触摸屏行业定义及分类

　　触摸屏（touch screen）又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。主要应用于公共信息的查询、领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。

　　触摸屏主要有以下8种不同的方式：电阻式、表面电容式、投射电容式、表面声波式、红外式、弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式。它们又可以分为两类，一类需要ITO，比如前三种触摸屏，另一类的结构中不需要ITO，比如后几种屏。目前，市场上使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏应用最为广泛。

　　ITO是铟锡氧化物的英文缩写，它是一种透明的导电体，可通过调整铟和锡的比例，选择沉积方法、氧化程度以及晶粒的大小来调整这种物质的性能。薄的ITO材料透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但透明性会变差。在PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度会降到150。C以下，这就导致了ITO氧化不完全。在之后的应用中，ITO暴露在空气或空气隔层里，其单位面积阻抗因为自然氧化而随时间变化，这就是电阻式触摸屏需要经常校正的原因。

　　电阻式触摸屏

　　电阻触摸屏的一个侧面剖视图如图所示。手指触摸的表面是一个硬涂层，用以保护下面的PET层。PET层是很薄的有弹性的PET薄膜，当表面被触摸时它会向下弯曲，并使得下面的两层ITO涂层能够相互接触并在该点连通电路。两个ITO层之间是一些约2.5nm厚的隔离支点，最下面是一个透明的硬底层，用来支撑上面的结构，通常是玻璃或者塑料。

　　电阻触摸屏的多层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题，因此会增加电池的消耗。电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。

　　电容式触摸屏

　　电容式触摸屏也需要使用ITO材料，而且它的功耗低、寿命长，但是较高的成本使它在前些年不太受关注。自从Apple推出的iPhone后，该机不仅提供了友好的人机界面，而且操作流畅，这使电容式触摸屏受到了市场的追捧，各种电容式触摸屏产品纷纷面世。而且随着工艺进步和批量化，它的成本不断下降，开始显现逐步取代电阻式触摸屏的趋势。

　　表面电容触摸屏

　　表面电容触摸屏只采用单层的ITO，当手指触摸屏表面时，就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失，电荷从屏幕的四角补充进来，如图所示。由于各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例，所以可以凭此推算出触摸点的位置。　表面电容ITO涂层通常需要在屏幕的周边加上线性化的金属电极，来减小角落／边缘效应对电场的影响。有时ITO涂层下面还会有一个ITO屏蔽层，用来阻隔噪音。

　　表面电容触摸屏至少需要校正一次才能使用。

　　感应电容式触摸屏

　　感应电容触摸屏与表面电容触摸屏相比，可以穿透较厚的覆盖层，且不需要校正。

　　感应电容式触摸屏在两层ITO涂层上蚀刻出不同的ITO模块，如图3所示，由于考虑模块的总阻抗及模块之间的连接线的阻抗，两层ITO模块交叉处产生的寄生电容等因素，并且为了能检测到手指触摸，ITO模块的面积应比手指面积小，当采用菱形图案时，对角线长通常控制在4mm—6mm。

　　绿色和蓝色的ITO模块位于两层ITO涂层上，可以把它们看作是X和Y方向的连续变化的滑条，对X和Y方向上不同的ITO模块分别进行扫描，以获得触摸点的位置和触摸的轨迹。两层ITO涂层之间是PET或玻璃隔离层，后者透光性更好，可以承受更大的压力，并且可通过特殊工艺直接镀在LCD表面。感应电容式触摸屏检测到的触摸位置对应于感应到最大电容变化值的交叉点，对于X轴或Y轴来说，则是对不同ITO模块的信号量取加权平均得到的位置量，系统然后在触摸屏下面的LCD上显示出触摸点或轨迹。

　　另外，触摸屏的下面是LCD显示屏，它的表面会和靠近的ITO涂层的ITO模块产生寄生电容。因此，安装时通常在两层之间保留一定的空气，以降低寄生电容的影响。

　　从中国触摸屏行业发展前景预测报告了解目前，在电容式触摸屏解决方案中，Cypress PSoC产品已可编程，设计灵活，一致性好，再加上高效的PSoC Express／PSoC designer开发环境而处于领先地位。

　　PCB板或触摸屏上相邻的感应模块或导线之间会存在寄生电容Cp，如下图所示。当有手指接近或触摸两个相邻感应模块时，相当于附加了两个电容，它们相当于并联在Cp上的电容Cfo利用PSoC的CSA和CSD技术可以检测到这个电容上的变化，从而确定有没有手指触摸。

　　表面电容式可以用于大尺寸触摸屏，并且其成本也较低，但目前无法支持手势识别；感应电容式主要用于中小尺寸触摸屏，并且可以支持手势识别。

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