电容式触摸屏技术

电容式触摸屏技术内容屏幕的结构与贴合技术1SENSOR图案2电容式触摸屏的分类与工作原理3多点触控技术4触摸屏在电子领域的发展电阻式触摸屏的出现电容触摸屏初见端倪电容屏的新时代1997年摩托罗拉PalmPilot掌上电脑出现，电阻式触摸屏，触摸笔输入，不精确2007年3月LG推出Parada多点电容式触摸屏无需触笔，精度好2007年6月至今苹果推出多款iphone多点电容触屏电容屏取得飞速的发展电容式&电阻式触摸屏的特点及性能比较项目类别多点触摸触笔类型操作压力精确度校准透明度表面硬度使用寿命成本电阻式不支持触摸笔需要低需要低低短低电容式支持手指不需要高不需要高高长高屏幕的结构保护玻璃，触摸屏，显示屏。需要两次贴合，按贴合的方式分可以分为全贴合和框贴两种。框贴

定义：简单的以双面胶将触摸屏与显示屏的四边固定，目前大部分显示屏所采用的贴合方式。优点：工艺简单；成本低廉缺点：存在空气层，产生光线折射，导致显示效果变差。全贴合

定义：以水胶或光学胶将面板与触摸屏以无缝隙的方式完全黏贴在一起。优点：取消了空气层，减少反光（可达75%）；不进灰；降低显示面板噪声对触控讯号所造成的干扰缺点：良品率低，导致成本高应用：目前一些手机像iPhone4S、米2、Nexus7、AscendD1四核也都采用了全贴合技术。另外苹果最新推出的iMac也采用了全贴合的技术。In-Cell定义：将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在显示屏内部嵌入触摸传感器功能及配套的触控IC。门槛高，需要克服良品率偏低的问题。应用：目前采用In-Cell技术除了苹果的iPhone5，还有诺基亚的Lumia920。其中iPhone5屏幕的厚度估计为2.54mm，In-Cell薄化贡献为0.44mm，约占到厚度下降1.7mm的25%。On-Cell

定义：将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间的方法，即在液晶面板上配触摸传感器，相比InCell技术难度降低不少。应用：三星、日立、LG等厂商在On-Cell结构触摸屏上进展较快，目前，OnCell多应用于三星Amoled面板产品上，技术上尚未能克服薄型化、触控时产生的颜色不均等问题。OGS(Oneglasssolution)

定义：把触控屏与保护玻璃集成在一起，触摸屏能够做的更薄且成本更低。应用：目前国内手机品牌厂商中如天宇大黄蜂1代、金立风华、小米2已都采用了OGS技术。不过OGS仍面临着强度和加工成本的问题。切割造成玻璃边沿形成一些毛细裂缝，降低了玻璃的强度，目前强度不足成为制约OGS发展的重要因素。In-Cell、On-Cell、OGS优点：减少贴合次数，节省成本，提升贴合的良品率；节约材料成本和实现轻薄化（少了一层触摸层）目前较有实力的显示面板厂商倾向推动On-Cell或In-Cell的方案，主要原因是其拥有显示屏生产能力，而触控模组厂商或上游材料厂商则倾向于OGS，主要原因是具备较强的制作工艺能力和技术。内容屏幕的结构与贴合技术1

SENSOR图案2电容式触摸屏的分类与工作原理3多点触控技术4透明导电材料ITO

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％。在氧化物导电膜中，以掺Sn的In2O3(ITO)膜的透过率最高和性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出细微的图形.其中透过率以达到90%以上。电阻式触摸屏和电容式触摸屏都用到ITO材料。单面单层ITO

SENSOR图案及产品结构

优点：成本低，透过率高，良率高缺点：抗干扰能力较差单面双层ITO

SENSOR图案及产品结构

优点：性能好，良率高缺点：成本较高双面单层ITO

SENSOR图案及产品结构

优点：性能好，抗静电能力强缺点：抗干扰能力强ITO图案形状菱形条形三角形三角形ITO形状ITO形状行/列结构内容屏幕的结构与贴合技术1SENSOR图案2电容式触摸屏的分类与工作原理3多点触控技术4电容式触摸屏的分类感应电容式表面电容式投射电容式自电容式互电容式电容触屏分类表面电容式有一个普通的ITO层和一个金属边框，当一根手指触摸屏幕时，从板面上放出电荷，感应在触屏的四角完成，不需要复杂的ITO图案。投射电容式采用一个或多个精心设计，被蚀烛的ITO，这些ITO层通过蛀蚀形成多个水平和垂直电极。自电容式互电容式表面电容触摸屏原理表面电容触摸屏是一个四线的触摸屏。因为，它的ITO屏使用4个边缘电极与ITO相连，这4个电极分别位于触摸屏的4个角上。4个电极通过4根线从触摸屏上引出到触摸屏控制器，所以表面电容屏也被称之为四线电容触摸屏。表面电容触摸屏优点：寿命长(1亿次左右)高透射率(达到90%)手指触摸时才工作响应速度快缺点：造价高检测电路复杂投射电容触摸屏投射电容触摸屏可分为两种不同的结构：自电容与互电容。自电容：测量信号线本身的电容优点：简单，速度快缺点：非真实多点，易受干扰互电容：测量垂直相交的两根信号之间的电容优点：真实多点，速度快缺点：复杂，功耗大，成本高自电容Cp-寄生电容手指触摸时寄生电容增加：Cp’=Cp／Cfinger检测寄生电容的变化量，确定手指触摸的位置自电容检测原理自电容原理：当手接触时，等效为寄生电容增加，而且自电容检测都是在前端（提供电源端）。检测原理有很多，可检测电压、电流、电荷，下图为电荷转移检测原理。通过开关依次开合不断对寄生电容进行充电放电，检测放电时通过的电荷，当有手指接触时，流出电荷增加。自电容定位方式定位方式:一般使用“菱形”图案,使从手指到两层ITO电容足够大。首先检测一层(红色),对所有线依次进行扫描,得到X的位置,然后检测另一个层(蓝色),得到Y位置。所以这是假的多点触控。互电容CM-耦合电容手指触摸时耦合电容减小检测耦合电容变化量，确定手指触摸的位置互电容检测原理互电容原理为：当手指接触时，等效为互电容改变，互电容检测一般是在后端（sense端）。可以检测电压或者电荷。下图为电荷检测等效电路。手指接触后等效为互电容减小，此时读出电荷减小。互电容定位方式定位方式:在驱动层(红色),给其中一条线添加一行脉冲信号,其他线连接到地面。在传感层(蓝色),所有线依次进行扫描检测，当检测到所有的交叉点中电荷减少最多的就是触点。所以这是假的多点触控。上表面和下表面diamond是错开的内容屏幕的结构与贴合技术1SENSOR图案2电容式触摸屏的分类与工作原理3多点触控技术4自电容的多点触控技术交叉中心=触摸点一个中心点=单个触摸点单个触摸点每个轴上都有两个触摸=4个交叉点两个触摸点消除鬼点非期望误差点“鬼点”消除鬼点方法（分时法）

假设多点触摸操作是分时发生的触摸操作间隔需要几毫秒时间第二触摸点操作会产生对应的鬼点真正的第二个触摸点与第一个触摸点呈对角状态,所以通过分时方法即可消除鬼点消除鬼点方法（分区法）要求整个触摸屏物理上分割成几个区域每个触摸屏可能有2个,3个,或4个区域每个区域定位一个单点触摸操作可以消除触摸点移动时产生的“鬼点”通过判断触摸进入/退出相应区域，可以从“鬼点”中分辨出真实点互电容触摸屏(多点触摸识别手势方向)什么是手势?手势:首先强调的是动作而不是具体位置手势举例•点击•双击•点击并拖拉•放大•旋转垂直平移手势操作特点同一水平线有两个触摸点手指的方向是向上或向下不需要确定触摸的精确位置只需确定手势相对位置和相对运动水平平移手势操作特点两个触摸点在同一垂直线手指的方向是向左或向