1.1.1 触控显示的基本功能

人机交互的输入是指使用者通过鼠标、键盘、触控屏或声控等硬件将信息或指令输入给显示设备，在收到输入指令后，显示设备将信息或响应结果反馈给使用者，主要是显示设备的图像输出和音响设备的声音输出。键盘、鼠标等传统输入设备需要用户通过外挂设备来对显示产品进行操作，这种方式在人机交互的自然性和友好性上存在一定的局限性，而触控屏直接贴附于显示设备的表面，使用者只需轻轻触摸触控屏上面的用户界面就可以对显示设备进行实时操作，符合人类的日常生活习惯，从而使人机交互更加直观、简单和方便，推动触控显示设备广泛应用于通信、医疗、工业控制、信息查询等诸多领域。

1.触控显示原理

以显示屏为主体的显示模组和以触控屏为主体的触控模组共同构成触控显示模组。触控模组主要包括三类元件：处理触摸选择的传感器单元、感知触摸并定位的控制器，以及由一个传送触摸信号到计算机操作系统的软件设备驱动。如图1-1所示，触控显示模组是典型的人机界面产品，是一种包含硬件和软件的人机交互设备。硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通信接口、数据存储单元等，软件部分包括运行于硬件中的系统软件和运行于显示单元操作系统下的画面组态软件。触控显示模组作为输入和输出二合一的人机接口，屏幕即键盘，设计美观，操作方便。

触控屏是一个可接收电、声、热、力和体等输入信号的感应式装置，当触头在屏幕上输入信号时，屏幕上的触控反馈系统可利用软件驱动各种连接装置，用于取代机械式的按钮面板。从应用属性看，触控屏是一套透明的绝对定位系统，应具备定位和透明两大功能。

触控屏的基本功能是精确定位触控位置（触点）。触控屏系统由触控感测部件和控制器两部分组成。触控感测部件一般安装在显示屏前面，用于检测用户的触控位置，并将相关信号送至控制器；而控制器的主要作用是从触控感测部件接收触控信息，并将其转换成触点坐标送给CPU，同时能接收CPU发来的命令并加以执行。与鼠标的相对定位系统不同，触控屏是一套绝对坐标定位系统。绝对坐标系的特点是每次的触点坐标和上一次定位坐标没有关系，每次触控输入信号都会转化成屏幕上的特定坐标，并触发相应的功能。这要求触控屏在不同情况下，相同触点位置输出的坐标是稳定的。如果点击相同位置会输出不同坐标（触点不准），就会出现定位漂移现象。针对不同类型的触控屏，虽然引起定位漂移的原因存在差别，但改善方法目前主要以算法优化为主，当多次触控相同位置时，触控屏控制器多次采集触控屏传感器的模拟信号，并同步将模拟信号转换为数据后进行统计分析，当多次点击位置达到一定相似度时，给出相同的坐标值，从而改善触控的体验效果。

触控屏一般贴附于显示面板的上面或集成于显示面板的内部。因此，其透明度直接影响触控显示模组的显示画质。这种结构对触控屏光学性能提出的高要求可从以下四个特性进行表征：透光率、色彩失真度、反光率和雾度。

在众多触控显示技术中，光学式和声波式触控技术因不需要在透明衬底上制作电极而具有出色的透光率，其透光率主要取决于透明衬底自身的材质，像玻璃衬底的透光率可达91%以上。对于电阻式、电容式等触控屏，由于它们是多层薄膜结构，会降低透光率。由于不同薄膜材料的透光率与波长相关，通过多层薄膜结构后看到的背部显示屏的色彩，可能存在一定色彩失真，并影响视频观感。

另外，多层薄膜也容易引起高反射率，主要是指由于镜面反射造成图像光线与环境光影相重叠，造成显示图像可视度下降。反光过强会限制触控屏的使用范围，严重影响用户的使用体验。例如，在日光下无法看清显示屏幕的显示画面。

显示画面的清晰度还与触控屏的雾度密切相关。清晰度是影像上各个影纹、细节、边界的清晰程度。雾度可以很好地表征显示画面的清晰程度，它是指偏离入射光一定角度的投射光强与总投射光强之比。雾度越小，显示画面越清晰，在显示领域，一般要求雾度小于2%。

2.触控显示应用

随着万物互联时代的到来，人们对智能化操作的需求迅速提升，越来越依赖触控屏，从而催生了触控显示更大的市场潜力。触控显示的应用领域除智能手机和平板电脑外，还有大数据信息查询系统、车辆管理系统和交通信息查询系统等信息产业领域；电视/电话会议控制系统、酒店管理查询系统和会议日程安排等商务管理领域；银行自动存取款机、股票信息查询平台等金融行业领域；工业生产车间控制平台、物流管理控制系统等工业生产领域；图书检索平台、旅游信息查询、游戏机控制平台、移动通信设备等公共信息领域；零售、医疗、教育等领域。触控显示终端产品的应用与产品尺寸密切相关。

在中小尺寸触控显示应用方面，智能手机和平板电脑获得了广泛普及，车载人机交互界面也成为小尺寸触控发展期待的应用领域。随着智能车载电子系统的不断升级，车载显示从普通的显示屏升级为触控屏，同时汽车的仪表盘也升级为触控显示器，触控体验与智能手机十分相似，丰富了驾驶员及乘坐者的感官体验，如图1-2（a）所示。小尺寸触控显示模组已经拥有了许多消费电子领域盛行的功能，随着电子化、智能化的深入，触控显示将具有十分广阔的市场和发展前景。

在大尺寸触控显示应用方面，零售数字标牌的应用，体现了触控显示屏的高效信息化，除传统的信息推送外，还能够与顾客形成互动式的购物体验，如虚拟试衣、智能识别等。在教育领域，会强调多点触控、多屏互动、智能分享、云应用等，如图1-2（b）所示。在企业会议室的应用，则会强调功能丰富、兼容性强、可移动化操作、远程管理等。

对于一些显示控制产品市场，也是触控行业可以期待的应用领域，如工业控制上的应用、智能家电产品上的应用。这类产品包括带有触控屏幕和计算机调温的冰箱、数控机床的操作面板、控制与显示一体化的B超设备等。这些领域的产品对触控面板的性能要求相对较高，如防尘/防水更好、抗震、特殊的电磁兼容性等。