GBT 43860.1210-2024 触摸和交互显示 第12-10部分：触摸显示测试方法 触摸和电性能标准立项发展报告

触摸和交互显示第12-10部分：触摸显示测试方法触摸和电性能标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TouchandInteractiveDisplays—Part12-10:TestMethodsforTouchDisplays—TouchandElectricalPerformance摘要关键词：触摸显示；交互显示；测试方法；电性能；国家标准；标准化；人机交互Keywords:TouchDisplay;InteractiveDisplay;TestMethods;ElectricalPerformance;NationalStandard;Standardization;Human-ComputerInteraction1引言1.1标准立项背景触摸显示技术作为人机交互的核心界面，近年来经历了从电阻式、电容式到声学式、光学式等多种技术路线的演进与迭代。根据中国光学光电子行业协会液晶分会（CODA）统计数据，2023年我国触摸屏出货量占全球总出货量的比重超过65%，是全球最大的触摸显示产品制造和消费市场。与此同时，触摸显示产品的性能评价却长期面临测试方法不统一、测试结果可比性差、重复性不理想等突出问题，制约了行业的良性竞争与产品质量的持续提升。在国家标准层面，此前我国尚无系统针对触摸显示器件触摸性能与电性能测试方法的专项国家标准。已有的显示器件测试方法标准（如GB/T20877等）主要针对显示光学性能，未涵盖触摸交互功能所涉及的触控精度、线性度、响应时间、多点触控能力及电气可靠性等关键指标。国际电工委员会（IEC）虽已启动触摸显示测试方法的相关标准制定工作（IEC62986系列），但尚未形成完整成熟的标准体系。在此背景下，制定具有中国特色且与国际接轨的触摸显示测试方法国家标准，成为产业界的共同呼声。1.2标准编制依据本标准的编制严格遵循《中华人民共和国标准化法》及相关法规要求，依据GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》进行编写。标准技术内容参照并积极采纳了IEC62986（Touchandinteractivedisplays）系列国际标准草案中的先进技术指标与测试理念，同时结合我国触摸显示产业的实际技术水平与发展需求，确保标准的科学性、适用性和先进性。1.3标准定位与意义本标准的发布实施，具有多重积极意义。其一，为触摸显示产品的质量评价提供了统一标尺，有助于规范市场秩序，提升国产触摸显示产品的质量一致性与可靠性水平；其二，为生产企业提供了明确的产品研发与制造过程中的测试依据，有助于降低质控成本、缩短研发周期；其三，为我国触摸显示产品参与国际竞争提供了标准互认的基础，助力国产显示产品“走出去”，促进国际贸易与技术交流。2标准范围与规范性引用文件2.1标准范围本标准规定了触摸显示器件在触摸性能与电性能两方面的测试方法，具体涵盖测试条件、测试设备要求、测试样品准备、测试步骤、数据处理及测试报告格式等内容。标准适用于各类电容式、电阻式及其他工作原理的触摸显示器件，包括但不限于：智能手机及平板电脑用触控模组、车载显示屏、工业人机界面（HMI）、医疗显示终端、公共信息查询终端等产品形态。需要说明的是，本标准中涉及的触摸性能测试侧重于触控功能层面的感知与响应特性，电性能测试则聚焦于触摸传感器及相关电路的电气特性与可靠性。2.2规范性引用文件本标准的应用需配合以下规范性引用文件使用：-GB/T2421—2020环境试验概述和指南-GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温-GB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温-GB/T2423.3—2016环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验-GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）-GB/T20877—2016电子显示器件术语-IEC62986（所有部分）触摸和交互显示上述引用文件中标注日期的版本适用于本文件；未标注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。3标准主要技术内容本标准围绕触摸显示产品在触摸性能与电性能两大核心维度，建立了系统的测试方法框架。以下对标准的主要技术内容分项阐述。3.1术语与定义标准对触摸显示领域涉及的核心术语进行了统一界定，包括但不限于：触摸显示器件（touchdisplaydevice）、触摸传感器（touchsensor）、触摸精度（touchaccuracy）、触摸线性度（touchlinearity）、触摸响应时间（touchresponsetime）、多点触控（multi-touch）、自电容（self-capacitance）、互电容（mutualcapacitance）、信噪比（signal-to-noiseratio,SNR）、触摸报点率（touchreportingrate）等。统一的术语体系为不同企业、检测机构和科研单位之间的技术沟通提供了共同语言，避免因术语理解差异导致的测试结果不匹配问题。3.2测试条件3.2.1标准环境条件标准规定，除特殊试验项目另有规定外，所有测试应在以下标准大气条件下进行：温度23℃±2℃，相对湿度45%～55%，大气压力86kPa～106kPa。测试前，样品应在上述环境条件下进行不少于2小时的预处理，以保证触摸显示器件达到热平衡状态，确保测量结果的稳定性和重复性。3.2.2测试样品要求标准明确规定，用于测试的触摸显示样品应为企业正常生产条件下制造的产品，并需附有详细的样品信息记录，包括但不限于：产品型号、尺寸规格、触摸感应原理、驱动IC型号、固件版本、生产批次等。正式测试前应对样品进行外观检查和基本功能验证，确认样品无明显缺陷且功能正常后，方可进入正式测试流程。3.3触摸性能测试方法3.3.1触摸精度与线性度测试触摸精度与线性度是评价触摸显示器件坐标定位能力的基础性能指标。标准规定采用标准触点发生装置（可采用金属探针头或导电橡胶探头，探头直径建议为5mm±0.1mm，施加压力为100g±5g），在触摸屏有效显示区域按照预设的测试点阵（通常为5×5或9×9网格，视屏幕尺寸而定）逐点施加触摸激励，记录系统输出的触摸坐标。通过计算各测试点的触摸输出坐标与实际物理坐标之间的偏差，得出触摸精度（绝对偏差）与线性度（最大偏差相对屏幕对角线长度的百分比）指标。标准同时要求，每测试点应至少重复采样5次取平均值，以消除随机抖动对测量结果的影响。3.3.2触摸响应时间测试触摸响应时间指从手指（或等效导体）接触触摸屏表面到系统输出有效触摸信号之间的时间延迟。标准推荐采用高速数据采集设备（采样率不低于1kHz）配合示波器同步采集触摸激励信号与系统输出信号的方法进行测量。测量过程中，应记录触摸按下响应时间与触摸释放响应时间两个参数，分别反映系统对手指落下和抬起动作的响应速度。该指标直接影响用户操作的流畅感，对于游戏终端、专业绘图等对低延迟要求较高的应用场景尤为关键。3.3.3多点触控性能测试针对当前主流交互设备对多点触控（multi-touch）功能的普遍需求，标准详细规定了多点触控能力的测试方法。测试采用多触点激励装置（具备两个以上可独立控制的触点，触点间距可调），分别测试两点触控（包括双指缩放、双指旋转等典型手势操作场景）及更多触点的识别与跟踪能力。通过分析系统输出的触点数量、各触点坐标精度以及手势识别准确率等参数，评价被测样品的多点触控性能。标准要求触摸显示器件至少支持两点触控，触点间距不大于10mm时仍能准确识别。3.3.4触摸耐久性测试触摸显示屏在长期使用过程中，表面需承受频繁的触摸、划擦和按压操作。标准规定了触摸耐久性测试方法，包括：（1）点击耐久性测试——采用模拟指（邵氏硬度A50±5的硅橡胶材料制成）以规定力度（250g±10g）和频率（2次/秒）在屏幕规定区域进行连续点击测试，循环次数不低于10万次；（2）划线耐久性测试——以模拟指在触摸屏表面按照特定轨迹进行反复划擦，划擦次数不低于5万次；（3）表面硬度测试——参照铅笔硬度测试法，采用规定硬度的测试铅笔在触摸屏表面以45°角施加规定载荷进行划擦，评估触摸屏盖板及触摸传感器的抗刮擦能力。测试完成后，需复测触摸灵敏度、精度和电性能，评估耐久性测试前后性能的变化率，以考核产品的长期可靠性。3.4电性能测试方法3.4.1触摸传感器电气参数测试触摸传感器（ITO或纳米银线等导电材料形成的感应电极）的电气参数直接影响触摸检测的灵敏度与可靠性。标准规定了以下关键电气参数的测试方法：（1）方阻（sheetresistance）测试——采用四探针法测量电极材料的面电阻，评估导电层均匀性；（2）电极间绝缘电阻——测量相邻电极之间的绝缘电阻值，确保未触摸状态下信号不串扰，判定阈值不低于10MΩ；（3）电极电容值——利用LCR表或专用电容测量设备测试自电容和互电容基准值，确保触控IC能够正常工作在适当的电容检测区间。3.4.2触摸信噪比测试信噪比（SNR）是衡量触摸屏在噪声环境中准确识别触摸信号能力的关键指标。标准规定的测试方法为：在无触摸状态下采集触摸传感器输出的背景噪声信号，并记录其均方根值（RMS）；然后在规定触摸条件下采集有效触摸信号幅度，计算两者的比值并以分贝（dB）为单位输出。标准要求电容式触摸显示产品的信噪比不低于10dB（即信号幅度为噪声的3倍以上），且在有充电器干扰（附加特定频率的共模干扰信号模拟实际充电场景）的条件下信噪比不得低于5dB。3.4.3静电放电（ESD）抗扰度测试触摸显示屏作为人机交互的界面，使用过程中不可避免地会遭受人体静电放电的干扰甚至损坏。标准规定按照GB/T17626.2（对应IEC61000-4-2）的要求进行静电放电抗扰度测试，包括接触放电（±4kV）和空气放电（±8kV）两种模式。测试后需验证触摸功能及电性能是否满足规定要求（功能降级不超过评定准则B级）。该项测试对于保障产品在实际使用环境中的可靠性具有重要意义。3.4.4功耗测试在便携式设备中，触摸显示屏的功耗对整机续航能力有重要影响。标准规定在典型工作条件下（如屏幕亮度为50%参考值、触摸扫描频率为默认设置）测量触摸模组的工作电流，并评估不同工作状态（待机状态、单点触摸状态、多点触摸状态）下的功耗差异。测试需采用高精度电流测量装置（测量精度不低于0.1mA），确保数据能够真实反映产品实际运行时的能耗水平。3.5测试报告标准对测试报告的内容与格式提出了明确要求。测试报告应至少涵盖以下信息：（1）样品基本信息（型号、批次、生产日期等）；（2）测试环境条件记录（温度、湿度、大气压力、测试日期）；（3）测试设备信息（设备名称、型号、校准有效期、计量溯源性说明）；（4）各单项测试的原始数据及处理后结果；（5）判定结论（单项合格判定及综合评估）；（6）测试机构信息及签字盖章。规范的测试报告格式有助于检测结果在不同机构间的互认与采信。4标准实施的意义与预期效益4.1对产业的规范与引导作用4.2对国际贸易与技术交流的促进作用当前，触摸显示产品的国际贸易规模庞大，不同国家和地区在测试要求上存在差异，给进出口检验和市场准入带来一定障碍。本标准的制定参考了IEC62986国际标准草案的技术框架，积极推动我国标准与国际标准的融合与互认。标准的实施将有助于我国触摸显示产品在出口通关、海外认证（如CE、FCC等）过程中提供符合国际通行要求的检测数据，降低重复检测成本，提升我国产品的国际竞争力。4.3对消费者权益的保护对于终端消费者而言，本标准为触摸显示产品的质量提供了一层无形的保障。通过标准化的测试和评价，不达标的产品将难以在正规渠道流通，消费者能够购买到触摸响应灵敏、定位准确、质量可靠的显示产品，从而获得更好的使用体验和消费保障。5主要起草单位介绍5.1牵头起草单位概况本标准的主要起草单位为中国电子技术标准化研究院（CESI，原工业和信息化部电子工业标准化研究院）。该院始建于1963年，是工业和信息化部直属的标准化专业科研机构，也是国家标准化管理委员会批准设立的全国电子显示器件标准化技术委员会（SAC/TC547）秘书处承担单位。研究院长期致力于电子信息技术领域的标准研制、试验验证、检测认证与咨询服务，是我国电子信息产业标准化工作的核心支撑力量。5.2标准化工作基础中国电子技术标准化研究院在显示器件及其测试方法标准领域积累了深厚的技术资源和丰富的工作经验。研究院建有显示器件性能检测实验室，配备有光谱辐射计、成像色度计、触摸性能测试平台等一批高精度测试设备，具备依据国家标准和国际标准开展显示器件全性能检测的能力。近年来，研究院先后牵头制定了多项显示器件国家标准，包括GB/T20877《电子显示器件术语》、GB/T18910系列液晶显示器件标准等，在显示技术标准化领域具有权威地位和丰富的组织协调经验。5.3在标准研制中的具体工作在本标准的研制过程中，中国电子技术标准化研究院主要承担了以下工作：（1）组织开展国内外触摸显示测试方法相关标准和文献的系统调研，梳理技术热点与产业需求，为标准框架设计提供依据；（2）协同行业龙头企业开展实验室间的比对验证试验（round-robintest），对标准中拟定的各项测试方法的可操作性、重复性和再现性进行了充分验证，确保技术指标的科学合理性；（3）组织起草工作组会议，协调各方意见，形成标准送审稿和报批稿；（4）负责标准的技术答疑与宣贯培训工作，为标准的顺利实施提供技术支持。此外，研究院还联合了京东方科技集团股份有限公司、TCL华星光电技术有限公司、安徽精卓光显科技有限责任公司等国内主要显示面板及触控模组制造企业，以及中国计量科学研究院、北京交通大学等科研院