手機(jī)觸摸屏的工作原理及其結(jié)構(gòu).ppt

手機(jī)觸摸屏的工作原理及其結(jié)構(gòu) 李峰 2014-12-23,內(nèi)容概要,1.觸摸屏的分類 2.手機(jī)觸摸屏的工作原理 3.手機(jī)觸摸屏的結(jié)構(gòu) 4.手機(jī)觸摸屏的制程 5.手機(jī)觸摸屏的前沿技術(shù),1.觸摸屏的分類,手機(jī)觸摸屏:是由玻璃蓋板（Cover Lens）、FPC、Sensor組成。 按照觸摸屏的工作原理進(jìn)行分類： 電阻式：通過手指觸摸壓力將上下二層電阻接通后，以電阻值的分布來決定各壓力點的實際位置。原理簡單，門檻低，其缺點：無法進(jìn)行多手指偵測，靈敏度差，壽命短。 表面電容式：使用電容值來計算并決定觸控位置。缺點：無法進(jìn)行多手指偵測。 表面聲波式：手指觸摸屏幕時即將原沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑グl(fā)送器傳送至平面玻璃并均勻分布的表面聲波產(chǎn)生遮斷，由此確定坐標(biāo)位置。優(yōu)點：不受溫濕度等環(huán)境因素，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長，透光率高，適合公共場合使用。缺點是成本較高，上下游技術(shù)不易整合，不支持多點偵測。,1.觸摸屏的分類,振波感應(yīng)式：手指在強(qiáng)化玻璃基座上觸摸，從而使玻璃內(nèi)部振動傳到給分布在四個角落之感應(yīng)及控制器，決定并計算觸摸坐標(biāo)位置。優(yōu)點：適用于大尺寸，不易受表面臟污與刮損影響，缺點：價格高，無法多點觸控。 紅外線式：手指觸控在屏幕的某一個位置時，手指將原以紅外線的方式發(fā)射與接收而構(gòu)成的X、Y矩陣式的紅外線波進(jìn)行隔離，即可計算出觸控位置。優(yōu)點：可應(yīng)用大尺寸，支持多點觸控。缺點：功耗較高。 投射電容式：其原理為手指觸摸時透過對X、Y軸之掃描即可偵測在觸碰位置處的電容變化，進(jìn)而計算手指所在坐標(biāo)值。該技術(shù)已經(jīng)成為手機(jī)觸摸屏的主導(dǎo)技術(shù)。,1.觸摸屏的分類,圖1-1 不同工作原理的觸摸屏性能比較,2.電容式觸摸屏的工作原理,工作原理：通過測量各電極之間的電容量的變化來確定觸控點的位置。當(dāng)手指觸摸到屏?xí)r，手指和屏表面之間形成一個耦合電容，手指將從接觸點吸走一部分電流，通過檢測電路來測量這個電流的變化以確定感觸手指位置。,圖2-1 電容式觸摸屏工作原理,2.電容式觸摸屏的工作原理,CTP依據(jù)工作原理分為： 自電容：導(dǎo)致本身能夠儲存電荷的能力，使孤立導(dǎo)體電壓增加1V所需要增加的正電荷就是自電容的大小。 自電容檢測原理：當(dāng)手指靠近或觸摸到觸摸屏?xí)r，手指的電容疊加到屏體電容上，使屏體電容增加。在觸摸檢測時，依次分別檢測M個X軸和N個Y軸電極數(shù)組，根據(jù)觸摸前后所有自電容的變化，確定手指所在的X,Y坐標(biāo)。 互電容：使兩個導(dǎo)體之間電位差增加1V所需要充入的單極性電荷量就是互電容的大小。 互電容檢測原理：檢測兩個交叉感應(yīng)塊之間形成的電容，兩個感應(yīng)塊分別構(gòu)成電容的兩極。橫向電極依次提供激勵信號，縱向的所有電極同時接受信號，這樣可以得到所有橫向和軸向交匯點的電坐標(biāo)。容大小。根據(jù)整個觸摸屏的二維電容變化量數(shù)據(jù)，可計算出每一個觸摸點的坐標(biāo)。,3.手機(jī)觸摸屏的結(jié)構(gòu),以ITO菲林制造的手機(jī)觸摸屏為例 （1）.單面結(jié)構(gòu)：1）.單面單層結(jié)構(gòu)：所有的ITO和金屬線在同一層，無需橋接，結(jié)構(gòu)簡單，良率較高，布線簡單。實現(xiàn)功能單點+手勢。圖例3-1為單面單層結(jié)構(gòu)。,圖3-1 互補(bǔ)楔形結(jié)構(gòu)的單面單層ITO菲林,3.手機(jī)觸摸屏的結(jié)構(gòu),2）.單面雙層結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，專利過期無法律糾紛，寄生電容小，易調(diào)試。 圖3-2為菱形的單面雙層結(jié)構(gòu)的觸摸屏，在X,Y通道交匯處添加絕緣物進(jìn) 行橋接。工藝稍復(fù)雜，需要加屏蔽層。,圖3-2 菱形單面雙層結(jié)構(gòu)的觸摸屏,3.手機(jī)觸摸屏的結(jié)構(gòu),iphone手機(jī)采用的是雙面單層結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)的X與Y分別在GLASS的上下兩面。此結(jié)構(gòu)優(yōu)點：上下兩層信號互不干擾。缺點：工藝復(fù)雜，成本較高。 （2）.雙層結(jié)構(gòu)（圖3-3為iphone的雙面單層結(jié)構(gòu)的觸摸屏）,圖3-3 iphone手機(jī)的雙面單層結(jié)構(gòu)的觸摸屏,3.手機(jī)觸摸屏的結(jié)構(gòu),以sensor基材及ITO層數(shù)分為以下幾種： （1）G-G結(jié)構(gòu)（Glass lens+Glass Sensor) 優(yōu)點：1. senso 制作良率高（成熟的工廠良率 可以控制在90%） 2.可以實現(xiàn)窄邊框的設(shè)計 3.精準(zhǔn)度及靈敏度好，sensor鍍膜可以實現(xiàn)低方阻 缺點：1.不易制作異形，且制作良率較低 2.開發(fā)周期長,3.手機(jī)觸摸屏結(jié)構(gòu),2.G-F結(jié)構(gòu)（Glass lens + 單層FILM sensor） 此結(jié)構(gòu)為單層FILM，即單層圖案 具有如下特點： 優(yōu)點：1. 成本較低 2.可以實現(xiàn)超薄設(shè)計（sensor厚度可以按照FILM厚度決定，目前ITO FILM有0.05厚度的 缺點：1.只能適用于單點觸摸的產(chǎn)品上 2.精準(zhǔn)度較低（ITO圖案為單層三角形）,3.手機(jī)觸摸屏的結(jié)構(gòu),3.G-F-F結(jié)構(gòu)（Glass lens + 雙層 sensor） 此結(jié)構(gòu)為雙層ITO FILM，ITO膜面向上結(jié)構(gòu)，具有如下特點： 優(yōu)點：1. senso 可以制作為異形結(jié)構(gòu)，可以與lens形狀一致 2.成本相對G-G結(jié)構(gòu)成本會低 3.開發(fā)周期短 缺點：1.ITO FILM方阻比ITO Glass鍍膜方阻要高 2.可靠性較 G-G方案低,4.手機(jī)觸摸屏制程,ITO 菲林TP（G+F結(jié)構(gòu))的大致制造流程: ITO菲林來料檢查 老化裁切加干膜曝光顯影酸刻 絲印銀漿UV固化加保護(hù)膜干刻走線綁定FPC半成品電測貼合OCA焗氣泡貼合Cover Lens成品電測QC出貨,5.手機(jī)觸摸屏的前沿技術(shù),In cell:是指觸摸屏面板功能嵌入到液晶像素中的方法。即在顯示屏內(nèi)部嵌入觸摸屏傳感器功能。這樣能使屏幕變得更加輕薄。Iphone5采用了此技術(shù)。缺點是切入In cell觸控屏的技術(shù)門檻很高，良品率偏低。 On cell:是指將觸摸屏嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之