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ITO触摸屏原理及基础知识

作者:高考题库网
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2021-02-28 06:50
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2021年2月28日发(作者:consume)


ITO


触摸屏原理及基础知识



2008-08-01 22:41


目前主要有几种类型的触 摸屏,它们分别是:电阻式(双层),表面电容式和感


应电容式,表面声波式,红外式, 以及弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像


式。它们又可以分为两类,一类需要


ITO,


比如前三种触摸屏,另一类的结构中


不需要


ITO,


比如后几种屏。


< /p>


触摸屏在我们身边已经随处可见了,



P DA


等个人便携式设备领域中,


触摸屏节


省了空间便于携带,还有更好的人机交互性。



目前主要有几 种类型的触摸屏,它们分别是:电阻式(双层),表面电容式和感


应电容式,表面声波式 ,红外式,以及弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像


式。它们又可以分为两类,一类 需要


ITO,


比如前三种触摸屏,另一类的结构中


不需要


ITO,


比如后几种屏。目前市场上,使用


ITO


材料的电阻式触摸屏和电容


式触 摸屏应用最为广泛。




电阻式触摸屏




ITO


是铟锡氧化物的英文缩写,


它 是一种透明的导电体。


通过调整铟和锡的比例,


沉积方法,


氧化程度以及晶粒的大小可以调整这种物质的性能。


薄的

< p>
ITO


材料透


明性好,但是阻抗高;厚的


ITO


材料阻抗低,但是透明性会变差。在


PE T


聚脂薄


膜上沉积时,


反应温度要下降 到


150


度以下,


这会导致

< p>
ITO


氧化不完全,


之后的


应用中


ITO


会暴露在空气或空气隔层里,

< br>它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变


化。这使得电阻式触摸屏需要经常校正。< /p>




图一是电阻触摸屏的一个侧面剖视图 。


手指触摸的表面是一个硬涂层,


用以保护

下面的


PET


层。


PET


层是很薄的有弹性的


PET


薄膜,当表面被触摸 时它会向下弯


曲,


并使得下面的两层


I TO


涂层能够相互接触并在该点连通电路。


两个


ITO


层之


间是约千分之一英寸厚的一些隔离支点使两 层分开。


最下面是一个透明的硬底层


用来支撑上面的结构,通常 是玻璃或者塑料。



电阻触摸屏的多层结构会导致很大的光损失 ,


对于手持设备通常需要加大背光源


来弥补透光性不好的问题,


但这样也会增加电池的消耗。


电阻式触摸屏的优点是

< p>
它的屏和控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好。



电容式触摸屏



电容式触摸屏也需要使用


ITO


材料,

而且它的功耗低寿命长,


但是较高的成本使


它之前不太受关 注。


Apple


推出的


iPhone< /p>


提供的友好人机界面,流畅操作性能


使电容式触摸屏受到了市场的 追捧,


各种电容式触摸屏产品纷纷面世。


而且随着


工艺进步和批量化,


它的成本不断下降,


开始显现逐 步取代电阻式触摸屏的趋势。




表面 电容触摸屏只采用单层的


ITO


,当手指触摸屏表面时,就会有 一定量的电荷


转移到人体。


为了恢复这些电荷损失,

< p>
电荷从屏幕的四角补充进来,


各方向补充


的电荷量 和触摸点的距离成比例,我们可以由此推算出触摸点的位置。





表面电容


ITO

涂层通常需要在屏幕的周边加上线性化的金属电极,来减小角落


/

< br>边缘效应对电场的影响。


有时


ITO

涂层下面还会有一个


ITO


屏蔽层,


用来阻隔噪


音。表面电容触摸屏至少需要校正一次才能使用。




感应电容触摸屏与表面电容触摸屏相比,

可以穿透较厚的覆盖层,


而且不需要校


正。


感应电容式在两层


ITO


涂层上蚀刻出不同的


ITO


模块,


需要考虑模块的总阻


抗,


模块之间的连接线的阻抗,


两层


ITO


模块交叉处产生的寄生电容等因素。



且为了检测到手指触摸,


ITO


模块的面积应该 比手指面积小,


当采用菱形图案时,


对角线长通常控制在


4



6


毫米。




图三、感应电容式触摸屏结构



图三中 ,绿色和蓝色的


ITO


模块位于两层


I TO


涂层上,可以把它们看作是


X


和< /p>


Y


方向的连续变化的滑条,


需要对


X



Y


方向上不同的


ITO


模块分别扫描以获得触


摸点的位 置和触摸的轨迹。


两层


ITO


涂层之间 是


PET


或玻璃隔离层,


后者透光性< /p>


更好,可以承受更大的压力,成品率更高,而且通过特殊工艺可以直接镀在


LCD


表面,不过也重些。这层隔离层越薄,透光性越好,但是两层

< p>
ITO


之间的寄生电


容也越大。

< br>



感应电容触摸屏检测到的触摸位置对应于感应到最大 电容变化值的交叉点,


对于


X


轴或


Y


轴来说,则是对不同


ITO


模块的信号量取加权平均得到位置量,系统然


后在触摸屏下面的


LCD


上显示出触摸点或轨迹。




当有两个手指触摸(红色的两点)时,每个轴上会有两个最大 值,这时存在两种


可能的组合,


系统就无法准确定位判断了,< /p>


这就是我们通常所称的镜像点


(蓝色


的两 点)。




另外,

触摸屏的下面是


LCD


显示屏,


它 的表面也是传导性的,


这样就会和靠近的


ITO


涂层的


ITO


模块产生寄生电容,

我们通常还需要在这两层之间保留一定的空


气层以降低寄生电容的影响。

< p>



电容式触摸屏解决方案




目前的电容式触摸屏解决方案中,


Cypress PSoC< /p>


产品以可编程,设计灵活,一


3



ITO


触摸屏原理及基础知识


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