电容触摸屏技术介绍

LOGO
平行板电容器
平行板电容的原理
两个带电的导体相互靠近会形成电容
平行板电容的定义
电容C： 正比于相对面积A，正比与两导体间介质的介电常量K 反比于两导体间的相对距离d K=8.85×10-12F/m ×

LOGO
自电容式触摸屏的原理
• Cp－寄生电容 • 手指触摸时寄生电容增加：Cp‘=Cp//Cfinger 手指触摸时寄生电容增加： • 检测寄生电容的变化量，确定手指触摸的位置 检测寄生电容的变化量，

LOGO
互电容式触摸屏的原理
• CM－耦合电容 • 手指触摸时耦合电容减少 • 检测耦合电容的变化量，确定手指触摸的位置 检测耦合电容的变化量，

≤5% ≤5% ≥20dB ≤5% ≥6H ≤12.5ms 3.3V 2.5mA 0.2mA
备注： 备注： ○ 视客户要求决定是否检测此项功能
LOGO
分辩率
• 矩阵大小： M行 × N列 矩阵大小： 行 列 • 物理走线： M ＋ N 条 物理走线： • 实际分辩率：TP出厂前可通过软件设置，一般设置成与所搭配 实际分辩率： 出厂前可通过软件设置， 出厂前可通过软件设置 LCD分辩率相同 (如:320×240,640×480,800×600) 分辩率相同 如 × × × 备注： 的分辩率为(如下图 备注：Touch Pad式TP的分辩率为 如下图 M × N 式 的分辩率为 如下图): 主要应用在: 主要应用在 数码相框及家用电器等
0.55
Total Thickness
1.5+/-0.1mm

LOGO 1-2-2 Lens+PET
结构图示例：
Lens ITO film 1 ITO film 2 ITO film 3
Ag OCA ITO
Item 最小尺寸 (mm) 最小公差 (mm)
A 3.6 0.2
Lens OCA1
0.8(PC,PMMA,Glass) 0.125
3 4
Sliver1/ITO Film 1 /OCA 2 Sliver2/ITO Film 2/OCA 3
Highest

LOGO
SENSOR图案及产品结构 图案及产品结构
单面单层ITO 优点：成本低，透过率高，良率高 缺点：抗干扰能力较差 单面单层

LOGO
SENSOR图案及产品结构 图案及产品结构
单面双层ITO 单面双层 优点：性能好，良率高 缺点：成本较高

LOGO
主要IC方案性能价格比较 主要IC方案性能价格比较
IC Vender
Structure
ITO Pattern
Touch Type 1-Touch 2-Touch Multi-Touch 1-Touch 2-Touch 1-Touch 2-Touch 1-Touch 2-Touch

LOGO
四. 产品结构

LOGO
1-1 电容式触摸屏的结构
电容式触摸屏必须有带电导体(ITO)才能实现感应， 才能实现感应， 电容式触摸屏必须有带电导体 才能实现感应 我们根据ITO衬底的不同分为以下两种结构： 衬底的不同分为以下两种结构： 我们根据 衬底的不同分为以下两种结构
•2007年3月:LG推出Prada(KE850)多点触摸手机 2007年 2007 :LG推出Prada(KE850)多点触摸手机 推出Prada(KE850) --电容式触摸屏 电容式触摸屏, --电容式触摸屏,无需压力 --精度好 精度好， --精度好，无需校准 --屏幕强度高 屏幕强度高， --屏幕强度高，不易损坏
Performance
Cost
CYPRESS
Two layers
Diamond
High
High
MELFAS
Single layer
Triangle
High
Low
QUANTUM
Single layer
Triangle
Low
Medium
SYNAPTICS
Three layers
Diamond
Highest

LOGO
客户需求及主要考虑因素
•应用领域：手机、数码产品(MP4/游戏机/数码相框) 、车载用品、上网本 应用领域：手机、数码产品(MP4/游戏机/数码相框) 车载用品、 应用领域 (MP4/游戏机 •功能需求：单点/两点/多点触摸、手势侦测、防水、手写 功能需求：单点/两点/多点触摸、手势侦测、防水、 功能需求 •屏幕尺寸： 2.4"-3.5"、4.3"-7.0"、8"-12" 屏幕尺寸： 2.4" 3.5" 4.3" 7.0" 12" 屏幕尺寸 •产品结构、制作难度、生产良率及生产效率 产品结构、制作难度、 产品结构 •FPC元件区域尺寸：能容纳IC及外围元件，有足够走线空间 FPC元件区域尺寸：能容纳IC及外围元件， FPC元件区域尺寸 IC及外围元件 •IC工作电压(2.8V,3.0V,3.3V)、I2C接口电压(1.8V,2.8V,3.0V)、 IC工作电压(2.8V,3.0V,3.3V)、I2C接口电压(1.8V,2.8V,3.0V)、 IC工作电压(2.8V,3.0V,3.3V) 接口电压(1.8V,2.8V,3.0V) 功耗电流(Active,Sleep) 功耗电流(Active,Sleep) •抗RF干扰及抗LCD模块干扰 抗RF干扰及抗LCD模块干扰 干扰及抗LCD •性价比 性价比
1. Lens+PET
2. Lens+Glass

LOGO
1-2 产品的结构尺寸及公差
1-2-1 Lens+Glass
结构图示例：
Lens ITO Glass
UV GLUE/OCA Sio2 ITO/Metal ITO
Item 最小尺寸 (mm) 最小公差 (mm)
双层) 行列交叉式 - 矩阵感应单元 (双层 双层

LOGO
单层自电容

LOGO
双层自电容

LOGO
双层互电容

LOGO
三. 方案选择
客户需求及主要考虑因素 触控IC的性能参数及价格 触控IC的性能参数及价格 SENSOR图案及产品结构 SENSOR图案及产品结构
典型应用及操作示例
手指滑动时弹出QQ表情菜单
双指实现图片缩小和放大

LOGO
典型应用及操作示例
手写识别实现查询功能
弧形划动调节音量

LOGO
典型应用及操作示例
双指划动切换为横屏显示
玩游戏时进行速度和方向控制


LOGO
触摸位置中心坐标算法

LOGO
ITO图案形状 图案形状
菱形
条形
三角形
三角形

LOGO
电容SENSOR常见的两种形式 常见的两种形式 电容
单层) 独立式 - 矩阵感应单元 (单层 单层
•2007年6月:苹果推出iPhone电容式全屏多点触摸手机 2007年 2007 苹果推出iPhone电容式全屏多点触摸手机 推出iPhone --免触笔无按键全屏触摸令世人惊艳 --免触笔无按键全屏触摸令世人惊艳 --进入从单点到多点触摸的新时代 --进入从单点到多点触摸的新时代

B 6 0.2
C 1.5 0.1
D TBD 0.1
E 40 0.1
F TBD 0.1
R 0.75 0.1
说明：FPC元件区域尺寸D、F大小需要根据产品A.A区尺寸及实际选用触控IC的封装尺寸及外围元件数量而定。
LOGO 各层材料厚度及总厚度
结构
材料厚度
1 2
多点触 摸
触笔类 型
操作压 力
精确 度
校准
透明 度
表面硬 度
使用寿 命
成本
电阻式
不支持
触摸笔
需要
低
需要
低
低
短
低
电容式
支持
手指
不需要
高
不需 要
高
高
长
高

LOGO
电容式触摸屏的性能参数
各类检测 参数 线性度 灵敏度 透过率 信噪比 雾度 表面硬度 响应时间 工作电压 工作电流 睡眠电流 常规值 IC供应商 软件调试时检测 √ √ √ √ × × √ √ √ √ 样品阶段 及生产时检 测 √ × √ × × × ○ √ √ √ 可靠性 试验时检测 √ × √ × ○ √ ○ √ √ √
Three Layers
Panel Size
2.0”-3.2”
3.5”-4.3”
5”-7”
8”-10”
≥12”
MP
Developing
Planning

LOGO
二. 工作原理

LOGO
电容式触摸屏的分类
表面电容式 感应电容式 投射电容式 互电容式 自电容式
LOGO
Capacitive Touch Screen Roadmap
Date Item 2007-2008 2009 Q1 2009 Q2 2009 Q3 2009 Q4
Touch Type
Single-Touch Two-Touch
Multi-Touch
ITO Layers
Single Layer Two Layers
A 2 0.2
B 4.5 0.2
C 1.5 0.1
D TBD 0.1
E 20 0.1
F TBD 0.1
R 0.75 0.1
说明：FPC元件区域尺寸D、F大小需要根据产品A.A区尺寸及实际选用触控IC的封装尺寸及外围元件数量而定。