單層膜ITO實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸的設(shè)計(jì)方案

　1 引言

　　目前電容式觸摸屏已經(jīng)廣地應(yīng)用于彩色和黑白TFT—LCD顯示屏，具有可靠性高、耐用性好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于通訊、消費(fèi)類電子、儀器儀表等應(yīng)用領(lǐng)域。但目前電容式觸摸屏大多使用多層ITO結(jié)構(gòu)，制造工藝復(fù)雜。因此，單層ITO電容式觸摸屏，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)觸摸的電容式觸摸屏，成為電容式觸摸屏的一個研究方向。

　　本文提出了一種單層ITO結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電容式觸摸屏的設(shè)計(jì)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)單點(diǎn)／多點(diǎn)觸摸功能。

　　2  電容式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)

　　電容式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。Lens材質(zhì)是玻璃或者PMMA／PC等材料，具有較高的表面硬度以及一定的機(jī)械強(qiáng)度，用于提高觸摸屏的可靠性；Sensor一般是單層或多層ITO膜層結(jié)構(gòu)，基板為玻璃或PET材料；中間是貼合層，用于將Lens和Sensor貼合，一般為0CA光學(xué)膠膜或者UV膠進(jìn)行貼合。

圖1電容式觸摸屏結(jié)構(gòu)

　　電容式觸摸屏中Sensor的電極設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，目前流行的主要有菱形圖案、系狀圖案以及網(wǎng)狀圖案等設(shè)計(jì)，如圖2所示。其中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)必須為雙層IT0膜；條狀、菱形圖案可以制造成單層ITo膜，但需要搭橋方式連接X方向或y方向的電極。

圖2各種電極圖形

　　多層方式會降低透過率且工藝復(fù)雜。搭橋方式，因絕緣層膜厚與IT0或者金屬膜厚差別較大，容易產(chǎn)生斷裂問題。因此本文提出一種新型設(shè)計(jì)，用來改善以上情況。

　　3  單層ITO膜多點(diǎn)式觸摸設(shè)計(jì)

　　3.1 原理

　　電容式觸摸屏的工作原理是設(shè)計(jì)出一組特殊的電極走線，將“邊緣場”引到手指能夠得到的有效感應(yīng)區(qū)域，把手指放在邊緣電場的附近將增加電容式系統(tǒng)的導(dǎo)電表面積。由手指所產(chǎn)生的額外電荷積聚電容被稱為手指電容Cf。在本文中，無手指觸摸時的傳感器電容用Cp表示，它代表寄生電容。這兩個電容為觸摸屏的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。

　　根據(jù)平行板電容公式，電容量與面積成正比，因此可以設(shè)計(jì)一組三角形電極，實(shí)現(xiàn)二維方向的感應(yīng)，如圖3所示。

圖3單層電極圖形

　　其中Cn代表第九組電極的Cp。n代表電極的組數(shù)，L是電極寬，D是一組電極的高。其X坐標(biāo)的計(jì)算是通過左側(cè)通道的感應(yīng)值加和與右側(cè)通道感應(yīng)值加和的比例來計(jì)算的。y是通過同一行的左右兩通道感應(yīng)值的加和與上下行的感應(yīng)值加和的比例來計(jì)算的。具體計(jì)算方法由式（1）確定：

　　此種單層ITO設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)二維方向的坐標(biāo)識別。但是此種設(shè)計(jì)只能實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)式設(shè)計(jì)。對于兩個手指同時觸摸的情況下，在X方向則無法分辨。因此本文又提出一種改進(jìn)的圖形設(shè)計(jì)，使其能夠識別兩個手指的觸摸感應(yīng)。

　　3.2 多點(diǎn)觸摸設(shè)計(jì)

　　多點(diǎn)觸摸的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)觸摸功能的同時，也能檢測兩個手指觸摸的位置。如圖4所示，改進(jìn)后的電極設(shè)計(jì)增加多組菱形設(shè)計(jì)，使用導(dǎo)線將其引出。