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触摸屏用产品介绍及前景

触摸屏在我们的生活中广泛渗透,成为了不可或缺的东西。通过画面上显示的图表和按钮就能实现便捷的操作,它的便利性让它能广泛应用于智能手机、平板电脑、智能手表、游戏设备、汽车导航系统(GPS)等数字信息设备,以及银行的ATM、火车站的自动售票机等多个方面。


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图1 触摸屏使用范例

图片来源:IT media PC USER Web Site


01

触摸屏的技术类别


根据触摸屏的生产技术主要分为电容式触摸屏、电阻式触摸屏、红外式触摸屏、声波式触摸屏四种类别。目前在智能手机和平板等设备上使用最为普遍的是电容式触摸屏。它具有多点同时输入、快速响应、耐久性好、成本低、透光性高、设计性等优点。



02

电容式触摸屏技术


静电电容方式是将X轴方向电极层和Y轴方向电极层,这两个电极层组合,形成矩阵状的结构(图2)。相邻的电极是电容耦合的。简单地说,这就是整个面板上均匀储存电力的图像。


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图2 电容式触控感应图

图片来源:HARIMA TECHNOLOGY REPORT2107


当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,手指和触摸屏表面形成一个耦合电容。也就是说手指从接触点吸走了一个很小的电流,控制器可以通过电流的变化检出触摸的位置。



03

电容式触摸屏的构造


一般在X轴方向电极层、Y轴方向电极层上使用ITO薄膜,ITO(Indium Tin Oxide)薄膜是一种同时具备导电性能和透光性能的金属酸化物成形的薄膜。用OCA等将ITO薄膜与玻璃盖板贴合,从而构成触摸屏。图3是智能手机的触摸屏的构成范例。


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图3 智能手机触摸屏的构造

图片来源:HARIMA TECHNOLOGY REPORT2107


因为ITO是无机物,所以光反射率很高,一旦ITO表面与基材反射率存在差异,ITO图案就会可见(图4)。


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图4 IM膜的效果(左:无  右:有)

图片来源:GUNZE SOLUTION PROJECT Web Site


为了解决这个问题,在要进行ITO处理的基材表面涂覆Index Matching(IM)膜,该膜可控制光的反射。如此一来,可将有ITO电极层的部分和没有ITO电极层的部分的反射率差异控制在1%以内,减少ITO的可视程度(图5)。


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图5 ITO图像的可视程度降低的图示 

图片来源:GUNZE SOLUTION PROJECT Web Site


04

IM膜的结构


图6是一般IM膜的结构。考虑到透明性、耐热性、耐药品性、成本等问题,一般IM膜的基材会使用PET。


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图6 IM膜的结构


最近,在价格高的终端设备上为了防止太阳镜佩戴状况下的彩虹纹和黑点,有时使用光学特性优良且具有低双折射性能的COP(图7)。


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图7 COP的效果


新纶新材擅长光学薄膜设计,正在开发、加工以PET、COP为基材的光学薄膜。但是COP基材非常脆,很容易断裂,处理、加工难度非常大。现在国内只有我司可以稳定搬运、湿法涂布卷对卷的COP。


另外IM层是100nm以下超薄膜需要均匀涂布,新纶新材将涂布厚度控制在宽度方向、流动方向±5%以内,能够确保稳定的光学性能。


活用设计・加工技术的产品前景


上述ITO薄膜是将Hard Coat层和IM层用湿法涂布,ITO层用DRY涂布层叠而成的复合品,这种湿法涂布和DRY涂布的组合隐藏着很大的可能性。


为了广泛应用于包括触摸传感器在内的医疗传感器、薄膜加热器、天线和温度传感器等薄膜设备,我们将继续进行开发。敬请期待。

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