TP触摸原理
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TP触摸屏原理分享教育课件
• 具有导电特性，电阻比越小越好，通常 1*10^- 4Ω .cm
备注： 一般而言，导电性提高，透光率变下降，泛指亦然。 可见光范围具有80%以上的透光率，其电阻比低于 1*10^4Ω .cm ，既是良好的透明导电性
• 膜层硬度高、耐磨、耐酸碱化学腐蚀 • 膜层加工性能好，便于蚀刻
3.2.3 TP sensor生产工艺： 使用ITO Glass或者ITO Film材料，接合产品的结构与Touch IC设计要求而制作的传感器，因sensor制程工艺 的不同，分为3类： 3.2.3.1、黄光 sensor（黄光制程） 通过对涂布在材料表面的光敏性物质（光刻胶），经曝光、显影等工序后获得永久性图形的过程
银浆镭 射雕刻
3.2.3.3、丝印 sensor （丝印工艺） 采用丝网、钢网对材料印刷、经干湿蚀刻后获得需要图形的过程 （干蚀刻指的是指蚀刻膏，湿蚀刻指的是酸碱蚀刻）
ITO开料
OVER缩 水
耐酸印 刷
耐酸固 化
ITO蚀刻
银浆印 刷
银浆烘 烤
3.2.3.4 TP sensor三种生产工艺对比：
对比项 线宽线距 制程良率与效率 价格对比 基材选择 适合尺寸 稳定性
• 钢化玻璃原材料：旭硝子（Asahi）、电气硝子（NEG）、龙尾 （Dragontrail）、康宁（Croning）
材质 旭硝子 龙尾/电气硝子
康宁
同0.7mm厚度，不同材质玻璃对比参数如下：
强化层深度（DOL）
表面应力值（CS）
8μ~12μ
＞450Mpa
＞32μ
＞650Mpa
＞40μ
＞700Mpa
④ 电容屏只需要通过触摸，不需要压力产生信号
⑤ 电容屏在生产后只需一次校正或不需要校正，电阻屏需要常规的校正 ⑥ 电容屏的使用寿命会长。因为电容屏的部件不需要任何移动，电阻屏中，上层ITO薄膜需要足够薄，以便 向下弯曲接触到下面的ITO薄膜
备注： 一般而言，导电性提高，透光率变下降，泛指亦然。 可见光范围具有80%以上的透光率，其电阻比低于 1*10^4Ω .cm ，既是良好的透明导电性
• 膜层硬度高、耐磨、耐酸碱化学腐蚀 • 膜层加工性能好，便于蚀刻
3.2.3 TP sensor生产工艺： 使用ITO Glass或者ITO Film材料，接合产品的结构与Touch IC设计要求而制作的传感器，因sensor制程工艺 的不同，分为3类： 3.2.3.1、黄光 sensor（黄光制程） 通过对涂布在材料表面的光敏性物质（光刻胶），经曝光、显影等工序后获得永久性图形的过程
银浆镭 射雕刻
3.2.3.3、丝印 sensor （丝印工艺） 采用丝网、钢网对材料印刷、经干湿蚀刻后获得需要图形的过程 （干蚀刻指的是指蚀刻膏，湿蚀刻指的是酸碱蚀刻）
ITO开料
OVER缩 水
耐酸印 刷
耐酸固 化
ITO蚀刻
银浆印 刷
银浆烘 烤
3.2.3.4 TP sensor三种生产工艺对比：
对比项 线宽线距 制程良率与效率 价格对比 基材选择 适合尺寸 稳定性
• 钢化玻璃原材料：旭硝子（Asahi）、电气硝子（NEG）、龙尾 （Dragontrail）、康宁（Croning）
材质 旭硝子 龙尾/电气硝子
康宁
同0.7mm厚度，不同材质玻璃对比参数如下：
强化层深度（DOL）
表面应力值（CS）
8μ~12μ
＞450Mpa
＞32μ
＞650Mpa
＞40μ
＞700Mpa
④ 电容屏只需要通过触摸，不需要压力产生信号
⑤ 电容屏在生产后只需一次校正或不需要校正，电阻屏需要常规的校正 ⑥ 电容屏的使用寿命会长。因为电容屏的部件不需要任何移动，电阻屏中，上层ITO薄膜需要足够薄，以便 向下弯曲接触到下面的ITO薄膜
tp 芯片
tp 芯片TP芯片，全称为Touch Panel，是一种用于触摸屏的芯片。
随着智能手机、平板电脑、电子书阅读器等电子设备的普及，触摸屏技术逐渐成为人机交互的主流方式之一。
TP芯片作为触摸屏的关键部件之一，起着负责接收和处理用户输入的作用。
接下来我将以1000字的篇幅介绍TP芯片的原理、发展历程和应用。
首先，我们来了解一下TP芯片的工作原理。
TP芯片采用电容式触摸屏技术，通过人体的电容作用，实现用户输入的感应。
具体来说，TP芯片的基本构成是由绝缘材料和导电层构成的触摸面板，以及负责信号检测的控制电路。
当用户用手指或者触控笔触摸屏幕时，导电物质会改变电荷分布，TP芯片就会检测到这些电荷的变化，并将其转化为相应的控制信号。
然后，这些信号会通过TP芯片传递给处理器，最终实现屏幕上的响应。
TP芯片的发展历程可以追溯到20世纪60年代。
当时，美国的一些科学家开始研究电容触屏技术，并取得了一系列的突破。
而在20世纪90年代初，世界上第一台商用触摸屏手机IBM Simon发布，这标志着TP芯片的商业化应用。
之后，随着触摸屏技术的不断进步和发展，TP芯片也越来越小巧、高效和稳定。
如今，TP芯片已经成为了手机、平板电脑、车载导航和工业控制板等领域不可或缺的核心部件。
接下来，我将介绍TP芯片的应用场景和未来发展趋势。
首先，TP芯片广泛应用于智能手机和平板电脑等消费电子产品。
现代智能手机上的触摸屏几乎全部采用了TP芯片，它不仅为用户提供了便捷的触控操作，还支持多点触控、手势识别和指纹识别等功能，提升了用户体验和数据安全性。
此外，TP芯片还应用于ATM机、自助售货机、工业自动化设备等领域，提供了更加灵活和便捷的操作方式。
未来，TP芯片将继续引领触摸屏技术的发展方向。
首先，TP芯片将更加智能化和集成化，实现更多的人机交互方式。
比如，通过融合虚拟现实和增强现实技术，可以将触摸屏变成一种更为直观、沉浸式的交互界面。
其次，随着5G技术的普及，TP芯片也将实现更快的反应速度和更低的功耗，提高用户体验和设备的续航能力。
触摸屏TP技术讲解
TP技术的应用领域
智能手机和平板电脑
01
触摸屏技术广泛应用于智能手机和平板电脑，为用户提供便捷
的操作方式。
公共信息查询
02
在公共场所，触摸屏信息查询系统提供方便的信息获取方式，
如公交车站、博物馆等。
商业展示
03
在商业展示中，触摸屏展示系统能够吸引顾客的注意力，提高
产品展示效果。
TP技术的发展趋势
耐用性好
电阻式触摸屏的耐用性较好，能够承受一定的压力和摩擦。
电阻式TP技术的优缺点
• 对湿手或戴手套操作敏感：电阻式触摸屏对湿手 或戴手套的操作比较敏感，能够保证良好的用户 体验。
电阻式TP技术的优缺点
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
精度低
电阻式触摸屏的精度相对 较低，可能无法满足一些 需要高精度操作的应用。
响应速度慢
新型TP技术的研发
柔性触摸屏技术
柔性触摸屏技术是未来TP技术的重要发展方向，能够实现屏幕 的弯曲和折叠，为智能终端带来更多创新形态。
透明触摸屏技术
透明触摸屏技术能够使屏幕在显示内容的同时保持透明，为智能 终端带来更广阔的视野和更丰富的交互方式。
多点触控技术
多点触控技术能够实现多个手指同时操作屏幕，提高智能终端的 交互体验和效率。
随着个人电脑和智能手机的普及，触 摸屏技术逐渐进入消费市场。
21世纪
随着移动设备的迅猛发展，触摸屏技 术得到了广泛应用，并不断更新换代 ，提高性能和用户体验。
触摸屏技术的分类
01
按工作原理
可以分为电阻式、电容式、红外式 、表面声波式等类型。
按结构形式
可以分为表面声波式、红外式、电 容式等类型。
TP触摸原理
1. 触摸屏分类、应用和特点（续）
1.3触摸屏特点 A.透明性 触摸屏是由多层复合薄膜构成，透明性能的好坏直接影响到触摸屏的视觉效果 ，衡量其透明性能不仅要从它的视觉效果来衡量，还要包括透明度、色彩失真度 、反光性和清晰度这四个特性。 B.绝对坐标系统 触摸屏是一种绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与相对定位系统有本质区别 。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次没有关系，每次触摸到的数据 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。 C.检测与定位 各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作，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．
备注：五线电阻式的上线路只起到一个探针的作用，故对上线的质量要求不太 高，即使上线破裂，也不影响功能，故寿命较长。
3. 电容式触摸原理
3.1电容式原理 电容屏表面涂有透明导电层ITO，电压连接到四角，微小直流电散布在屏表 面，形成均匀之电场，用手触屏，人体作为耦合电容一极，电流从屏四角汇 集形成耦合电容另一极，通过控制器计算电流传到碰触位置的相对距离得到 触摸的坐标。电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。是一块四层 复合玻璃屏，玻璃屏的内表面夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻 璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出电极，内层ITO为屏蔽层 以保证良好的工作环境．当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和 触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于 是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上流 出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对 这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。其缺点为：透光率和清晰 度不如四线电阻屏；反光严重存在色彩失真的问题；把人体作为一个电极容 易误动作；不能带指套和手套触摸；环境变化时容易漂移；易伤及夹层 ITO，从而不能工作。
TP(触摸屏)原理及制作流程
ETCHING
L-LINE
STRIP
UNLOAD
LOAD
ETCHING
STRIP
UNLOAD
蚀刻线区域
P隧O道S式T 烤BA炉KE
金属镀膜线(4MF+6DC)
工艺流程
准备投入的玻璃基板 异物
玻璃基板 LOAD
UV254 LAMP（光照）
玻璃基板 UV 254
纯水喷淋清洗 超声波+高压泵
**
**
****
双面SiO2镀膜作业
在监视器上确认基板与 金属MASK对位是否在 规格内（基板上有四个 “田”字型对位标，与金 属MASK上对位方框对 位）
双面SiO2镀膜作业
基板对位标
金属MASK对位框
OK
手动对位
NG
双面SiO2镀膜作业
将待镀品挂上框架（注 意金属MASK不能有翘 曲）
双面SiO2镀膜品质缺陷
反面贴合LCM⑧
脱泡⑨
检查
Lamination 设备介绍
九槽式超声波清洗机
玻璃自动分段机
ACF贴合机、FPC绑定机
ACF
2、ACF： 是一種同時具有粘贴、导电、绝缘三特性的半透明高分子 材料，其特性是在膜厚方向具有導電性。但在面方向則不具有導電 性。(即垂直方向上導通，水平方向上絕緣，因此稱為「异方性导电 胶）。结构如下：
UNLOAD
DEVELOP
EXPOSURE
SPIN COATER CLEANER
LOAD
J-LINE
LOAD
CLEANER
K-LINE
ROLLER COATER
EXPOSURE
PRE-BAKE
DEVELOP
TP原理
工作原理
平面电阻触摸屏的结构如图：顶层是聚脂薄膜，上表面可为镀硬质防划伤膜，下表面为ITO膜层；中间为间隔点；四周为密封胶；下层为玻璃，其上表面为ITO膜层。
引线可从玻璃或薄膜片引出。
一、数字矩阵触摸屏设计要点：
1、选择行数和列数；
2、确定最大回路电阻值。
该阻值主要受条形结构形状的影响。
3、确定可视区和不可视区。
4、选择引出线形式。
数字矩阵屏即为透明开关屏，其工作原理是当接触点受压时，薄膜片形变、上下层ITO连通发出信号，由CPU驱动显示器显示。
二、模拟电阻触摸屏方案
一般小尺寸为四线电阻式。
工作原理主要是当触点受压时，上下两个ITO线路接通后，通过两端采集到的电压模拟信号转换为数字信号。
根据触摸点线性电阻的特点，计算出相应的位置，从而驱动该点显示。
数字屏主要应用于各种按键开关方式显示类，模拟屏则应用于手写输入方式显示类。
显示器件可以是液晶等。
TP原理及制作流程
FPC
3、FPC：是Flexible Printed Circuit的简称，又称软性线路板、柔性电路板， 简称软板或FPC，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点. 制作流程大概 为： ①备料---钻孔---图形转移（菲林）---E.D.S---线检（O/P）---表面处理 ②备料---钻孔---成型---开窗 ①、 ②---贴合---镀金（电镀）---PC5000（Ag、胶、黑色膜）压合---保强--SMT---电测---终检---OQC
F SIO2 PATTERN F ITO PATTERN
钢化基板 R ITO PATTERN MOALMO PATTERN R SIO2 PATTERN
PATTERN OC
பைடு நூலகம்
➢ 双面结构ITO 玻璃 钢化玻璃F面镀ITO → R面镀ITO → F ITO PATTERN曝光 → R ITO保护胶 → F ITO刻蚀 → 双面剥离 → R ITO PATTERN 曝光→ F ITO保护胶 → R ITO刻蚀→双面剥离→R面MOALMO镀膜 → MOALMO PATTERN曝光 → MOALMO刻蚀POSI剥离 → R面镀SIO2 → F面镀SIO2 → R面 PATTERN OC → FQC检查 → 双面覆盖 PET保护膜→出货
Open/Sho rt test
Raw glass 0.55 mm
Ultrason ic clean
Laser cutting
ITO1 sputter
ITO1 Photo/Etc
h
Protective Lay SiO2 sputter Coating isolation layer
Metal
Metal Sputter
单面结构ITO 玻璃
电容式TP原理与概论
特性
轻触就能感应，使用方便 ，而且手指与触控屏的接触几乎没有磨损，性能 稳定，经机械测试使用寿命长 漂移现象比较严重；不适用于金属机柜；当外界有电感和磁感的时候，可能 会使触控屏失灵
Presentation Title 8
投射式电容触摸屏
基本原理：触摸屏采用多层ITO层，形成矩阵式分布， 以X轴、Y轴交叉分布做为电容矩阵，当手指触碰屏幕 时，可通过X、Y轴的扫描，检测到触碰位置电容的变 化，进而计算出手指之所在。基于此种架构，投射电容 可以做到多点触控操作。
LCD Display Side
Presentation Title
13
All information included here is subject to change without notice
ITO Layers
• GFF- Glass Film Film
Touch Surface Cover Lens OCA (Insulation) Film ITO Pattern Short Layer (X) ITO Pattern Long Layer (Y) Film Shielding Film to GND LCD Display Side OCA (Insulation)
Sensor
接收control IC发出的脉冲信号,以在整个帄面上形成RC网络 当手指靠近时形成电容
FPC
连接Sensor 与Control IC 连接Control IC 与 主机
Presentation Title
15
Projected Capacitive Touch Panel
ITO Panel - Example
电阻式TP
电容式 TP(CTP)
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TP触摸原理
Guo Xiaoqin
目录
1 2 3 4
触摸屏分类、应用和特点 电阻式触摸原理 电容式触摸原理 矩阵式触摸原理
1. 触摸屏分类、应用和特点
1.1触摸屏分类 触摸屏根据其工作原理，可分为电阻式（四线、五线、八线）、电容式（感 应式、 投射式）、红外线式以及表面声波式 。 触摸屏从低档向高档逐步升级和发展：从电阻式走向电容式，从感应式电容 屏走向投射式电容屏。 触摸屏可以让使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能 实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。
备注：五线电阻式的上线路只起到一个探针的作用，故对上线的质量要求不太 高，即使上线破裂，也不影响功能，故寿命较长。
3. 电容式触摸原理
3.1电容式原理 电容屏表面涂有透明导电层ITO，电压连接到四角，微小直流电散布在屏表 面，形成均匀之电场，用手触屏，人体作为耦合电容一极，电流从屏四角汇 集形成耦合电容另一极，通过控制器计算电流传到碰触位置的相对距离得到 触摸的坐标。电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。是一块四层 复合玻璃屏，玻璃屏的内表面夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻 璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出电极，内层ITO为屏蔽层 以保证良好的工作环境．当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和 触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于 是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上流 出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对 这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。其缺点为：透光率和清晰 度不如四线电阻屏；反光严重存在色彩失真的问题；把人体作为一个电极容 易误动作；不能带指套和手套触摸；环境变化时容易漂移；易伤及夹层 ITO，从而不能工作。
X = a Ux ux
y = b
uy
Uy
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
2.3四线电阻式与五线电阻式区别 項目 电气特性 线性 透 明 度 透光率 (Transparency) 雾面度(Haze) 清晰度(Clearity) 使 用 寿 命 敲击寿命 笔划寿命 价格 四线电阻 5V（DC）35mA <1.5% T>80% H<6% C>82% >100万次 >10万次 便宜 五线电阻 5V（DC）35mA <1.5% T>80% H<6% C>82% >3500万次 >500万次 贵
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
引线3
电压等势线
引线1 +5V
引线3
电压等势线 引线1 +5V
0V
+5V
引线5
引线5
0V 引线4
+5V 引线2
0V
0V 引线2
引线4
图3：在第一个0.01秒测得x坐标
图4：在第二个0.01秒测得y坐标
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
接触点所在位置的计算方法： 假设屏幕的横向距离为a ，纵向距离为b ，第一个0.01秒，在X轴方向所加电压 为Ux ，接触点所在的横坐标为x ，电压为ux，第二个0.01秒，在Y轴方向所加电 压为Uy ，接触点所在的纵坐标为y ，电压为uy ，则接触点的横、纵坐标的计算 公式如下：
当手指触摸屏幕时,按所触 摸的位置不同就会导通对 应的不同矩阵点(Xm ,Yn), 触摸屏的控制器接收到这 一接触信号，并将信号传 送给CPU,然后CPU就会根 据预定的方式运作.
Thank you!
2. 电阻（模拟）式触摸原理
当手指触摸屏幕时,就 会在触摸点导通上下 两层薄膜的ITO导电 层.这时触摸屏的控制 器就会按照左边公式 计算出触摸点的坐标 (Xi,Yj),并将信号传送 给CPU,然后CPU会根 据模拟鼠标的方式运 作.
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
2.1四线电阻式触摸原理（另八线电阻式触摸屏只是在四线各总线上增加一根线 外其余相同） 四线式触摸屏在上线、下线ITO层分别有两根平行银线，故称为四线式。在第一 个0.01秒时在工作面的X轴方向的一端上加5V电压，另一端加0V电压，这样就 能形成一个均匀分布的平行电压场，在第二个0.01秒时在Y轴方向的一端上加5V 电压，另一端加0V电压，如此交流更替。 当手指触摸到屏幕时，手指的压力使ITO Film的导电层与ITO Glass的导电层接 触，控制器检测到这个接通点后通过计算接触点所在的电压与两条边线上的电 压的大小比例关系，就可得出接触点所在位置的x坐标，此时，引脚1与引脚2起 到探笔的作用。同理，在第二个0.01秒可得出接触点所在位置的y坐标，由此就 确定了接触点的位置。如图1、图2所示：
四线
电容式
五线
1. 触摸屏分类、应用和特点（续）
1.2触摸屏应用 根据对触摸屏的结构、原理和性能特点的分析，不同触摸屏的适用场合如下所 示： A.电阻触摸屏：极好的灵敏度和透光度，较长的使用寿命，不怕灰尘、油污和 光电干扰，适用于各类公共场所，如工业控制现场、办公室、家庭等。尤其适用 于要求精密的工业控制现场等。 B.电容感应触摸屏：由于电容随温度、湿度或接地的情况的不同而变化，故其 稳定性较差，往往出现漂移。怕电磁干扰、漂移，不易在工业控制场所和有干扰 的地方使用。可使用于要求不太精密的的公共信息查询，需经常校准、定位。 C.投射式电容触摸屏：是借助于电流的变化来实现各种各样的功能，投射式电 容技术支持，“多点触摸”在系统响应速度、精确度等方面优于电阻式触摸屏。多 使用在手机类产品上。 D.另矩阵式（Matrix）:主要用于玩具、电子字典、电子记事簿、 计算器、电子 书、电子棋盘及各Fra bibliotek电子产品 矩阵式
3. 电容式触摸原理（续）
3.2感应电容式分类 A.纯玻璃
(1) (2)
(1) 玻 璃
(2) 引 出 线
B.薄膜电容式
(4) (2)
(1)
(5) (3)
(5)
(4)
(5)
(1) 上 线 薄 膜 (3) 静 电 保 护 膜 (5) 引 出 线
(2) 下 线 薄 膜 (4) OCA
4. 矩阵（数字）式触摸原理
1. 触摸屏分类、应用和特点（续）
1.3触摸屏特点 A.透明性 触摸屏是由多层复合薄膜构成，透明性能的好坏直接影响到触摸屏的视觉效果 ，衡量其透明性能不仅要从它的视觉效果来衡量，还要包括透明度、色彩失真度 、反光性和清晰度这四个特性。 B.绝对坐标系统 触摸屏是一种绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与相对定位系统有本质区别 。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次没有关系，每次触摸到的数据 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。 C.检测与定位 各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作，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．
引脚1 电压等势线 引脚1 +5V
引脚3 +5V
引脚4 0V
引脚3
引脚4
电压等势线 引脚2 图1：在第一个0.01秒测得x坐标
0V 引脚2
图2：在第二个0.01秒测得y坐标
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
2.2五线电阻式触摸原理 五线式与四线式的基本工作原理大致相同。两者的区别在于：四线式的四根引 脚分为两组，各分布于上线路和下线路表面ITO导电层的边线上。而五线式的五 根引脚中有四根分布在下线路导电层的四个角上，另一根共通线分布在上线路 层上，起到探笔的作用。在第一个0.01秒周期，沿X轴方向加5V电压，使得引脚 1和引脚2上的电压均为5V，引脚3和引脚4上的电压均为0V，此时就相当于一个 四线式触摸屏的X扫描状态，当手指触摸到屏幕时，手指的压力使上线路层内表 面的ITO导电层与下线路层的ITO导电层接触，控制器检测到这个接通后通过计 算接触点所在的电压与两条边线上的电压的大小比例关系，就可得出接触点所 在位置的x坐标。在第二个0.01秒周期，沿Y轴方向加5V电压，使得引脚1和引 脚3上的电压均为5V，引脚2和引脚4上的电压均为0V，此时又相当于一个四线 式触摸屏的Y扫描状态，测出接触点所在位置的y坐标，由此就确定了接触点的 位置。如图3、图4所示：
Guo Xiaoqin
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触摸屏分类、应用和特点 电阻式触摸原理 电容式触摸原理 矩阵式触摸原理
1. 触摸屏分类、应用和特点
1.1触摸屏分类 触摸屏根据其工作原理，可分为电阻式（四线、五线、八线）、电容式（感 应式、 投射式）、红外线式以及表面声波式 。 触摸屏从低档向高档逐步升级和发展：从电阻式走向电容式，从感应式电容 屏走向投射式电容屏。 触摸屏可以让使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能 实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。
备注：五线电阻式的上线路只起到一个探针的作用，故对上线的质量要求不太 高，即使上线破裂，也不影响功能，故寿命较长。
3. 电容式触摸原理
3.1电容式原理 电容屏表面涂有透明导电层ITO，电压连接到四角，微小直流电散布在屏表 面，形成均匀之电场，用手触屏，人体作为耦合电容一极，电流从屏四角汇 集形成耦合电容另一极，通过控制器计算电流传到碰触位置的相对距离得到 触摸的坐标。电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。是一块四层 复合玻璃屏，玻璃屏的内表面夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻 璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出电极，内层ITO为屏蔽层 以保证良好的工作环境．当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和 触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于 是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上流 出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对 这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。其缺点为：透光率和清晰 度不如四线电阻屏；反光严重存在色彩失真的问题；把人体作为一个电极容 易误动作；不能带指套和手套触摸；环境变化时容易漂移；易伤及夹层 ITO，从而不能工作。
X = a Ux ux
y = b
uy
Uy
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
2.3四线电阻式与五线电阻式区别 項目 电气特性 线性 透 明 度 透光率 (Transparency) 雾面度(Haze) 清晰度(Clearity) 使 用 寿 命 敲击寿命 笔划寿命 价格 四线电阻 5V（DC）35mA <1.5% T>80% H<6% C>82% >100万次 >10万次 便宜 五线电阻 5V（DC）35mA <1.5% T>80% H<6% C>82% >3500万次 >500万次 贵
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
引线3
电压等势线
引线1 +5V
引线3
电压等势线 引线1 +5V
0V
+5V
引线5
引线5
0V 引线4
+5V 引线2
0V
0V 引线2
引线4
图3：在第一个0.01秒测得x坐标
图4：在第二个0.01秒测得y坐标
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
接触点所在位置的计算方法： 假设屏幕的横向距离为a ，纵向距离为b ，第一个0.01秒，在X轴方向所加电压 为Ux ，接触点所在的横坐标为x ，电压为ux，第二个0.01秒，在Y轴方向所加电 压为Uy ，接触点所在的纵坐标为y ，电压为uy ，则接触点的横、纵坐标的计算 公式如下：
当手指触摸屏幕时,按所触 摸的位置不同就会导通对 应的不同矩阵点(Xm ,Yn), 触摸屏的控制器接收到这 一接触信号，并将信号传 送给CPU,然后CPU就会根 据预定的方式运作.
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2. 电阻（模拟）式触摸原理
当手指触摸屏幕时,就 会在触摸点导通上下 两层薄膜的ITO导电 层.这时触摸屏的控制 器就会按照左边公式 计算出触摸点的坐标 (Xi,Yj),并将信号传送 给CPU,然后CPU会根 据模拟鼠标的方式运 作.
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
2.1四线电阻式触摸原理（另八线电阻式触摸屏只是在四线各总线上增加一根线 外其余相同） 四线式触摸屏在上线、下线ITO层分别有两根平行银线，故称为四线式。在第一 个0.01秒时在工作面的X轴方向的一端上加5V电压，另一端加0V电压，这样就 能形成一个均匀分布的平行电压场，在第二个0.01秒时在Y轴方向的一端上加5V 电压，另一端加0V电压，如此交流更替。 当手指触摸到屏幕时，手指的压力使ITO Film的导电层与ITO Glass的导电层接 触，控制器检测到这个接通点后通过计算接触点所在的电压与两条边线上的电 压的大小比例关系，就可得出接触点所在位置的x坐标，此时，引脚1与引脚2起 到探笔的作用。同理，在第二个0.01秒可得出接触点所在位置的y坐标，由此就 确定了接触点的位置。如图1、图2所示：
四线
电容式
五线
1. 触摸屏分类、应用和特点（续）
1.2触摸屏应用 根据对触摸屏的结构、原理和性能特点的分析，不同触摸屏的适用场合如下所 示： A.电阻触摸屏：极好的灵敏度和透光度，较长的使用寿命，不怕灰尘、油污和 光电干扰，适用于各类公共场所，如工业控制现场、办公室、家庭等。尤其适用 于要求精密的工业控制现场等。 B.电容感应触摸屏：由于电容随温度、湿度或接地的情况的不同而变化，故其 稳定性较差，往往出现漂移。怕电磁干扰、漂移，不易在工业控制场所和有干扰 的地方使用。可使用于要求不太精密的的公共信息查询，需经常校准、定位。 C.投射式电容触摸屏：是借助于电流的变化来实现各种各样的功能，投射式电 容技术支持，“多点触摸”在系统响应速度、精确度等方面优于电阻式触摸屏。多 使用在手机类产品上。 D.另矩阵式（Matrix）:主要用于玩具、电子字典、电子记事簿、 计算器、电子 书、电子棋盘及各Fra bibliotek电子产品 矩阵式
3. 电容式触摸原理（续）
3.2感应电容式分类 A.纯玻璃
(1) (2)
(1) 玻 璃
(2) 引 出 线
B.薄膜电容式
(4) (2)
(1)
(5) (3)
(5)
(4)
(5)
(1) 上 线 薄 膜 (3) 静 电 保 护 膜 (5) 引 出 线
(2) 下 线 薄 膜 (4) OCA
4. 矩阵（数字）式触摸原理
1. 触摸屏分类、应用和特点（续）
1.3触摸屏特点 A.透明性 触摸屏是由多层复合薄膜构成，透明性能的好坏直接影响到触摸屏的视觉效果 ，衡量其透明性能不仅要从它的视觉效果来衡量，还要包括透明度、色彩失真度 、反光性和清晰度这四个特性。 B.绝对坐标系统 触摸屏是一种绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与相对定位系统有本质区别 。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次没有关系，每次触摸到的数据 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。 C.检测与定位 各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作，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．
引脚1 电压等势线 引脚1 +5V
引脚3 +5V
引脚4 0V
引脚3
引脚4
电压等势线 引脚2 图1：在第一个0.01秒测得x坐标
0V 引脚2
图2：在第二个0.01秒测得y坐标
2. 电阻（模拟）式触摸原理（续）
2.2五线电阻式触摸原理 五线式与四线式的基本工作原理大致相同。两者的区别在于：四线式的四根引 脚分为两组，各分布于上线路和下线路表面ITO导电层的边线上。而五线式的五 根引脚中有四根分布在下线路导电层的四个角上，另一根共通线分布在上线路 层上，起到探笔的作用。在第一个0.01秒周期，沿X轴方向加5V电压，使得引脚 1和引脚2上的电压均为5V，引脚3和引脚4上的电压均为0V，此时就相当于一个 四线式触摸屏的X扫描状态，当手指触摸到屏幕时，手指的压力使上线路层内表 面的ITO导电层与下线路层的ITO导电层接触，控制器检测到这个接通后通过计 算接触点所在的电压与两条边线上的电压的大小比例关系，就可得出接触点所 在位置的x坐标。在第二个0.01秒周期，沿Y轴方向加5V电压，使得引脚1和引 脚3上的电压均为5V，引脚2和引脚4上的电压均为0V，此时又相当于一个四线 式触摸屏的Y扫描状态，测出接触点所在位置的y坐标，由此就确定了接触点的 位置。如图3、图4所示：