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触摸未来:投射电容式触摸屏引领新市场
来源:LCD液晶屏行业资讯网         添加时间:2018/12/19
触摸未来:投射电容式触摸屏引领新市场-LCD液晶屏行业资讯网

触摸屏主要有两种类型的采用电容传感作为主要输入方法:表面式电容和投射式电容。表面电容触摸屏采用一层铟锡氧化物(ITO),外围至少有四个电极。当一个接地的物体靠近时,例如手指,这些电极能够感应表面电容的变化。3M微触公司(3MMicro—Touch)作为该技术的最主要供应商之一,这种方法很长一段时间被用在信息亭触摸屏上。

但是表面电容式触摸屏有一些局限性,它只能识别一个手指或者一次触摸。另外,考虑到电极的尺寸,对于小尺寸屏幕(如那些用在手持式平台上的屏幕)是不切实际的。


传感器利用触摸屏电极发射出的静电场线称为投射电容式触摸屏。一般用于投射电容传感技术的电容类型有两种:自我电容和交互电容。


自我电容又称绝对电容,是最广为采用的一种方法。它把被感觉的物体作为电容的另一个极板。该物体在传感电极和被传感电极之间感应出电荷,从而被感觉到。所测量的电荷存储在结果电容耦合中。图2表示了上述原则是如何工作的。

交互电容又叫做跨越电容,它是通过相邻电极的耦合产生的电容。当被感觉物体靠近从一个电极到另一个电极的电场线时,交互电容的改变被感觉到,从而报告出位置。在汽车应用中交互电容传感器作为传导性传感器被广泛用作汽油调节。


数百万种自我电容方法在人们日常生活的位置传感中被采用。例如当今的笔记本电脑上触摸输入板到处存在。最典型的笔记本电脑触摸输入板采用X×Y的传感电极阵列形成一个传感格子。当手指靠近触摸输入板时,在手指和传感电极之间产生~个小量电荷。采用特定的运算法则处理来自行、列传感器的信号来确定被传感物体(此处指的就是手指)的位置。


在上述两种类型的投射电容式传感器中,传感电容可以按照一定方法设计,以便在任何给定时间内都可以探测到触摸,该触摸不仅局限于一根手指,也可以是多根手指。


不透明投射电容式传感器可以用在很多设备上,如触摸输入板和投射电容式触摸屏,其操作的基本原理是一样的。其不同之处在于传感器电极的材料、传感器衬底、制造方法,以及方法堆栈中的很多问题。触摸输入板可以用不透明材料制造,如采用金属或者传领域的碳基电极。投射电容式触摸屏,必须是透明的,因此,经常用与基于电阻式触摸屏的透明导体相同的材料来制造。


但是,与电阻式触摸屏不同,投射电容式触摸屏不需要层与层之间的空气间隔,或者不需要令任何层变形,因此,传感器可以采用坚硬的玻璃或者塑料衬底。投射电容式和电阻式触摸屏构造的关键不同之处是有关ITO的要求,投射电容式触摸屏的ITO是作为后一层定型在前一层上,而不是像电阻式触摸屏一样采用连续的膜淀积。虽然增加了工艺复杂程度,但是考虑到采用投射电容式触摸屏的好处,还是非常值得的。

在玻璃和塑料衬底的选择上并没有明显区别。都可以层积在塑料或者玻璃镜头(屏幕保护)上,这些取决于原始设备制造商的产品设计。玻璃相对厚点、重点、贵点,但是整体坚硬些,可以潜在地降低设备其余地方的成本。玻璃比塑料的透射系数高,尽管两种材料都比同尺寸的电阻式触摸屏高。塑料传感器相对薄些,并且比较容易层压在产品镜头上(因为把柔性材料层压在硬性材料层上比层压两层硬性材料容易些)。既然制造方法类似,玻璃和塑料衬底都可以用来制造自我电容触摸屏和交互电容触摸屏。


大部分传感器供应商采用连续同一批溅射工艺在衬底上刻蚀lT0图形。


3M微触摸公司于2007年宣布了卷对卷制造投射电容传感器的可能性。过去,虽然刻蚀这种图形的技术已非常成熟,但是会引起触摸屏表面的反射系数有所不同,当光线划过表面时会造成图形可见。最近获得的反射系数更加匹配,而且传感器图形几乎不可见。


表面电容式触摸屏在小尺寸生产时具有实际的局限性,而投射电容式触摸屏在大尺寸时具有局限性。


传感器电极必须离得足够近,这样手指可以影响至少两个电极的电场线从而确定手指的位置。同样地,伴随着屏幕尺寸的增大传感器电极的数目也需要按照相应的几何比增大。随着投射电容式触摸屏尺寸的增大,需要发送回控制器的传感器电极的数目会迅速增加,同样迫使传感器的非活动边框扩大。有一些窍门可以制造大尺寸投射电容式触摸屏,但是这些设计到目前为止并没有在真实产品中得到验证。

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