电容式触控技术解析-ITO篇

触摸屏ITO培训资料一、ITO 简介ITO（Indium Tin Oxide），即氧化铟锡，是一种具有良好导电性和透光性的材料，广泛应用于触摸屏领域。

触摸屏作为一种直观、便捷的人机交互界面，已经成为电子设备中不可或缺的一部分。

ITO 薄膜在触摸屏中起着关键作用，它能够实现触摸信号的检测和传输。

二、ITO 薄膜的制备方法1、磁控溅射法这是目前制备 ITO 薄膜最常用的方法之一。

在高真空环境中，通过磁场控制带电粒子的运动，使铟锡靶材的原子溅射到基板上形成薄膜。

该方法具有沉积速率高、薄膜质量好、成分均匀等优点。

2、真空蒸发法将铟锡合金加热至蒸发温度，使其原子或分子气化后沉积在基板上。

这种方法设备相对简单，但薄膜的均匀性和附着力可能不如磁控溅射法。

3、溶胶凝胶法通过将金属醇盐或无机盐溶解在溶剂中形成溶胶，然后经过凝胶化、干燥和热处理得到薄膜。

该方法成本较低，但制备过程较为复杂，薄膜的性能也相对较难控制。

三、ITO 薄膜的性能参数1、电阻率ITO 薄膜的电阻率直接影响触摸屏的响应速度和灵敏度。

一般来说，电阻率越低，触摸屏的性能越好。

2、透光率良好的透光率是保证触摸屏显示效果清晰的重要因素。

通常要求ITO 薄膜在可见光范围内的透光率达到 85%以上。

3、表面粗糙度薄膜的表面粗糙度会影响其与其他层的接触性能和光学性能。

较小的表面粗糙度有助于提高触摸屏的可靠性和显示质量。

四、ITO 在触摸屏中的工作原理触摸屏主要分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏，ITO 在这两种触摸屏中的工作原理有所不同。

1、电阻式触摸屏由上下两层 ITO 薄膜组成，中间隔着微小的隔离点。

当触摸屏幕时，上下两层薄膜接触，电流通过接触点，从而检测到触摸位置。

2、电容式触摸屏分为表面电容式和投射电容式。

表面电容式触摸屏是在玻璃表面涂覆一层 ITO 导电层，当手指触摸屏幕时，会引起电容变化，从而检测触摸位置。

投射电容式触摸屏则是在玻璃基板上形成横竖交叉的 ITO 电极阵列，通过检测电极间电容的变化来确定触摸位置。

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网印工业
Screen Printing Industry
elated
2014.9
R
ITO在电容式触摸屏中的应用
ITO导电膜是指采用磁控溅射的方法（ITO薄膜的制备方法有蒸发、溅射、反应离子镀、化学气相沉积、热解喷涂等，但使用最多的是反应磁控溅射法），在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡（ITO）导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。

日本积水（铃寅）ITO有着尖端品质，高透光性、电阻值稳定、蚀刻痕效果处理优异。

三层结构
普通三层特性
透光率＞87%成本较高量产难易程度较难抗干扰能力强厚度0.35mm 功能点击、手势、划线
精度级别
高
高透三层特性
透光率＞89%成本高量产难易程度难抗干扰能力强厚度0.5mm 功能点击、手势、划线
精度级别
高
三和国际触控屏事业部
网印工业54
Screen Printing Industry
elated
2014.9
R
两层结构
普通两层特性
透光率＞90%成本较低量产难易程度容易抗干扰能力较弱厚度0.3mm 功能点击、手势、划线
精度级别
高
单层结构
单层结构特性
透光率＞92%成本低量产难易程度容易抗干扰能力
较弱厚度
0.25mm
功能点击、（手写辨识开发完成）
精度级别
低
性能对比
成本
透光率抗干扰组合难度功能精度普通三层较高＞87%强较难点击、手写辨识高高透三层高＞89%强较难点击、手写辨识高普通两层较低＞90% 较弱较容易点击、手写辨识高普通单层
低
＞92%
较弱
容易
点击、手写辨识
低。

基于单层ITO多点电容触摸屏的设计分析摘要：随着科学技术的发展，我国的人机互动技术水平得到了快速提高，使得电容触摸屏具有多点触摸的性能，能有效提高互动效果，给人们的生产和生活带来了很大的便利。

近些年来，国内外学者开始将单层ITO应用在多点电容触摸屏设计上，有利于拓展产品的功能、性能，具有良好的应用价值。

因此，本文基于单层ITO技术进行了分析，探究该技术在多点电容触摸屏设计上的应用，并提出了有效的建议，以期为相关人员提供有益的参考。

关键词：单层ITO；电容触摸屏；设计优势引言：在科学技术的带动下，平板电脑、智能手机等领域获得了良好的发展，使得社会各界开始关注电容触摸屏市场，以期通过技术改进来提高屏幕质感和操作手感。

近些年来，人们对电容触摸屏有了更深的认识，对产品质量也有了更高的要求。

企业在设计生产产品时，应在保障质量的前提下控制成本，实现企业的综合效益。

而单层ITO技术的实现，能满足多方需求，成为了当前主要的研究方向。

1.浅析单层ITO多点电容触摸屏设计现状1.1结构特点所谓的单层ITO结构是指只有一层ITO结构，将其设计成电极端，与传统的X/Y矩阵有明显的区别，也与SITO技术有明显的区别。

因此，单层ITO多点电容触摸屏是以Sensor技术为基础的，并可在X、Y的坐标方向进行改变，以形成不同的图案，如条状、菱形等。

1.2设计优势目前，我国在设计电容触摸屏时，使用了GLASS和FILM这两个结构，由于这两个结构的功能、性能等存在一定的差异性，其应用优势也存在明显的不同。

例如，对于GLASS结构来说，应用ITO技术在制程方面拥有良好的优势，主要是因为SITO技术会增加电容触摸屏断裂的不良几率，而DITO技术则可以减少ITO涂胶、曝光等流程，整体提高程序的性能。

但对于FILM结构来说，ITO的应用优势更为明显，表现在设计成本、结构性能、制程设计、结构优势这几个方面[1]。

2.探究单层ITO多点电容触摸屏设计方案2.1设计原理当对触摸屏进行设计时，需要重点对电极线进行设计，确保各个边缘处都有电极线分布。

ITO触摸屏原理及基础知识2008-08-01 22:41目前主要有几种类型的触摸屏，它们分别是：电阻式（双层），表面电容式和感应电容式，表面声波式，红外式，以及弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。

它们又可以分为两类，一类需要ITO,比如前三种触摸屏，另一类的结构中不需要ITO, 比如后几种屏。

触摸屏在我们身边已经随处可见了，在PDA等个人便携式设备领域中，触摸屏节省了空间便于携带，还有更好的人机交互性。

目前主要有几种类型的触摸屏，它们分别是：电阻式（双层），表面电容式和感应电容式，表面声波式，红外式，以及弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。

它们又可以分为两类，一类需要ITO,比如前三种触摸屏，另一类的结构中不需要ITO, 比如后几种屏。

目前市场上，使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏应用最为广泛。

电阻式触摸屏ITO 是铟锡氧化物的英文缩写，它是一种透明的导电体。

通过调整铟和锡的比例，沉积方法，氧化程度以及晶粒的大小可以调整这种物质的性能。

薄的ITO材料透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性会变差。

在PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下降到150度以下，这会导致ITO氧化不完全，之后的应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里，它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。

这使得电阻式触摸屏需要经常校正。

图一是电阻触摸屏的一个侧面剖视图。

手指触摸的表面是一个硬涂层，用以保护下面的PET层。

PET层是很薄的有弹性的PET薄膜，当表面被触摸时它会向下弯曲，并使得下面的两层ITO涂层能够相互接触并在该点连通电路。

两个ITO层之间是约千分之一英寸厚的一些隔离支点使两层分开。

最下面是一个透明的硬底层用来支撑上面的结构，通常是玻璃或者塑料。

电阻触摸屏的多层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题，但这样也会增加电池的消耗。

电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。

電容式:電容式觸控面板是利用透明電極與人體之間的靜電結合所產生之電容變化,從觸控位置所產生之誘導電流來檢測其座標。

1.表面電容式:其感應原理是以電壓作用在螢幕感應區的四個角落並形成一固定電場,當手指碰觸螢幕時,可令電場引發電流,藉由控制器測定,依電流距四個角落比例的不同,即可計算出接觸位置。

表面電容式觸控面板耐用性佳,適用於工業用及戶外等環境。

2.投射電容式:投射電容式觸控面板為iPhone所使用之架構,特點為可應用多點式觸控,缺點是解析度低,無法支援手寫辨識。

1.T08雙層投射式電容o正面SiO2厚度:>20nm,typical23nm o正面ITO厚度:15±5nmo背面SiO2厚度:>20nm,typical23nm o背面ITO厚度:15±5nmo電阻:100~155ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>86%,typical87%2.T09雙層投射式電容o正面SiO2厚度:>20nm,typical23nm o正面ITO厚度:15±5nmo背面SiO2厚度:>20nm,typical23nmo背面ITO厚度:15±5nmo電阻:300±50ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>87%,typical88%3.T10單層投射式電容o SiO2厚度:>20nm,typical23nmo ITO厚度:15±5nmo電阻:100~155ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>88%,typical89%4.T11單層投射式電容o SiO2厚度:>20nm,typical23nmo ITO厚度:15±5nmo電阻:300±50ohm/sqo均勻性:±5%o穿透率:>89%,typical90%玻璃基板1.鈉玻璃o厚度:0.4mm,0.5mm,0.55mm,0.7mm,1.1mm,1.6mm,1.8mm,2.8mmo尺寸:300x400~550x650mmo導角:視別角o磨邊:圓邊2.化學強化玻璃o厚度:0.4mm,0.5mm,0.55mm,0.7mm,1.1mm,1.6mm,1.8mm,2.5mm o尺寸:300x400~550x650mmo導角:視別角o磨邊:圓邊3.抗眩玻璃o厚度:1.9mm,2.9mmo尺寸:300x400~550x650mmo導角:視別角o磨邊:圓邊ITO信賴性測試Chemical&physical testItem Standard Inspection method Others1Chemical resistance in NaOH Change of sheetresistance£10%and change inTreatment in sodiumhydroxide conc.5%at55±1oC for30min.withSampling:each Lot1pcappearance visiblewith unaidedunder normalilluminationultrasonic agitation.2Adhesive tape test No peel off According to MIL-M-13508 4.4.6.,to check appearance bymicroscope under normalilluminationSampling:each MO.See Note23Rubber test No peel off According to MIL C-675-C4.5.10,rubber according toMIL E-12397-B.Check appearance withmicroscope Sampling:each MO. See Note34Humidity Stability £10%Measure the resistance (Before,treatment in60+/-2oC and90+/-5%RH(thermal chamberC-Sun/HMO-2,for24hours.Measure theresistance after environmenttest(by4-point probe.ΔR(%=((Rafter–Before/Beforex100%Sampling:each MO.5Temperature stability(change of resistance≦±15% Uniformity≦±10%Change of sheet resistanceafter a temperature cycleAfter cycleat160OC,30min.6Effective area The effective area(critical areais defined as the total substrate area less a10mm border.7Guarantee To guarantee all properties for all ITO glass(not AQL guarantee.Merckwill not take any responsibility regarding any compensation exceeding thevalue of our products.电容式触摸屏用ITO玻璃(14*16*0.7产品简介»尺寸:14*16*0.7电阻:150欧姆或400±50透过率:90%、94%、97%。

电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应进行工作的。

电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。

当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。

这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。

中文名电容式触摸屏外文名capacitive touch screen简称电容屏元件归属传感器目录1工作原理2元件分类3结构组成4技术标准5优缺点▪优点▪缺点6故障排除1工作原理编辑电容屏要实现多点触控，靠的就是增加互电容的电极，简单地说，就是将屏幕分块，在每一个区域里设置一组互电容模块都是独立工作，所以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况，进行处理后，简单地实现多点触控。

[1]电容式触摸屏工作原理[2]电容技术触摸屏CTP（Capacity Touch Panel）是利用人体的电流感应进行工作的。

电容屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO（纳米铟锡金属氧化物），最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作工作面，四个角引出四个电极，内层ITO为屏层以保证工作环境。

[3]当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指吸收走一个很小的电流，这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，得出位置。

可以达到99%的精确度，具备小于3ms的响应速度。

[4]投射式电容面板的触控技术投射电容式触摸屏是在两层ITO导电玻璃涂层上蚀刻出不同的ITO导电线路模块。

电容触摸屏
电容触摸屏的技术解析
电容触摸屏技能是使用人体的电流感应进行作业的。

电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内外表和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作为作业面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证杰出的作业环境。

当手指触摸在金属层上时，因为人体电场，用户和触摸屏外表构成以一个耦合电容，关于高频电流来说，电容是直接导体，所以手指从接触点吸走一个很小的电流。

这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，而且流经这四个电极的电流与手指到四角的间隔成正比，控制器经过对这四个电流份额的精确核算，得出触摸点的方位。

电容面板的触控技能投射电容式触摸屏是在两层ITO导电玻璃涂层上蚀刻出不一样的ITO导电线路模块。

两个模块上蚀刻的图形彼此笔直，能够把它们看作是X和Y方向连续改变的滑条。

因为X、Y架构在不一样外表，其相交处构成一电容节点。

一个滑条能够当成驱动线，别的一个滑条当成是侦测线。

当电流经过驱动线中的一条导线时，假如外界有电容改变的信号，那么就会导致另一层导线上电容节点的改变。

侦测电容值的改变能够经过与之相连的电子回路丈量得到，再经由A/D控制器转为数字信号让核算机做运算处置获得（X，Y）轴方位，进而到达定位的目地。

1。

电容式触摸屏技术电容式触控技术于20多年前诞生，电容式触摸屏跟电阻式触摸屏比较是一个截然不同的技术。

分外表面电容屏和内表面电容屏。

最初的外表面电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃层。

玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO导电层，最外层是只有0.0015 毫米厚的矽土玻璃保护层。

内层ITO作为屏蔽层,以保证良好的工作环境,夹层ITO涂层作为检测定位的工作层,在四个角或四条边上引出四个电极。

图1外表面电容屏基本工作原理的最初想法是:人是假象的接地物(零电势体),给工作面通上一个很低的电压，当没有与屏幕接触时，各种电极是同电位的，触摸屏表面没有电流，而当用户触摸屏幕时,手指头吸收走一个很小的电流,这个电流分从触摸屏四个角或四条边上的电极中流出,并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例,控制器通过对这四个电流比例的精密计算,得出触摸点的位置。

早期外表面电容触摸屏本身实际是一套精密的漏电传感器，带手套的手不能触摸，由于使用电容方式，导致有漂移现象。

外表面电容屏和电阻屏都是电原理工作方式，电工作方式对于多点触摸，不管是多少点，也不管是连续的还是不连续的都是取多点触摸的中心点判断，因为电流叠加是分不出来谁是谁的，没有办法。

按照基本原理的思路进行下去，却碰到了难以逾越的障碍：因为透明导电材料ITO层非常脆弱，直接触摸非常容易损坏，故不能直接用来作工作层。

材料的问题一时难以解决，只好在外部增加一层非常薄的坚硬玻璃，它显然是不能导电的，直流是不行了，只能改用高频交流信号，靠人的手指头（隔着薄玻璃）与工作面形成的耦合电容来吸走一个交流电流，这就是电容屏"电容"名字的由来。

问题是解决了，但付出的代价也是很大的。

首先是"漂移"，因为耦合电容的方式是不稳定的，它直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响，受外界大面积物体的干扰也非常大，带来了不稳定的结果，这些都直接违背了作为触摸屏这种绝对坐标系统的基本要求，不可避免的要产生漂移，有的电容触摸屏欲求通过25点校准法甚至96点校准法来解决漂移问题，其实是不可能的，漂移是电容工作的这种方式决定的，即使是在控制器的单片程序上利用动态计算和经验值查表，也只能是治标不治本。

电容屏概况
基本结构
按电容ITO 基材
电容式触摸屏由纵横交错的ITO 电极组成，当手指接触屏幕时，手指与ITO 电极之间的电容即会
发生改变，通过触摸控制器芯片即可检测出触
摸点位置。

多点触控
轻触手感好
透过率高
电容屏产品类型
成本最高、良率中
等成本最高、良率中
等成本较高、良率较
高成本较低、良率高
异形、不易破碎异形、不易破碎异形、不易破碎方形、玻璃强度一
般单点、两点触摸线性度较差单点、两点、多点
触摸单点、两点、多点
触摸
抗干扰能力强单点、两点、多点
触摸
抗静电能力一般透过率≥82%厚度≥0.8mm
透过率≥80%厚度≥1.0mm
透过率≥80%厚度≥1.2mm
透过率≥85%厚度≥1.1mm
注：以上数据和表述，以0.55mm 的玻璃Lens 为例。

电容屏结构
Lens
UV贴合胶
电容玻璃
(sensor) Film电容屏
ITO膜
ITO膜
OCA
OCA
电容屏工艺流程
以Lens/G 结构电容屏为例:
产品发展概况。