电容式触摸屏技术应用总体介绍讲义

电容式触摸屏技术应用总体介绍讲义Contents1工作原理23

产品结构4信息沟通5一.相关介绍触摸屏在消费电子领域的发展1997年，摩托罗拉推出PalmPilot掌上电脑

--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2007年3月:LG推出Prada(KE850)多点触摸手机

--电容式触摸屏,无需压力

--精度好，无需校准

--屏幕强度高，不易损坏2007年6月:苹果推出iPhone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

--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RotateTapanddragZoomDrawGesture多点触摸手势电容式&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：○视客户要求决定是否检测此项功能分辩率矩阵大小：M行×N列物理走线：M＋N条实际分辩率：TP出厂前可通过软件设置，一般设置成与所搭配

LCD分辩率相同(如:320×240,640×480,800×600)

备注：TouchPad式TP的分辩率为(如下图):M×N

主要应用在:数码相框及家用电器等线性度线性度定义:Linearity＝△E/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手指滑动时弹出表情菜单双指实现图片缩小和放大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CapacitiveTouchScreenRoadmapDevelopingMPPlanningDateItem2007-20082009Q12009Q22009Q32009Q4TouchTypeITOLayersPanelSizeSingle-TouchTwo-TouchSingleLayerTwoLayersThreeLayers2.0”-3.2”3.5”-4.3”5”-7”8”-10”≥12”Multi-Touch二.工作原理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

平行板电容的原理

两个带电的导体相互靠近会形成电容平行板电容的定义

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对距离d平行板电容器K=8.85×10-12F/m自电容式触摸屏的原理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CM－耦合电容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互电容式触摸屏的原理触摸位置中心坐标算法ITO图案形状菱形条形三角形三角形电容SENSOR常见的两种形式独立式-矩阵感应单元(单层)行列交叉式-矩阵感应单元(双层)单层自电容双层自电容双层互电容三.方案选择

客户需求及主要考虑因素

触控IC的性能参数及价格SENSOR图案及产品结构应用领域：手机、数码产品(MP4/游戏机/数码相框)、车载用品、上网本功能需求：单点/两点/多点触摸、手势侦测、防水、手写屏幕尺寸：2.4"-3.5"、4.3"-7.0"、8"-12"产品结构、制作难度、生产良率及生产效率FPC元件区域尺寸：能容纳IC及外围元件，有足够走线空间IC工作电压(2.8V,3.0V,3.3V)、I2C接口电压(1.8V,2.8V,3.0V)、功耗电流(Active,Sleep)抗RF干扰及抗LCD模块干扰性价比客户需求及主要考虑因素ICVenderStructureITOPatternTouchTypePerformanceCostCYPRESSTwolayersDiamond1-Touch2-TouchMulti-TouchHighHighMELFASSinglelayerTriangle1-Touch2-TouchHighLowQUANTUMSinglelayerTriangle1-Touch2-TouchLowMediumSYNAPTICSThreelayersDiamond1-Touch2-TouchHighestHighest主要IC方案性能价格比较单面单层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：抗干扰能力强单面三层ITO

SENSOR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.产品结构电容式触摸屏必须有带电导体(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：Lens+PET2.Lens+Glass1-1电容式触摸屏的结构ItemABCDEFR最小尺寸(mm)24.51.5TBD20TBD0.75最小公差(mm)0.20.20.10.10.10.10.11-2-1Lens+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LensITOGlassUVGLUE/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/PET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/Sio20.55TotalThickness

1.5+/-0.1mmItemABCDEFR最小尺寸(mm)3.661.5TBD40TBD0.75最小公差(mm)0.20.20.10.10.10.10.11-2-2Lens+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。LensITOfilm1ITOfilm2ITOfilm3AgOCAITO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/ITOFilm1/OCA20.06