . 0 0.0 50 0.0 1, 00 0.

21、0 1, 50 0. 0 2, 00 0. 0 2, 50 0. 0 US$ B il li on s Mill ion uni t s 触摸屏全部市场，在 2011年生产 12亿台，超过 130亿美元。 数量与前一年比约 160，金额约 190的增长。呈爆炸式增长 触摸屏全体市场的预测 （ 1/2） 触摸屏全体市场预测 （ 2/2） 面积基本上，在 2011年接近到达 1000万平米。 前一年对比约 160%的增长。 除了手机以外，平板电脑的贡献比较大。 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 M o d u le Ar ea 6.2

22、9.8 11 . 9 14 . 7 17 . 3 20 . 1 23 . 2 26 . 4 0.0 5.0 10 . 0 15 . 0 20 . 0 25 . 0 30 . 0 Mill ion sq ua r e me t er s 触摸屏种类市场预测 在触摸屏种类上，预计 2011年电容屏超过电阻屏，今后的主流也成为电容屏。 电阻屏转电容屏已成为行业趋势。 触摸屏市场应用预测 在触摸屏搭载应用，手机在 2011年整体约 70%占有， 2010年从 67%更大的增加。 手机主要也是今后市场的应用。 其次被关注是平板电脑，在增长速度从 2011年的 6到 2017年 16的。 预计平板电脑应用

23、份额 2011年为 21和 2017年为 38。 到现在为止电阻屏是主流的车载用途，特殊用途的电容屏价格也会增加。 0 5 0 0 1 ,0 0 0 1,5 00 2 ,0 0 0 2 ,5 0 0 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 Mi ll io n U nit s z _ Othe r T icke t ing T a blet P C Reta i l a nd POS /EC R Printer/Of fi c e Po rt a b le Na v ig a t i o n De vi c

24、e Po int of Informa t ion(P O I ) a n d se lf - che ck in PMP / MP3 Pla ye r PDA N ot e bo ok PC Mo b i le P hone Mini N o t e P C Medica l G a me - co n s ume r G a me - ca s ino Fa ct o ry / i nd u s t ry a uto ma t io n Ed uca t ion/t ra ini ng Di git a l Still C a me ra / ca mco rd e r Digit a l

25、 p ict u re fra me De s kto p monit or (ex clue a ll-in-o n e ) 不同地域的触摸屏市场 （ 2010年） Ca nda 0 .1% Chin a 2 0 .3% Europ e 0 .0% I s r a e l 1 .1% Jap a n 2 0 .9% K or e a 5 .0% T a iw a n 5 0 .0% US 2 .6% 2010 不同区域市场份额图， 在 2010年台湾生产台数占整体 市场的一半 台湾 ITO玻璃等主要材料集中 在生产厂家及触摸屏模组厂家， 更多组套的装配厂家也在相同 地域。总之触摸屏的是供应地

26、 也是需求地。 其次日本和中国基本上处于同 列。中国电阻触摸屏的模组厂 家较多，主要向国内的本地厂 家等出货。日本触摸屏的老厂 家多 ,不过，在投资方面落后， 居世界第 2位。 Co v e r G la s s 4 3 .9% OCA/U V 7 .0% Pro t ect io n Film ( S iO2 ) 3 .5% S ubs t r a t e G la s s 4 .8% IT O 8 .8% Ele ct ro de(Al Mo Ag Cu) 4 .8% T P Co ntro lle r IC 2 0 .2% FPC 7 .0% 他 1 3 .2% 玻璃传感器类型的触摸屏部

27、 件的成本构成比率。 强化玻璃的成本占大的比例。 其次大的是控制器 IC。控制 器 IC是与 IC厂家各公司独立 地设计开发的触摸屏传感器 的模型同时被进出口许可。 传感器模型的构造， IC的性 能成为触摸屏的动作的最重 要部分，配套厂家直接选定 IC厂家比较多。 触摸屏 各 部件的构成比率 国内大规模触摸屏产业公司： 莱宝高科、欧菲光、超声电子、南玻集团、蓝思科技、富士光学等。 市场分析结果 有关设备 仪器询问情况 设备名称 型号 预计价格（￥） 产出能力 （ 20h/3.5”） 使用工序 厂家名称 全自动直线玻璃切割机 YXT-ZX02 135,000 30,000 玻璃切割 东莞科力特玻

28、璃设备有限公司 精雕机 HY325-4 588,000 4,000 开槽、磨边、台阶、 打孔。 江西泰和恒远数控 全封闭式化学钢化炉 HGF120 330,000 50,000 玻璃化学强化 东莞科力特玻璃设备有限公司 ITO导电玻璃镀膜设备 300,000 ITO镀膜 东莞汇成真空科技有限公司 超声清洗、干燥机 清洗 平面丝印机 HC-4060 28,000 1,000 玻璃丝印 东莞长安恒彩丝移印机械厂 真空包装机 包装 仪器名称 玻璃弯曲试验机 WD-D1 38,000 上海卓技仪器设备有限公司 落锤冲击试验机 Xhs-LQ 25， 00 深圳鑫恒森贸易有限公司 高低温箱 XB-80 2

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