手机触摸屏的工作原理及其结构

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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（CoverLens）、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

2、面传播发送器传送至平面玻璃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

3、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：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

4、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

5、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：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，专利过期无法律纠纷，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

6、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）.双层结构（图3-3为iphone的双面单层结构的触摸屏）图3-3iphone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（Glasslens+GlassSensor)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

7、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（Glasslens+单层FILMsensor）此结构为单层FILM，即单层图案具有如下特点：优点：1.成本较低2.可以实现超薄设计（sensor厚度可以按照FILM厚度决定，目前ITOFILM有0.05厚度的缺点：1.只能适用于单点触摸的产品上2.精准度较低（ITO图案为单层三角形）3.手机触摸屏的结构3.G-F-F结构（Glasslens+双层sensor）此结构为双层ITOFILM，ITO膜面向上结构，具有如下特点：优点：1.senso可以制作

8、为异形结构，可以与lens形状一致2.成本相对G-G结构成本会低3.开发周期短缺点：1.ITOFILM方阻比ITOGlass镀膜方阻要高2.可靠性较G-G方案低4.手机触摸屏制程ITO菲林TP