目前市面上具有觸控功能的 STN-LCD顯示器產品，大都採用整合驅動模組電路板(PCB)、顯示器STN-LCD與電阻式觸控面板(RTP)或電容式觸控面板(CTP)等三合一單元之架構，參閱如圖1所示；或是採用整合驅動模組電路板(PCB)、顯示器STN-LCD與薄膜開關(membrane switch)的架構，如圖2所示。

[圖 1]

[圖 2]

華凌提出一個嶄新設計的概念，就是整合驅動模組電路板與STN-LCD顯示器之二合一架構，並將觸控按鍵設計於可視區(VA)內，提高靈敏的觸控功能，如圖3所示。

[圖 3]

產品特色:

(1) 適用LCD: TN/STN/FSTN/VATN
(2) 工作電壓2.2V~5.5V
(3) 提供腳位一對一直接輸出。同時，可選擇輸出為高效作動(High Active)或低效作動(Low Active)。
(4) 成本低、構造簡單。
(5) 可支援多顆Touch ADC IC。
(6) 待機模式下低功耗。
(7) 可外接電容，調整觸控敏感度。
(8) 可選擇不同IC，如多點觸控或單點觸控，客戶可根據需求做選擇。
(9) 自動切換待機/工作模式(mode)。
(10) 具有自動校準功能，IC會進行自動校正，以取得基準值。
(11) 搭配PCB與夾pin設計，可用在大尺寸STN-LCD顯示器模組。

舉例說明此設計概念，參閱如圖4所示。這是一組icon型具有電容式觸控按鍵功能的STN-LCD顯示器模組，顯示器顯示區的上半部為顯示icon圖案，透過控制器(controller)或驅動IC(Driver IC)來控制icon圖形區的顯示功能。

顯示區的下半部有5個具色彩圖案，為採用印刷絲印圖案的電容式觸控按鍵。該按鍵結構為玻璃上具有數個透明導電層ITO的矩形方塊，作為感應墊(sensor pad)功能，如圖5所示。在其上方貼上印有固定圖案及顏色的偏光片，如圖6所示。貼合時，該固定圖案必須與透明導電層ITO的矩形方塊對準貼合。對於正顯LCD產品，採用絲印材料必須印刷在下偏光片；對於負顯LCD產品，採用絲印材料必須印刷在上偏光片且印刷後，需要在偏光片上方，再貼上一層透明保護膜，以保護印刷材料不會因為觸碰而導致脫落。

考量驅動模組電路板(PCB)與STN-LCD顯示器訊號連接設計，採用夾Pin方式連接；觸控感應墊的設計則採用icon型電容觸控式，是很不錯的選項；因此，顯示器的選擇不受尺寸限制，可選擇較大尺寸顯示器。惟需要注意此種設計的觸控感應墊跟顯示icon區的位置必須錯開，無法重疊。

[圖 4]

針對icon控觸型STN-LCD顯示器產品設計上，需要考慮以下設計要求：

(1) 觸控按鍵(Touch Key)尺寸設計:
觸控按鍵可設計成任意形狀。考慮人因工程，通常是設計成矩形。觸控按鍵的敏感度與ITO感應墊(pad)面積大小及厚度有關。面積越大，則敏感度越高；但在當尺寸超出手指大小之後，增加面積對於提昇敏感度的效果有限。因此，ITO感應墊長寬設計，約在8~15mm尺寸左右；建議不要小於8x8mm，避免感應不良。

(2) 觸控按鍵之間的距離：
多個按鍵以上的應用，感應墊與感應墊的間距必須保持一定的距離，避免干擾，最小間距不要小於2mm，如圖7所示。

 

[圖 7]

(3) 觸控按鍵佈局及走線設計
走線阻抗與觸控IC的搭配至關重要，走線阻抗越低則觸控敏感度越容易調整；反之，走線阻抗越高則觸控敏感度調整易受到限制，甚至，敏感度達不到需求，例如ITO的電阻(Rito)，比金屬導線的電阻高很多，如圖8所示。

根據歐姆定律，走線越短或越粗則阻抗越低；但，過粗的走線則容易導致觸控誤動作，敏感度的調整會更加困難。因此，在走線設計上，盡量縮短，可大幅降低各種不利因素之影響；若考慮走線寬度越細，需要能確保阻抗能達到觸控訊號傳遞傳的要求。

[圖 8]

考量訊號走線設計時，盡可能所有走線的長度及阻抗相等，如此，感測訊號才會穩定一致性。一個理想的佈局概念，就是將ITO感應墊(pad)位置佈局在視區的外側，盡量靠近出pin端區域，如圖9所示。一個不理想的佈局，如圖10所示，容易產生觸控訊號不穩定問題，應盡量避免。

[圖 9]

[圖 10]

針對小尺寸觸控STN-LCD顯示器產品，例如小於4.6吋的icon型，或是小於3.5吋的圖案型(graphic type)。華凌提出另一個更有效率的解決方案，選擇具有顯示功能與觸控功能的驅動IC，直接bonding在STN-LCD顯示器面板上，即是COG(chip on glass)。舉例COG STN-LCD顯示器設計，如圖11~13所示，其中在下圖12的藍色標示為絲印印刷之顯示區，綠色標示區域為為絲印印刷之觸控按鍵，紅色標示為icon顯示區與觸控之按鍵。

此方案整合性高，將原來ADC-Touch功能及顯示器功能整合到COG IC，捨去了驅動模組電路板與觸控模組面板。整體觸控顯示器模組的顯示功能與觸控功能，只需要一顆就搞定，也省去了顯示IC與觸控IC。因為採用先進的COG技術，能有效縮短訊號走線到驅動IC的距離，提高觸控效能與顯示效能。

華凌擁有先進專業的COG生產線製程，可以提供客戶快速與高品質的代工服務，滿足客戶產品需求。一貫化垂直整合與代工服務，縮短客制化研發時間，有效減少成本，提升客戶產品價值，提高客戶產品競爭力。華凌品質，堅若磐石。

[圖 11 COG STN-LCD]

[圖 12]

[圖 13]