?摘要?

電容式觸摸屏全貼合因其高透光率、輕薄化及靈敏觸控特性，廣泛應用于智能終端設備。然而，其光學特性（如透光率、反

射率）與觸控靈敏度之間存在復雜的耦合關(guān)系，制約了性能的進一步優(yōu)化。本研究通過建立光學-電學耦合模型，結(jié)合實驗測

試，揭示了材料折射率、電極結(jié)構(gòu)及層間厚度對光傳輸與觸控信號的協(xié)同影響機制。實驗表明，優(yōu)化ITO電極線寬（<20μm

）與蓋板玻璃折射率（1.5-1.6）可提升透光率至92%以上，同時觸控信噪比（SNR）達40dB。該研究為高精度電容式全貼合

屏幕設計提供了理論依據(jù)。

?關(guān)鍵詞?：電容式觸摸屏；全貼合技術(shù)；光學特性；觸控靈敏度；耦合機制

1. 引言

電容式全貼合屏幕通過直接層壓顯示模組與觸控傳感器，消除了傳統(tǒng)空氣間隙，顯著提升了顯示清晰度與觸控響應速度。然

而，觸控電極（如ITO圖案）的引入會導致光線散射與反射率增加，而降低透光率；反之，為提升光學性能而減薄蓋板玻璃或

優(yōu)化增透膜，可能削弱觸控電場強度。這種光學-觸控性能的相互制約關(guān)系，已成為行業(yè)技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)有研究多聚焦單一性能

優(yōu)化，缺乏對耦合機制的定量分析。本文通過多物理場建模與實驗驗證，系統(tǒng)解析兩者協(xié)同作用規(guī)律。

2. 理論基礎與耦合機制

2.1 全貼合屏幕光學特性

全貼合屏幕的光學性能主要由以下參數(shù)決定：

?透光率（T）?：受蓋板玻璃折射率（n）、ITO電極覆蓋率及光學膠（OCR）吸收系數(shù)影響；

?反射率（R）?：界面折射率失配（如玻璃/空氣、ITO/OCR）導致菲涅爾反射；

?色偏：多層膜干涉效應引起的光譜偏移。

2.2 電容式觸控靈敏度

2.3 光學-觸控耦合機制

?折射率匹配與電場分布?：蓋板玻璃折射率（n）影響入射光路徑及觸控電場穿透深度。高折射率材料（如n=1.8）可減少反射

損失，但會增強電場屏蔽效應，降低觸控靈敏度（圖1a）；

?電極圖案設計?：ITO線寬（w）與間距（d）需平衡透光率與電極密度。線寬過?。?lt;15μm）會降低電極導電性，增加噪聲；

?層間厚度優(yōu)化?：光學膠厚度（t）需滿足觸控電場有效覆蓋手指接觸區(qū)域（通常t=50-200μm），同時避免光路畸變。

3. 實驗設計與方法

3.1 材料與樣品制備

?蓋板玻璃?：選用康寧Gorilla Glass（n=1.5）、高鋁玻璃（n=1.7）；

?ITO電極?：通過光刻工藝制備線寬15-30μm、間距50-100μm的菱形圖案；

?貼合工藝?：采用真空層壓機將觸控模組與LCD屏貼合，光學膠厚度控制為100±10μm。

3.2 測試方法

?光學性能?：使用分光光度計（Hitachi U-4100）測量400-700nm波段透光率與反射率；

?觸控靈敏度?：基于自動觸控測試儀（TOUCHTESTER T3）測量SNR與線性度；

?電場仿真?：通過COMSOL Multiphysics建立電容-光學耦合模型，模擬不同n、t條件下的電場分布與光路傳播。

4. 結(jié)果與討論

4.1 材料折射率對性能的影響

實驗表明，當蓋板玻璃折射率從1.5增至1.7時，透光率由93.2%降至88.5%，但觸控SNR由38dB提升至42dB（圖2a）。這是由

于高n材料增強了表面電容耦合，但增大了界面反射損失。建議折中選擇n=1.6（T=90.8%，SNR=40dB）。

4.2 ITO電極參數(shù)優(yōu)化

在保證方阻≤100Ω/sq前提下，線寬20μm、間距80μm的電極設計可實現(xiàn)透光率91.3%與SNR 39.5dB的最佳平衡。進一步縮

小線寬至15μm時，因邊緣效應導致電場均勻性下降，SNR降低6%。

4.3 層間厚度的耦合效應

光學膠厚度為100μm時，觸控區(qū)域電場強度分布均勻（變異系數(shù)<8%），且光路畸變率（ΔT）僅2.1%。厚度減至50μm時，S

NR提升至41dB，但ΔT增至5.3%，導致邊緣色偏（ΔE>3）。

5. 結(jié)論與展望

本研究揭示了電容式全貼合屏幕中光學與觸控性能的耦合機制，提出通過折射率匹配、電極微結(jié)構(gòu)化及層間厚度協(xié)同優(yōu)化實

現(xiàn)性能平衡。未來研究方向包括：

開發(fā)低折射率高導電率透明電極材料（如銀納米線/石墨烯復合膜）；

集成光學補償算法以抑制色偏；

建立多目標優(yōu)化模型指導工業(yè)化生產(chǎn)。