电容式触控技术解析-ITO篇
触摸屏ITO培训资料
触摸屏ITO培训资料一、ITO 简介ITO（Indium Tin Oxide），即氧化铟锡，是一种具有良好导电性和透光性的材料，广泛应用于触摸屏领域。
触摸屏作为一种直观、便捷的人机交互界面，已经成为电子设备中不可或缺的一部分。
ITO 薄膜在触摸屏中起着关键作用，它能够实现触摸信号的检测和传输。
二、ITO 薄膜的制备方法1、磁控溅射法这是目前制备 ITO 薄膜最常用的方法之一。
在高真空环境中，通过磁场控制带电粒子的运动，使铟锡靶材的原子溅射到基板上形成薄膜。
该方法具有沉积速率高、薄膜质量好、成分均匀等优点。
2、真空蒸发法将铟锡合金加热至蒸发温度，使其原子或分子气化后沉积在基板上。
这种方法设备相对简单，但薄膜的均匀性和附着力可能不如磁控溅射法。
3、溶胶凝胶法通过将金属醇盐或无机盐溶解在溶剂中形成溶胶，然后经过凝胶化、干燥和热处理得到薄膜。
该方法成本较低，但制备过程较为复杂，薄膜的性能也相对较难控制。
三、ITO 薄膜的性能参数1、电阻率ITO 薄膜的电阻率直接影响触摸屏的响应速度和灵敏度。
一般来说，电阻率越低，触摸屏的性能越好。
2、透光率良好的透光率是保证触摸屏显示效果清晰的重要因素。
通常要求ITO 薄膜在可见光范围内的透光率达到 85%以上。
3、表面粗糙度薄膜的表面粗糙度会影响其与其他层的接触性能和光学性能。
较小的表面粗糙度有助于提高触摸屏的可靠性和显示质量。
四、ITO 在触摸屏中的工作原理触摸屏主要分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏，ITO 在这两种触摸屏中的工作原理有所不同。
1、电阻式触摸屏由上下两层 ITO 薄膜组成，中间隔着微小的隔离点。
当触摸屏幕时，上下两层薄膜接触，电流通过接触点，从而检测到触摸位置。
2、电容式触摸屏分为表面电容式和投射电容式。
表面电容式触摸屏是在玻璃表面涂覆一层 ITO 导电层，当手指触摸屏幕时，会引起电容变化，从而检测触摸位置。
投射电容式触摸屏则是在玻璃基板上形成横竖交叉的 ITO 电极阵列，通过检测电极间电容的变化来确定触摸位置。
电容式触摸屏技术介绍
8”-10”
≥12”
Multi-Touch
二. 工作原理
电容式触摸屏的分类
感应电容式
表面电容式
投射电容式
自电容式
互电容式
平行板电容器
两个带电的导体相互靠近会形成电容
平行板电容的原理
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
平行板电容的定义
Item
A
B
C
D
E
F
R
最小尺寸(mm)
2
4.5
1.5
TBD
20
TBD
0.75
最小公差(mm)
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
1-2-1 Lens+Glass
Lens
ITO Glass
经过第一部分的介绍可以知道，电容触摸屏必须分布横向和纵向透明带电导体(ITO)才能实现感应，我们根据ITO衬底的不同分为以下两种结构：
3
Sliver1/ITO Film 1 /OCA 2
0.06
4
Sliver2/ITO Film 2/OCA 3
0.06
5
Sliver2/ITO Film 3
0.125
Total Thickness
1.17+/-0.1mm
五. 信息沟通
开发前期的信息沟通
为了确保项目评估、报价、开发设计、软件调试、样品制作及后期量产等工作准确、高效、顺利地进行，需认真对“电容式式TP产品定制表”中各项信息进行全面准确地沟通。
主要IC方案性能价格比较
IC Vender
Structure
ITO在电容式触摸屏中的应用
53
网印工业
Screen Printing Industry
elated
2014.9
R
ITO在电容式触摸屏中的应用
ITO导电膜是指采用磁控溅射的方法（ITO薄膜的制备方法有蒸发、溅射、反应离子镀、化学气相沉积、热解喷涂等，但使用最多的是反应磁控溅射法），在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡（ITO）导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。
日本积水（铃寅）ITO有着尖端品质，高透光性、电阻值稳定、蚀刻痕效果处理优异。
三层结构
普通三层特性
透光率＞87%成本较高量产难易程度较难抗干扰能力强厚度0.35mm 功能点击、手势、划线
精度级别
高
高透三层特性
透光率＞89%成本高量产难易程度难抗干扰能力强厚度0.5mm 功能点击、手势、划线
精度级别
高
三和国际触控屏事业部
网印工业54
Screen Printing Industry
elated
2014.9
R
两层结构
普通两层特性
透光率＞90%成本较低量产难易程度容易抗干扰能力较弱厚度0.3mm 功能点击、手势、划线
精度级别
高
单层结构
单层结构特性
透光率＞92%成本低量产难易程度容易抗干扰能力
较弱厚度
0.25mm
功能点击、（手写辨识开发完成）
精度级别
低
性能对比
成本
透光率抗干扰组合难度功能精度普通三层较高＞87%强较难点击、手写辨识高高透三层高＞89%强较难点击、手写辨识高普通两层较低＞90% 较弱较容易点击、手写辨识高普通单层
低
＞92%
较弱
容易
点击、手写辨识
低。
基于单层ITO多点电容触摸屏的设计分析
基于单层ITO多点电容触摸屏的设计分析摘要：随着科学技术的发展，我国的人机互动技术水平得到了快速提高，使得电容触摸屏具有多点触摸的性能，能有效提高互动效果，给人们的生产和生活带来了很大的便利。
近些年来，国内外学者开始将单层ITO应用在多点电容触摸屏设计上，有利于拓展产品的功能、性能，具有良好的应用价值。
因此，本文基于单层ITO技术进行了分析，探究该技术在多点电容触摸屏设计上的应用，并提出了有效的建议，以期为相关人员提供有益的参考。
关键词：单层ITO；电容触摸屏；设计优势引言：在科学技术的带动下，平板电脑、智能手机等领域获得了良好的发展，使得社会各界开始关注电容触摸屏市场，以期通过技术改进来提高屏幕质感和操作手感。
近些年来，人们对电容触摸屏有了更深的认识，对产品质量也有了更高的要求。
企业在设计生产产品时，应在保障质量的前提下控制成本，实现企业的综合效益。
而单层ITO技术的实现，能满足多方需求，成为了当前主要的研究方向。
1.浅析单层ITO多点电容触摸屏设计现状1.1结构特点所谓的单层ITO结构是指只有一层ITO结构，将其设计成电极端，与传统的X/Y矩阵有明显的区别，也与SITO技术有明显的区别。
因此，单层ITO多点电容触摸屏是以Sensor技术为基础的，并可在X、Y的坐标方向进行改变，以形成不同的图案，如条状、菱形等。
1.2设计优势目前，我国在设计电容触摸屏时，使用了GLASS和FILM这两个结构，由于这两个结构的功能、性能等存在一定的差异性，其应用优势也存在明显的不同。
例如，对于GLASS结构来说，应用ITO技术在制程方面拥有良好的优势，主要是因为SITO技术会增加电容触摸屏断裂的不良几率，而DITO技术则可以减少ITO涂胶、曝光等流程，整体提高程序的性能。
但对于FILM结构来说，ITO的应用优势更为明显，表现在设计成本、结构性能、制程设计、结构优势这几个方面[1]。
2.探究单层ITO多点电容触摸屏设计方案2.1设计原理当对触摸屏进行设计时，需要重点对电极线进行设计，确保各个边缘处都有电极线分布。
ITO触摸屏原理及基础知识
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。
触摸屏在我们身边已经随处可见了，在PDA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PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下降到150度以下，这会导致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，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。
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ITO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它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。
电容屏ITO设计规则说明
内部公开
2.4 请保持 ITO 菱形的完整性，如屏整体尺寸不能保证整数个菱形， 可以参照如图 6 设计。
图6 2.5 保持走线和 ITO 的距离，以避免寄生电容。在支持多指检测时， 注意 X 和 Y 方向的走线隔离；可以在 X 和 Y 走线间加屏蔽线
图7
第三页
内部公开
ITO 设计规则
2.6 在 FPC 上，每个电极走线的相对地线网格的位置应该相同，以保 证相邻电极走线的对称，避免引入对地电容的误差
第四页
ITO 设计规则
内部公开
一、ITO 设计规则简述
为 ICN8201/ICN8202 触摸感应芯片应用提高触摸性能，ITO 需要 遵循特定规则来设计。
方案采用了单层 ITO 菱形结构，当手指接触到触摸屏面板时,在手 指、面板和 ITO 层之间就形成了一个电容。
二、ITO 规则
2.1 ITO 电极间距不能超过 6mm，如图 1 如果过大，触摸手指和相邻 电极的电容太小，不能检测手指移动；推荐间距为 5mm，如图 2。
MCU
ICN8201
覆铜区域
图 8 FPC 布局示意图
********************************************************************************
Add：北京市海淀区北三环中路 31 号 4 号楼 13 层 1304—1306 Tel：+86-10-82004128 Fax：+86-10-82004126
>6mm
5mm
图1
第一页
图2
内部公开
ITO 设计规则
2.2 不要试图在 FPC 或 PCB 板上调整感应管脚走线顺序，这样会使走 线不对称，ICN8201 可以通过软件调整管脚顺序。
电容式触摸屏及其ITO玻璃
電容式:電容式觸控面板是利用透明電極與人體之間的靜電結合所產生之電容變化,從觸控位置所產生之誘導電流來檢測其座標。
1.表面電容式:其感應原理是以電壓作用在螢幕感應區的四個角落並形成一固定電場,當手指碰觸螢幕時,可令電場引發電流,藉由控制器測定,依電流距四個角落比例的不同,即可計算出接觸位置。
表面電容式觸控面板耐用性佳,適用於工業用及戶外等環境。
2.投射電容式:投射電容式觸控面板為iPhone所使用之架構,特點為可應用多點式觸控,缺點是解析度低,無法支援手寫辨識。
1.T08雙層投射式電容o正面SiO2厚度:>20nm,typical23nm o正面ITO厚度:15±5nmo背面SiO2厚度:>20nm,typical23nm o背面ITO厚度:15±5nmo電阻:100~155ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>86%,typical87%2.T09雙層投射式電容o正面SiO2厚度:>20nm,typical23nm o正面ITO厚度:15±5nmo背面SiO2厚度:>20nm,typical23nmo背面ITO厚度:15±5nmo電阻:300±50ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>87%,typical88%3.T10單層投射式電容o SiO2厚度:>20nm,typical23nmo ITO厚度:15±5nmo電阻:100~155ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>88%,typical89%4.T11單層投射式電容o SiO2厚度:>20nm,typical23nmo ITO厚度:15±5nmo電阻:300±50ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>89%,typical90%玻璃基板1.鈉玻璃o厚度:0.4mm,0.5mm,0.55mm,0.7mm,1.1mm,1.6mm,1.8mm,2.8mmo尺寸:300x400~550x650mmo導角:視別角o磨邊:圓邊2.化學強化玻璃o厚度:0.4mm,0.5mm,0.55mm,0.7mm,1.1mm,1.6mm,1.8mm,2.5mm o尺寸:300x400~550x650mmo導角:視別角o磨邊:圓邊3.抗眩玻璃o厚度:1.9mm,2.9mmo尺寸:300x400~550x650mmo導角:視別角o磨邊:圓邊ITO信賴性測試Chemical&physical testItem Standard Inspection method Others1Chemical resistance in NaOH Change of sheetresistance£10%and change inTreatment in sodiumhydroxide conc.5%at55±1oC for30min.withSampling:each Lot1pcappearance visiblewith unaidedunder normalilluminationultrasonic agitation.2Adhesive tape test No peel off According to MIL-M-13508 4.4.6.,to check appearance bymicroscope under normalilluminationSampling:each MO.See Note23Rubber test No peel off According to MIL C-675-C4.5.10,rubber according toMIL E-12397-B.Check appearance withmicroscope Sampling:each MO. See Note34Humidity Stability £10%Measure the resistance (Before,treatment in60+/-2oC and90+/-5%RH(thermal chamberC-Sun/HMO-2,for24hours.Measure theresistance after environmenttest(by4-point probe.ΔR(%=((Rafter–Before/Beforex100%Sampling:each MO.5Temperature stability(change of resistance≦±15% Uniformity≦±10%Change of sheet resistanceafter a temperature cycleAfter cycleat160OC,30min.6Effective area The effective area(critical areais defined as the total substrate area less a10mm border.7Guarantee To guarantee all properties for all ITO glass(not AQL guarantee.Merckwill not take any responsibility regarding any compensation exceeding thevalue of our products.电容式触摸屏用ITO玻璃(14*16*0.7产品简介»尺寸:14*16*0.7电阻:150欧姆或400±50透过率:90%、94%、97%。
电容式触屏传感器原理【精品-ppt】
,
一维电容触摸屏的坐标定位原理
Sub Title
根据这个理论计算模型，式（2.5）可以写成： 由
和工作边界的格林函数:
当t趋于无穷时，可得：
可得 y 方向的坐标定位方程：
,
二维电容触摸屏的坐标定位算法
Sub Title
,
二维电容触摸屏的坐标定位算法
Sub Title
,
五、线性度的计算方法
评价触摸屏的性能好坏的指标参量有：光透过率、分辨率、 Sub Title 响应时间、使用寿命、线性度。对于电容触摸屏来说，存在的 最大问题就是触摸的位置误差较大。因此，线性度是电容触摸 屏的一项重要的性能指标。
,
二、电容触摸屏的电场计算
等效微元模型
分别是x正方向、x负方向、y正 方向、y负方向、z方向的电流面密度，n是触摸点单 Sub Title 位时间单位面积的电子数目,q是电子的电量
根据总的电荷守恒建立方程：
对上式求微商： 由电容触摸面板的结构及 工作条件可知： 联立以上关系式可得： 求解这个方程，我们就知道电容触摸屏的电场分布规律.
Sub Title
一维电容触摸屏
二维电容触摸屏
,
一维电容触摸屏
Sub Title
一维电容触摸屏等 效电路的小单元
,
一维电容触摸屏
Sub Title
,
二维电容触摸屏
这个方程与式（2.5）的 二维电容触摸稳定 时的形式是一致的。 式（3.1）和式（3.5）都是分析触摸稳定的 情况的特解。
Sub Title
,
六、电容触摸屏传感器的应用
研制背景： 在 20 世纪 70 年代，美国科学家研制了一种方便控制的 智能化瞄准调节器，该调节器能够通过手指触摸调节显示器 屏幕来控制其视野中的十字坐标位置。其采用电阻触控技术 ，标志着最早的电阻触控技术的诞生，主要应用于军事和高 新技术领域。 直到 20 世纪 80 年代，该技术开始转移到民用方面，其 应用的领域得到迅速发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电容式触控技术解析
第三章LAYOUT 分析
3.1 什么是ITO
ITO 是Indium Tin Oxides的缩写，中文意为：氧化铟锡，是一种N型氧化物半导体。
ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，主要的性能指标是电阻率和光透过率。
下面介绍一些关于ITO的分类：
3.1.1 ITO GLASS
ITO GLASS，是通过ITO导电膜玻璃生产线,在无尘的生产环境中,利用平面磁控技术,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的.
下面介绍一下关于ITO GLASS的分类：
（1）.按阻抗分类
分为高电阻玻璃（电阻在150~500奥姆）、普通玻璃（电阻在60~150奥姆）、
低电阻玻璃（电阻小于60奥姆）。
高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕
制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。
（2）.按尺寸分类
分为14”x14”、14”x16”、20”x24”等规格
（3）. 按厚度分类
分为2.0mm、1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm、0.3mm等规格，厚度在0.5mm以下的主要用于STN液晶显示器产品。
（4）. 按平整度分类
分为抛光玻璃和普通玻璃。
3.1.2 ITO FILM
ITO FILM 是指有硬涂层处理的PET胶片，是由PET和经过UV处理的耐化学试剂硬涂层组成。
常用的ITO FILM按层数分类，一般分为单层，两层和三层。
ITO FILM与ITO GLASS在实际的生产过程中是有区别的，ITO在正式上生产线之前，需要进行一道调质处理程序，即所谓的ITO FILM 老化程序。
3.1.3 ITO 镀膜方式
（1）真空蒸渡
是指在真空状态（约0.01pa以下压力）下，加热金属，氧化物，硫化物等使之挥发气化，从而在载体上形成薄膜层的技术。
真空蒸渡方式的分类：（1）电阻加热
（2）高频感应加热
（3）电子束加热
（2）溅镀
是指在真空状态下发生电离子化的高能粒子装机靶材，从而使构成靶材的成分作为粒子溅出并附着于薄膜表面的加工工艺。
溅镀成膜的方式分类：（1）DC磁控管
（2）MC磁控管
（3）凝胶法（So——Gel）
是指现将ITO成分的粉末以液态之分散剂的形式均匀的悬浮于液体之中，再以旋镀（Spinning Coating）或者锓镀（Dipping Coating）的方式在载体表面形成一层液态薄膜，走后再以高温将液体蒸发，并将ITO粉末烧成质密薄膜状。
3.1.5 ITO的结构
1. 薄膜对薄膜结构
2. 薄膜对玻璃结构
P2_1
P2_2
P2_3 3. 薄膜对薄膜含承托结构
4. 电容式结构
3.1.6 ITO的制程
ITO FILM与ITO GLASS中ITO材质，银浆线材质，加工工艺
1. FILM的生产流程
FILM——开料——缩水——印耐酸——绝缘——粘胶——依规格书印刷2. GLASS的生产流程
GLASS——清洗——印耐酸——印引银胶——绝缘点——粘胶——依规
格书印刷
3.1.7 搭配ITO玻璃与搭配FILM的不同点
由于电容屏很容易受到终端系统内各种电磁辐射的干扰，所以，要做到平稳的rowdata值和流畅的画线效果，就会对IC的处理速度和抗干扰性方面有着很高的要求。
3.2单层布线
3.3双层布线
3.4 ITO布线的注意事项
3.4.1 蛇形走线，保持扫描线周围环境相等
3.4.2 所有的导线在一边连接（即单边走线）
3.4.3 保证每个pitch不超过6mm，理想值为5mm
3.4.4 保证pattern之间的宽度与间距相等
3.4.5 走向轨迹与dummy先匹配
3.4.6 在x扫描线与y扫面线之间进行隔离
3.4.7 Trace & Shielding 不少于4mm
3.4.8 ITO布线举例。