手機觸控螢幕

觸控屏（Touch panel）又稱為觸控面板，是個可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置，當接觸了螢幕上的圖形按鈕時，螢幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置，可用以取代機械式的按鈕面板，並藉由液晶顯示畫面製造出生動的影音效果。Samuel Hurst 博士在1971年發明了一個觸摸感測器，這個感測器就是觸控屏的雛形。三年後，他設計了第一款透明的觸控屏。1977年，觸控屏技術得到了很大的改善，一直到今天仍在被廣泛使用並且飛速發展。

基本介紹

• 中文名：手機觸控螢幕
• 外文名：Touch panel
• 又稱：觸控面板
• 類型：感應式液晶顯示裝置

背景

最早的時候觸控螢幕往往是以一個高端的形態所出現，觸控螢幕似乎一直都是一項深不可測的技術。在我們所能追溯到的觸控螢幕最早被用在手機設備上應該是1999年摩托羅拉的A6188。這一機型的出現徹底改變了大家對手機操作的觀念，當然更重要的意義應該是手寫技術被引入手機領域，同時手機集成PDA的智慧型化功能也初見倪端。

工作原理

傳統四線電阻式觸控螢幕技術

早期手機觸控螢幕技術，摩托羅拉A6188 手機是採用傳統的“模擬四線電阻式觸控螢幕” 技術，這種觸控螢幕由兩層塗有透明導電物質的玻璃 和塑膠構成，手指觸摸的表面是一個硬塗層，用以保 護下面的 PET（聚脂薄膜）層，在表面保護硬塗層和 玻璃底層之間有兩層透明導電層 ITO（氧化銦，弱導 電體），分別對應 X、 Y 軸，它們之間用細微透明的絕 緣顆粒絕緣，觸摸產生的壓力會使兩導電層接通，按壓不同 的點時，該點到輸出端的電阻值也不同，因此會輸 出與該點位置相對應的電壓信號（模擬量），經 A/D 轉換後即可獲取 X、 Y 的坐標值。這就 是電阻技術觸控螢幕的最基本原理，此類技術目前已 經成熟，因為價格低、易於生產，現在還用於低端的 手機中。

純平電阻式（TOUCH LENS）技術

傳統的手機電阻觸控螢幕與手機機殼裝在一起，是 有凹凸面的，結構不密封。現在市場上具體套用得比 較前端的是採用 TOUCH LENS技術的一種觸控螢幕， 中文俗稱為 “鏡面式觸控螢幕”“、純平觸控螢幕”等，現在已 經得到廣泛認可和套用，以蘋果 iPhone 為主要推動 力量，它分為電阻式和電容式，iPhone就是用電容式 技術的，此前市場上套用比較多的是電阻式，其工作 原理同傳統電阻式觸控螢幕一樣。

TOUCH LENS的主要特點：（1）觸摸面板與手 機機殼表面完全平整、結構密封、防灰塵；（2）能加工 不規則形狀，以將手機外觀設計得更美觀；（3）手寫 順滑、手感舒服，屏面清潔、外觀漂亮，材質過硬，不 容易破碎；（4）因為上下電極層都是膜結構，厚度比 傳統觸控螢幕更薄，對於結構設計頗具優勢。

技術發展

電阻式多點觸控螢幕技術

不管是傳統的四線電阻式觸控螢幕還是 TOUCHLENS結構，以上手機只能單點觸摸，不能滿足豐富 的觸摸動作體驗，火熱的多點觸摸技術促使電阻式 觸控螢幕的進一步發展。在電容屏大行其道的今天，電 阻式觸控螢幕解決方案以其固有的簡單、低成本，支持 多種輸入介質（導體、非導體）的優點仍然占據市場 的一席之地，和電容式觸控螢幕解決方案相比，耐久性 和多點觸摸是電阻屏的兩大軟肋，但是其中的 一個技術難題-多點觸摸，已經有所突破，下面對 目前電阻屏多點觸摸套用進行闡述。 當前電阻式多點觸摸技術可大致分為數字矩陣 電阻 DMR、模擬矩陣電阻 AMR 及五線多點電阻 MF三類。

模擬矩陣電阻 AMR 技術

AMR是沿 X與 Y兩個方向在 ITO 層蝕刻出一條一條平行排列的區塊，相當於將整個 觸控螢幕劃分成很多小矩陣區塊，每個小矩陣相當於 一個小的模擬四線電阻式觸控螢幕，各個區塊彼此獨 立。當手指按壓到對應的區塊時，區塊 就會傳出對應比例的電壓，控制器接收到電壓後再 將其翻譯成坐標信息。 利用四線式電阻觸控螢幕實現多點觸 摸技術的方法：第一個時刻，在 X1 電極上加上電 壓，由 Y1、Y2、Y3 電極讀取 A、 B、 C觸摸單元所探測 到的 X坐標；同理，在以後的各個時刻依次讀取剩餘 觸摸單元的 X 坐標。獲得所有觸摸單元的 X 坐標 後，再依次給 Y電極加上電壓，以獲得各個觸摸單元 的 Y坐標。

模擬矩陣電阻 AMR 與純數字的 DMR 技術 多點觸控螢幕系統不同，AMR 是一個數字模擬混合 系統，因此，在掃描電路、AD 轉換電路、控制電路 的基礎上，還需添加各種輔助元件來減小外界噪 聲對模擬電路的干擾。特別是對於 AD 轉換，為了 提高轉換的精準度，有必要在硬體電路上添加下 拉電阻，以避免無觸摸發生時 AD 輸入端浮接的 現象。 控制電路將控制掃描電路生成恰當的掃描信 號，並使得 AD 轉換電路在恰當的時候進行數據采 樣和轉換。對於 AD 轉換電路，可以在串列轉換和並 行轉換間做取捨。串列轉換結構簡單，需要的 AD 模 塊數量少，但是總的轉換頻率低；並行轉換需要的 AD 模組數量稍多，但總的轉換頻率可以得到提高。 於是基本電路構架便可以分為串列和並行兩種。

電容式

電容屏是一塊四層複合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各塗一層ITO，最外層是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保護層，夾層ITO塗層作工作面，四個角引出 四個電極，內層ITO為屏層以保證工作環境。當用戶觸摸電容屏時，由於人體電場，用戶手指和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，於是手指 吸收走一個很小的電流，這個電流分別從屏的四個角上的電極中流出，且理論上流經四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精 密計算，得出位置。

紅外線式

紅外觸控螢幕是利用XY方向上密布的紅外線矩陣來檢測並定位用戶的觸摸紅外觸控螢幕在顯示器的前面安裝一個電路板外框，電路板在螢幕四邊排布紅外發射管和紅外接收管，一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣用戶在觸控螢幕幕時，手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點在螢幕的位置任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現觸控螢幕操作 早期觀念上，紅外觸控螢幕存在解析度低觸摸方式受限制和易受環境干擾而誤動作等技術上的局限，因而一度淡出過市場此後第二代紅外屏部分解決了抗光干擾的問題，第三代和第四代在提升解析度和穩定性能上亦有所改進，但都沒有在關鍵指標或綜合性能上有質的飛躍但是，了解觸控螢幕技術的人都知道，紅外觸控螢幕不受電流電壓和靜電干擾，適宜惡劣的環境條件，紅外線技術是觸控螢幕產品最終的發展趨勢採用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障，如單一感測器的受損老化，觸摸界面怕受污染破壞性使用，維護繁雜等等問題紅外線觸控螢幕只要真正實現了高穩定性能和高解析度，必將替代其它技術產品而成為觸控螢幕市場主流 過去的紅外觸控螢幕的解析度由框架中的紅外對管數目決定，因此解析度較低，市場上主要國內產品為32x3240X32，另外還有說紅外屏對光照環境因素比較敏感，在光照變化較大時會誤判甚至當機這些正是國外非紅外觸控螢幕的國內代理商銷售宣傳的紅外屏的弱點而最新的技術第五代紅外屏的解析度取決於紅外對管數目掃描頻率以及差值算法，解析度已經達到了1000X720，至於說紅外屏在光照條件下不穩定，從第二代紅外觸控螢幕開始，就已經較好的克服了抗光干擾這個弱點 第五代紅外線觸控螢幕是全新一代的智慧型技術產品，它實現了1000*720高解析度多層次自調節和自恢復的硬體適應能力和高度智慧型化的判別識別，可長時間在各種惡劣環境下任意使用並且可針對用戶定製擴充功能，如網路控制聲感應人體接近感套用戶軟體加密保護紅外數據傳輸等 原來媒體宣傳的紅外觸控螢幕另外一個主要缺點是抗暴性差，其實紅外屏完全可以選用任何客戶認為滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能，這是其他的觸控螢幕所無法效仿的。

表面聲波

以右下角的X-軸發射換能器為例： 發射換能器把控制器通過觸控螢幕電纜送來的電信號轉化為聲波能量向左方表面傳遞，然後由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面傳遞，聲波能量經過屏體表面，再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給X-軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變為電信號 當發射換能器發射一個窄脈衝後，聲波能量歷經不同途逕到達接收換能器，走最右邊的最早到達，走最左邊的最晚到達，早到達的和晚到達的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號，不難看出，接收信號集合了所有在X軸方向歷經長短不同路徑回歸的聲波能量，它們在Y軸走過的路程是相同的，但在X軸上，最遠的比最近的多走了兩倍X軸最大距離因此這個波形信號的時間軸反映各原始波形疊加前的位置，也就是X軸坐標 發射信號與接收信號波形 在沒有觸摸的時候，接收信號的波形與參照波形完全一樣當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸控螢幕幕時，X軸途經手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口 接收波形對應手指擋住部位信號衰減了一個缺口，計算缺口位置即得觸摸坐標 控制器分析到接收信號的衰減並由缺口的位置判定X坐標之後Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐標除了一般觸控螢幕都能回響的XY坐標外，表面聲波觸控螢幕還回響第三軸Z軸坐標，也就是能感知用戶觸摸壓力大小值其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到三軸一旦確定，控制器就把它們傳給主機 。

MTK

觸控螢幕附著在顯示器的表面，與顯示器相配合使用，如果能測量出觸摸點在螢幕上的坐標位置，則可根據顯示屏上對應坐標點的顯示內容或圖符獲知觸摸者的意圖。其中電阻式觸控螢幕在嵌入式系統中用的較多。電阻觸控螢幕是一塊4層的透明的複合薄膜屏，最下面是玻璃或有機玻璃構成的基層，最上面是一層外表面經過硬化處理從而光滑防刮的塑膠層，中間是兩層金屬導電層，分別在基層之上和塑膠層內表面，在兩導電層之間有許多細小的透明隔離點把它們隔開。當手指觸控螢幕幕時，兩導電層在觸摸點處接觸。 觸控螢幕的兩個金屬導電層是觸控螢幕的兩個工作面，在每個工作面的兩端各塗有一條銀膠，稱為該工作面的一對電極，若在一個工作面的電極對上施加電壓，則在該工作面上就會形成均勻連續的平行電壓分布。如圖1所示，當在X方向的電極對上施加一確定的電壓，而Y方向電極對上不加電壓時，在X平行電壓場中，觸點處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來，通過測量Y+電極對地的電壓大小，便可得知觸點的X坐標值。同理，當在Y電極對上加電壓，而X電極對上不加電壓時，通過測量X+電極的電壓，便可得知觸點的Y坐標。

MTK電阻式四線觸控螢幕原理

電阻式

電阻屏的全稱是電阻式觸控螢幕，電阻屏是一種感測器，它將矩形區域中觸摸點(X，Y)的物理位置轉換為代表X坐標和Y坐標的電壓。很多LCD模組都採用了電阻 式觸控螢幕，這種螢幕可以用四線、五線、七線或八線來產生螢幕偏置電壓，同時讀回觸摸點的電壓。電阻式觸控螢幕基本上是薄膜加上玻璃的結構，薄膜和玻璃相鄰的 一面上均塗有 ITO(納米銦錫金屬氧化物)塗層，ITO具有很好的導電性和透明性。當觸摸操作時，薄膜下層的ITO會接觸到玻璃上層的ITO，經由感應器傳出相應的電 信號，經過轉換電路送到處理器，通過運算轉化為螢幕上的X、Y值，而完成點選的動作，並呈現在螢幕上。

電阻式觸控螢幕結構

主要類型

手機觸控螢幕分為兩種：電阻屏和電容屏，目前流行的觸控螢幕多數都為lens屏，就是純平電阻和鏡面電容屏，諾基亞多數都為電阻屏的，電容屏的代表為iphone。

電阻觸屏俗稱“軟屏”，多用於Windows Mobile系統的手機；

電容觸屏俗稱“硬屏”，如iPhone和G1等機器採用這種屏質的。

相關比較

一、室內可視效果 兩者通常很好。

二、觸摸敏感度

1、電阻觸屏：需用壓力使螢幕各層發生接觸，可以使用手指（哪怕帶上手套），指甲，觸筆等進行操作。支持觸筆在亞洲市場很重要，手勢和文字識別在哪裡都被看重。

蘋果公司產品中的觸控螢幕

2、電容觸屏：來自帶電的手指表層最細微的接觸也能激活螢幕下方的電容感應系統。非生命物體、指甲、手套無效。手寫識別較為困難。

三、精度

1、電阻觸屏：精度至少達到單個顯示像素，用觸筆時能看出來。便於手寫識別，有助於在使用小控制元素的界面下進行操作。

2、電容觸屏：理論精度可以達到幾個像素，但實際上會受手指接觸面積限制。以至於用戶難以精確點擊小於1cm2的目標。

四、成本

1、電阻觸屏：很低廉。

2、電容觸屏：不同廠商的電容屏價格比電阻屏貴10%到50%。

五、多點觸摸可行性

1、電阻觸屏：不可能，除非重組電阻屏與機器的電路連線。

2、電容觸屏：取決於實現方式以及軟體，目前大多數主流手機都已經支持電容觸屏

六、抗損性

1、電阻觸屏：電阻屏的根本特性決定了它的頂部是柔軟的，需要能夠按下去。這使得螢幕非常容易產生劃痕。電阻屏需要保護膜以及相對更頻繁的校準。有利的方面是，使用塑膠層的電阻觸屏設備總體上更不易損，更不容易摔壞。

2、電容觸屏：外層可以使用玻璃。這樣雖然不至於堅不可摧，而且有可能在嚴重衝擊下碎裂，但玻璃應對日常碰擦和污跡更好。

七、清潔

1、電阻觸屏：由於可以使用觸筆或指甲進行操作，更不容易在螢幕上留下指紋、油漬和細菌。

2、電容觸屏：要用整個手指進行觸摸，但玻璃外層更容易清潔。

八、環境適應性

1、電阻觸屏：具體數值不得而知。但有證據表明使用電阻屏的Nokia 5800可以在-15°C至+45°C的溫度下正常工作，對濕度也沒什麼要求。

2、電容觸屏：典型的操作溫度在0°至35°之間，需要至少5%的濕度(工作原理所限)。

九、陽光下可視效果

1、電阻觸屏：通常很糟，額外的螢幕層面反射了大量陽光。

其他缺陷

電容觸控螢幕的透光率和清晰度優於四線電阻屏，當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比電容屏反光嚴重，而且，電容技術的四層複合觸控螢幕對各波長光的透光率不均勻，存在色彩失真的問題，由於光線在各層間的反射，還造成圖像字元的模糊。

電容屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個電極使用，當有導體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時，流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作我們知道，電容值雖然與極間距離成反比，卻與相對面積成正比，並且還與介質的的絕緣係數有關因此，當較大面積的手掌或手持的導體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作，在潮濕的天氣，這種情況尤為嚴重，手扶住顯示器手掌靠近顯示器7厘米以內或身體靠近顯示器15厘米以內就能引起電容屏的錯誤動作

電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時沒有反應，這是因為增加了更為絕緣的介質

電容屏更主要的缺點是漂移：當環境溫度濕度改變時，環境電場發生改變時，都會引起電容屏的漂移，造成不準確例如：開機後顯示器溫度上升會造成漂移：用戶觸控螢幕幕的同時另一隻手或身體一側靠近顯示器會漂移；電容觸控螢幕附近較大的物體搬移後回漂移，你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移；電容屏的漂移原因屬於技術上的先天不足，環境電勢面（包括用戶的身體）雖然與電容觸控螢幕離得較遠，卻比手指頭面積大的多，他們直接影響了觸摸位置的測定此外，理論上許多應該線性的關係實際上卻是非線性，如：體重不同或者手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的，而總電流量的變化和四個分電流量的變化是非線性的關係，電容觸控螢幕採用的這種四個角的自定義極坐標系還沒有坐標上的原點，漂移後控制器不能察覺和恢復，而且，4個A/D完成後，由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標繫上的XY坐標值的計算過程複雜由於沒有原點，電容屏的漂移是累積的，在工作現場也經常需要校準 電容觸控螢幕最外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲擊，敲出一個小洞就會傷及夾層ITO，不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內表面ITO層，電容屏就不能正常工作了。

TOUCH LENS是現在在市場上得到了具體套用的比較前端的一種觸控螢幕，中文俗稱有“鏡面式觸控螢幕”、“純屏觸控螢幕”等說法，在早兩年就已經推向市場，經過一年的市場醞釀，現在已經得到了各個廠家和設計公司的廣泛認可和套用，尤其是以IPHONE（蘋果）為主要推動力量。它分為電阻式和電容式的，像IPHONE的就是以電容式技術的，現在市場上套用比較多的是電容式。

主要特點

1。觸摸手機全新概念和感受，觸摸面板與手機機殼表面完全平整，結構密封、防灰塵、反應速度也挺快。

2。手寫順滑、手感舒服、屏面清潔、外觀漂亮；材質過硬，不容易破碎。

3。厚度比傳統觸控螢幕更薄，對於結構設計頗具優勢。對於這些特點。

4。亞克力面板厚度可以調節，更柔軟，壽命可以延長很多

維修方法

1、觸控螢幕和按鍵全部失靈（有的開機時都正常一會全失靈）：加焊或更換觸控IC；加焊或更換CPU；寫軟體（按鍵失靈，觸摸正常一般為某一按鍵卡住）

2、觸控螢幕失靈.按鍵正常：換觸屏.加焊或換觸控IC. 植CPU .查斷線或短路.（正常用軟體和CPU壞的也有但少見）

3、觸控螢幕偏，可以校正，但校正後還是偏： 恢復出廠或格碼片（最後1M） 校的時候故意偏校 換觸屏

4、開機就出校正畫面，可以校準，但無法完成，一直讓校準： 換觸屏 格碼片 寫全字型檔 植CPU 焊或換觸控IC 檢查觸控IC周圍組容元件有無開路 劃蓋.翻蓋機換排線

5、觸摸失靈， 拆機就正常，裝機又失靈： 觸控螢幕四條邊太緊把密封條拆掉 觸屏引線根部斷線虛連 主機板相關元件虛焊

電容屏螢幕飄移、失靈解決辦法

方案一：

1、關閉手機，取出電池，手機靜置五分鐘左右

2、找一根USB數據線，連線手機

3、洗手，或者把手弄濕（關鍵步驟，為的是更好把靜電導出去）

4、濕手狀態下同一隻手的拇指接觸USB線另一端的金屬部分，食指按到地上兩秒左右(初步去電)

5、拆開後蓋我們可以看到一個小小的金屬塊在電池倉隔壁，這就是手機震動的發生器，俗稱震子。由於它也是直接連線手機主機板的，我們可以如法炮製，濕手狀態下同一隻手的拇指接觸震子，食指按到地上兩秒左右。

方案二：

最近螢幕老是出現飄移，就是螢幕被莫名亂點，點不準，監測不是ROM所謂，而是物理原因，下面有分析。

我藉助電熨斗，已經解決了該問題，希望能夠給遇到此問題的機油帶去幫助。

方法：把HD2電池取下，電熨斗通電，在床單上把床單壓燙，溫度要適中，移開電熨斗，把HD2螢幕反扣在發熱的床單上，把螢幕蓋燙（溫度還是要適中，不重複了），如此反覆5次左右。

方案三：

電腦報上面有個文章是解決螢幕漂移的。用熱吹風（吹頭髮的）吹螢幕，注意開到中檔，吹得要均勻感覺螢幕熱了就行了（注意：要把機子電池拿掉）

方案四：

電擊法，用打火機里的靜電器電擊螢幕，改變電場，不一定全部都適用,慎用！