電容式觸摸屏技術(shù)

1、電容式觸摸屏技術(shù),內(nèi)容,觸摸屏在電子領(lǐng)域的發(fā)展,電阻式 觸摸屏 的出現(xiàn),電容觸摸屏 初見端倪,電容屏的 新時代,1997年摩托羅拉palmpilot 掌上電腦出現(xiàn)，電阻式觸摸 屏，觸摸筆輸入，不精確,2007年3月lg推出parada 多點電容式觸摸屏 無需觸筆，精度好,2007年6月至今蘋果推出多款 iphone多點電容觸屏 電容屏取得飛速的發(fā)展,電容式&電阻式觸摸屏的特點及性能比較,屏幕的結(jié)構(gòu),保護玻璃，觸摸屏，顯示屏。需要兩次貼合，按貼合的方式分可以分為全貼合和框貼兩種。,框貼,定義：簡單的以雙面膠將觸摸屏與顯示屏的四邊 固定，目前大部分顯示屏所采用的貼合方式。 優(yōu)點：工藝簡單；成本低廉

2、 缺點：存在空氣層，產(chǎn)生光線折射，導(dǎo)致顯示效果變差。,全貼合,定義：以水膠或光學(xué)膠將面板與觸摸屏以無縫隙的方式完全黏貼在一起。 優(yōu)點：取消了空氣層，減少反光（可達75%）； 不進灰；降低顯示面板噪聲對觸控訊號所造成的干擾 缺點：良品率低，導(dǎo)致成本高 應(yīng)用：目前一些手機像iphone 4s、米2、nexus 7、ascend d1 四核也都采用了全貼合技術(shù)。另外蘋果最新推出的imac 也采用了全貼合的技術(shù)。,in-cell,定義：將觸摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在顯示屏內(nèi)部嵌入觸摸傳感器功能及配套的觸控ic。門檻高，需要克服良品率偏低的問題。 應(yīng)用：目前采用in-cell 技術(shù)除了蘋果的

3、 iphone 5，還有諾基亞的lumia920。其中iphone5 屏幕的厚度估計為2.54mm，in-cell 薄化貢獻為0.44mm，約占到厚度下降1.7mm 的25%。,on-cell,定義：將觸摸屏嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之間的方法，即在液晶面板上配觸摸傳感器，相比in cell 技術(shù)難度降低不少。 應(yīng)用：三星、日立、lg 等廠商在on-cell結(jié)構(gòu)觸摸屏上進展較快，目前，on cell 多應(yīng)用于三星amoled 面板產(chǎn)品上，技術(shù)上尚未能克服薄型化、觸控時產(chǎn)生的顏色不均等問題。,ogs(one glass solution),定義：把觸控屏與保護玻璃集成在一起，觸摸屏能夠

4、做的更薄且成本更低。 應(yīng)用：目前國內(nèi)手機品牌廠商中如天宇大黃蜂1代、金立風(fēng)華、小米2 已都采用了ogs 技術(shù)。不過ogs 仍面臨著強度和加工成本的問題。切割造成玻璃邊沿形成一些毛細裂縫，降低了玻璃的強度，目前強度不足成為制約ogs 發(fā)展的重要因素。,in-cell、on-cell、ogs,優(yōu)點：減少貼合次數(shù)，節(jié)省成本，提升貼合的良品率；節(jié)約材料成本和實現(xiàn)輕薄化（少了一層觸摸層） 目前較有實力的顯示面板廠商傾向推動on-cell 或in-cell 的方案，主要原因是其擁有顯示屏生產(chǎn)能力， 而觸控模組廠商或上游材料廠商則傾向于ogs，主要原因是具備較強的制作工藝能力和技術(shù)。,內(nèi)容,透明導(dǎo)電材料 i

5、to,ito 是一種n型氧化物半導(dǎo)體-氧化銦錫,ito薄膜即銦錫氧化物半 導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜,通常有兩個性能指標(biāo):電阻率和透光率。特性是當(dāng) 厚度降到1800個埃（埃10-10米）以下時會突然變得透明，透光 率為80 ，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時又上升到 80。 在氧化物導(dǎo)電膜中，以摻sn的in2o3(ito)膜的透過率最高和性能 最好,而且容易在酸液中蝕刻出細微的圖形.其中透過率以達到90% 以上。 電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏都用到ito材料。,單面單層ito,sensor圖案及產(chǎn)品結(jié)構(gòu),優(yōu)點：成本低，透過率高，良率高 缺點：抗干擾能力較差,單面雙層ito,sensor圖案及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

6、,優(yōu)點：性能好，良率高 缺點：成本較高,雙面單層ito,sensor圖案及產(chǎn)品結(jié)構(gòu),優(yōu)點：性能好，抗靜電能力強 缺點：抗干擾能力強,ito圖案形狀,菱形,條形,三角形,三角形,ito形狀,ito形狀,行/列結(jié)構(gòu),內(nèi)容,電容式觸摸屏的分類,電容觸屏分類,表面電容式 有一個普通的ito層和一個金屬邊框，當(dāng)一根手指觸摸屏幕時，從板面上放出電荷，感應(yīng)在觸屏的四角完成，不需要復(fù)雜的ito圖案。 投射電容式 采用一個或多個精心設(shè)計，被蝕燭的ito，這些ito層通過蛀蝕形成多個水平和垂直電極。 自電容式 互電容式,表面電容觸摸屏原理,表面電容觸摸屏是一個四線的觸摸屏。因為，它的ito屏使用4個邊緣電極與it

7、o相連，這4個電極分別位于觸摸屏的4個角上。4個電極通過4根線從觸摸屏上引出到觸摸屏控制器，所以表面電容屏也被稱之為四線電容觸摸屏。,表面電容觸摸屏,優(yōu)點：壽命長 (1億次左右) 高透射率 (達到 90%) 手指觸摸時才工作 響應(yīng)速度快 缺點：造價高 檢測電路復(fù)雜,投射電容觸摸屏,投射電容觸摸屏可分為兩種不同的結(jié)構(gòu)：自電容與互電容。 自電容：測量信號線本身的電容 優(yōu)點：簡單，速度快 缺點：非真實多點，易受干擾 互電容：測量垂直相交的兩根信號之間的電容 優(yōu)點：真實多點，速度快 缺點：復(fù)雜，功耗大，成本高,自電容,cp-寄生電容 手指觸摸時寄生電容增加：cp=cpcfinger 檢測寄生電容的變化

8、量，確定手指觸摸的位置,自電容檢測原理,自電容原理：當(dāng)手接觸時，等效為寄生電容增加，而且自電容檢測都是在前端（提供電源端）。檢測原理有很多，可檢測電壓、電流、電荷，下圖為電荷轉(zhuǎn)移檢測原理。 通過開關(guān)依次開合不斷對寄生電容進行充電放電，檢測放電時通過的電荷，當(dāng)有手指接觸時，流出電荷增加。,自電容定位方式,定位方式:一般使用“菱形”圖案,使從手指到兩層ito電容足夠大。首先檢測一層(紅色),對所有線依次進行掃描,得到x的位置,然后檢測另一個層(藍色),得到y(tǒng)位置。所以這是假的多點觸控。,互電容,cm-耦合電容 手指觸摸時耦合電容減小 檢測耦合電容變化量，確定手指觸摸的位置,互電容檢測原理,互電容原

9、理為：當(dāng)手指接觸時，等效為互電容改變，互電容檢測一般是在后端（sense端）。 可以檢測電壓或者電荷。下圖為電荷檢測等效電路。手指接觸后等效為互電容減小，此時讀出電荷減小。,互電容定位方式,定位方式:在驅(qū)動層(紅色),給其中一條線添加一行脈沖信號,其他線連接到地面。在傳感層(藍色),所有線依次進行掃描檢測，當(dāng)檢測到所有的交叉點中電荷減少最多的就是觸點。所以這是假的多點觸控。,上表面和下表面diamond是錯開的,內(nèi)容,自電容的多點觸控技術(shù),交叉中心=觸摸點 一個中心點=單個觸摸點,單個觸摸點,每個軸上都有 兩個觸摸=4個交叉點,兩個觸摸點,消除鬼點,非期望誤差點“鬼點”,消除鬼點方法（分時法）

10、,假設(shè)多點觸摸操作是分時發(fā)生的 觸摸操作間隔需要幾毫秒時間 第二觸摸點操作會產(chǎn)生對應(yīng)的鬼點 真正的第二個觸摸點與第一個觸摸點呈對角狀態(tài),所以通過分時方法即可消除鬼點,消除鬼點方法（分區(qū)法）,要求整個觸摸屏物理上分割成幾個區(qū)域 每個觸摸屏可能有2個, 3個, 或4個區(qū)域 每個區(qū)域定位一個單點觸摸操作 可以消除觸摸點移動時產(chǎn)生的“鬼點” 通過判斷觸摸進入/退出相應(yīng)區(qū)域，可以從“鬼點”中分辨出真實點,互電容觸摸屏(多點觸摸識別手勢方向),什么是手勢? 手勢: 首先強調(diào)的是動作而不是具體位置 手勢舉例 點擊 雙擊 點擊并拖拉 放大 旋轉(zhuǎn),垂直平移手勢,操作特點 同一水平線有兩個觸摸點 手指的方向是向上或向下 不需要確定觸摸的精確位置 只需確定手勢相對位置和相對運動,水平平移手勢,操作特點 兩個觸摸點在同一垂直線 手指的方向是向左或向右 不需要確定觸摸的精確位置 只需確定手勢相對位置和相對運動,縮放手勢,操作特點 斜線