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電容觸摸顯示屏的基本構造和工作原理

文章出處:微而盛科技 | 作者:微而盛科技 | 日期:2021-01-08

 我們來講解一下關于電容式觸摸屏的基本結構問題和它的工作原理,理解電容觸摸顯示屏的一個工作狀態是什么樣子的?下面我們來進行分析:




       電容式觸摸屏的基本結構是:基板為一個單層有機玻璃,在有機玻璃的內外表面分別均勻的鍛上一層透明導電薄膜,分別在外表面的透明導電薄膜的四個角上錐上一個狹長的電極。其工作原理是:當手指觸摸電容式觸摸屏時,在工作面接通高頻信號,此時手指與觸摸屏工作面形成一個耦合電容,這相當于導體,因為工作面上有高頻信號,手指觸摸時在觸摸點吸走一個小電流,這個小電流分別從觸摸屏的四個角上的電極流出,流經四個電極的電流與手指到四角的直線距離成比例,控制器通過對四個電流比例的計算,即可得出接觸點坐標值。




  電容式觸控屏可以簡單地看成是由四層復合屏構成的屏體:首先外層是玻璃保護層,接著是導電層,第三層是不導電的玻璃屏,后面的第四層也是導電層。內導電層是屏蔽層,起到屏蔽內部電氣信號的作用,中間的導電層是整個觸控屏的關鍵部分,四個角或四條邊上有直接的引線,負責觸控點位置的檢測。




  其中上面的覆蓋層是鋼化玻璃或者聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PET 的優勢在于觸摸屏可以做到更薄,另一方面也比現有的塑料和玻璃材質更加便宜。絕緣層是玻璃(0.4~1mm) 、有機薄膜(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 的工藝三維結構對電容式觸摸屏的影響很大,它直接關系到觸摸屏的 2 個重要電容參數:感應電容(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)。




  電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃,雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器,同時透光率更高,也能更好地支持多點觸控。




  電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極,在導電體內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時,由于人體電場,手指與導體層間會形成一個耦合電容,四邊電極發出的電流會流向觸點,而電流強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計算電流的比例及強弱,準確算出觸摸點的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導體及感應器,更有效地防止外在環境因素對觸摸屏造成影響,屏幕沾有污穢、塵埃或油漬,電容式觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。




  由于電容隨接觸面積、介質的介電的不同而變化,故其穩定性較差,往往會產生漂移現象。該種觸摸屏適用于系統開發的調試階段。




  電容式觸摸屏的原理


  電容式觸摸屏技術是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ITO,外層是一薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極,內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。 當手指觸摸在金屬層上時,由于人體電場,用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容,對于高頻電流來說,電容是直接導體,于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出,并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過對這四個電流比例的精確計算,得出觸摸點的位置。


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