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文檔簡介
電容屏原理結(jié)構(gòu)及分類第1頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一平板電容基本原理兩個(gè)帶電的導(dǎo)體相互靠近會(huì)形成電容。定義:平行板電容C:正比于兩平行板相對(duì)的面積A,正比于兩導(dǎo)體之間介電數(shù)K,反比于兩導(dǎo)體之間的相對(duì)距離D;電容屏原理真空介電常數(shù)第2頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一電容觸摸屏檢測原理當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí),由于人體電場,用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容,對(duì)于高頻電流來說,電容是直接導(dǎo)體,會(huì)影響電路整體電容特性。簡單的說就是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作;第3頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一電容屏分類感應(yīng)電容式表面電容式投射電容式自電容式(可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)+手勢)互電容式(可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn))第4頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一投射式電容觸摸屏分類根據(jù)其掃描分類:一般分自電容、互電容兩種。自電容:掃描X/Y電極與地構(gòu)成的電容?;ル娙荩簰呙鑈/Y電極之間的電容。第5頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一表面電容式(Surface
Capacitive
Touch)SCT面板是一片涂布均勻的ITO層,面板的四個(gè)角落各有一個(gè)電極(UR,UL,LR,LL)與SCT控制器相連接。首先SCT控制器必須先在SCT面板上建立一個(gè)均勻的電場,是由IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)面板進(jìn)行充電來達(dá)到。當(dāng)手指觸及屏?xí)r,四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn);電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比。此時(shí)IC內(nèi)感測電路會(huì)分別解析四條聯(lián)機(jī)上之電流量,并依照?qǐng)D中的公式將觸碰點(diǎn)的XY坐標(biāo)推算出來。第6頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一第7頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一 1、透光率不均勻,存在色彩失真的問題,還造成圖像字符的模糊。
2、均勻沉積的ITO還會(huì)導(dǎo)致枕形失真
3、當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠近電容屏而不是觸摸時(shí)就能引起電容屏的誤動(dòng)作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴(yán)重。
4、用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒有反應(yīng),這是因?yàn)樵黾恿烁鼮榻^緣的介質(zhì)。
5、當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時(shí),環(huán)境電場發(fā)生改變時(shí),都會(huì)引起電容屏的漂移,造成不準(zhǔn)確。
6、最外這層極薄的玻璃,正常情況下防刮擦性能非常好,但是易碎。枕形失真表面電容式-缺點(diǎn)第8頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一需要1個(gè)或多個(gè)被蝕刻的ITO層.ITO層通過蝕刻形成多個(gè)水平和垂直電極,由一個(gè)電容式感應(yīng)芯片來驅(qū)動(dòng)。該芯片既能將數(shù)據(jù)傳送到主處理器,也能自己處理觸點(diǎn)的XY軸位置。通常,水平和垂直電極都通過單端感應(yīng)方法來驅(qū)動(dòng),即一行和一列的驅(qū)動(dòng)電路相同,稱為‘單端’感應(yīng)(自電容)。另外,一根軸通過一套AC信號(hào)來驅(qū)動(dòng),而穿過觸摸屏的響應(yīng)則通過其它軸上的電極感測出來。這種方式稱為‘橫穿式’感應(yīng),因?yàn)殡妶鍪且詸M穿的方式通過上層面板的電介層從一個(gè)電極組(如行)傳遞到另一個(gè)電極組(如列)(互電容)。投射式電容屏第9頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一第10頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一ITO圖案形狀菱形條形三角形三角形第11頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一下圖為PCT等效RC電路與手指觸碰前后的X2導(dǎo)線上的偵測波形。
當(dāng)手指接近或接觸到屏?xí)r,會(huì)在屏上增加一個(gè)電容量(Cf);對(duì)這個(gè)RC振蕩電路而言,Cf的出現(xiàn)意味著振蕩的周期變長而頻率降低。通過計(jì)算手指觸碰前后X2導(dǎo)線上的振蕩周期與頻率的改變,PCT控制器因而可辨別出觸碰的位置,甚至還能分辨手指與屏的距離(即提供Z軸信息)。第12頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一在玻璃表面用ITO制作成橫向、縱向電極陣列,并分別與地構(gòu)成電容,此電容為通常所說的自電容,即電極對(duì)地的電容。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,手指的電容將會(huì)疊加到屏體電容上,使屏體電容量增加。在觸摸檢測時(shí),自電容屏依次分別檢測橫向與縱向電極陣列,根據(jù)觸摸前后電容的變化,分別確定橫向坐標(biāo)和縱向坐標(biāo),然后組合成平面的觸摸坐標(biāo)。自電容的掃描方式,相當(dāng)于把觸摸屏上的觸摸點(diǎn)分別投影到X軸和Y軸方向,然后分別在X軸和Y軸方向計(jì)算出坐標(biāo),最后組合成觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。自電容式-原理第13頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一如果是單點(diǎn)觸摸,則在X軸和Y軸方向的投影都是唯一的,組合出的坐標(biāo)也是唯一的;如果在觸摸屏上有兩點(diǎn)觸摸并且這兩點(diǎn)不在同一X方向或者同一Y方向,則在X和Y方向分別有兩個(gè)投影,組合出4個(gè)坐標(biāo)。顯然,只有兩個(gè)坐標(biāo)是真實(shí)的,另外兩個(gè)就是俗稱的”鬼點(diǎn)”。因此,自電容屏無法實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸.自電容式-鬼點(diǎn)第14頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一自電容觸摸屏缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):
掃描速度快,掃描完一個(gè)掃描周期只需要掃描X+Y(X和Y分別是X軸和Y軸的掃描電極數(shù)量)根缺點(diǎn):
1、在使用的第一次或環(huán)境變化比較大的時(shí)候需要校準(zhǔn)。
2、有“鬼點(diǎn)”效應(yīng),無法實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸。
3、直接受溫度、濕度、手指濕潤程度、人體體重、地面干燥程度影響,受外界大面積物體的干擾也非常大,容易產(chǎn)生“漂移”。
第15頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一用ITO制作橫向電極與縱向電極,它與自容的區(qū)別是兩組電極交叉的地方將會(huì)形成電容,也即這兩組電極分別構(gòu)成了電容的兩極。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,影響了觸摸點(diǎn)附近兩個(gè)電極之間的耦合,從而改變了這兩個(gè)電極之間的電容量。檢測互電容大小時(shí),橫向的電極依次發(fā)出激勵(lì)信號(hào),縱向的所有電極同時(shí)接收信號(hào),這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點(diǎn)的電容值大小,即整個(gè)觸摸屏的二維平面的電容大小。當(dāng)人體手指接近時(shí),會(huì)導(dǎo)致局部電容量減少,根據(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù),可以計(jì)算出每一個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。就因此,屏上即使有多個(gè)觸摸點(diǎn),也能計(jì)算出每個(gè)觸摸點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)?;ル娙菔?原理第16頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一第17頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一互電容觸摸屏優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):
1、在無需校準(zhǔn)。2、避免“鬼點(diǎn)”效應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸。
3、不受溫度、濕度、手指濕潤程度、人體體重、地面干燥程度影響,不會(huì)產(chǎn)生“漂移”現(xiàn)象。缺點(diǎn):掃描時(shí)間與自容的掃描方式相比相對(duì)來講要長一點(diǎn)。需要掃描檢測X*Y個(gè)數(shù)據(jù)第18頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一CTP基本組成CTP主要由以下幾部分組成:CoverLens對(duì)CTP模組進(jìn)行保護(hù)當(dāng)手指觸摸時(shí),與sensor之間形成一定的距離,以讓手指與sensor形成電容Sensor接收controlIC發(fā)出的脈沖信號(hào),以在整個(gè)平面上形成RC網(wǎng)絡(luò)當(dāng)手指靠近時(shí)形成電容FPC連接Sensor與ControlIC連接ControlIC與主機(jī)第19頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一CTP結(jié)構(gòu)第20頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一結(jié)構(gòu)
CoverGlass+FilmSensor特點(diǎn)此結(jié)構(gòu)使
用單層FilmSensor,ITO圖案一般為三角形,支持手勢但不支持多點(diǎn)觸摸。
優(yōu)點(diǎn)成本低、時(shí)間短;特光性好,并且sensor總厚度薄,常規(guī)厚度為0.95mm。缺點(diǎn)
以單點(diǎn)為主,不能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控,抗干擾能力較差。Ps:OCA:光學(xué)透明膠或者無基才光學(xué)膠
CTP結(jié)構(gòu)(G+F)OCA第21頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一結(jié)構(gòu)
CoverGlass+FilmSensor+FilmSensor特點(diǎn)此結(jié)構(gòu)使用兩層FilmSensor,ITO圖案一般為菱形和矩形,支持真實(shí)多點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)準(zhǔn)確度較高,手寫效果好,支持真實(shí)多點(diǎn);sensor可以做異形,開模成本低,時(shí)間短;總厚度薄,常規(guī)厚度為1.15mm;抗干擾能力強(qiáng)。缺點(diǎn)
透過率沒有G+G的高。
CTP結(jié)構(gòu)(G+F+F)OCAOCA第22頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一結(jié)構(gòu)
CoverGlass+GlassSensor特點(diǎn)
此結(jié)構(gòu)使用一層GlassSensor,ITO圖案一般為菱形和矩形,支持真實(shí)多點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)準(zhǔn)確度度較高,透光性高,手寫效果好,支持真實(shí)多點(diǎn);缺點(diǎn)
開模成本高,打樣周期長,可替代性差;受撞擊Glasssensor易損壞,并且Glasssensor不能做異形;厚度較厚,一般厚度為1.37mm
CTP結(jié)構(gòu)(G+G)OCA第23頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一CTP不同結(jié)構(gòu)對(duì)照表
不同結(jié)構(gòu)性能參數(shù)對(duì)比結(jié)構(gòu)G+FG+F+FG+G厚度薄,一般為0.95mm薄,一般為1.15mm厚,一般為1.37mm透過率好,一般90%左右稍差,一般86%以上好,一般90%左右抗沖擊性好好較差觸控效果單點(diǎn)+手勢觸控精準(zhǔn)、多點(diǎn)觸控精準(zhǔn)、多點(diǎn)第24頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一主流的觸控技術(shù)單片玻璃式觸控技術(shù)OGS屏幕技術(shù)內(nèi)嵌式觸控技術(shù)In-cell技術(shù)On-cell技術(shù)第25頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一目前較有實(shí)力的顯示面板廠商傾向推動(dòng)On-Cell或In-Cell的方案,主要原因是其擁有顯示屏生產(chǎn)能力,即傾向于將觸摸層制作在顯示屏;而觸控模組廠商或上游材料廠商則傾向于OGS,即將觸控層制作在保護(hù)玻璃上,主要原因是具備較強(qiáng)的制作工藝能力和技術(shù)。兩者的共同點(diǎn)均可以減少貼合次數(shù),這樣也就可以達(dá)到節(jié)省成本提升貼合的良品率第26頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一單片玻璃式觸控技術(shù)
OGS觸控技術(shù)(Oneglasssolution)第27頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一在保護(hù)玻璃上直接形成ITO導(dǎo)電膜及傳感器的技術(shù)。一塊玻璃同時(shí)起到保護(hù)玻璃和觸摸傳感器的雙重作用優(yōu)勢(1)節(jié)省了一層玻璃成本和減少了一次貼合成本;(2)減輕了重量;(3)增加了透光度。OGS在成本、適用尺寸、技術(shù)成熟度方面,相比in-cell和on-cell具有明顯的優(yōu)勢,僅在輕薄化上略遜于in-cell,但隨著切割及強(qiáng)化工藝提升,差距將會(huì)不斷縮小;在廠商布局層面,OGS工藝門檻較低,更有利于傳統(tǒng)觸控模組廠商和蓋板廠商進(jìn)行整合,未來發(fā)展空間十分廣闊第28頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一OGS全貼合技術(shù):使得其擁有了非常好的透光性,使屏幕亮度提升,屏幕顯示更加通透第29頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一內(nèi)嵌式觸控技術(shù)內(nèi)嵌式觸控則是將感應(yīng)線路基板與顯示面板整合,根據(jù)感應(yīng)線路的不同位置,又分為in-cell與on-cell兩種。in-cell的感應(yīng)線路位于顯示面板內(nèi)部液晶像素中。on-cell的感應(yīng)線路則位于顯示面板的彩色濾光片基板和偏光板之間形成簡單的透明電極圖案或AMOLED的封裝玻璃表面第30頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一第31頁,共32頁,2023年,2月20日,星期一In-cell
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