电阻式触控面板原理介绍

电阻式触控面板原理介绍

触控面板的种类发展至今随着厂商制造原理及应用层面的不同而有所差异。大致

上，成本为重或较偏重个人使用层面应用的部分以电阻式为主。在公共使用层面较高的应用则以电容式、音波式、红外线式为主。本文将针对电阻式技术原理作介绍。

市场概况

近年来由于可携式个人多媒体装置的蓬勃发展，电阻式触控面板之产量也因此扶摇直上。其中以亚洲为主，又以日本为首。韩国及台湾厂商大多也以电阻式为主要生产产品。日本有富士通（Fujitsu）、写真（Nissha）、昆士（Gunze）等为主要制造商。韩国有Inotouch、Hantouch、等。台湾则有宇宙光电、奇菱…等为主。

电阻式触控面板之设计主要又可区分为四线式、五线式、八线式。各个工作原理不尽

相同，以下将简略介绍。

四线式：

四线式的触控面板因成本及技术层面较为成熟等因素，几乎是所有触控面板业者最基

本的生产规格。以电阻式的技术来说，四线式的规格约占了50％以上的市场占有率。其主要组成包括一片氧化铟锡导电玻璃ITO Glass，以及一片ITO Film 导电薄膜，一般而言，ITO Glass 与ITO Film 导电后均使用+5V 的电压（亦有厂商使用不同于+5V 的电压）。

在这两层导电体的中间以隔球Spacer 将ITO Glass 与ITO Film 区隔开分开，其目的在避免无触摸时造成短路而产生误动作。

四线式之主要工作原理为将上部及下部各视为负责X 轴及Y 轴坐标的工作。在ITO Glass 与ITO Film 的四周边缘各加装两条导电线路，同时于两端各设定一固定电压，使其成为一个均匀的电场。如以上层为X 轴，（X+, X-）送出（5, 0）V 的电压。由于在上下部间Dot Spacer 为阻隔，使上下两层绝缘。

但若以手指、笔或其它介质对面板触压，便可使上下层接触造成短路，产生压降，由

Y 轴负责传送（此时仅X 轴导电，Y 轴并未导电仅负责传输），Y 轴导电层所量测的电压值由X 轴负责传送（此时仅Y 轴导电，X 轴并未导电仅负责传输），如此迅速交替将所测得的模拟信号之坐标位置经由控制器转换成数字信号，再将数字信号的坐标值传送至Host 端，便可得知触压点进而对主机进行存取的动作。

五线式：

其主要组成方式与四线式大致相同，将ITO Glass 与ITO Film 分成上下两层导电层，

导电后亦使用+5V 的电压。中间亦以Spacer 将上下两个导电层分开。其最大的不同在于四线式上下层分别控制X 轴与Y 轴各两条导电线。但五线式则由下部导电层来控制X 轴与Y 轴的四条线。

而上层则全权负责量测将X 轴与Y 轴所触压的电伏。所侦测到的电压值传送给控制

器后取得坐标，经转换后将数字信号传送至主机。由于上层为一个均匀的导电层的，任何一个点都可以负责传输电压的工作，故较四线式的产品耐用度高，在稍恶劣的环境下亦能维持一贯的灵敏度与准确性。

八线式：

严格来说八线式产品其实是四线式产品的延伸，为了避免因受环境的影响或其它外围

设备导致电压的的读取值有所误差，于是除上下导电层的4 条引线外各再增加一条参考线，共计8 条。其目的在于能读取更实际的电压值以提升操作的精准度。

虽然目前电阻式产品以上述3 种为主要生产导向，但坊间亦有少数厂商自行研发出特

殊线式的触控面板。如六线式，其工作原理大同小异。目前电阻式触控面板在亚洲厂商

全力加码下，产能大增，但却并未替厂商带来丰厚利润。尤其许多关键性材料的技术（如ITO Film）仍掌握在少数公司的手中。

长远来看，对于无法掌握关键性材料的生产者来说确实存在相当大的隐忧。也因此已

有少数团队转而开始研发关键性材料的技术，台湾的技术团队是否能突破资金、研发、专利等问题，目前尚未明朗。就让我们拭目以待，期待台湾能在触控面板产业突破重围，摆脱美、日的牵制，进而成为触控面板产业的另一支大老虎__

电容式触摸屏前途无量

■市场概况

电容式触控技术于20多年前诞生，早期由美商3M公司独占整个电容式触控面板的国际市场。在几年前由于基本专利到期，全球触控面板的生产业者纷纷加入开发电容式触控面板事业领域中，期待有所发挥。

电容式触控产品具防尘、防火、防刮、强固耐用及具有高分辨率等优点，但有价格昂贵、容易因静电或湿度造成误动作等缺点。电容式技术应用范围非常广泛，主要包括：(1)金融系统：如提款、售票系统。(2)医疗卫生系统。(3)公共信息系统。(4)电玩娱乐系统。

■工作原理

电容屏幕表面涂有透明电导层ITO，电压连接到四角，电荷分布于屏幕表面，形成均匀电场，用手触屏时，人体作为耦合电容的一极，电流从屏四角汇集形成耦合电容的另一极，通过控制器计算电流传到碰触位置的相对距离得到触摸处的坐标值。

■应用领域

电容式触摸屏应用广泛，主要涉及到通信和电子消费品，如：智能手机，移动电话，多媒体播放器/MP3，电脑/笔记本电脑，游戏机，PDA，GPS,数码相框等。

■各大触摸屏厂商的动向

在苹果iphone出现以前，电阻式占据了触摸屏的主要市场。从各种种类触摸屏总体看，电阻式的市场份额占到了60％，而电容式为24％。但是随着苹果iphone采用了新型电容式触摸屏，并取得市场成功后，电容式触摸屏在高端手机上应用的闸门已经打开。从近期打算进入触摸屏市场的友达、奇美和华映看，除了奇美打算同时开发电阻和电容式以外，其它两家把目标定位于电容式触摸屏。像世界大厂Nissha printing , J touch , ALPS ,Young Fast , PED 等都在保持原有电阻式触摸屏的基础上，积极开发电容式触摸屏。

■电容式触控屏优点和挑战

与电阻式触控屏和电磁式感应板相比，电容式触控屏表现出了更加良好的性能。由于轻触就能感应，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达30年。另外，整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB组成，元件少，产品一致性好、成品率高。

然而，瑕不掩瑜，电容式触控屏也面临着以下一些挑战：由于人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重；改进；温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定，需经常校准。

■各大触控芯片厂商与其解决方案

SYNAPTICS (美国)

为电子设备以及产品提供具有人、机通信功能的界面解决方案。它所提供的电容式感应IC方案为全球市场领先者。

台湾义隆电子

主要是生产笔记本电脑的触控面板。拥有几项专利，eFinger™系列为电容式触控IC的主要解决方案。

瀚瑞集团/中国

是中国唯一家能够提供电容式触控面板感应IC解决方案的厂商。其产品Tango S 系列为目前全球最省电、速度最快、抗干扰能力最强的电容式触摸屏感应IC。此系列所提供的触摸屏方案解决了目前电容式触摸屏最难克服的环境问题，也就是对于湿度、电磁波的干扰、 Tango有绝对的屏蔽处理能力。