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1、手机触摸屏的工作原理及其结构 李峰 2014-12-23内容概要1.触摸屏的分类2.手机触摸屏的工作原理3.手机触摸屏的结构4.手机触摸屏的制程5.手机触摸屏的前沿技术1.触摸屏的分类!手机触摸屏:是由玻璃盖板（Cover Lens）、FPC、Sensor组成。!按照触摸屏的工作原理进行分类：!电阻式：通过手指触摸压力将上下二层电阻接通后，以电阻值的分布来决定 各压力点的实际位置。原理简单，门槛低，其缺点：无法进行多手指侦测， 灵敏度差，寿命短。!表面电容式：使用电容值来计算并决定触控位置。缺点：无法进行多手指侦 测。!表面声波式：手指触摸屏幕时即将原沿介质表面传播发送器传送至平面玻璃 并均匀
2、分布的表面声波产生遮断，由此确定坐标位置。优点：不受温湿度等 环境因素，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长，透光率高，适合公共场 合使用。缺点是成本较高，上下游技术不易整合，不支持多点侦测。1.触摸屏的分类!振波感应式：手指在强化玻璃基座上触摸，从而使玻璃内部振动传到给分布 在四个角落之感应及控制器，决定并计算触摸坐标位置。优点：适用于大尺 寸，不易受表面脏污与刮损影响，缺点：价格高，无法多点触控。!红外线式：手指触控在屏幕的某一个位置时，手指将原以红外线的方式发射 与接收而构成的X、Y矩阵式的红外线波进行隔离，即可计算出触控位置。 优点：可应用大尺寸，支持多点触控。缺点：功耗较高。!投射电容
3、式：其原理为手指触摸时透过对X、Y轴之扫描即可侦测在触碰位 置处的电容变化，进而计算手指所在坐标值。该技术已经成为手机触摸屏的 主导技术。1.触摸屏的分类图1-1 不同工作原理的触摸屏性能比较2.电容式触摸屏的工作原理!工作原理：通过测量各电极之间的电容量的变化来确定触控点的位置。当手 指触摸到屏时，手指和屏表面之间形成一个耦合电容，手指将从接触点吸走 一部分电流，通过检测电路来测量这个电流的变化以确定感触手指位置。图2-1 电容式触摸屏工作原理2.电容式触摸屏的工作原理!CTP依据工作原理分为：!自电容：导致本身能够储存电荷的能力，使孤立导体电压增加1V所需要增 加的正电荷就是自电容的大小。
4、!自电容检测原理：当手指靠近或触摸到触摸屏时，手指的电容叠加到屏体电 容上，使屏体电容增加。在触摸检测时，依次分别检测M个X轴和N个Y轴电 极数组，根据触摸前后所有自电容的变化，确定手指所在的X,Y坐标。!互电容：使两个导体之间电位差增加1V所需要充入的单极性电荷量就是互 电容的大小。!互电容检测原理：检测两个交叉感应块之间形成的电容，两个感应块分别构 成电容的两极。横向电极依次提供激励信号，纵向的所有电极同时接受信号 ，这样可以得到所有横向和轴向交汇点的电坐标。容大小。根据整个触摸屏 的二维电容变化量数据，可计算出每一个触摸点的坐标。3.手机触摸屏的结构!以ITO菲林制造的手机触摸屏为例!（
5、1）.单面结构：1）.单面单层结构：所有的ITO和金属线在同一层，无需桥接 ，结构简单，良率较高，布线简单。实现功能单点+手势。图例3-1为单面单层 结构。图3-1 互补楔形结构的单面单层ITO菲林3.手机触摸屏的结构!2）.单面双层结构：结构简单，专利过期无法律纠纷，寄生电容小，易调试 。图3-2为菱形的单面双层结构的触摸屏，在X,Y通道交汇处添加绝缘物进行桥接。工艺稍复杂，需要加屏蔽层。图3-2 菱形单面双层结构的触摸屏3.手机触摸屏的结构iphone手机采用的是双面单层结构，此种结构的X与Y分别在GLASS的上下两面。此结构优点：上下两层信号互不干扰。缺点：工艺复杂，成本较高。!（2）.
6、双层结构（图3-3为iphone的双面单层结构的触摸屏）图3-3 iphone手机的双面单层结构的触摸屏3.手机触摸屏的结构!以sensor基材及ITO层数分为以下几种：!（1）G-G结构（Glass lens+Glass Sensor)优点：1. senso 制作良率高（成熟的工厂良率 可以控制在90%）2.可以实现窄边框的设计3.精准度及灵敏度好，sensor镀膜可以实现低方阻 缺点：1.不易制作异形，且制作良率较低2.开发周期长3.手机触摸屏结构!2.G-F结构（Glass lens + 单层FILM sensor）v此结构为单层FILM，即单层图案 具有如下特点： 优点：1. 成本较低
7、2.可以实现超薄设计（sensor厚度可以按照FILM厚度决定，目前ITO FILM有0.05厚 度的缺点：1.只能适用于单点触摸的产品上2.精准度较低（ITO图案为单层三角形）3.手机触摸屏的结构!3.G-F-F结构（Glass lens + 双层 sensor） 此结构为双层ITO FILM，ITO膜面向上结构，具有如下特点：优点：1. senso 可以制作为异形结构，可以与lens形状一致2.成本相对G-G结构成本会低3.开发周期短缺点：1.ITO FILM方阻比ITO Glass镀膜方阻要高2.可靠性较 G-G方案低4.手机触摸屏制程!ITO 菲林TP（G+F结构)的大致制造流程:IT
8、O菲林来料检查 老化裁切加干膜曝光显影酸刻丝印银浆UV固化加保护膜干刻走线绑定FPC半成品电测贴合OCA焗气泡贴合Cover Lens成品电测QC出货5.手机触摸屏的前沿技术!In cell:是指触摸屏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屏传感器功能。这样能使屏幕变得更加轻薄。Iphone5采用了此技术。缺点是切入In cell触控屏的技术门槛很高，良品率偏低。 !On cell:是指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，即在液晶面板上配置触控传感器。! OGS(One Glass Solution)一块玻璃的解决方案。触摸屏和保护玻璃集成在一起，在保护玻璃内侧镀上ITO导电层。优点是使得TP更薄，成本更低，透光性更好。小米2采用了OGS技术。!谢谢！
