触控面板分类、原理及特点详解

触控技术作为智能手机重要的交互方式为我们带来了许多便利，那么对于触控面板的概念、特点、分类及原理你是否了解？本文将全面介绍触控面板的基础知识，希望对你有所帮助。

什么是触控面板？

触控面板也叫触摸屏（Touch Panel， or Touch Screen， or Touch Pad， etc），凡是电子设备都要用到屏幕，如果你不想让你的屏幕被无聊的键盘占据一半面积，就必须要使用触摸屏作为人机对话的媒介，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。

触控面板最早结缘于1965年E.A. Johnson一篇简短的描述电容触摸屏的文章，继而1967年深度发表有图有真相的文章。再到1970年由两位CERN（European Council for Nuclear Research）的两位工程师在1970年代初期发明的透明触控面板，并且与1973年投入使用。再后来到1975年一个美国人George Samuel Hurst发明了电阻式触控面板并拿到美国专利（#3，911，215），并与1982年投入商用。

1、触控面板的技术要点：

从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的；其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不像鼠标需要一个光标作为相对定位用，所以很容易分散注意力，因为你要时时关注光标在哪里。

究其结构通常是在半反射式液晶面板上（ITO透明导电极）覆盖一层压力板，其对压力有高敏感度，当物体施压于其上时会有电流信号产生并且定出压力源位置，并可动态追踪。这种就是我们媒体报道的on-cell技术。现在亦有In cell Touch触控组件集成于显示面板之内，使面板本身就具有触控功能，不需另外进行与触控面板的贴合与组装即可达到触控的效果与应用，主要是Apple在研究。

接下来我们主要从透明性和定位方法来分别介绍不同触控技术的区别及原理。

2、触控面板的分类及原理：

从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台；红外线技术触摸屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；表面声波触摸屏几乎解决了所有触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，致命的缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝甚至不工作，所以也很难普及使用。下面主要讲电阻式和电容式屏幕吧。

电阻式：用力真好！

电阻式触控板主要由两片单面镀有ITO（氧化铟锡）的薄膜基板组成，上板与下板之间需要填充透光的弹性绝缘隔离物（spacer dot）来分开，如图所示，下极板必须是刚性的厚玻璃防止变形，而上极板则需要感应外力产生形变所以需要爆玻璃或者塑胶。

正常工作时，上下极板接电压并且处于断开状态，当外力按下时上极板发生形变与下极板接触导通，此时产生电压变化，通过此电压变化可以精确测量触摸点坐标 （因为触摸上下极板接触后则上下极板由原来的整体电阻变成了一分为二的电阻，而电阻值分压值与它到边缘的距离成比例推算X、Y坐标的）。所以电阻式触摸屏的精度主要取决于这个坐标电压的转换精度，所以非常依赖于A/D转换器的精度（力度大小的电压敏感性）。

因为电阻式屏幕透过压力操控，所以不一定要用手来控制，笔、信用卡等都可以操作，即使戴套也没关系，而且它和外界是隔离的所以它具有防尘防污的优势；不过如果「摸」得太轻，电阻式屏幕不会有反应，要用轻戳才行。电阻式屏幕成本低廉、技术门槛低，而且，操作电阻式触控屏幕时需要轻敲，所以容易坏，而且灵敏度也不太好，画画、写字并不流畅。

电容式：纵享轻滑！

然而，真正带来智能手机风潮的是电容式触摸屏，它是由一片双面镀有导电膜的玻璃基板组成，并在上极板上覆盖一层薄的SiO2介质层。如图所示，其中上电极是用来与人体（接地）构成平板电容感测电容变化的，而下极板用来屏蔽外界信号干扰的。

工作时，上透明电极需要接电压并在四个角上引出四个电极，所以当手指触碰上面的SiO2层时，因人体是导电的，所以人体与上透明电极之间产生足够的耦合电容，并且根据与四个角（或周边）测量的电容值变化来计算出触控位置坐标（离触控位置越近则电容越大）。但是这种表面电容式触控（Surface CapaciTIve）还是无法满足现在流行的多点触控，如果要实现多点触控必须要使用新技术叫做Projected-CapaciTIve Touch，它主要改变在于将表面的感应电极