电容触摸屏的堆叠技术及其变化趋势-电子产品世界

《电容触摸屏的堆叠技术及其变化趋势-电子产品世界》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、技术文章电容触摸屏的堆叠技术及其变化趋势Stack-upTechnologyandMovementtrendofProjectCapacitanceTouchScreen翁小平资深主任应用工程师Cypress半导体关键词：堆叠技术，电容触摸屏，投影电容触摸屏，多触点电容触摸屏摘要：本文介绍了多点电容触摸屏设计的堆叠技术，包括堆叠技术的概念、几种常用的堆叠方式、ITO图形和堆叠的关系以及堆叠技术的发展趋势。Keyword:Stack-upTechnology,CapacitiveTouchScreen，Multi-Touch，TTSPAbstract:Thepaperintroducedsta

2、ck-uptechnologyofmulti-touchcapacitancetouchscreen.Itcontainstheconceptofstack-up,severalcommonstack-upmodes,therelationbetweenstack-upandITOpatternanddevelopingtrendofstack-uptechnology.一．引言多触点电容触摸屏已经并且正在继续改变人们与手持设备之间的人机交互方式并给人们带来许多新的操作体验。从手机到电子书、电子写字板、导航仪、电子游戏机和笔记本电脑等等无不纷纷抛弃原来的轻触按键，竞向选择多点电容触摸屏来进行

3、人机交互。尤其是I-Phone和I-Pad的横空出世，使多点电容触摸屏深入人心。然而，多点电容触摸屏的设计并非轻而易举、唾手可得。严格地讲，多点电容触摸屏技术还并不是一个完全成熟的技术，它还是一个处于发展阶段并且不断发展不断完善的技术。对于一个多点电容触摸屏的设计者而言，在它面前仍然面临着诸多的设计挑战。本文介绍多点电容触摸屏设计中触摸屏本身的堆叠技术以及它目前设计中所面临的挑战和堆叠技术的发展变化趋势。从堆叠技术的发展和变化趋势可以看到多点电容触摸屏设计的一个发展趋势。二．堆叠技术简介一般地讲，电容触摸屏是一块位于LCD屏之上、独立于LCD屏、与特定的外部电路连接具有电容触摸感应能力的、厚

4、度大约在1~2mm的透明的屏。虽然电容触摸屏是一块只有1~2mm厚的透明的屏，但它却实实在在是由多层透明的材料堆叠而成的，有的时候这些透明的材料只有3~5层，多的时候它可达十几层。使用不同的材料、不同的层数和不同的堆叠方式所设计出来的电容触摸屏就体现出了它的堆叠技术的不同。不同的堆叠技术的使用最终将影响电容触摸屏的电性能、光学性能、成本和用户体验。图1是一个典型的用两层ITO实现一种典型的交叉菱形ITO图形的电容触摸屏的堆叠的实例。除了空气隙和LCD屏以外，它一共有十一层。从上至下依次为：表面层、OCA、第一层ITO、衬底、OCA、第二层ITO、衬底、OCA、屏蔽层、衬底和空气隙。其中第一层

5、ITO对应红色的ITO菱形图形，第二层ITO对应蓝色的ITO菱形图形。手指触摸表面层，通过检测手指表面层(玻璃/膜)OCA第一层ITO衬底(玻璃/膜)OCA第二层ITO衬底(玻璃/膜)OCA屏蔽层ITO衬底(玻璃/膜)空气隙LCD1/8技术文章图1一个典型的用两层ITO且带屏蔽ITO层的堆叠与ITO之间产生的微小电容来探测是否有手指存在，并通过信号在多个菱形块上的分布来计算手指在触摸屏上的位置。1．ITOITO（IndiumTinOxides）是整个触摸屏中最重要的材料之一。正是通过ITO，感测手指触摸产生的微小电容变化才成为可能。因为既透明又导电还又便宜的材料只有ITO。但ITO与一般的导

6、电材料（如铜箔）有一个显著的不同，就是它有比较高的电阻率。而且ITO涂层越薄它的电阻率就越高。通常在触摸屏上ITO的电阻率用方阻来表示，即一个单位方块的电阻是多少。一般地，ITO的方块电阻从10~350欧姆不等，取决于触摸屏生产厂家的涂层工艺和衬底。由于ITO电阻的存在，使得在触摸屏上的每一个感应条的近端到远端可能会有1K~50K欧姆不等的电阻，这个电阻结合每一个感应条上的自电容所产生的RC延迟，就使感应条的近端和远端会对发射的信号有不同的响应时间或者充放电时间，进而导致在近端和远端的手指触摸信号有大小的不同。严重的情况，这种不同可以达到50%以上。如何消除这个差异，是多点电容触摸屏设计的一

7、个个挑战。虽然选择方阻更低的ITO涂层是减少这个差异最直接的方法，但通常方阻更低的ITO涂层的厚度会更厚，导致透明度的下降和成本的增加。一般使用玻璃作为衬底的ITO的方阻可以做到100欧姆以下，如果使用PET膜作为衬底的ITO的方阻在150~340欧姆。ITO的厚度一般在400~1500A。2．表面层触摸屏中的表面层就是作为被用户触摸的界面，同时它还具有保护ITO的作用。表面层应该透明、平滑并且有一定的硬度。