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電容觸摸顯示屏的基本構(gòu)造和工作原理

文章出處:微而盛科技 | 作者:微而盛科技 | 日期:2021-01-08

 我們來講解一下關(guān)于電容式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)問題和它的工作原理,理解電容觸摸顯示屏的一個(gè)工作狀態(tài)是什么樣子的?下面我們來進(jìn)行分析:




       電容式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)是:基板為一個(gè)單層有機(jī)玻璃,在有機(jī)玻璃的內(nèi)外表面分別均勻的鍛上一層透明導(dǎo)電薄膜,分別在外表面的透明導(dǎo)電薄膜的四個(gè)角上錐上一個(gè)狹長(zhǎng)的電極。其工作原理是:當(dāng)手指觸摸電容式觸摸屏?xí)r,在工作面接通高頻信號(hào),此時(shí)手指與觸摸屏工作面形成一個(gè)耦合電容,這相當(dāng)于導(dǎo)體,因?yàn)楣ぷ髅嫔嫌懈哳l信號(hào),手指觸摸時(shí)在觸摸點(diǎn)吸走一個(gè)小電流,這個(gè)小電流分別從觸摸屏的四個(gè)角上的電極流出,流經(jīng)四個(gè)電極的電流與手指到四角的直線距離成比例,控制器通過對(duì)四個(gè)電流比例的計(jì)算,即可得出接觸點(diǎn)坐標(biāo)值。




  電容式觸控屏可以簡(jiǎn)單地看成是由四層復(fù)合屏構(gòu)成的屏體:首先外層是玻璃保護(hù)層,接著是導(dǎo)電層,第三層是不導(dǎo)電的玻璃屏,后面的第四層也是導(dǎo)電層。內(nèi)導(dǎo)電層是屏蔽層,起到屏蔽內(nèi)部電氣信號(hào)的作用,中間的導(dǎo)電層是整個(gè)觸控屏的關(guān)鍵部分,四個(gè)角或四條邊上有直接的引線,負(fù)責(zé)觸控點(diǎn)位置的檢測(cè)。




  其中上面的覆蓋層是鋼化玻璃或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PET 的優(yōu)勢(shì)在于觸摸屏可以做到更薄,另一方面也比現(xiàn)有的塑料和玻璃材質(zhì)更加便宜。絕緣層是玻璃(0.4~1mm) 、有機(jī)薄膜(10~100um)、粘合劑、空氣層。其中重要的一層是氧化銦錫(ITO)層,ITO 的典型厚度 50~100nm, 其方塊電阻大約 100~300歐姆范圍。ITO 的工藝三維結(jié)構(gòu)對(duì)電容式觸摸屏的影響很大,它直接關(guān)系到觸摸屏的 2 個(gè)重要電容參數(shù):感應(yīng)電容(手指與上層 ITO)和寄生電容(上下層 ITO 之間,下層 ITO 與顯示屏幕之間)。




  電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器,同時(shí)透光率更高,也能更好地支持多點(diǎn)觸控。




  電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極,在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。在觸摸屏幕時(shí),由于人體電場(chǎng),手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容,四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn),而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成反比,位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱,準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器,更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響,屏幕沾有污穢、塵埃或油漬,電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。




  由于電容隨接觸面積、介質(zhì)的介電的不同而變化,故其穩(wěn)定性較差,往往會(huì)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。該種觸摸屏適用于系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試階段。




  電容式觸摸屏的原理


  電容式觸摸屏技術(shù)是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層,夾層ITO涂層作為工作面,四個(gè)角上引出四個(gè)電極,內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。 當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí),由于人體電場(chǎng),用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容,對(duì)于高頻電流來說,電容是直接導(dǎo)體,于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置。


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