觸控技術(shù)應(yīng)用日益廣泛 電容式電阻式為主流

時(shí)間:2008-12-04

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):目前,觸摸屏應(yīng)用范圍已變得越來(lái)越廣泛。依照感應(yīng)方式的不同,觸摸屏大致可以分為電阻式、電容式、紅外線式、超音波式四類其中電阻式與電容式目前的市場(chǎng)前景最被看好

編者按:觸摸屏起源于20世紀(jì)70年代,早期多被裝于工控計(jì)算機(jī)、POS機(jī)終端等工業(yè)或商用設(shè)備之中。目前,觸摸屏應(yīng)用范圍已變得越來(lái)越廣泛。依照感應(yīng)方式的不同,觸摸屏大致可以分為電阻式、電容式、紅外線式、超音波式四類其中電阻式與電容式目前的市場(chǎng)前景最被看好。   目前觸摸屏的應(yīng)用范圍從以往的銀行自動(dòng)柜員機(jī)、工控計(jì)算機(jī)等小眾商用市場(chǎng),迅速擴(kuò)展到手機(jī)、PDA、 GPS(全球定位系統(tǒng))、MP3,甚至平板電腦(UMPC)等大眾消費(fèi)電子領(lǐng)域。展望未來(lái),觸控操作簡(jiǎn)單、便捷,人性化的觸摸屏有望成為人機(jī)互動(dòng)的最佳界面而迅速普及。   觸摸屏應(yīng)用領(lǐng)域呈多樣化   目前的觸控技術(shù)尚存在屏幕所使用的材源透光較差影響顯示畫(huà)面的清晰度,或者長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)坐標(biāo)漂移、影響使用精度等問(wèn)題。而且,全球主要觸摸屏生產(chǎn)大廠多集中在日、美、韓等國(guó)家以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū);主要技術(shù)、關(guān)鍵零組件和原材料更是基本掌握在日、美廠商手中,中國(guó)大陸的觸摸屏/觸控面板產(chǎn)業(yè)還基本處于起步階段。但正因如此,整個(gè)觸控行業(yè)未來(lái)的上升空間還非常大,它也有望成為我國(guó)電子企業(yè)今后創(chuàng)新發(fā)展、大有作為的重要領(lǐng)域。   觸控技術(shù)應(yīng)用日益廣泛   觸摸屏起源于20世紀(jì)70年代,早期多被裝于工控計(jì)算機(jī)、POS機(jī)終端等工業(yè)或商用設(shè)備之中。2007年iPhone手機(jī)的推出,成為觸控行業(yè)發(fā)展的一個(gè)里程碑。蘋(píng)果公司把一部至少需要20個(gè)按鍵的移動(dòng)電話,設(shè)計(jì)得僅需三四個(gè)鍵就能搞定,剩余操作則全部交由觸控屏幕完成。除賦予了使用者更加直接、便捷的操作體驗(yàn)之外,還使手機(jī)的外形變得更加時(shí)尚輕薄,增加了人機(jī)直接互動(dòng)的親切感,引發(fā)消費(fèi)者的熱烈追捧,同時(shí)也開(kāi)啟了觸摸屏向主流操控界面邁進(jìn)的征程。   目前,觸摸屏應(yīng)用范圍已變得越來(lái)越廣泛,從工業(yè)用途的工廠設(shè)備的控制/操作系統(tǒng)、公共信息查詢的電子查詢?cè)O(shè)施、商業(yè)用途的提款機(jī),到消費(fèi)性電子的移動(dòng)電話、PDA、數(shù)碼相機(jī)等都可看到觸控屏幕的身影。當(dāng)然,這其中應(yīng)用最為廣泛的仍是手機(jī)。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)ABIResearch報(bào)告指出,2008年采用觸控式屏幕的手機(jī)出貨量將超過(guò)1億部,預(yù)計(jì)2012年安裝觸控界面的手機(jī)出貨量將超過(guò)5億部。   而且有跡象表明,觸摸屏在消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用范圍正從手機(jī)屏幕等小尺寸領(lǐng)域向具有更大屏幕尺寸的筆記本電腦拓展。目前,戴爾、惠普、富士通、華碩等一線筆記本電腦品牌廠商都計(jì)劃推出具備觸摸屏的筆記本電腦或UMPC。當(dāng)然,目前關(guān)于配備觸摸屏的筆記本電腦是否能從10英寸以下的低價(jià)筆記本電腦或UMPC,擴(kuò)大到14英寸以上的主流筆記本電腦市場(chǎng),業(yè)界仍存爭(zhēng)論。因?yàn)閷?duì)于主流筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)來(lái)說(shuō),消費(fèi)者多已習(xí)慣了使用鍵盤(pán)及鼠標(biāo)進(jìn)行輸入,不像小尺寸筆記本電腦,因可容納的鍵盤(pán)數(shù)量有限,需觸摸屏加以輔助,達(dá)到更直觀的人機(jī)溝通目的。而且現(xiàn)在Windows系統(tǒng)尚不支持多點(diǎn)觸控功能,如由PC廠商單獨(dú)導(dǎo)入多點(diǎn)觸控功能,在軟件上的努力與投資又將極為可觀,因此預(yù)計(jì)到2010年支持多點(diǎn)觸控的新操作系統(tǒng)Windows7上市之前,配備觸摸屏的筆記本電腦仍將局限于12.1英寸以下。但即便如此,觸摸屏市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展前景也十分誘人。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),到2010年觸摸屏產(chǎn)值將達(dá)到35億美元。   電容式電阻式為主流   依照感應(yīng)方式的不同,觸摸屏大致可以分為電阻式、電容式、紅外線式、超音波式四類。其中電阻式與電容式目前的市場(chǎng)前景最被看好,其他技術(shù)短期內(nèi)恐很難趕上。   就技術(shù)原理來(lái)看,電阻式觸摸屏只能算是一種“類觸控”技術(shù)。它采用兩層鍍有導(dǎo)電功能的ITO(銦錫氧化物)PET塑料膜,PET本身具有一定的透明度與耐用性,兩片ITO設(shè)有微粒支點(diǎn),使屏幕在未被壓按時(shí)兩層ITO間有一定的空隙,處于未導(dǎo)電的狀態(tài)。當(dāng)操作者以指尖或筆尖壓按屏幕(外層PET膜)時(shí),壓力將使PET膜內(nèi)凹,因變形而使銦錫氧化物導(dǎo)電層接觸導(dǎo)電,再通過(guò)偵測(cè)X軸、Y軸電壓變化換算出對(duì)應(yīng)的壓力點(diǎn),完成整個(gè)屏幕的觸按處理機(jī)制。由于此種技術(shù)成本低廉,現(xiàn)已大量應(yīng)用于電子產(chǎn)品之上。目前電阻式觸摸屏有4線、5線、6線與8線等多種類型,線數(shù)越多,代表可偵測(cè)的精密度越高,但成本也會(huì)相對(duì)提高。   不過(guò),仔細(xì)考量電阻式觸控技術(shù)的原理就會(huì)發(fā)現(xiàn),通過(guò)觸按屏幕觸發(fā)ITO薄膜導(dǎo)電的偵測(cè)機(jī)制,在物理上有其局限性:電阻式技術(shù)想要增加偵測(cè)面積與分辨率,最直接的方法就是增加線數(shù),但線數(shù)的提高也代表著處理運(yùn)算信息量的增加,這對(duì)處理器將是一大負(fù)擔(dān),同時(shí)成本的提升也是問(wèn)題。另外,PET膜再怎么強(qiáng)化,材質(zhì)的耐壓性、耐磨性、抗變形能力,畢竟有其極限,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用一定會(huì)減低銦錫氧化物導(dǎo)電層接觸導(dǎo)通效率,觸按點(diǎn)也會(huì)因經(jīng)常使用的就是那幾處,造成特定區(qū)域過(guò)度使用磨損,而降低透明度。   電容式觸摸屏與電阻式比較,架構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。由于電容式觸摸屏中的投射電容式(電容式觸摸屏主要分為投射電容式與表面電容式兩種)可支持當(dāng)前流行的多點(diǎn)觸控功能,并擁有更高的屏幕透光率、更低的整體功耗、更長(zhǎng)的使用壽命等優(yōu)點(diǎn),正不斷挑戰(zhàn)電阻式觸摸屏的市場(chǎng)地位。
據(jù)isuppli公司預(yù)測(cè),2008年全球具備觸控功能的手機(jī),仍以電阻式觸控技術(shù)為主,產(chǎn)值可達(dá)4900萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)2012年將達(dá)6500萬(wàn)美元;而投射電容式觸控技術(shù)2008年產(chǎn)值雖然只有1000萬(wàn)美元,占整個(gè)市場(chǎng)份額的17%,但估計(jì)2012年投射電容式產(chǎn)值將突破2000萬(wàn)美元,市場(chǎng)比重躍升至23%。   但是電容式觸控也有許多值得關(guān)注的問(wèn)題:比如液晶屏非??拷熷a氧化物模板,新的技術(shù)甚至直接將兩者做在同一個(gè)真空堆棧中,形成一個(gè)模組。而為了達(dá)到觸點(diǎn)偵測(cè)功效,銦錫氧化物模板又需不斷地掃描像素,會(huì)持續(xù)散發(fā)干擾信號(hào),影響整個(gè)模組的操作。另外,廠商雖然會(huì)對(duì)觸摸屏的表面進(jìn)行硬化處理,可是為了不隔絕掉ITO的表面電流,硬化鍍層非常薄,當(dāng)施加在觸摸屏上的外力過(guò)大時(shí),依然有傷到ITO的可能,對(duì)觸摸屏造成損傷,降低使用壽命。因此,針對(duì)提高使用壽命問(wèn)題,有廠商開(kāi)發(fā)出了超聲波式或紅外線式觸摸屏。   紅外線與超聲波式觸控技術(shù)的作用原理相仿。不過(guò)受限于傳感器的尺寸,這兩項(xiàng)技術(shù)目前多用于20英寸以上的屏幕,如醫(yī)療、ATM等裝置上,同時(shí)產(chǎn)品的成本也會(huì)較高。   產(chǎn)業(yè)鏈日美廠商占優(yōu)   由于市場(chǎng)需求迅速增長(zhǎng),觸控產(chǎn)業(yè)近年來(lái)也迅速躥紅,許多廠商紛紛投身其中。從觸摸屏的產(chǎn)業(yè)狀況來(lái)看,產(chǎn)業(yè)鏈大約可以分為上游零組件、原材料供應(yīng)與材料加工,如玻璃基板制造、ITO薄膜制造、PET制造、化學(xué)材料供應(yīng)、控制IC供應(yīng)等;中游觸摸屏/觸控面板的制造;下游則大多是一些系統(tǒng)整合與終端廠商,如模組廠商、顯示器廠商、家電廠商以及代理商等。   如果不算基本屬于應(yīng)用層面的下游廠商,目前中國(guó)大陸以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的廠商主要致力于在產(chǎn)業(yè)鏈中游的觸摸屏/觸控面板制造領(lǐng)域拓展,且以電阻式產(chǎn)品為主,如大陸的富陽(yáng)光電、華意電路、北泰顯示、凰澤光電、深越光電、沃森電子、東莞冠智電子、廣州恒利達(dá)等。深越光電除了提供電阻式觸摸屏之外,還提供電容式與超聲波式產(chǎn)品。同時(shí)有消息稱,萊寶高科的觸摸屏項(xiàng)目將切入ITO薄膜以及ITO導(dǎo)電玻璃的制造。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)廠商切入時(shí)點(diǎn)較早,現(xiàn)在也已涌現(xiàn)出時(shí)緯科技、接口光電、洋華光電、奇菱科技、富晶通、嵩遠(yuǎn)光電、仕欽科技、遠(yuǎn)諾光電、宇宙光電、理義科技、勝華科技等一批觸摸屏制造企業(yè)。   但觸摸屏上游的零組件與材料供應(yīng)基本上仍掌握在日本、美國(guó)供貨商手中。比如玻璃基板的主要制造商有日商旭硝子、美商康寧;PET制造商為住友、東麗;化學(xué)材料供貨商為日礦、三井;膠材中的銀膠有伊必艾科技、杜邦、3M,絕緣膠有藤倉(cāng)、住友、杜邦、3M,雙面膠有3M、日東電工,印刷膠有東洋紡等;ITOFilm制造為日東電工、尾池工業(yè)、帝人化成、東洋紡等。只有在控制IC領(lǐng)域,我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的義隆電子與禾瑞亞還有較大的發(fā)言權(quán)。其次在ITO玻璃的制造中,臺(tái)廠正太、冠華也有了較強(qiáng)的供應(yīng)能力,但目前占該材料成本比重最多的ITOFilm供應(yīng)幾乎都是以日本廠商為主。   技術(shù)尚需完善   盡管觸摸屏的實(shí)際應(yīng)用越來(lái)越多,應(yīng)用范圍越來(lái)越廣闊,可實(shí)際上該項(xiàng)技術(shù)仍然存在許多需要完善的地方,只有設(shè)計(jì)出更先進(jìn)、智能、體貼的人機(jī)界面,使進(jìn)行觸控操作時(shí)更加直觀、精準(zhǔn),同時(shí)又不影響系統(tǒng)的反應(yīng)速度,才能有望成為人機(jī)交互的主流界面。最典型的例子就是觸控操作中的回饋問(wèn)題。在手機(jī)應(yīng)用中,觸摸屏很大程度上已經(jīng)可以代替按鍵??墒菑南M(fèi)者的使用習(xí)慣角度出發(fā),傳統(tǒng)的按鍵仍然具有一個(gè)觸摸屏所沒(méi)有的特性——— 觸感回饋。通過(guò)按鍵,很多使用者即使在不看鍵盤(pán)的情況下,也可以憑借觸感判斷撥打電話、發(fā)送短信,但目前通過(guò)觸控屏幕卻沒(méi)有能力完成這項(xiàng)工作,使用者只有盯著屏幕,用手指瞄準(zhǔn),才能操作。未來(lái),需要在虛擬按鍵上加入適當(dāng)?shù)陌存I回饋機(jī)制,例如聲音或是震動(dòng)裝置,以更貼近消費(fèi)者的使用習(xí)慣。   再者,觸摸屏還有壽命和體積等問(wèn)題。一般情況下,觸摸屏的使用期限,肯定要遠(yuǎn)低于按鍵鍵盤(pán),如果在屏幕上貼上保護(hù)膜,又會(huì)降低觸摸屏操作的靈敏度和精確度。如果產(chǎn)品還有小型化的設(shè)計(jì)需求,那么過(guò)小的屏幕,會(huì)讓觸控操作更加困難,形成負(fù)面效果。   此外,許多業(yè)者現(xiàn)在還在致力開(kāi)發(fā)如內(nèi)嵌式觸摸屏,應(yīng)用于電子紙、OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)等上的觸摸屏等研發(fā)??梢?jiàn),觸摸屏行業(yè)的技術(shù)提升空間仍然很大,仍有很多潛在的市場(chǎng)需求尚待開(kāi)發(fā)。因此也可看出,觸摸屏作為一項(xiàng)新近興起的輸入控制界面,中國(guó)企業(yè)在這一領(lǐng)域仍然大有可為。
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