觸控式面板（Touch Panel）技術(shù)分析

前言：

        

近年來(lái)，觸控式面板的應用可說(shuō)是越來(lái)越廣泛，從早期軍方或是一些特殊的應用，到目前許多地方都采用了觸控式面板，假如用Yahoo!或是Google以“touch panel” 關(guān)鍵字搜尋的話(huà)，每天以數百多的結果成長(cháng)，可見(jiàn)得觸控式面板已經(jīng)是一個(gè)當紅且快速成長(cháng)的應用及市場(chǎng)。然而，觸控式面板有4、5種以上的技術(shù)和許多的廠(chǎng)商投入其中，假如有些顧客想采用觸控式面板，勢必會(huì )被五花八門(mén)的資訊搞的眼花撩亂，不知所措。這篇文章以目前比較主流的和未來(lái)的技術(shù)為架構，希望給初次涉入觸控式面板的讀者提供一些有用的參考。

 

電阻式

        

電阻式觸控螢幕可以說(shuō)是目前使用量最多的一個(gè)技術(shù)，電阻式的驅動(dòng)原理是用電壓降的方式來(lái)找座標軸，由下圖可以看出，X軸和Y軸各由一對0～5V的電壓來(lái)驅動(dòng)，當電阻式觸控螢幕被Touch到的時(shí)候，由于回路被導通，而會(huì )產(chǎn)生電壓降，而控制器則會(huì )算出電壓降所佔的比例然后更進(jìn)一步算出座標軸。

        

從電阻式的結構面來(lái)講，通常電阻式上層是以ITO Coating的PET來(lái)當材料，下層則是以ITO Coating的PET或是玻璃來(lái)當材料，平常沒(méi)使用的時(shí)候上下兩層是以絕緣體Spacer Dot來(lái)?yè)伍_(kāi)，要不然就會(huì )產(chǎn)生Constant Touch（游標固定每一點(diǎn)）的問(wèn)題。 
 


一般電阻式架構式Film on Glass（FG），也就是說(shuō)上層是ITO Coating的PET，下層則是以ITO Coating的一般玻璃，缺點(diǎn)是一般玻璃假如在使用中不慎弄破，玻璃碎片會(huì )割傷使用者。 

        

為避免這種意外發(fā)生，3M特別采用一種更安全的架構Polyester Laminated（PL），上層還是ITO Coating的PET（參考下圖），但下層則是ITO Coating的PET、光學(xué)膠、化學(xué)強化玻璃（由上而下）?；瘜W(xué)強化玻璃已經(jīng)比一般玻璃的耐承受壓力強3.4倍了，當化學(xué)強化玻璃還是不幸打破的時(shí)候，光學(xué)膠可以整層包覆化學(xué)強化玻璃的碎片，避免碎片割傷使用者，就好像汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的隔熱紙一樣，只會(huì )裂不會(huì )破，此種Polyester Laminated 架構的電阻式面板安全性就遠勝過(guò)Film on Glass（FG）。 

 

電容式 

        

電容式觸控面板，跟電阻式比較，則是一個(gè)截然不同的技術(shù)，電容式的架構比較簡(jiǎn)單，基本上是以ITO玻璃為主體，在ITO玻璃的四角放電，在表面形成一個(gè)均勻的電場(chǎng)，當可以導電的物體，例如像是人的手指，吸走一點(diǎn)微量的電流，后面的控制器則會(huì )算出電流被吸走的比例而算出X軸和Y軸。 
 

3M目前推出最新的電容產(chǎn)品ClearTekⅡ，下表則是一般電阻式和3M電容式的比較表。 
 
      

透光度 

        

觸控式面板是依附在 LCD外面的，所以其透光率以及其抗?？狗瓷涞奶匦砸蚕鄬χ匾?。電容式觸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的新一代電容式電容式觸控螢幕，ClearTekⅡ透光度為91.5％，其表面并有抗?？狗瓷涮幚?。跟電阻式觸控螢幕比起來(lái)，電容式觸控螢幕讓整個(gè)視覺(jué)亮了起來(lái)，整個(gè)視覺(jué)質(zhì)感也提升不少，觸控螢幕的製造商也不必去改造LCD把亮度提高，省了許多的成本。

 

硬度 

        

電阻式的表層是PET（塑膠）材質(zhì)，通常硬度是3H，這邊所謂的H硬度就是我們鉛筆的硬度，例如像2B，HB鉛筆之類(lèi)，我們使用鉛筆都知道鉛筆是很容易折斷的，在加上塑膠老化之后會(huì )變脆，電阻式觸控面板是很容易損害的，電阻式假如是用在PDA或是其他個(gè)人使用的物品的話(huà)還好，通常我們會(huì )非常愛(ài)惜自己的東西，但是假如是公用的話(huà)，很容易因為不愛(ài)惜使用或是不當使用遭到破壞，通常會(huì )造成廠(chǎng)商維護上的困擾，更別說(shuō)顧客因為機器無(wú)法使用而損失的機會(huì )成本。

        

3M在電容式面板的表層采用3M獨家HardCoat，可以讓電容式面板的表層達到玻璃的硬度，Mohs的等級由一到十，最硬的等級是十：鑽石。電容式面板就非常適合用在各種場(chǎng)合，因為7Mohs的硬度可以輕鬆勝任各種應用以及使用者的摧殘。 

 

準確率 

        

由于PET天生物理特性，電阻式的最好準確率只能到98.5％（即誤差值在1.5％下），而電容式面板則以電流驅動(dòng)，準確率則可達到99％（即誤差值在1％下）。在小尺寸的時(shí)候還沒(méi)有感覺(jué)到這0.5％的差異，但是到大尺寸的時(shí)候，這0.5％的差距可能是一個(gè)按鈕的面積而造成誤動(dòng)作。

 

反應時(shí)間 

        

假如只是單點(diǎn)觸碰的話(huà)，反應時(shí)間或許還感覺(jué)不出來(lái)它著(zhù)重要性，但是假如需要畫(huà)線(xiàn)的話(huà)，例如像游戲機的使用，就非常的重要，電容式等于是及時(shí)的反應，你使用電阻式的話(huà)則是會(huì )有遲鈍的感覺(jué)，跟不上游戲的節奏。以3M的新一代電容式電容式觸控螢幕ClearTekⅡ為例，只要搭配3M EXⅡ控制卡，就可達到僅需3毫秒的觸控反應時(shí)間。 

 

觸控打點(diǎn)壽命 

        

通常我們是以觸控打點(diǎn)壽命來(lái)表示觸控面板的可*性及耐用性，電容式可以說(shuō)遠遠超過(guò)其他電阻式的技術(shù)，當然，如此優(yōu)越的觸控打點(diǎn)壽命是由于3M獨家的 Hardcoat來(lái)保護電容式表層。觸控面板的可*性及耐用性越高，需要維修及保固的費用則越少，對消費者來(lái)說(shuō)電容式是一個(gè)全部成本很劃算的解決方桉。

 

操作高溫 

        

由于現在CPU速度越來(lái)越快，CPU也越來(lái)越燙，再加上LCD面板發(fā)光發(fā)熱，現在整個(gè)系統散熱是一個(gè)越來(lái)越重要的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，電容式在高溫的容忍度比電阻式還高20C，在系統設計可以比較方便，而且還可以在一些特殊環(huán)境使用。

 

抗UV 

        

PET是不抗UV的，因此電阻式并不適合在戶(hù)外長(cháng)期使用。電容式并不怕紫外線(xiàn)，而且加上之前比電阻式還高的操作高溫，更適合在戶(hù)外接受太陽(yáng)的風(fēng)吹日曬。 

 

起動(dòng)力量 

        

由于電阻式必須要壓下PET表層才能造成電壓降進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)Touch ，你一定要施力壓下去才可以啟動(dòng)電阻式面板，有時(shí)太輕的一個(gè)觸碰會(huì )無(wú)法驅動(dòng)電阻式面板，然而，電容是只要手觸碰到表面，就可以形成一個(gè)觸碰，不需要施加任何的力量，在使用者的觀(guān)感上會(huì )覺(jué)得電容式更靈敏。

 

未來(lái)的技術(shù)：Dispersive Signal Technology  
 


3M是一個(gè)非常重視創(chuàng )新的公司，除了現有的產(chǎn)品，也不斷發(fā)展不同的技術(shù)，例如Dispersive Signal Technology（DST），目前還沒(méi)有一個(gè)中文譯名，他的基本原理其實(shí)和找地震震央類(lèi)似，每當我們經(jīng)歷過(guò)地震之后，大家都會(huì )從新聞聽(tīng)到震央在哪裡， DST就是類(lèi)似這種技術(shù)，當我們觸碰到觸控面板的時(shí)候，在面板裡面都會(huì )形成一定的震波，跟一般表面波不同的是，DST是一種偵測在介質(zhì)裡面波的技術(shù)，所以，任何的表面水滴，髒污，或是油垢都不會(huì )影響到觸碰的偵測，造成任何干擾，DST沒(méi)有尺寸大小的限制，可以說(shuō)是各種場(chǎng)合都可適用。

 

結論

 

觸控面板的市場(chǎng)是以非?？焖僭诎l(fā)展的，如何以更好品質(zhì)的產(chǎn)品來(lái)給顧客更多的價(jià)值，一直是3M的所努力追求的。由以上的分析來(lái)看，電容式無(wú)論在透光度、硬度、準確率、反應時(shí)間、觸控打點(diǎn)壽命、操作高溫、抗UV、和起始力量各方面都遠勝過(guò)電阻式，以目前來(lái)看，電容式面板是給客戶(hù)的一個(gè)最好的選擇。