手机触摸屏的工作原理及其结构手机触摸屏「手机触摸屏的工作原理及其结构」
1、手机触摸屏的工作原理及其结构 李峰 2014-12-23,内容概要,1.触摸屏的分类 2.手机触摸屏的工作原理 3.手机触摸屏的结构 4.手机触摸屏的制程 5.手机触摸屏的前沿技术,1.触摸屏的分类,手机触摸屏:是由玻璃盖板（Cover Lens）、FPC、Sensor组成。 按照触摸屏的工作原理进行分类： 电阻式：通过手指触摸压力将上下二层电阻接通后，以电阻值的分布来决定各压力点的实际位置。原理简单，门槛低，其缺点：无法进行多手指侦测，灵敏度差，寿命短。 表面电容式：使用电容值来计算并决定触控位置。缺点：无法进行多手指侦测。 表面声波式：手指触摸屏幕时即将原沿介质表面传播发送器传送至平面玻璃
2、并均匀分布的表面声波产生遮断，由此确定坐标位置。优点：不受温湿度等环境因素，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长，透光率高，适合公共场合使用。缺点是成本较高，上下游技术不易整合，不支持多点侦测。,1.触摸屏的分类,振波感应式：手指在强化玻璃基座上触摸，从而使玻璃内部振动传到给分布在四个角落之感应及控制器，决定并计算触摸坐标位置。优点：适用于大尺寸，不易受表面脏污与刮损影响，缺点：价格高，无法多点触控。 红外线式：手指触控在屏幕的某一个位置时，手指将原以红外线的方式发射与接收而构成的X、Y矩阵式的红外线波进行隔离，即可计算出触控位置。优点：可应用大尺寸，支持多点触控。缺点：功耗较高。 投射电容式：
3、其原理为手指触摸时透过对X、Y轴之扫描即可侦测在触碰位置处的电容变化，进而计算手指所在坐标值。该技术已经成为手机触摸屏的主导技术。,1.触摸屏的分类,图1-1 不同工作原理的触摸屏性能比较,2.电容式触摸屏的工作原理,工作原理：通过测量各电极之间的电容量的变化来确定触控点的位置。当手指触摸到屏时，手指和屏表面之间形成一个耦合电容，手指将从接触点吸走一部分电流，通过检测电路来测量这个电流的变化以确定感触手指位置。,图2-1 电容式触摸屏工作原理,2.电容式触摸屏的工作原理,CTP依据工作原理分为： 自电容：导致本身能够储存电荷的能力，使孤立导体电压增加1V所需要增加的正电荷就是自电容的大小。 自
4、电容检测原理：当手指靠近或触摸到触摸屏时，手指的电容叠加到屏体电容上，使屏体电容增加。在触摸检测时，依次分别检测M个X轴和N个Y轴电极数组，根据触摸前后所有自电容的变化，确定手指所在的X,Y坐标。 互电容：使两个导体之间电位差增加1V所需要充入的单极性电荷量就是互电容的大小。 互电容检测原理：检测两个交叉感应块之间形成的电容，两个感应块分别构成电容的两极。横向电极依次提供激励信号，纵向的所有电极同时接受信号，这样可以得到所有横向和轴向交汇点的电坐标。容大小。根据整个触摸屏的二维电容变化量数据，可计算出每一个触摸点的坐标。,3.手机触摸屏的结构,以ITO菲林制造的手机触摸屏为例 （1）.单面结构
5、：1）.单面单层结构：所有的ITO和金属线在同一层，无需桥接，结构简单，良率较高，布线简单。实现功能单点+手势。图例3-1为单面单层结构。,图3-1 互补楔形结构的单面单层ITO菲林,3.手机触摸屏的结构,2）.单面双层结构：结构简单，专利过期无法律，寄生电容小，易调试。 图3-2为菱形的单面双层结构的触摸屏，在X,Y通道交汇处添加绝缘物进 行桥接。工艺稍复杂，需要加屏蔽层。,图3-2 菱形单面双层结构的触摸屏,3.手机触摸屏的结构,iphone手机采用的是双面单层结构，此种结构的X与Y分别在GLASS的上下两面。此结构优点：上下两层信号互不干扰。缺点：工艺复杂，成本较高。 （2）.双层结
6、构（图3-3为iphone的双面单层结构的触摸屏）,图3-3 iphone手机的双面单层结构的触摸屏,3.手机触摸屏的结构,以sensor基材及ITO层数分为以下几种： （1）G-G结构（Glass lens+Glass Sensor) 优点：1. senso 制作良率高（成熟的工厂良率 可以控制在90%） 2.可以实现窄边框的设计 3.精准度及灵敏度好，sensor镀膜可以实现低方阻 缺点：1.不易制作异形，且制作良率较低 2.开发周期长,3.手机触摸屏结构,2.G-F结构（Glass lens + 单层FILM sensor） 此结构为单层FILM，即单层图案 具有如下特点： 优点：1.
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