电容屏原理讲义09

1、电容屏技术研发中心 2009/12/29一、电容器的基本知识1、定义以储存电荷为特征、能隔断直流而允许交流电流通过的电子元件。电容器是各类电子设备大量使用的不可缺少的基本元件之一。2、基本原理电容器由两个电极及其间的介电材料构成的。介电材料是一种电介质，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变。这就是电容器具有电容特征的原因。C=S/4kd 单位是：F （法），F（微法）、pF（皮法），nF（纳法）。3、作用各种电容器在电路中能起不同的作用，如耦合和隔直流、旁路、整流滤波、高频滤波、调谐、储能和

2、分频等。通交流、阻直流。 各种类型电容器件铝电解电容器 钽电解电容器（CA）铌电解电容（CN） 薄膜电容器 瓷介电容器 独石电容器 纸质电容器 微调电容器 陶瓷电容器 玻璃釉电容器（CI） 二、电容式触摸屏分类按工作原理分： 表面电容式(Surface Capacitive) 投射电容式(Projected Capacitive) 1、表面电容式触摸屏 工作原理 在触摸屏的四个角或四条边上引出四个电极。给工作面通上一个很低的电压，当手指没有与屏幕接触时，各种电极是同电位的，触摸屏表面没有电流，而当用户触摸屏幕时,手指头吸收走一个很小的电流,这个电流分别从触摸屏四个角或四条边上的电极中流出,并且

3、理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例,控制器通过对这四个电流比例的精密计算,得出触摸点的位置。原理图 当手指与触摸屏表面接触时，手指和ITO面形成电容。因为触摸屏工作面加的是交流电，所以电流从人手指流出，所以叫表面电容式触摸屏结构1、ITO层2、基板3、电极走线4、表面保护层2、投射电容式触摸屏 投射电容式触摸屏的工作层，主要由两层ITO构成，一层的ITO电极作横向分布，一层的ITO电极纵向分布。这两层ITO层中一层负责定位X坐标，一层负责定位Y坐标。ITO电极的形状可以由菱形、六边形、三角形等图案组成：工作原理相邻两行/列之间如果通电都有如左图所示的一个固定的电容值手指接触到触

4、摸屏表面，则会产生如左图所示的一个电容。通过逐行/列扫描，如果电容有比较明显的变化，就被认为是有效触摸，控制器就可以根据新的寄生电容计算出手指的中心位置计算出该点在屏上的X(Y)坐标，通过结合上下面的两个位置，就可以得出一个完整坐标。因为上下电极面都是由多条互不相连的透明电极组成，触摸一点并不影响其它部分故可以同时识别多个触摸点。扫描方式 自电容(self capacitance或absolute capacitance) 行于行、列与列之间有固定的电容 有手指触摸时感应电容变大 能识别手势触摸互电容(mutual capacitance或transcapacitance ) 行列交叉通过时，

5、会产生互电容有手指触摸时，互电容减小能识别多点触摸的具体位置典型应用Samsung F480(2.8)新思/MelfasLG Prada II(3“) 新思 RIM Storm(3.25“) 新思 HTC Google G1(3.2),G2(3.8) 新思/义隆 Sharp的SH906i(3) NOKIA X6 (3.2“) 目前市场上电容式触摸屏品牌手机的主要机型两种电容屏的性能对比投射式电容屏的基本结构1、玻璃+玻璃结构厚度较大，贴合难度大，对位精度要求高。投射式电容屏的基本结构2、膜+膜结构优点：纯膜结构，抗摔缺点：贴合工序多，膜的加工难度大，对位精度要求高投射式电容屏的基本结构3、玻璃

6、+膜结构优点：便于印刷和贴合缺点：膜的加工难度大，对位精度要求高投射式电容屏的基本结构4、双面ITO玻璃结构 优点：厚度薄， 缺点：玻璃双面作sputter,良品率低，成本高。 应用范例：Apple iphone 加工流程 投射式电容屏的基本结构5、单层玻璃+两层ITO层 这种结构先在ITO层上做出横向（或纵向）电极图案，然后电镀金属导线（上、下两层的ITO电极都通过该层导线导出）然后在ITO层上镀上一层绝缘保护层，完全盖住下层ITO层；再在绝缘电镀层上镀上一层ITO层；接着在上层ITO上做另一个方向的ITO电极图案；最后在金属导线和上层ITO上镀上一层绝缘保护层（绑定处不镀），以防止ITO层

7、受损。投射式电容屏与电阻屏的比较四线电阻式四线电阻式五线电阻式五线电阻式投射电容式投射电容式触摸物触摸物 手指、笔 手指、笔手指、笔多点触摸多点触摸 不可以 不可以 可以 价格价格 112最适合尺寸最适合尺寸 26 26 15“ ？耐久性耐久性 100万次 1000万次 1亿次 透过率透过率 75% 75% 90% 抗抗EMI 优 优优厚度厚度 薄 薄 更薄 边框宽度边框宽度131校准需要需要不需要精确度精确度 444*1（低）5（高）适用领域分析 应用尺寸电阻式表面电容式投射电容式大尺寸显示器 15-22 适用 ATM 12-22适用医疗设备 10-17 适用适用适用NB、POS10-17

8、适用适用中尺寸家电3-10适用适用适用汽车导航 5.6-7 适用适用适用游戏机 3-8 适用适用电子书 3-8 适用适用小尺寸PND 3.5-4.3 适用适用智能手机 2.4-4.3 适用适用PMP/mp3 /DV/DC2.5-5 适用适用*投射电容式触摸屏基本上能够涵盖所有电阻式触摸屏应用领域！投射电容式触摸屏基本上能够涵盖所有电阻式触摸屏应用领域！三、我司进展1、优势有从事触摸屏经营的基础，对行业较熟悉；在行业内影响较大；集团内部资源丰富，可以为我所用。2、劣势p缺少关键制程，如sputter等；p全新的营销模式，需要过程来熟悉；p相关人员需要补充，重点在产品应用方面。3、技术来源 3.1

9、自行开发 3.2技术转移3.1自行开发3.1.1设计技术屏（Sensor）的设计：主要取决于选用的控制IC，可根据客户要求完成（5种或更多派生结构）。重点考虑：结构要求、IC的选用、用途。 3.1.2材料选择玻璃，常用0.55t、0.7t,100,无色差。膜，常用0.05、0.125、0.175，200-300，无色差OCA，常用0.05、0.125、0.175，无酸导电油墨，普通或超细油墨（线宽线距100）控制IC 3.1.3关键制程技术导线的线宽和线距小于0.1mm的印刷相关技术；玻璃溅射镀膜及其相关技术（技转，目前可外发包）；玻璃对玻璃结构产品的贴合技术；COG技术；IC的调试和使用技术。测试技术。黄光段制程光阻塗佈曝光顯影烘乾清洗溅射蝕刻剝膜檢查四、产品设计开发流程产品设计开发流程项目报价、确认图项目开发申请打样及样品评审产品小批量生产产品定型q 由于是定制产品，前期需详细了解客户需求q 需求明确之后三个工作日内出确认图，核价 q 如果采用印刷方式加工，样品制作时间为4周（约1个月）q如果采