北京时间09月10日消息,中国触摸屏网讯, 电容式触控技术与目前市场佔有率最高的传统电阻式触控技术相比,为使用者带来了多项优点,包括:更佳的视觉享受──提供高达97%的穿透率与更真实的色彩呈现;更轻鬆灵活的操控性──触控功能的实现只需轻触即可,甚至于可不必实际与面板接触;更长的使用寿命──电容式面板的寿命约为两亿次,为四线电阻式(一百万次)的两百倍,五线电阻式(四千万次)的五倍。
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电容式触控技术侦测的讯号则来自于因触碰而引起的微量变化,依工作原理不同,可大略分为表面电容式触控技术(Surface Capacitive Touch,SCT)与投射电容式触控技术(Projected Capacitive Touch,PCT)。前者常见于大尺寸户外应用,如公共资讯平台(Kiosk、Point of Information;POI)及公共服务(销售)平台(Point of Sales/ Services;POS)等产品上,而后者则因苹果(Apple)公司推出的多点触控手机iPhone而炒得沸沸扬扬。
从触控技术发展的过程上来看,最早导入触控技术的市场是工业控制领域,其目的是将繁複且面积庞大的机械设备控制盘整合到单一视窗、多重分页的萤幕上,当时使用的是中大尺寸电阻式触控面板。然而电阻式的寿命与耐受性不足等缺憾,实在无法满足工控领域的需求,也因此,当中大尺寸SCT甫一问世,高阶设备机台立即改用SCT方案。直到2003年前后,由于电阻式触控面板製造成本降低,开始有小尺寸被应用在PDA、GPS等可携式产品中,触控技术正式进入消费性市场。2006年,iPhone採用小尺寸PCT,其绝佳的光学特性与多点触控功能掀起一阵风潮,成为近年来最受瞩目的触控技术。
从以上不难发现,目前以小尺寸为主流的消费性市场在触控技术的选择上仅有电阻式与投射电容式两种,前者虽然成本低廉,但是不佳的光学表现与耐受性长期受到市场诟病;后者虽有多项优点,但真正能量产的供应商屈指可数,售价自然相当昂贵,以致仅见于少数高单价产品上。
目前小尺寸市场之所以鲜少使用SCT,主要是因为成本问题。SCT Panel製造商长期欠缺关键的光学镀膜技术,必须委外加工;而SCT触控IC则受到少数拥有技术的厂商控制,售价居高不下。此外,不像电阻式面板可随意与电阻式IC搭配,SCT的面板与IC必须有绝佳的相容性才能稳定的工作。前述的种种因素使得SCT在小尺寸应用(消费性产品)的售价与PCT相去不远,自然难以被客户群所採用。
然而,相较于电阻式,SCT可以大幅改善其缺陷;相较于PCT,SCT的技术更为成熟稳定,可以量产导入。因此我们可以合理的推论:当SCT之整体成本因为产业成员们的策略联盟和技术资源整合(如:万达光电与伟诠电子合作开发出高整合度的表面电容式触控完全解决方案)而大幅下降时,SCT将有机会成为小尺寸最佳的解决方案。
以下将简单介绍PCT与SCT之基本原哩,并针对此两种技术之优缺点做一比较:
投射电容式触控技术
PCT是建构在矩阵的概念之上。在触控面板製作部份,PCT Panel的ITO是经过蚀刻而产生特定图腾(Pattern)的,目的在于提高各触碰点的SNR(Signal-Noise Ratio)值,增强识别的精确度。藉由将前述的图腾(Pattern)在X轴与Y轴方向分别複製数次(次数多寡依面板尺寸而定),便形成一个类似键盘的PCT矩阵,图1即是目前最常见的菱形图腾。
图1:採用菱形图腾的投射电容式触控面板。
图1中的橘色菱形图腾形成了X轴方向的ITO导线(共有m条),而绿色菱形图腾形成了Y轴方向的ITO导线(共有n条);PCT控制器会依序驱动这些导线来侦测是否有因为触碰而增加的电容量变化。在此以架构最简单的RC振盪方案作说明。我们将X轴中的X2导线的等效电路简化于图2,形成一个由n个Rp与n个Cp所组成的RC电路,其中的Rp与Cp分别代表等效之ITO分段内阻与PCT各节点(XY轴交会处)之自有电容值。当手指接近或接触到面板时,会在面板上增加一个电容量(Cf);对这个RC振盪电路而言,Cf的出现意味著振盪的週期(period)变长而频率(frequency)变慢。藉著计算手指触碰前后X2导线上之振盪週期与频率的改变,PCT控制器将可辨别出触碰位置,甚至还能分辨手指与面板的距离(即提供Z轴资讯)。
图2:PCT之等效RC电路与手指触碰前后之X2通道侦测波形。