電子發(fā)燒友網(wǎng)10月“觸控技術(shù)特刊”火熱下載中，缺你怎可！

　　無(wú)可否認(rèn)，誕生于上世紀(jì)八十年代的觸控技術(shù)在蘋(píng)果iPhone橫空出世之前是那么的默默無(wú)聞。之后隨著智能手機(jī)的發(fā)展，觸摸屏技術(shù)的發(fā)展更是在短短幾年取得了比之前十幾年更長(zhǎng)足的進(jìn)步，從一些廠商的電容屏發(fā)展到現(xiàn)在的電容屏為主流；從一開(kāi)始的屏幕和觸摸屏分離，發(fā)展到現(xiàn)在in-cell、on- cell等技術(shù)層出不窮。根據(jù)相關(guān)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2015年底全球平板電腦銷(xiāo)量將達(dá)到2.486億臺(tái)。智能手機(jī)方面，預(yù)計(jì)到2015年時(shí)全球智能手機(jī)銷(xiāo)量將達(dá)到10.5億部。這樣一個(gè)龐大的數(shù)字就足以促使我們深入了解一下這些主流技術(shù)。

　　談?wù)勲娙萦|控技術(shù)

　　我們所謂的電容式觸摸屏就是指在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會(huì)發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。

　　其構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

　　電容式觸摸屏結(jié)構(gòu)原理圖

　　具體的工作原理如下所示：

　　電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。在觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場(chǎng)，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。

　　電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。

　　憑借著先天的優(yōu)勢(shì)，電容屏在廠商中的地位越來(lái)越重要。當(dāng)前以多點(diǎn)式觸控應(yīng)用為訴求的投射電容式觸控面板主要技術(shù)分為薄膜式（filmtype）及玻璃式（glasstype）兩種，具體下來(lái)則蘋(píng)果陣營(yíng)采用玻璃投射式電容（glasstype），而非蘋(píng)陣營(yíng)則以薄膜投射式電容（filmtypePET）為主

　　目前主流的薄膜式結(jié)構(gòu)是將ITO通過(guò)光刻或印刷在PET薄膜上，外層為保護(hù)玻璃稱(chēng)為GFF（Glass-Film-Film）結(jié)構(gòu)；而主流的玻璃式結(jié)構(gòu)系將觸控傳感器做在ITO玻璃上，外層加上一片保護(hù)玻璃是為GG（Glass-Glass）結(jié)構(gòu)。

　　盡管電容式技術(shù)已經(jīng)主宰消費(fèi)電子觸控市場(chǎng)，但為了拓展觸控的應(yīng)用層面，帶給消費(fèi)者更好的使用者體驗(yàn)，今天的電容式觸控技術(shù)仍然存在著一些需要改善的關(guān)鍵因素，包括降低成本、實(shí)現(xiàn)手指懸浮控制、手套控制、雜訊管理、在手指或表面濕滑時(shí)亦能操控、更快的反饋和響應(yīng)、節(jié)省電池電力、更靈敏的壓力感測(cè)、主動(dòng)式手寫(xiě)筆支援、良好的軟／硬件整合等。

　　這些目標(biāo)為觸控方案供應(yīng)商帶來(lái)了許多嶄新挑戰(zhàn)，首先在降低成本方面便會(huì)遭遇從材料到制程的諸多問(wèn)題。

　　就目前狀況而言，GFF結(jié)構(gòu)受限于高階ITO薄膜材料掌握在少數(shù)日商手中，而GG貼合良率普遍偏低，這也是造成投射電容觸控模塊成本居高不下的主因。

　　金屬網(wǎng)格觸摸屏

　　這樣促使廠家利用更便宜的金屬網(wǎng)格（Metal mesh）、銀納米線（Silver nanowires）、碳納米管、導(dǎo)電高分子、石墨烯和ITO墨水等取代ITO材料的情況，但由于產(chǎn)業(yè)鏈未夠完善和其他的問(wèn)題，就導(dǎo)致了新材料取代ITO還正在一個(gè)籌備階段，而不是真正實(shí)施。

　　隨著眾多ITO替代材料競(jìng)相發(fā)展，未來(lái)幾年內(nèi)勢(shì)必會(huì)有愈來(lái)愈多的投射電容式感測(cè)器開(kāi)始釆用新型ITO替代材料。無(wú)論是對(duì)面板和觸控模組供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，ITO替代材料都代表著新的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，卻也帶來(lái)了嶄新的機(jī)遇。

　　In-cell、On-cell和OGS

　　具體到觸控模塊的廠商方面，現(xiàn)在主要分為三個(gè)主要類(lèi)型，外掛式的OGS和將傳感器做在顯示器內(nèi)的In-cell和On-Cell兩種。這三種不同的方案，OGS有著明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，最重要的是技術(shù)當(dāng)前是比較成熟的，這就吸引了***的宸鴻、勝華、達(dá)鴻和國(guó)內(nèi)歐菲光等廠家深耕這個(gè)技術(shù)；而in-cell與on-cell兩種技術(shù)，受制于良率和成本高等缺點(diǎn)，就導(dǎo)致只有高端廠家才能采用。那么我們應(yīng)該從哪些方面來(lái)分析這三個(gè)方案呢？首先我們先了解一下這三種不同方案的原理和優(yōu)缺點(diǎn)：

　　首先先介紹In-Cell，這種技術(shù)是指將觸摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在顯示屏內(nèi)部嵌入觸摸傳感器功能，這樣能使屏幕變得更加輕薄。同時(shí)In-Cell屏幕還要嵌入配套的觸控IC，否則很容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的觸控感測(cè)訊號(hào)或者過(guò)大的噪音。因此，對(duì)任一顯示面板廠商而言，切入In-Cell/On-Cell式觸控屏技術(shù)的門(mén)檻的確相當(dāng)?shù)馗撸孕枰^(guò)良品率偏低這一難關(guān)。目前采用In-Cell 技術(shù)除了蘋(píng)果的iPhone 5，還有諾基亞的Lumia920。其中iPhone5 屏幕的厚度估計(jì)為2.54mm，In-Cell薄化貢獻(xiàn)為0.44mm，約占到厚度下降1.7mm的25%。

　　iPhone5比iPhone4S少了觸摸屏這一層

　　雖然說(shuō)目前有蘋(píng)果這一巨頭大力推動(dòng)In-Cell 技術(shù)，但是在未來(lái)幾年內(nèi)仍?xún)H限于高端智能手機(jī)領(lǐng)域，主要問(wèn)題還是良品率，因?yàn)镮n-Cell一旦損壞損失的不僅僅是觸摸屏， 顯示屏也將連同一起報(bào)廢，因此廠商對(duì)In-Cell良率要求更高。

　　其次，On Cell是指將觸摸屏嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之間的方法，即在液晶面板上配觸摸傳感器，相比In Cell技術(shù)難度降低不少。三星、日立、LG等廠商在On-Cell結(jié)構(gòu)觸摸屏上進(jìn)展較快，目前，On Cell多應(yīng)用于三星Amoled面板產(chǎn)品上，技術(shù)上尚未能克服薄型化、觸控時(shí)產(chǎn)生的顏色不均等問(wèn)題。

　　In-Cell 和On-Cell對(duì)比

　　最后說(shuō)的OGS技術(shù)就是把觸控屏與保護(hù)玻璃集成在一起，在保護(hù)玻璃內(nèi)側(cè)鍍上ITO導(dǎo)電層，直接在保護(hù)玻璃上進(jìn)行鍍膜和光刻，由于節(jié)省了一片玻璃和一次貼合，觸摸屏能夠做的更薄且成本更低。目前國(guó)內(nèi)手機(jī)品牌廠商中如天宇大黃蜂1代、金立風(fēng)華、小米2已都采用了OGS技術(shù)。

　　不過(guò)OGS仍面臨著強(qiáng)度和加工成本的問(wèn)題。由于OGS保護(hù)玻璃和觸摸屏是集成在一起的，通常需要先強(qiáng)化，然后鍍膜、蝕刻，最后切割。這樣在強(qiáng)化玻璃上切割是非常麻煩的，成本高、良率低，并且造成玻璃邊沿形成一些毛細(xì)裂縫，這些裂縫降低了玻璃的強(qiáng)度，目前強(qiáng)度不足成為制約OGS發(fā)展的重要因素。

　　如上所言，三種不同的方案，互有長(zhǎng)短，各有千秋。作為生產(chǎn)廠商，根據(jù)自身的需要選擇一個(gè)合適的方案，才是正確的選擇。當(dāng)然，從小編與行業(yè)相關(guān)人員溝通得知，他們普遍看好蘋(píng)果主導(dǎo)的in-cell方案，因?yàn)樗梢詫⒂|控屏幕做得很薄，這樣的話也就可以將手機(jī)做得更加薄，這也是他們支持這個(gè)技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。但考慮到其將觸控與屏幕的整合而杜絕的陽(yáng)光折射視差，高精確度。這也是看好in-cell的另一個(gè)方面。

　　觸控屏的未來(lái)該如何走

　　得益于這幾年的發(fā)展，人們對(duì)觸控產(chǎn)品的要求體現(xiàn)在高精度、高可靠醒、更快的反應(yīng)速度、更薄的觸控方案等多個(gè)方面追求。因此，以上是觸控產(chǎn)品的基本大方向；同時(shí)顯示驅(qū)動(dòng)器IC與觸控功能集成、整合的解決方案越來(lái)越受歡迎。從未來(lái)新一階段的觸控產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)看，集成化都將大行其道，這也是其未來(lái)發(fā)展的方向之一。現(xiàn)在市面上還有一些廠家推出的凌空觸控、虛擬觸控等概念也頗為熱炒。相信在不久的將來(lái)，我們會(huì)看到處處皆觸控，處處能交互的情況，將來(lái)或許就使《鋼鐵俠》中的片段成為現(xiàn)實(shí)。

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