LCD技术基本原理及其噪声对触控屏的影响
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显示器产生的噪声会干扰电容式触控屏幕的感测功能，而智能手机的触控薄型化加剧了LCD噪声，要进一步改善就须了解液晶显示(LCD)技术的基本原理及噪声产生的原因，方能找出因应之道。 基本运作原理 为了解LCD何以产生噪声，须掌握LCD基本运作原理。如图1所示，从LCD显示器的最底层开始，光线在此产生后再朝上反射，每个像素含有红、绿、蓝三个子像素，每个子像素又包含一个液晶叠层(Sandwich)，叠层顶部则贴合氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜，其顶层与底层中间夹着液晶材料。 图1 LCD与触控面板架构图 其中，顶层为所有子像素的共极，通常称为VCOM层;底层则专为子像素配置，称作子像素电极，当电压导通到LC叠层，液晶材料就会扭转白光的极性(Polarity)，在叠层上方的偏光板，只让特定极性的光线通过。若光线的极性与偏光板的极性一致，子像素就会达到最高亮度。若光线极性与偏光板相反，子像素的亮度就降到最低。 此外，每个子像素都有一层彩色滤光片(R、G、或B)，其作用类似彩绘玻璃窗，藉由把电压导至三个子像素的液晶叠层，像素就能设定成任何RGB组成色。每个子像素还含有一个TFT，做为导至液晶叠层电压的on/off开关，这样的设计在刷新全屏幕影像时能有效对屏幕上的像素进行排序。 如图2显示，像素在TFT闸极(Gate)被开启，TFT的源极(Source)链接到彩色数字模拟转换器(DAC)输出端，TFT汲极(Drain)则连结到ITO子像素电极。由于液晶材料无法承受直流(DC)电压，因此偏压必须是交流电。ACVCOM与DCVCOM两种类型的LCD显示器也有所差异，前者主要透过一个差分电压主动驱动VCOM与子像素电极，因VCOM层系由AC推动，故称为ACVCOM方案。后者则透过DC驱动共极层，而子像素由AC驱动，此信号以DC值为中心进行偏摆，两种VCOM方案各有不同的效能与成本优劣势。 图2 LCD与触控面板电路图 业界都知道ACVCOM因主动驱动大面积的ITO(VCOM)层，将造成大量噪声;DCVCOM则以低噪声的表现为业界所熟知，然而事实不一定如此。以往传感器与LCD表面之间有一层薄的空隙(Air Gap)。但现今手机做得更薄，因此大多不再有这层空隙，将ITO传感器直接贴合到LCD表面的方式逐渐为大多数厂商采用，造成噪声耦合更加严重。 |
