透明导电膜知识培训

新业务知识教材—透明导电膜部分

一、触摸屏发展的背景 二、触摸屏的原理以及发展历程 1、触摸屏—绝对定位元件 2、触摸屏的种类以及工作原理 3、各种方式触摸屏的特点比较以及应用的领域

三、 透明导电膜的功能以及材料组成 1、 透明导电膜在触摸屏中的作用 2、 透明导电膜的材料特点

四、 透明导电膜的技术要求 1、 透明导电膜的技术要求 2、 透明导电膜的技术指标

五、透明导电膜的生产工艺 1、溅射法生产工艺介绍 2、涂布法生产工艺介绍 3、其他方法简介

六、触摸屏的发展趋势以及面临的问题 触摸屏及透明导电膜知识简介 前言

随着计算机技术的快速发展，人机界面的沟通成了计算机技术的一个热点，触摸屏凭着优秀的人机沟通方式，成为了当今发展最快的技术。 触摸屏主要应用于个人便携式信息产品（如使用手写输入技术的PC、PDA、AV等）之外，应用领域遍及信息家电、公共信息（如电子政务、银行、医院、电力等部门的业务查询等）、电子游戏、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备及工业设备等等。2009年全球触摸屏产值达43亿美元，估计2016年将成长到140亿美元，年复合成长率达18%。国内市场约占全球市场的20%，约为8.6亿美元。 第一章：触摸屏发展的背景

在人类渴求讯息实时联系与传递的欲望下，个人化电子用品未来将有爆发性的需求。然而，在机动与方便性的诉求下，个人化的电子工具通常使用在不安稳的场合，如何快速简便的使用随身的电子工具，是使用者最大期待。其中最大的障碍在于人与机器间的沟通。所以，是否具有快速简便的人机沟通接口，将是未来电子化产品最重要的功能。 如果说1964年鼠标的发明，把电脑操作带入了一个新的时代，那么触摸屏的出现，则使图形化的人机交互界面变得更为直观易用。1971年，美国人SamHurst发明了世界上第一个触摸传感器。虽然这个仪器和我们今天看到的触摸屏并不一样，却被视为触摸屏技术研发的开端。 当年，SamHurst在肯尼迪大学当教师，因为每天要处理大量的图形数据而不胜其烦，就开始琢磨怎样提高工作效率，用最简单的方法搞定这些该死的图形。他把自己的三间地下室改造成了车间，一间用来加工木材，一间制造电子元件，一间用来装配这些零件，并最终制造出了最早的触摸屏。这种最早的触摸屏被命名为“AccuTouch”，由于是手工组装，一天生产几台设备。不久，SamHurst成立了自己的公司，并和西门子公司合作，不断完善这项技术。这个时期的触摸屏技术主要被美国军方采用，直到1982年，Sam Hurst的公司在美国一次科技展会上展出了33台安装了触摸屏的电视机，平民百姓才第一次亲手“摸”到神奇的触摸屏。触摸屏早期多被装于工控计算机、POS机终端等工业或商用设备之中。2007年iPhone手机的推出，成为触控行业发展的一个里程碑。苹果公司把一部至少需要20个按键的移动电话，设计得仅需三四个键就能搞定，剩余操作则全部交由触控屏幕完成。除赋予了使用者更加直接、便捷的操作体验之外，还使手机的外形变得更加时尚轻薄，增加了人机直接互动的亲切感，引发消费者的热烈追捧，同时也开启了触摸屏向主流操控界面迈进的征程。 触摸屏的优点：人类自婴儿时期就具有碰触喜爱事物的本能，因为碰触是表达意志最简单快速的方法。所以，触控屏幕可使人与机器间以更友善直接的方式沟通，使个人电子产品的使用更加人性化。有句广告词说「科技始终来自于人性」，这的确对于触控屏幕的重要性，作了最完美的诠释。 第二章：触摸屏的原理以及发展历程

触摸屏技术自从应用于公共服务领域和个人娱乐设备，人们逐渐习惯用“摸”的方式，在电子售货机上选购商品，在卡拉OK机上点播歌曲，在银行、医院、图书馆、机场查询自己需要的信息。1991年，触摸屏正式进入中国。1996年中国自主研发的触摸自助一体机投入生产。今天我们在大街小巷看到的“数字北京信息亭”就离不开触摸屏技术，有了它，即使不会使用电脑的人也能轻易查到“我在哪里”、“我要到哪去”。 1、触摸屏—绝对定位元件 触摸屏---绝对定位元件。所谓触摸屏，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的，因此它必须通过材料科技来解决透明问题，其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不需要第二个动作，不像鼠标，是相对定位的一套系统；再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置。 2、触摸屏的种类以及工作原理 触摸屏目前主要的形式分为：电阻式触摸屏、电容式触摸屏、声波式触摸屏、红外线式触摸屏。 电阻式触摸屏的工作原理以及构造 电阻触摸屏主要是通过测量电阻的大小来实现定位的。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，在强化玻璃表面分别涂上两层ITO透明氧化金属导电层。利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时。两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化。在X 和Y 两个方向上产生信号，然后传送到触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X，Y)的位置，再根据模拟鼠标的方式运作。电阻式触摸屏不怕尘埃、水及污垢影响，能在恶劣环境下工作。但由于复合薄膜的外层采用塑胶材料，抗爆性较差，使用寿命受到一定影响。

电阻式触摸屏结果示意图：

图1 电容式触摸屏的工作原理以及构造 电容式触摸屏主要是通过人体的电流感应进行工作的，当有导电物体触碰时，就会改变触点的电容，从而可以探测出触摸的位置。电容式触摸屏对于戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为增加了更为绝缘的介质。电容触摸屏能很好地感应轻微及快速触摸、防刮擦、不怕尘埃、水及污垢影响，适合恶劣环境下使用。但由于电容随温度、湿度或环境电场的不同而变化，故其稳定性较差，分辨率低，易漂移。 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 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，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/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。而且为了检测到手指触摸，ITO 模块的面积应该比手指面积小。 电容式触摸屏示意图

图2 表面声波式触摸屏的工作原理以及构造 表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏的角上装有超声波换能器。能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长，透光率高，能保持清晰透亮的图像质量，最适合公共场所使用。但尘埃、水及污垢会严重影响其性能，需要经常维护，保持屏面的光洁。 表面声波式触摸屏输入是一种最新颖的触摸输入技术。该触摸屏是由传送换能器、接收换能器、反射板及控制器所组成。它不采用膜层结构，而是采用廉价的压电陶瓷换能器。该换能器在屏面上看不见，但能发送耳朵听不到的表面声波（见图）。位于触摸输入屏四周的反射阵列对表面声波进行空间取样，再次向多路平行路径反射。位于各发送器对面的反射声波检测阵列合成每束反射声波，变成连续的反射声波，变成连续的反射声波交替地对水平和垂直方向进行扫描。手指一触摸到触摸输入屏某个部位，该部位的表面波强度便能与触摸压力成正比地衰减。 表面声波式触摸屏示意图

图3 红外线式触摸屏的工作原理以及构造 红外线式触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器，可以在各档次的计算机上应用。 红外线式触摸屏示意图 图4 3、各种方式触摸屏的特点比较以及应用的领域： 线性度 精确度 可测尺寸 透明度 耐用性 多点触摸 适用的环境 红外 ★★★★★ ★★★ ★★★★★ ★★★★★ ★★★ 不支持 适用于恶劣环境 表面声波 ★★★ ★★★ ★★ ★★★ ★★★★★ 不支持 公共场所，需维护 表面电容 ★★ ★★ ★★ ★★★★★ ★★★★★ 不支持 适用于恶劣环境，但稳定性较差 电阻 ★★★★ ★★★★ ★★★★ ★★ ★ 不支持 适用于恶劣环境 感应电★★★★★★★★★ ★★★★★★支持 适用于