触摸屏在日常工作与生活中的实际应用祥解

来源:综合作者:巨东网址:http://www.supervey.com/

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。

大有彩票开奖  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。

市场规模快速扩张目前,触摸屏已能广泛应用于智能手机、平板电脑/电子书、笔记本电脑、POS/ KIOSK、游戏机、ATM机等领域。未来几年触摸屏将快速成长,尤其是应用在手机、平板电脑、可携式多媒体播放器(PMP/MP3)、个人导航装置与其它应用等。同时,触控面板在大尺寸屏幕的应用上将有望实现突破与成长,如All-In-One计算机等。

  从出货量来看,全球有2/3的触摸屏应用于手机,是最主要的应用领域。2010年苹果iPhone 4智能手机以及iPad平板电脑的成功应用,带动触摸屏产品爆发式成长。其中,iPhone出货4749万台,同比增长89。28%;iPad上市第一年实现1479万台的出货量。预计2011年手机触控使用比例为1/3,至2014年将达到50%。智能手机快速提升是推动手机触摸屏快速增长的主要驱动因素,2010年智能手机出货2。97亿台,同比增长72。09%。2011年1季度智能手机渗透率已达23。6%,预计2011年智能手机将出货4。68 亿台,同比增长57。66%;至2015年出货将达11。05亿台,2010-2015年复合年增长率达30%。

  据宇博智业市场研究中心了解,平板电脑是触摸屏产品中成长最快的应用领域,2011年平板电脑用触摸屏出货量将达到6000万片,同比增长182%。苹果在2011年和2012年继续成为平板电脑触摸屏的最大消费商,而其它品牌将会在2012年以后迎头赶上。Displaysearch预计,2016年平板电脑用触摸屏出货量将高达2.6亿片,比2011年上升333%,11-16年复合年增长率达34%。

  电子书阅读器方面,2010年经历了近200%的增长,出货量已至1140万台。但受到平板电脑快速扩张的影响,增速将逐步放缓;成长动能主要来自价格下降,另外,以电子纸作为现实媒介,相比液晶屏视觉更为柔和、续航能力更长。预计2011年其出货量为2350万台,同比增长106%;至2014年出货 6300万台,2011-2014年复合年增长率为39%。同时,GPS、游戏机等其他终端应用规模也会持续增长,如微软的Kinect、掌上型游戏机 Nitendo 3Ds等。拓璞产业研究表示,2011年触摸屏其他终端应用(除手机与平板电脑外)占比有30%。

  综合来看,2011年全球触控模组收入将达134亿美元,同比增长超过90%;至2017年收入规模将达239亿美元,较2011年增长 78%,2011-2017年收入规模年均复合增长率为10%。未来几年将可以看到触控屏逐步被应用到更大显示器如一体机、笔记本计算机与游戏设备中。技术路径:投射电容式为主流技术目前,触控技术主要包括投射电容式、表面电容式、电阻式、表面音波、红外线等以及为满足轻薄化要求推出的投射电容式衍生技术包括in-cell、on-cell、Touch 0n Lens等。电阻式及电容式主要为中小尺寸应用技术。

  从中国触摸屏行业市场调查报告了解触摸屏行业现状分析报告主要分析要点有:

  1)触摸屏行业生命周期。通过对触摸屏行业的市场增长率、需求增长率、产品品种、竞争者数量、进入壁垒及退出壁垒、技术变革、用户购买行为等研判行业所处的发展阶段;

  2)触摸屏行业市场供需平衡。通过对触摸屏行业的供给状况、需求状况以及进出口状况研判行业的供需平衡状况,以期掌握行业市场饱和程度;

大有彩票开奖  3)触摸屏行业竞争格局。通过对触摸屏行业的供应商的讨价还价能力、购买者的讨价还价能力、潜在竞争者进入的能力、替代品的替代能力、行业内竞争者现在的竞争能力的分析,掌握决定行业利润水平的五种力量;

  4)触摸屏行业经济运行。主要为数据分析,包括触摸屏行业的竞争企业个数、从业人数、工业总产值、销售产值、出口值、产成品、销售收入、利润总额、资产、负债、行业成长能力、盈利能力、偿债能力、运营能力。

  5)触摸屏行业市场竞争主体企业。包括企业的产品、业务状况(BCG)、财务状况、竞争策略、市场份额、竞争力(SWOT分析)分析等。

  6)投融资及并购分析。包括投融资项目分析、并购分析、投资区域、投资回报、投资结构等。

  7)触摸屏行业市场营销。包括营销理念、营销模式、营销策略、渠道结构、产品策略等。

  触摸屏行业现状分析报告是通过对触摸屏行业目前的发展特点、所处的发展阶段、供需平衡、竞争格局、经济运行、主要竞争企业、投融资状况等进行分析,旨在掌握触摸屏行业目前所处态势,并为研判触摸屏行业未来发展趋势提供信息支持。

  触摸屏是一个可以检测到在显示区域内触摸的存在和位置的电子系统,它简化了人机交互方法,目前已被广泛运用于智能手机、平板电脑、游戏机等消费类电子、医疗仪器、工业控制等领域。触控技术大致可分为电容式、电阻式、红外光式以及声表面波式。其中电容式触控技术起源于上世纪60-70年代,直到2007年被Apple应用于iPhone手机后,一发而不可收拾,获得了爆发式的发展。


  触控终端出货近几年保持了高速增长,据DisplaySearch的统计,2012年出货达15亿部,YoY成长35%。手机和平板仍然是触摸屏的最大应用领域。按出货数量预估,手机占比约74%,平板占比8%,为最主要的两种应用终端。

  展望2013年,智能机增速仍将保持较高水准;Tablet有望延续热度,出货超过NB;而TouchNB有望在win8的支持下在13年起飞;在这些设备的带领下,触控终端有望在13年仍保持30%的成长态势。

  根据感应器(sensor)在整个触控面板中的相对位置,目前广泛应用于智能手机和平板的投射电容屏(PCT)可分为外挂式(outcell)和内嵌式(incell/oncell)。

  根据Sensor基板材质的不同,目前主流的外挂式电容屏又可分为两种产品类型。一是“玻璃式”,即“盖板玻璃+感应层玻璃”(GG);二是“薄膜式”,即“盖板玻璃+上感应层薄膜+下感应层薄膜”(GFF)。由于基材的不同,因此GG和GFF在制作工艺和众多物理特性方面存在一定的差异。

  从性能方面来说,由于电阻率较低,因此GG的反应速度要优于GFF,且透光和使用寿命上均优于GFF,从而使得模组的触控体验方面更胜一筹,这也是此前的iPhone系列一直使用GG触控方案的主要原因。

  成本方面,Flim式触控面板阵营多购置卷对卷(Roll-to-Roll)生产设备,可大幅提升生产效率及良率,以降低成本;而Glass式触控面板由于玻璃基板单价较高,加之贴合良率不如Flim式触控面板,且黄光设备折旧较大,因此在成本方面处于劣势。

大有彩票开奖  内嵌式触摸屏亦包括两种技术形态,即On-cell和In-cell。On-cell和In-cell技术的基本原理均是将触控功能集成在显示面板之中,只是Sensor的位置有所不同。一般而言,把在彩色滤光片基板上制作Sensor的方案称为On-cell,而把在TFT基板上制作Sensor的方案称为In-cell。

  消费类电子产品“轻薄化”是永恒的诉求,因此触控技术的演进始终都是围绕这一主题进行。与传统GG需要4片玻璃相比,On-cell和In-cell均节省了一片玻璃基板。

  面对TFTLCD厂推出内嵌式触控面板,并无TFTLCD产能的触控面板业者只能另辟蹊径,采用理论上轻薄度可与内嵌式触控面板竞争的单片玻璃解决方案(OneGlassSolution)迎战,即在盖板玻璃上面制作Sensor,节省了一片玻璃和一次贴合,触摸屏能够做的更薄且成本更低,而该单片玻璃不仅起到Coverlens的作用,同时也兼具触控功能。根据制程工序的不同又可分为Sheet和Cell两种方案。Sheet方案:强化、镀膜,蚀刻(用黄光制程制作Sensor)、切割、加工、印丝及表面处理。在强化玻璃上切割的良率会比较低,更为重要的是,切割后强度会下降30%左右,即使经过二次强化,强度亦很难恢复到切割前的水平。而Cell方案:切割、强化、镀膜、蚀刻,这种办法的效率较低、量产成本较高。总的来讲,Sheet方案边缘强度不够,Cell方案技术不成熟且成本较高。

  GFF技术进化方向是GF,即将原来用于实现触控感应的两层薄膜减为一层。基于Sensor的设计位置不同,GF又衍生出G1F和GF2两种方案。G1F 系由1片玻璃式触控传感器与1层薄膜式触控传感器组合而成,免于复杂的架桥(bridging)制程,可具备较高良率,目前由台厂洋华及宸鸿导入量产,供应微软Surface平板计算机之用。而GF2是在单层ITOFlim两面制作Sensor,目前此方案只有iPadmini使用,对Flim的强度要求很高,良率较低。

  各种触摸屏技术都有着各自的特点,有着适合各自应用的领域和不同生态体系,单一技术方案主宰市场的情形在未来中短期内出现的概率较低,更多的可能性是呈现百花齐放的局面。

触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用,是一种极有发展前途的交互式输入技术,因而受到各国的普遍重视,并投入大量的人力、物力对其进行研发,新型触摸屏不断涌现。

  据宇博智业市场研究中心了解,触摸屏三个基本技术特性:

  透明性能

  触摸屏是由多层的复合薄膜构成,透明性能的好坏直接影响到触摸屏的视觉效果。衡量触摸屏透明性能不仅要从它的视觉效果来衡量,还应该包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度这四个特性。

  绝对坐标系统

  我们传统的鼠标是一种相对定位系统,只和前一次鼠标的位置坐标有关。而触摸屏则是一种绝对坐标系统,要选哪就直接点哪,与相对定位系统有着本质的区别。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系,每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标,不管在什么情况下,触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。不过由于技术原理的原因,并不能保证同一点触摸每一次采样数据相同的,不能保证绝对坐标定位,点不准,这就是触摸屏最怕的问题:漂移。对于性能质量好的触摸屏来说,漂移的情况出现的并不是很严重。

  检测与定位

  各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作的,甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。

  触摸屏带给我们不仅仅是所触即所得的操作便捷,我们所需要做的只是将手指往屏幕轻轻的一按。同时可以做到非触摸屏不可能实现的功能,譬如你可以在刚照完的照片上面进行随心所欲的涂鸦,就像是自己拿着笔绘画一样。 当一个需要在键盘上按几次按钮才能实现的操作,也许在触摸屏幕只需轻轻一划。 只需要手指轻轻的接触和触摸,就能将您的物理的碰触转变为数字代码。

  由于屏幕可以代替按钮的加入,我们可以抛弃键盘带来的累赘。屏幕的极大的扩展到整个手机面板,在机身体积跟屏幕大小之间取得更大的平衡点。 这些都意味着,手机作为越来越带有一体化趋势的数码设备,更好的用户体验,更好的操作便利,更大的屏幕,都是其人机交互界面的发展需要和方向。

大有彩票开奖  从触摸屏市场前景分析预测报告了解触摸屏技术的发展趋势,具有专业化、多媒体化、立体化和大屏幕化等特点。 随着信息社会的发展,人们需要获得各种各样公共信息,以触摸屏技术为交互窗 口的公共信息传输系统,通过采用先进的计算机技术,运用文字、图像、音乐、解说、动画、录像等多种形式,直观、形象地把各种信息介绍给人们,给人们带 来极大的方便。我们相信,随着技术的迅速发展,触摸屏对于计算机技术的普及 利用将发挥重要的作用。输入手下触屏但是同样全键盘输入,触摸屏没有物理按键效率高,原因在于:输入法需要定位手指的位置,比如双手操作电脑键盘时,左手食指中指定位在F键,右手中指定位在J键,而触摸屏无法像按键的凸点或者输入感觉定位,难以形成高效的盲打。

大有彩票开奖近年来,在显示面板和显示模组产业以及下游新兴消费类电子产品市场迅速发展的影响下,我国触摸屏生产企业也纷纷加大触摸屏相关产品生产项目的投资力度,我国触摸屏产业规模呈现出迅猛发展的趋势。

  触摸屏行业过去十几年相继经过声波式、红外线式、电阻式、电容式等不同种类的发展,目前已形成较为成熟的行业体态。未来,触摸屏行业的发展主要依赖于技术创新及新工艺的突破。

  OGS(One Glass Solution) :是近年来兴起的一种在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及传感器的技术,直接将触控功能感应线路蚀刻于盖板玻璃之上,从而减少了一层玻璃基板和一次贴合,因其透光性、轻薄度在普通GF之上,产线投资和产品良率又较内嵌式触摸屏存在一定优势,引起业内广泛关注。OGS的优点是技术成熟后,可以节省较多成本,且能减小触摸屏厚度和重量。目前,OGS各大厂商主要将研发方向往中大尺寸屏幕上转移。

  3D Touch:即多点三维触控技术。三维触控技术同样是一项全新的屏幕触控技术,通过三维触控技术,不仅可以实现原有压力触控轻按、轻点的触控功能,还新增了“重按”屏幕新的维度功能。

  多点三维触控技术相当于压力触控的升级版,主要新增了一个“重按”触控新功能,其他方面则与压力触控一样。对于国内厂家来说,目前压力触控和三维多点触控两项技术仍是未来需要重点突破的新领域。

  随着触摸屏应用的不断拓展,超大尺寸、快速响应、精确控制等成为对触摸屏的最新要求。为此,各大企业加快各类新材料的开发,试图抢占领先优势。

  近年来,以导电聚合物、纳米银丝、金属网格、纳米碳管及石墨烯等新型柔性透明导电材料的研发力度不断加大,产业化进程明显加快,对ITO透明导电膜的替代性很强,而且在中大尺寸触控屏领域取得可喜的突破。


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