電容屏原理講義09

1、電容屏技術(shù)研發(fā)中心 2009/12/29一、電容器的基本知識(shí)1、定義以儲(chǔ)存電荷為特征、能隔斷直流而允許交流電流通過(guò)的電子元件。電容器是各類(lèi)電子設(shè)備大量使用的不可缺少的基本元件之一。2、基本原理電容器由兩個(gè)電極及其間的介電材料構(gòu)成的。介電材料是一種電介質(zhì)，當(dāng)被置于兩塊帶有等量異性電荷的平行極板間的電場(chǎng)中時(shí)，由于極化而在介質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，遂使束縛在極板上的電荷相應(yīng)增加，維持極板間的電位差不變。這就是電容器具有電容特征的原因。C=S/4kd 單位是：F （法），F(xiàn)（微法）、pF（皮法），nF（納法）。3、作用各種電容器在電路中能起不同的作用，如耦合和隔直流、旁路、整流濾波、高頻濾波、調(diào)諧、儲(chǔ)能和

2、分頻等。通交流、阻直流。 各種類(lèi)型電容器件鋁電解電容器 鉭電解電容器（CA）鈮電解電容（CN） 薄膜電容器 瓷介電容器 獨(dú)石電容器 紙質(zhì)電容器 微調(diào)電容器 陶瓷電容器 玻璃釉電容器（CI） 二、電容式觸摸屏分類(lèi)按工作原理分： 表面電容式(Surface Capacitive) 投射電容式(Projected Capacitive) 1、表面電容式觸摸屏 工作原理 在觸摸屏的四個(gè)角或四條邊上引出四個(gè)電極。給工作面通上一個(gè)很低的電壓，當(dāng)手指沒(méi)有與屏幕接觸時(shí)，各種電極是同電位的，觸摸屏表面沒(méi)有電流，而當(dāng)用戶觸摸屏幕時(shí),手指頭吸收走一個(gè)很小的電流,這個(gè)電流分別從觸摸屏四個(gè)角或四條邊上的電極中流出,并且

3、理論上流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成比例,控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精密計(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置。原理圖 當(dāng)手指與觸摸屏表面接觸時(shí)，手指和ITO面形成電容。因?yàn)橛|摸屏工作面加的是交流電，所以電流從人手指流出，所以叫表面電容式觸摸屏結(jié)構(gòu)1、ITO層2、基板3、電極走線4、表面保護(hù)層2、投射電容式觸摸屏 投射電容式觸摸屏的工作層，主要由兩層ITO構(gòu)成，一層的ITO電極作橫向分布，一層的ITO電極縱向分布。這兩層ITO層中一層負(fù)責(zé)定位X坐標(biāo)，一層負(fù)責(zé)定位Y坐標(biāo)。ITO電極的形狀可以由菱形、六邊形、三角形等圖案組成：工作原理相鄰兩行/列之間如果通電都有如左圖所示的一個(gè)固定的電容值手指接觸到觸

4、摸屏表面，則會(huì)產(chǎn)生如左圖所示的一個(gè)電容。通過(guò)逐行/列掃描，如果電容有比較明顯的變化，就被認(rèn)為是有效觸摸，控制器就可以根據(jù)新的寄生電容計(jì)算出手指的中心位置計(jì)算出該點(diǎn)在屏上的X(Y)坐標(biāo)，通過(guò)結(jié)合上下面的兩個(gè)位置，就可以得出一個(gè)完整坐標(biāo)。因?yàn)樯舷码姌O面都是由多條互不相連的透明電極組成，觸摸一點(diǎn)并不影響其它部分故可以同時(shí)識(shí)別多個(gè)觸摸點(diǎn)。掃描方式 自電容(self capacitance或absolute capacitance) 行于行、列與列之間有固定的電容 有手指觸摸時(shí)感應(yīng)電容變大 能識(shí)別手勢(shì)觸摸互電容(mutual capacitance或transcapacitance ) 行列交叉通過(guò)時(shí)，

5、會(huì)產(chǎn)生互電容有手指觸摸時(shí)，互電容減小能識(shí)別多點(diǎn)觸摸的具體位置典型應(yīng)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/義隆 Sharp的SH906i(3) NOKIA X6 (3.2“) 目前市場(chǎng)上電容式觸摸屏品牌手機(jī)的主要機(jī)型兩種電容屏的性能對(duì)比投射式電容屏的基本結(jié)構(gòu)1、玻璃+玻璃結(jié)構(gòu)厚度較大，貼合難度大，對(duì)位精度要求高。投射式電容屏的基本結(jié)構(gòu)2、膜+膜結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：純膜結(jié)構(gòu)，抗摔缺點(diǎn)：貼合工序多，膜的加工難度大，對(duì)位精度要求高投射式電容屏的基本結(jié)構(gòu)3、玻璃

6、+膜結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：便于印刷和貼合缺點(diǎn)：膜的加工難度大，對(duì)位精度要求高投射式電容屏的基本結(jié)構(gòu)4、雙面ITO玻璃結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：厚度薄， 缺點(diǎn)：玻璃雙面作sputter,良品率低，成本高。 應(yīng)用范例：Apple iphone 加工流程 投射式電容屏的基本結(jié)構(gòu)5、單層玻璃+兩層ITO層 這種結(jié)構(gòu)先在ITO層上做出橫向（或縱向）電極圖案，然后電鍍金屬導(dǎo)線（上、下兩層的ITO電極都通過(guò)該層導(dǎo)線導(dǎo)出）然后在ITO層上鍍上一層絕緣保護(hù)層，完全蓋住下層ITO層；再在絕緣電鍍層上鍍上一層ITO層；接著在上層ITO上做另一個(gè)方向的ITO電極圖案；最后在金屬導(dǎo)線和上層ITO上鍍上一層絕緣保護(hù)層（綁定處不鍍），以防止ITO層

7、受損。投射式電容屏與電阻屏的比較四線電阻式四線電阻式五線電阻式五線電阻式投射電容式投射電容式觸摸物觸摸物 手指、筆 手指、筆手指、筆多點(diǎn)觸摸多點(diǎn)觸摸 不可以 不可以 可以 價(jià)格價(jià)格 112最適合尺寸最適合尺寸 26 26 15“ ？耐久性耐久性 100萬(wàn)次 1000萬(wàn)次 1億次 透過(guò)率透過(guò)率 75% 75% 90% 抗抗EMI 優(yōu) 優(yōu)優(yōu)厚度厚度 薄 薄 更薄 邊框?qū)挾冗吙驅(qū)挾?31校準(zhǔn)需要需要不需要精確度精確度 444*1（低）5（高）適用領(lǐng)域分析 應(yīng)用尺寸電阻式表面電容式投射電容式大尺寸顯示器 15-22 適用 ATM 12-22適用醫(yī)療設(shè)備 10-17 適用適用適用NB、POS10-17

8、適用適用中尺寸家電3-10適用適用適用汽車(chē)導(dǎo)航 5.6-7 適用適用適用游戲機(jī) 3-8 適用適用電子書(shū) 3-8 適用適用小尺寸PND 3.5-4.3 適用適用智能手機(jī) 2.4-4.3 適用適用PMP/mp3 /DV/DC2.5-5 適用適用*投射電容式觸摸屏基本上能夠涵蓋所有電阻式觸摸屏應(yīng)用領(lǐng)域！投射電容式觸摸屏基本上能夠涵蓋所有電阻式觸摸屏應(yīng)用領(lǐng)域！三、我司進(jìn)展1、優(yōu)勢(shì)有從事觸摸屏經(jīng)營(yíng)的基礎(chǔ)，對(duì)行業(yè)較熟悉；在行業(yè)內(nèi)影響較大；集團(tuán)內(nèi)部資源豐富，可以為我所用。2、劣勢(shì)p缺少關(guān)鍵制程，如sputter等；p全新的營(yíng)銷(xiāo)模式，需要過(guò)程來(lái)熟悉；p相關(guān)人員需要補(bǔ)充，重點(diǎn)在產(chǎn)品應(yīng)用方面。3、技術(shù)來(lái)源 3.1

9、自行開(kāi)發(fā) 3.2技術(shù)轉(zhuǎn)移3.1自行開(kāi)發(fā)3.1.1設(shè)計(jì)技術(shù)屏（Sensor）的設(shè)計(jì)：主要取決于選用的控制IC，可根據(jù)客戶要求完成（5種或更多派生結(jié)構(gòu)）。重點(diǎn)考慮：結(jié)構(gòu)要求、IC的選用、用途。 3.1.2材料選擇玻璃，常用0.55t、0.7t,100,無(wú)色差。膜，常用0.05、0.125、0.175，200-300，無(wú)色差OCA，常用0.05、0.125、0.175，無(wú)酸導(dǎo)電油墨，普通或超細(xì)油墨（線寬線距100）控制IC 3.1.3關(guān)鍵制程技術(shù)導(dǎo)線的線寬和線距小于0.1mm的印刷相關(guān)技術(shù)；玻璃濺射鍍膜及其相關(guān)技術(shù)（技轉(zhuǎn)，目前可外發(fā)包）；玻璃對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的貼合技術(shù)；COG技術(shù)；IC的調(diào)試和使用技術(shù)。測(cè)試技術(shù)。黃光段制程光阻塗佈曝光顯影烘乾清洗濺射蝕刻剝膜檢查四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程項(xiàng)目報(bào)價(jià)、確認(rèn)圖項(xiàng)目開(kāi)發(fā)申請(qǐng)打樣及樣品評(píng)審產(chǎn)品小批量生產(chǎn)產(chǎn)品定型q 由于是定制產(chǎn)品，前期需詳細(xì)了解客戶需求q 需求明確之后三個(gè)工作日內(nèi)出確認(rèn)圖，核價(jià) q 如果采用印刷方式加工，樣品制作時(shí)間為4周（約1個(gè)月）q如果采