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触控式面板大行其道:主流技术支持分析

http://www.ec.hc360.com2014年01月13日09:21 来源:电子产品世界T|T

     【慧聪电子网】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“touchpanel”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0~5V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占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ITOCoating的PET来当材料,下层则是以ITOCoating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SpacerDot来撑开,要不然就会产生ConstantTouch(游标固定每一点)的问题。

    一般电阻式架构式FilmonGlass(FG),也就是说上层是ITOCoating的PET,下层则是以ITOCoating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PolyesterLaminated(PL),上层还是ITOCoating的PET(参考下图),但下层则是ITOCoating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,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PolyesterLaminated架构的电阻式面板安全性就远胜过FilmonGlass(FG)。

    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。

    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,ClearTekⅡ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,触控萤幕的制造商也不必去改造LCD把亮度提高,省了许多的成本。

    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,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:钻石。电容式面板就非常适合用在各种场合,因为7Mohs的硬度可以轻松胜任各种应用以及使用者的摧残。

    准确率

    由于PET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

    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ClearTekⅡ为例,只要搭配3MEXⅡ控制卡,就可达到仅需3毫秒的触控反应时间。

    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

    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UV

    PET是不抗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

    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:DispersiveSignalTechnology

    3M是一个非常重视创新的公司,除了现有的产品,也不断发展不同的技术,例如DispersiveSignalTechnology(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里,DST就是类似这种技术,当我们触碰到触控面板的时候,在面板里面都会形成一定的震波,跟一般表面波不同的是,DST是一种侦测在介质里面波的技术,所以,任何的表面水滴,脏污,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。

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