單層薄膜結(jié)構(gòu)電容式觸摸屏研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)

一、立項(xiàng)依據(jù)

㈠ 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷快速的發(fā)展，電子信息行業(yè)成為社會(huì)主流，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)不斷完善，隨著而來(lái)的就是便攜式的電子產(chǎn)品的出現(xiàn)和發(fā)展。在開(kāi)始，電子產(chǎn)品主要是手機(jī)，科學(xué)技術(shù)改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?，隨著而來(lái)的就是一系列多樣化的電子產(chǎn)品，如MP3、MP4和平板電腦等等的電子產(chǎn)品。

隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行各樣的行為已經(jīng)是人們生活的一個(gè)必備過(guò)程，電子產(chǎn)品因網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和人們使用的需求，如上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁(yè)、新聞、聊天、購(gòu)物等等行為，造成電子產(chǎn)品的屏幕不斷的變大，從3英寸到10英寸的便攜式電子產(chǎn)品的市場(chǎng)的主流。市場(chǎng)的需要造就電子產(chǎn)品行業(yè)的變革，以生產(chǎn)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和隨著改變的人們需求的產(chǎn)品。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)鏈已經(jīng)形成龐大的規(guī)模，同時(shí)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也更加的激烈，電子產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)最直接的就是價(jià)格戰(zhàn)。觸摸屏行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，從技術(shù)創(chuàng)新，價(jià)格成本到服務(wù)支持等。如何實(shí)現(xiàn)差異化且滿足消費(fèi)者需求的產(chǎn)品成了各企業(yè)維系生存的首要課題。

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品在我們生活中運(yùn)用越來(lái)越廣泛，成為了我們生活必不可少的一部分，我們對(duì)電子產(chǎn)品的追求也較高，要求其手感好，舒適度高，外觀精美等一系列要求，尤其是手感觸摸要求較高，大多數(shù)電子產(chǎn)品都使用觸感低的觸摸屏及電阻屏，在使用過(guò)程中必須要靠手指的力量去擠壓電子產(chǎn)品的屏幕，才能使其正常工作，這樣不但對(duì)電子產(chǎn)品本身造成一種損害，也為其在工作中帶來(lái)了不便利，現(xiàn)有的電容式觸摸屏大多數(shù)是多層觸摸品，其制造成本高，抗靜電能力差，會(huì)受到干擾，工作中會(huì)出現(xiàn)觸摸失靈，需要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行校正?；谏鲜瞿壳笆褂玫亩鄬佑|控屏產(chǎn)品在使用上的不足，以及結(jié)合當(dāng)前電子產(chǎn)品快速發(fā)展的事實(shí)，觸控技術(shù)的研發(fā)進(jìn)步勢(shì)在必行，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)電子產(chǎn)品將會(huì)實(shí)現(xiàn)單層結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性強(qiáng)，制造成本低等方向發(fā)展，滿足市場(chǎng)對(duì)觸摸屏產(chǎn)品的需求。

㈡ 項(xiàng)目研究開(kāi)發(fā)目的和意義

本項(xiàng)目是基于目前市場(chǎng)上使用的觸摸屏多為電阻式及多層結(jié)構(gòu)的電容觸摸屏為主，電阻式觸控屏在使用上需要進(jìn)行按壓，操作效率低，操作觸感差，不利于長(zhǎng)期使用和高效使用；多層電容式觸控屏，生產(chǎn)制造成本高，抗靜電能力差，并且使用壽命短，不利于大范圍使用和一些高干擾和環(huán)境惡劣的位置使用。本項(xiàng)目的研發(fā)目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提供一種采用單層薄膜結(jié)構(gòu)電容式觸摸屏產(chǎn)品。

本項(xiàng)目的研發(fā)是在現(xiàn)有觸摸屏技術(shù)上進(jìn)行改善和進(jìn)步，是基于目前觸摸屏在使用壽命和使用成本上的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)解決存在的不足獲得技術(shù)上的突破，本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的多層薄膜觸摸屏產(chǎn)品使用效率高，并且制造成本低廉，對(duì)比電阻式的按壓觸控和多層薄膜電容屏的制造成本高，使用環(huán)境要求高等不足，本項(xiàng)目產(chǎn)品制造成本低，使用效率高，觸感好，并且使用環(huán)境要求低，適應(yīng)性強(qiáng)。本項(xiàng)目的研發(fā)從根本上解決了目前觸摸屏產(chǎn)品使用上的不足，在技術(shù)上獲得了巨大的進(jìn)步，對(duì)企業(yè)的進(jìn)步和行業(yè)進(jìn)步有積極的促進(jìn)意義。

㈢ 項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場(chǎng)前景

本項(xiàng)目研發(fā)的單層薄膜式電容式觸摸屏使用過(guò)程中只需手指的指尖輕輕的觸碰電子產(chǎn)品的屏幕，就會(huì)有反應(yīng)靈敏，相對(duì)于電阻屏，電容觸屏的使用更加方便，對(duì)于屏幕你需要用的是生物體，而非手指甲大力按壓，這樣屏幕上就不會(huì)留下難看的刮花痕跡，而且反應(yīng)靈敏，是電阻觸屏所不能達(dá)到的，而且電容屏是觸屏手機(jī)的一個(gè)趨勢(shì)，它顏色鮮艷，而且較電阻屏省電。

目前的中高端電子產(chǎn)品都會(huì)用到電容屏，而且由于電容屏的特性，使觸摸屏屏幕具有多點(diǎn)觸控功能，增加了觸摸屏的可操控性，來(lái)達(dá)到正常的指示工作，這樣會(huì)保護(hù)電子產(chǎn)品的表面，從而保護(hù)電子產(chǎn)品，單層電容式觸摸屏比多層電容式觸摸屏，制造成本要低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗靜電能力強(qiáng)，不容易受到干擾，工作中不需要對(duì)其進(jìn)行校正，適合推廣，所以市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

二、研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)

㈠ 項(xiàng)目主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

本項(xiàng)目研發(fā)的是一種單層薄膜結(jié)構(gòu)電容式觸摸屏。

該項(xiàng)目主要包括柔性透明表面、透明導(dǎo)電層、不導(dǎo)電分離點(diǎn)、傳入電極、玻璃基層、傳出電極、液晶顯示器、 傳導(dǎo)層、單層薄膜電容、驅(qū)動(dòng)脈沖器和驅(qū)動(dòng)緩沖器，通過(guò)在玻璃屏幕上鍍一層透明導(dǎo)電層，再在導(dǎo)體上加一塊保護(hù)玻璃，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)，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正比，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，感應(yīng)出要點(diǎn)擊的內(nèi)容，當(dāng)手指觸摸在透明導(dǎo)電層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會(huì)發(fā)生變化，使得與之相連的驅(qū)動(dòng)緩沖器頻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。

㈡ 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)（國(guó)家有關(guān)部門、全國(guó)（世界）性行業(yè)協(xié)會(huì)等具備相應(yīng)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)若頒布相關(guān)技術(shù)參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)提供。）

1、將觸摸屏的感應(yīng)機(jī)構(gòu)復(fù)合于玻璃的表面，實(shí)現(xiàn)復(fù)合一體結(jié)構(gòu)，不再是獨(dú)立結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，節(jié)省物料，制造成本低廉；

2、在屏幕模組中設(shè)置多向并列設(shè)置的金屬導(dǎo)電油墨材料制成的觸控層，形成的線路精度高，并且阻抗低，具有電磁屏蔽功能，抗干擾性能好，提高了觸摸屏的控制的準(zhǔn)確性；

3、通過(guò)在玻璃表面貼上一層透明的柔性導(dǎo)電層，電極采用狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)電極的變化，使得頻率變化，獲得觸控位置信息，提升位置的精準(zhǔn)性。

4、不導(dǎo)電分離點(diǎn)采用圓柱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并均勻分布在透明導(dǎo)電層內(nèi)，電極通過(guò)折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)單層結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性強(qiáng)。

㈢ 主要技術(shù)指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1、結(jié)構(gòu)：包括柔性透明表面、透明導(dǎo)電層、不導(dǎo)電分離點(diǎn)、傳入電極、玻璃基層、傳出電極、液晶顯示器、傳導(dǎo)層、單層薄膜電容、驅(qū)動(dòng)脈沖器和驅(qū)動(dòng)緩沖器；

2、不導(dǎo)電分離點(diǎn)均勻分布在透明導(dǎo)電層內(nèi)部且其為圓柱形結(jié)構(gòu)；

2、電極都為T形結(jié)構(gòu)，并且可折疊結(jié)構(gòu)；

3、驅(qū)動(dòng)脈沖器為鋸齒形結(jié)構(gòu)；

4、強(qiáng)化玻璃是硅酸鹽玻璃或者鋁酸鹽玻璃，厚度：0. 55~2mm；

5、裝飾層材料：BM樹(shù)酯或者油墨；

6、透明導(dǎo)電薄膜：ITO、金屬網(wǎng)、納米銀、 石墨烯或碳納米管

7、抗彎曲強(qiáng)度：≥400MPa。

三、研究開(kāi)發(fā)方法及技術(shù)路線

本項(xiàng)目是通過(guò)自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，主要的研發(fā)路線包含：

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

包括柔性透明表面、透明導(dǎo)電層、不導(dǎo)電分離點(diǎn)、傳入電極、玻璃基層、傳出電極、液晶顯示器、傳導(dǎo)層、單層薄膜電容、驅(qū)動(dòng)脈沖器和驅(qū)動(dòng)緩沖器；柔性透明表面位于透明導(dǎo)電層表面；透明導(dǎo)電層內(nèi)部設(shè)置有不導(dǎo)電分離點(diǎn)，并且透明導(dǎo)電層與傳入電極連接；傳入電極的一端位于單層薄膜電容的一側(cè)；透明導(dǎo)電層一端設(shè)置傳導(dǎo)層且傳導(dǎo)層底端與玻璃基層連接；傳出電極與傳導(dǎo)層連接且傳出電極一端位于單層薄膜電容一端；玻璃基層一端設(shè)置液晶顯示器；單層薄膜電容內(nèi)部連接驅(qū)動(dòng)脈器沖器且驅(qū)動(dòng)脈沖器位于液晶顯示器一端；單層薄膜電容一端設(shè)置驅(qū)動(dòng)緩沖器。

不導(dǎo)電分離點(diǎn)均勻分布在透明導(dǎo)電層內(nèi)部且其為圓柱形結(jié)構(gòu)；傳入電極和傳出電極都為T形結(jié)構(gòu)，并且傳入電極和傳出電極為可折疊結(jié)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)脈沖器為鋸齒形結(jié)構(gòu)。

2、設(shè)計(jì)原理

電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明導(dǎo)電層，再在導(dǎo)體上加一塊保護(hù)玻璃，設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器，電容式觸摸屏在觸摸屏有狹長(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正比，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，感應(yīng)出要點(diǎn)擊的內(nèi)容，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置，依靠的是電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明柔性透明表面，當(dāng)手指觸摸在透明導(dǎo)電層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會(huì)發(fā)生變化，使得與之相連的驅(qū)動(dòng)緩沖器頻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。

3、單層觸控實(shí)現(xiàn)方案：

驅(qū)動(dòng)通道不發(fā)送脈沖時(shí)呈接地狀態(tài)，因此可用于屏蔽驅(qū)動(dòng)通道走線與感應(yīng)通道，隔絕其之間的電容耦合關(guān)系。因此手指觸碰時(shí)，有效區(qū)域會(huì)相應(yīng)，盲區(qū)不會(huì)產(chǎn)生干擾值。

有效區(qū)域：感應(yīng)與驅(qū)動(dòng)通道形成一個(gè)固定耦合電容和一個(gè)開(kāi)放電場(chǎng)；

驅(qū)動(dòng)走線盲區(qū)：驅(qū)動(dòng)通道走線所產(chǎn)生的盲區(qū)；

匹配間隔盲區(qū)：平衡有效區(qū)域橫向平均分布。

單層電容式觸摸屏原理示意圖

項(xiàng)目研究方式：

1、項(xiàng)目市場(chǎng)調(diào)查，通過(guò)項(xiàng)目研究前期的市場(chǎng)前景調(diào)查，確定項(xiàng)目實(shí)施的可行性和未來(lái)的市場(chǎng)前景；

2、企業(yè)研討，按照市場(chǎng)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行研討項(xiàng)目實(shí)施決議，并制定相關(guān)的研發(fā)方案和研發(fā)工藝要求；

3、按照公司的要求執(zhí)行項(xiàng)目的研發(fā)，并且在過(guò)程中執(zhí)行檢測(cè)確保研發(fā)的順利和效果；

4、進(jìn)行樣品的組裝和測(cè)試，針對(duì)樣品的各項(xiàng)要求，按照設(shè)計(jì)和參數(shù)要求執(zhí)行測(cè)試，收集測(cè)試信息，并確定改善方向和進(jìn)一步的優(yōu)化方向；

5、執(zhí)行小批量的生產(chǎn)，按照公司的市場(chǎng)布局和情況有計(jì)劃的執(zhí)行小批量生產(chǎn)并投放客戶使用，跟蹤使用情況，收集使用數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的完善；

6、經(jīng)過(guò)小批量測(cè)試后，按照測(cè)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行產(chǎn)品的進(jìn)一步的完善，形成最終產(chǎn)品要求執(zhí)行正式的生產(chǎn)和使用，并總結(jié)項(xiàng)目的實(shí)施情況和項(xiàng)目的工藝技術(shù)參數(shù)，形成操作使用文件。

    本文來(lái)自：http://www.51touch.com/touchscreen/news/dynamic/202004/14-56847.html