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几种电容式触摸屏的介绍和比较 天恩和科技有限公司 周朝平 2009-12-8目前从原理上电容触摸屏可以分为四种类型：表面电容屏投射自电容屏投射互电容屏单层电容屏原理比较：类型工作原理优点缺点表面电容屏表面式电容屏采取的是两面都布有透明传导材料的全玻璃结构。在屏的四周分布着低电压 . 形成一个低电压交流电场。当用户触摸屏幕时，四边电极发出的电流会流向触点，产生一个电压差。电流的强弱与手指到电极的距离成正比。位于触摸屏后的控制器便会根据电流的比例及强弱，准确计算出触点的（ X,Y ）位置，并把结果传给电脑。高透，可实现大尺寸（可到20寸），易制作抗干扰差，精度差类型工作原理优点缺点投射自电容当手指接触到触摸屏面板时,在手指、面板和ITO层之间就形成了一个电容。当按照顺序扫描菱形条的时候，位于手指下方的菱形条的电容值将是最大的，其他的菱形条的电容会距离手指越远越小。这样通过一次X方向菱形条的扫描就能够得出手指在X方向的哪根菱形条下；同样，通过Y方向菱形条的扫描就能够得出手指在Y方向哪根菱形条下。扫描后的数据经过对每根菱形条的加权计算就能够得出手指所在位置的精确值。功耗小，精度高，运算简单。抗干扰差，速度较慢类型工作原理优点缺点投射互电容利用两个电极传输电荷，一端接激励，另一端接采样电路。通过测量垂直相交的两个电极之间的电容来确定位置。当手指接触到触摸屏面板时,在手指、面板和ITO层之间就形成了一个电容。这时垂直相交的两个电极之间的电容会发生变化扫描后的数据经过对每根电极的计算就能够得出手指所在位置的精确值。精度高，抗干扰强，速度快功耗偏大。类型工作原理优点缺点单层电容当手指接触到触摸屏面板时；在手指、面板和ITO层之间就形成了一个电容。一个Slider是由多个拉长的三角形Pattern组成的。当手指落在Pattern的左边时，左边电极的三角形被手指覆盖的面积大，右边电极的三角形被手指覆盖的面积小；采样IC在这一条Slider上采集到的信号也是左边强，右边弱。这样，采样IC便可以通过计算左右电极电流的比例来决定X方向手指的位置。当手指按压在触摸屏上时，因为手指的位置会造成距离手指最近的Slider总信号最强，其余的Slider总信号信号根据距离手指的远近按比例衰减；这样，采样IC就可以通过纵向分布的多条Slider的总信号强弱的不同而分析计算出手指的Y方向位置。 功耗小，精度不高，运算简单。易制作抗干扰较自电容好，较互电容差几种常用投射式电容屏结构结构名称适用IC特点DITO互电容非常稳定；需双面压FPC。SITO互电容、自电容抗静电差；可以单面出FPCFILM互电容、自电容需多次贴合，对位难。制作较复杂。适用产品类型适用产品适用要求表面电容公共信息查询、电玩、 POS 系统，投资交易 Kiosk 、 ATM 银行柜员机、自动提款机、工厂自动化控制系统等精度要求低，无强干扰源环境，尺寸较大。自电容个人电脑、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上。精度要求高，无强干扰源环境；互电容（DITO）个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上。精度要求高，环境干扰源多，可靠性要求高。互电容（SITO）个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上。精度要求高，环境干扰源多，高静电环境内可靠性较差。互电容（FILM）个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上精度要求高，环境干扰源多，可靠性要求高。对透过率要求高，边框要求窄的适用性差。单层电容个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上精度要求低，无强干扰源环境；我们的产品开发历程： 2007年底2008年3月，电容式触摸屏了解、论证，确定方案 2008年3月09年4月，实施各种方案 2009年5月确定方案。6月试产 2009年8月小批量生产 2009年9月量产在产品开发过程中，由于互电容的IC当时仅有两家出品并且不对外开放，所以我们在今年5月前都集中开发基于自电容IC的触摸屏，在开发过程中有几个问题比较难：结构问题抗干扰问题技术服务问题结构问题：自电容要求X轴与Y轴离LENS表面的距离差不能太大，如果太大，X轴与Y轴的信号强度会相差很远，运用时几乎不能实现。于是不能采用IPHONE手机上采用的结构(DITO)，只能采用SITO结构和FILM结构。SITO结构在制程上比较简单，但是在做静电测试时，其搭桥的底端几乎很难通过6K的静电，较易被静电击伤，造成缺功能，产品的一致性没有保障。尽管先用高压静电测试功能片，合格的才用来装机，仍有一定比例的产品在使用过程中断桥。所以此种结构虽然可以配合自电容和互电容两种IC，制程也简单，但对于高品质要求的产品不适用。FILM结构在制程上也比较简单，几乎所有做电阻屏的厂家都可以制作。这种结构适用于自电容和互电容两种IC，但有几个问题与材料有较大关系。第一， 用高电阻FILM很难实现IC需要的电阻范围。用低电阻FILM可以实现IC需要的电阻范围，但字影（ITO的影子）会很严重。第二， 透过率会较低。最好的FILM的透过率约90%，在制作过程中约需要三层FILM.第三， 由于电极引线只能用印刷方式，所以功能片边缘离功能区要比较宽才可以，这对手机设计上有较多制约，而大屏幕手机大都要求边很窄。第四， 制程中的小缺陷（小划伤、小脏点）较难避免 DITO结构：制程较复杂。主要问题是制作过程中的保护，所以工序特别多；对位精度要求特别高，需要至少5微米。另外的难点是保证两面都要十分洁净。经过长期的摸索后，现在可以稳定量产。 抗干扰问题：我们用自电容的IC制作的电容屏在测试过程中容易出现按键不工作，画面乱跳动，死机等现象。经分析主要是RF干扰造成的。 RF的干扰对自电容触摸屏是致命的。这是IC的原理决定的。老化问题：SITO结构在测试过程中会发现一些问题。 在老化过程中也会出现不良。并且有持续性。 技术支持问题：由于这些IC绝大多数都在大陆以外的地区或国家，并且源代码都不开放，遇到问题都需要原厂技术人员解决，从申请到实施的时间很长而且要多次反复，给客人的开发带来很大的不便，给我们的产品推广带来许多困惑。基于以上困扰，我们希望电容式触摸屏IC必须是互电容的，是可以支持DITO结构的。敦泰及时推出互电容IC，并且由深圳公司直接可以与客户对接，为我们推广电容触摸屏提供了便利条件。在与客户沟通过程中，遇到的问题：1. IC及其元器件如何摆放。2. TP的合理厚度与抗冲击的关系。3. TP与LCD的合理距离。厚度：LCD厚度由客人决定。SPACE：最好大于0.4mm。SENSOR：0.55mmOCA： 0.2mmLENS： 0.95mmLENS抗冲击验证： 0.55mm厚：直径32mm不锈钢球跌落20厘米。 0.7mm厚： 直径32mm不锈钢球跌落40厘米。 0.95