电容式触摸屏技术介绍

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1、电容式触摸屏技术介绍电容式触摸屏技术介绍Contents相关介绍相关介绍1工作原理工作原理 2方案选择方案选择3 产品结构产品结构4 信息沟通信息沟通5一一. 相关介绍相关介绍触摸屏在消费电子领域的发展触摸屏在消费电子领域的发展19971997年，摩托罗拉推出年，摩托罗拉推出PalmPilotPalmPilot掌上电脑掌上电脑 -电阻式触摸屏，触摸笔输入，需要压力电阻式触摸屏，触摸笔输入，需要压力 -有时不能正确识别触摸位置，需重新校准有时不能正确识别触摸位置，需重新校准20072007年年3 3月月:LG:LG推出推出Prada(KE850)Prada(KE850)多点触摸手机多点触摸手机

2、-电容式触摸屏电容式触摸屏, ,无需压力无需压力 -精度好，无需校准精度好，无需校准 -屏幕强度高，不易损坏屏幕强度高，不易损坏20072007年年6 6月月: :苹果苹果推出推出iPhoneiPhone电容式全屏多点触摸手机电容式全屏多点触摸手机 -免触笔无按键全屏触摸令世人惊艳免触笔无按键全屏触摸令世人惊艳 -进入从单点到多点触摸的新时代进入从单点到多点触摸的新时代微软触摸电脑带来未来生活革命性的改变微软触摸电脑带来未来生活革命性的改变RotateTap and dragZoomDrawGestureGesture多点触摸手势多点触摸手势多点触摸手势多点触摸手势电容式电容式电容式电容式&

3、&电阻式电阻式电阻式电阻式触摸屏的特点及性能比较触摸屏的特点及性能比较触摸屏的特点及性能比较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电容式触摸屏的性能参数电容式触摸屏的性能参数各类检测参数常规值IC供应商软件调试时检测样品阶段及生产时检测可靠性试验时检测线性度5%灵敏度-透过率5%信噪比20dB雾 度5%表面硬度6H响应时间12.5ms工作电压3.3V工作电流2.5mA睡眠电流0.2mA备注：备注： 视客户要求决定是否检测此项功能视客户要求决定是否检测此项功能分辩率分辩率

4、矩阵大小：矩阵大小： M行行 N列列 物理走线：物理走线： M N 条条 实际分辩率：实际分辩率：TP出厂前可通过软件设置，一般设置成与所搭配出厂前可通过软件设置，一般设置成与所搭配 LCD分辩率相同分辩率相同 (如如:320240,640480,800600) 备注：备注：Touch Pad式式TP的分辩率为的分辩率为(如下图如下图): M N 主要应用在主要应用在: 数码相框及家用电器等数码相框及家用电器等线性度线性度线性度定义线性度定义:LinearityE / AB * 100% 手机播放器/游戏机/导航系统数码相框上网本电容式触摸屏的目标市场及应用电容式触摸屏的目标市场及应用电容式触

5、摸屏的目标市场及应用电容式触摸屏的目标市场及应用手指滑动时弹出QQ表情菜单双指实现图片缩小和放大典型应用及操作示例典型应用及操作示例手写识别实现查询功能弧形划动调节音量典型应用及操作示例典型应用及操作示例双指划动切换为横屏显示玩游戏时进行速度和方向控制典型应用及操作示例典型应用及操作示例Capacitive Touch Screen RoadmapDevelopingMPPlanningDateItem2007-20082009 Q12009 Q22009 Q32009 Q4Touch TypeITO LayersPanel SizeSingle-TouchTwo-TouchSingle La

6、yerTwo LayersThree Layers2.0”-3.2”3.5”-4.3”5”-7”8”-10”12”Multi-Touch二二. 工作原理工作原理电容式触摸屏的分类电容式触摸屏的分类电容式触摸屏的分类电容式触摸屏的分类感应电容式感应电容式感应电容式感应电容式表面电容式表面电容式表面电容式表面电容式投射电容式投射电容式投射电容式投射电容式自电容式自电容式自电容式自电容式互电容式互电容式互电容式互电容式 u平行板电容的原理平行板电容的原理 两个带电的导体相互靠近会形成电容u平行板电容的定义平行板电容的定义 电容C： 正比于相对面积A，正比与两导体间介质的介电常量K 反比于两导体间的相

7、对距离d平行板电容器平行板电容器K=8.8510-12F/m自电容式触摸屏的原理自电容式触摸屏的原理自电容式触摸屏的原理自电容式触摸屏的原理 Cp寄生电容寄生电容 手指触摸时寄生电容增加：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检测寄生电容的变化量，确定手指触摸的位置 CM耦合电容耦合电容 手指触摸时耦合电容减少手指触摸时耦合电容减少 检测耦合电容的变化量，确定手指触摸的位置检测耦合电容的变化量，确定手指触摸的位置互电容式触摸屏的原理互电容式触摸屏的原理互电容式触摸屏的原理互电容式触摸屏的原理触摸位置中心坐标算法触摸位置中心坐标算法ITO图案

8、形状图案形状菱形菱形条形条形三角形三角形三角形三角形电容电容SENSOR常见的两种形式常见的两种形式独立式独立式 - 矩阵感应单元矩阵感应单元 (单层单层)行列交叉式行列交叉式 - 矩阵感应单元矩阵感应单元 (双层双层)单层自电容单层自电容双层自电容双层自电容双层互电容双层互电容三三. 方案选择方案选择u 客户需求及主要考虑因素客户需求及主要考虑因素u 触控触控ICIC的性能参数及价格的性能参数及价格u SENSOR SENSOR图案及产品结构图案及产品结构应用领域：手机、数码产品应用领域：手机、数码产品(MP4/(MP4/游戏机游戏机/ /数码相框数码相框) ) 、车载用品、上网本、车载用品

9、、上网本功能需求：单点功能需求：单点/ /两点两点/ /多点触摸、手势侦测、防水、手写多点触摸、手势侦测、防水、手写屏幕尺寸：屏幕尺寸： 2.42.4 -3.5-3.5 、4.34.3 -7.0-7.0 、8 8 -12-12 产品结构、制作难度、生产良率及生产效率产品结构、制作难度、生产良率及生产效率FPCFPC元件区域尺寸：能容纳元件区域尺寸：能容纳ICIC及外围元件，有足够走线空间及外围元件，有足够走线空间ICIC工作电压工作电压(2.8V,3.0V,3.3V)(2.8V,3.0V,3.3V)、I2CI2C接口电压接口电压(1.8V,2.8V,3.0V)(1.8V,2.8V,3.0V)、

10、 功耗电流功耗电流( (Active,SleepActive,Sleep) )抗抗RFRF干扰及抗干扰及抗LCDLCD模块干扰模块干扰性价比性价比客户需求及主要考虑因素客户需求及主要考虑因素客户需求及主要考虑因素客户需求及主要考虑因素IC VenderStructureITO PatternTouch TypePerformanceCostCYPRESSTwo layersDiamond1-Touch2-TouchMulti-TouchHighHighMELFASSingle layerTriangle1-Touch2-TouchHighLowQUANTUMSingle layerTriang

11、le1-Touch2-TouchLowMediumSYNAPTICSThree layersDiamond1-Touch2-TouchHighestHighest 主要主要主要主要ICIC方案性能价格比较方案性能价格比较方案性能价格比较方案性能价格比较单面单层单面单层ITO SENSOR图案及产品结构图案及产品结构 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单面双层ITO SENSOR图案及产品结构图案及产品结构 优点：性能好，良率高 缺点：成本较高双面单层双面单层ITO SENSOR图案及产品结构图案及产品结构 优点：性能好，抗静电能力强 缺点：抗干扰能力强单面三层单面三层

12、ITO SENSOR图案及产品结构图案及产品结构 优点：抗干扰强，缺点：透过率较低，良率较低四四. 产品结构产品结构电容式触摸屏必须有带电导体电容式触摸屏必须有带电导体(ITO)才能实现感应，才能实现感应，我们根据我们根据ITO衬底的不同分为以下两种结构：衬底的不同分为以下两种结构：1.Lens+PET2. Lens+Glass1-1 电容式触摸屏的结构电容式触摸屏的结构ItemABCDEFR最小尺寸(mm)24.51.5TBD20TBD0.75最小公差(mm)0.20.20.10.10.10.10.11-2-1 Lens+Glass说明：FPC元件区域尺寸D、F大小需要根据产品A.A区尺寸及

13、实际选用触控IC的封装尺寸及外围元件数量而定。1-2 产品的结构尺寸及公差产品的结构尺寸及公差LensITO GlassUV GLUE/OCAITO/MetalSio2ITO结构图示例：经过第一部分的介绍可以知道，电容触摸屏必须分布横向和纵向透明带电导体(ITO)才能实现感应，我们根据ITO衬底的不同分为以下两种结构：2.1. Lens/PET2.2.Lens/Glass各层材料厚度及总厚度结构材料厚度1Lens0.8(PC,PMMA,Glass)2UV 胶0.153Sio2/metal/ITO/Glass/ITO/Sio20.55Total Thickness1.5+/-0.1mmItemA

14、BCDEFR最小尺寸(mm)3.661.5TBD40TBD0.75最小公差(mm)0.20.20.10.10.10.10.11-2-2 Lens+PET说明：FPC元件区域尺寸D、F大小需要根据产品A.A区尺寸及实际选用触控IC的封装尺寸及外围元件数量而定。LensITO film 1ITO film 2ITO film 3AgOCAITO结构图示例：各层材料厚度及总厚度结构材料厚度1Lens0.8(PC,PMMA,Glass)2OCA10.1253Sliver1/ITO Film 1 /OCA 20.064Sliver2/ITO Film 2/OCA 30.065Sliver2/ITO Fi

15、lm 30.125Total Thickness1.17+/-0.1mm五五. 信息沟通信息沟通为了确保项目评估、报价、开发设计、软件调试、样品制作及后期量产等工作准确、高效、顺利地进行，需认真对“电容式式TP产品定制表”中各项信息进行全面准确地沟通。开发前期的信息沟通开发前期的信息沟通开发前期的信息沟通开发前期的信息沟通为节省确认图纸的时间及避免设计出来的产品满足不了客户需求，为节省确认图纸的时间及避免设计出来的产品满足不了客户需求，以下部分希望能统一以下部分希望能统一, ,一次确认到位：一次确认到位：1.Touch Lens1.Touch Lens产品外形尺寸公差：产品外形尺寸公差： Gl

16、ass Lens:Glass Lens:+/-0.05mm+/-0.05mm;PET Lens:;PET Lens:+/-0.1mm+/-0.1mm；2. Touch Panl2. Touch Panl外形尺寸公差：外形尺寸公差：+/-0.1mm+/-0.1mm （FFPFFP） Touch PanlTouch Panl外形尺寸公差：外形尺寸公差：+/-0.15mm+/-0.15mm （F/G,FFGF/G,FFG）3.3.厚度公差：厚度公差：+/-0.1mm+/-0.1mm(F/G,FFP,FFG)(F/G,FFP,FFG)；4.FPC4.FPC位置公差：位置公差：+/-0.3mm+/-0.

17、3mm；5.TP5.TP外形较外形较ICONICON外形至少内缩：外形至少内缩：0.15mm0.15mm；6.ICON6.ICON颜色提供色样或色号；颜色提供色样或色号；7.7.视窗半透时，要注明透过率（公差：视窗半透时，要注明透过率（公差：+/-8%+/-8%）8.FPC8.FPC补强防呆线线粗补强防呆线线粗0.2mm,0.2mm,位置公差位置公差+/-0.2mm+/-0.2mm9. 9. 单面单面FPCFPC最小弯折半径为最小弯折半径为R1R1时，时，1515次；次；R0.5R0.5时时1010次。次。图纸尺寸及信息的确认图纸尺寸及信息的确认图纸尺寸及信息的确认图纸尺寸及信息的确认TOUCH LENSTOUCH LENS与手机外壳配合注意事项与手机外壳配合注意事项1.为了防止TP装机困难，建议客户设计图纸时，TP的外形最大值要比机壳最小值单边小至少0.1mm；2.为了防止TP跌落破裂及表面损伤，厚度设计时要确保机壳高出TP至少0.15mm。