触摸板的原理

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1、触控式面板触控式面板(Touch Panel)技术分析技术分析2008 年 10 月 11 日 星期六 11:06 P.M. 近年来， 触控式面板的应用可说是越来越广泛，从早期军方或是一些特殊的应 用， 到目前许多地方都采用了触控式面板，假如用 Yahoo!或是 Google 以 “touch panel” 关键字搜寻的话，每天以数百多的结果成长，可见得触控式 面板已经是一个当红且快速成长的应用及市场。然而，触控式面板有 4、5 种以 上的技术和许多的厂商投入其中，假如有些顾客想采用触控式面板， 势必会被 五花八门的资讯搞的眼花撩乱，不知所措。这篇文章以目前比较主流的和未来 的技术为架构，希望

2、给初次涉入触控式面板的读者提供一些有用的参考。 电阻式电阻式电阻式触控萤幕可以说是目前使用量最多的一个技术，电阻式的驱动原理是用 电压降的方式来找座标轴，由下图可以看出，X 轴和 Y 轴各由一对 05V 的电压 来驱动，当电阻式触控萤幕被 Touch 到的时候，由于回路被导通，而会产生电 压降，而控制器则会算出电压降所佔的比例然后更进一步算出座标轴。从电阻式的结构面来讲 ，通常电阻式上层是以 ITO Coating 的 PET 来当材料， 下层则是以 ITO Coating 的 PET 或是玻璃来当材料，平常没使用的时候上下两 层是以绝缘体 Spacer Dot 来撑开， 要不然就会产生 Co

3、nstant Touch（游标固 定每一点）的问题。一般电阻式架构式 Film on Glass（FG），也就是说上层是 ITO Coating 的 PET，下层则是以 ITO Coating 的一般玻璃，缺点是一般玻璃假如在使用中不慎 弄破，玻璃碎片会割伤使用者。为避免这种意外发生，3M 特别采用一种更安全的架构 Polyester Laminated（PL），上层还是 ITO Coating 的 PET（参考下图），但下层则是 ITO Coating 的 PET、光学胶、化学强化玻璃（由上而下）。化学强化玻璃已经 比一般玻璃的耐承受压力强 3.4 倍了，当化学强化玻璃还是不幸打破的时候，

4、光学胶可以整层包覆化学强化玻璃的碎片，避免碎片割伤使用者，就好像汽车 挡风玻璃的隔热纸一样，只会裂不会破，此种 Polyester Laminated 架构的电 阻式面板安全性就远胜过 Film on Glass（FG）。 电容式电容式电容式触控面板，跟电阻式比较，则是一个截然不同的技术，电容式的架构比 较简单，基本上是以 ITO 玻璃为主体，在 ITO 玻璃的四角放电，在表面形成一 个均匀的电场，当可以导电的物体，例如像是人的手指，吸走一点微量的电流， 后面的控制器则会算出电流被吸走的比例而算出 X 轴和 Y 轴。3M 目前推出最新的电容产品 ClearTek，下表则是一般电阻式和 3M 电

5、容式的 比较表。 透光度透光度触控式面板是依附在 LCD 外面的，所以其透光率以及其抗眩抗反射的特性也相 对重要。电容式触控面板要做到高透光及抗眩光并不容易。一般只有 85的透 光率。而且抗眩的效果也不佳。但是 3M 的新一代电容式电容式触控萤幕，ClearTek透光度为 91.5，其表面 并有抗眩抗反射处理。跟电阻式触控萤幕比起来，电容式触控萤幕让整个视觉 亮了起来，整个视觉质感也提升不少，触控萤幕的製造商也不必去改造 LCD 把 亮度提高，省了许多的成本。 硬度硬度电阻式的表层是 PET（塑胶）材质，通常硬度是 3H，这边所谓的 H 硬度就是我 们铅笔的硬度，例如像 2B，HB 铅笔之类，

6、我们使用铅笔都知道铅笔是很容易折 断的，在加上塑胶老化之后会变脆，电阻式触控面板是很容易损害的，电阻式 假如是用在 PDA 或是其他个人使用的物品的话还好，通常我们会非常爱惜自己 的东西，但是假如是公用的话，很容易因为不爱惜使用或是不当使用遭到破坏， 通常会造成厂商维护上的困扰，更别说顾客因为机器无法使用而损失的机会成 本。3M 在电容式面板的表层采用 3M 独家 HardCoat，可以让电容式面板的表层达到 玻璃的硬度，Mohs 的等级由一到十，最硬的等级是十：鑽石。电容式面板就非 常适合用在各种场合，因为 7Mohs 的硬度可以轻鬆胜任各种应用以及使用者的 摧残。 准确率准确率由于 PET

7、 天生物理特性，电阻式的最好准确率只能到 98.5（即误差值在 1.5下），而电容式面板则以电流驱动，准确率则可达到 99（即误差值在 1下）。在小尺寸的时候还没有感觉到这 0.5的差异，但是到大尺寸的时候， 这 0.5的差距可能是一个按钮的面积而造成误动作。 反应时间反应时间假如只是单点触碰的话，反应时间或许还感觉不出来它着重要性，但是假如需 要画线的话，例如像游戏机的使用，就非常的重要，电容式等于是及时的反应， 你使用电阻式的话则是会有迟钝的感觉，跟不上游戏的节奏。以 3M 的新一代电 容式电容式触控萤幕 ClearTek为例，只要搭配 3M EX控制卡，就可达到仅 需 3 毫秒的触控反应

8、时间。 触控打点寿命触控打点寿命通常我们是以触控打点寿命来表示触控面板的可*性及耐用性，电容式可以说远 远超过其他电阻式的技术，当然，如此优越的触控打点寿命是由于 3M 独家的 Hardcoat 来保护电容式表层。触控面板的可*性及耐用性越高，需要维修及保固 的费用则越少，对消费者来说电容式是一个全部成本很划算的解决方桉。 操作高温操作高温由于现在 CPU 速度越来越快，CPU 也越来越烫，再加上 LCD 面板发光发热，现在 整个系统散热是一个越来越重要的一个技术问题，电容式在高温的容忍度比电 阻式还高 20C，在系统设计可以比较方便，而且还可以在一些特殊环境使用。 抗抗 UVUVPET 是不

9、抗 UV 的，因此电阻式并不适合在户外长期使用。电容式并不怕紫外线， 而且加上之前比电阻式还高的操作高温，更适合在户外接受太阳的风吹日晒。起动力量起动力量由于电阻式必须要压下 PET 表层才能造成电压降进而产生一个 Touch ，你一定 要施力压下去才可以启动电阻式面板，有时太轻的一个触碰会无法驱动电阻式 面板，然而，电容是只要手触碰到表面，就可以形成一个触碰，不需要施加任 何的力量，在使用者的观感上会觉得电容式更灵敏。 未来的技术：未来的技术：DispersiveDispersive SignalSignal TechnologyTechnology3M 是一个非常重视创新的公司，除了现有的

10、产品，也不断发展不同的技术，例 如 Dispersive Signal Technology（DST），目前还没有一个中文译名，他的基 本原理其实和找地震震央类似，每当我们经历过地震之后，大家都会从新闻听 到震央在哪裡，DST 就是类似这种技术，当我们触碰到触控面板的时候，在面板 裡面都会形成一定的震波，跟一般表面波不同的是，DST 是一种侦测在介质裡面 波的技术，所以，任何的表面水滴，髒污，或是油垢都不会影响到触碰的侦测， 造成任何干扰，DST 没有尺寸大小的限制，可以说是各种场合都可适用。结论：触控面板的市场是以非常快速在发展的，如何以更好品质的产品来给顾 客更多的价值，一直是 3M 的所努力追求的。由以上的分析来看，电容式无论在 透光度、硬度、准确率、反应时间、触控打点寿命、操作高温、抗 UV、和起始 力量各方面都远胜过电阻式，以目前来看，电容式面板是给客户的一个最好的 选择。