Som en ny inputenhed er berøringsskærmen i øjeblikket den enkleste, mest bekvemme og naturlige måde at interagere mellem mennesker og computere på.
Berøringsskærmen, også kendt som "touch screen" eller "touch panel", er en induktiv flydende krystal displayenhed, der kan modtage inputsignaler såsom kontakter;når de grafiske knapper på skærmen berøres, kan det taktile feedbacksystem på skærmen Forskellige tilslutningsenheder drives i henhold til forprogrammerede programmer, som kan bruges til at erstatte mekaniske knappaneler og skabe levende lyd- og videoeffekter gennem LCD-skærme.De vigtigste anvendelsesområder for Ruixiangs berøringsskærme er medicinsk udstyr, industrielle områder, håndholdte enheder, Smart home, menneske-computer interaktion osv.
Almindelige berøringsskærmklassifikationer
Der er flere hovedtyper af berøringsskærme på markedet i dag: resistive berøringsskærme, overfladekapacitive berøringsskærme og induktive kapacitive berøringsskærme, akustisk overfladebølge, infrarød og bøjebølge, aktiv digitizer og optisk billeddannelse berøringsskærme.Der kan være to typer af dem, den ene type kræver ITO, såsom de første tre typer berøringsskærme, og den anden type kræver ikke ITO i strukturen, såsom de sidstnævnte typer skærme.I øjeblikket på markedet er resistive berøringsskærme og kapacitive berøringsskærme, der bruger ITO-materialer, de mest udbredte.Det følgende introducerer viden relateret til berøringsskærme med fokus på resistive og kapacitive skærme.
Berøringsskærmstruktur
En typisk berøringsskærmstruktur består generelt af tre dele: to transparente modstandslederlag, et isoleringslag mellem de to ledere og elektroder.
Resistivt lederlag: Det øverste substrat er lavet af plast, det nederste substrat er lavet af glas, og ledende indiumtinoxid (ITO) er belagt på substratet.Dette skaber to lag af ITO, adskilt af nogle isolerende pivots omkring en tusindedel af en tomme tyk.
Elektrode: Den er lavet af materialer med fremragende ledningsevne (såsom sølvblæk), og dens ledningsevne er omkring 1000 gange større end ITO.(Kapacitivt berøringspanel)
Isoleringslag: Det bruger en meget tynd elastisk polyesterfilm PET.Når overfladen røres, vil den bøje nedad og tillade de to lag af ITO-belægning nedenfor at komme i kontakt med hinanden for at forbinde kredsløbet.Dette er grunden til, at berøringsskærmen kan opnå berøring af tasten.overflade kapacitiv touchskærm.
Resistiv berøringsskærm
Kort sagt er en resistiv berøringsskærm en sensor, der bruger princippet om trykføling til at opnå berøring.resistiv skærm
Resistiv berøringsskærm princip:
Når en persons finger trykker på overfladen af den modstandsdygtige skærm, vil den elastiske PET-film bøjes nedad, så de øvre og nedre ITO-belægninger kommer i kontakt med hinanden for at danne et berøringspunkt.En ADC bruges til at detektere spændingen af punktet for at beregne X- og Y-aksens koordinatværdier.resistiv berøringsskærm
Resistive berøringsskærme bruger normalt fire, fem, syv eller otte ledninger til at generere skærmforspænding og aflæse rapporteringspunktet.Her tager vi hovedsageligt fire linjer som eksempel.Princippet er som følger:
1. Tilføj en konstant spænding Vref til X+ og X- elektroderne, og tilslut Y+ til en højimpedans ADC.
2. Det elektriske felt mellem de to elektroder er ensartet fordelt i retningen fra X+ til X-.
3. Når hånden rører, kommer de to ledende lag i kontakt ved berøringspunktet, og potentialet af X-laget ved berøringspunktet rettes til ADC'en forbundet til Y-laget for at opnå spændingen Vx.resistiv skærm
4. Gennem Lx/L=Vx/Vref kan x-punktets koordinater fås.
5. Tilslut på samme måde Y+ og Y- til spændingen Vref, koordinaterne for Y-aksen kan opnås, og tilslut derefter X+ elektroden til højimpedans ADC for at opnå.Samtidig kan den fire-leder resistive berøringsskærm ikke kun få kontaktens X/Y koordinater, men også måle kontaktens tryk.
Dette skyldes, at jo større tryk, jo fyldigere kontakt, og jo mindre modstand.Ved at måle modstanden kan trykket kvantificeres.Spændingsværdien er proportional med koordinatværdien, så den skal kalibreres ved at beregne, om der er en afvigelse i spændingsværdien af (0, 0) koordinatpunktet.resistiv skærm
Resistiv berøringsskærm fordele og ulemper:
1. Den resistive berøringsskærm kan kun bedømme ét berøringspunkt, hver gang den virker.Hvis der er mere end to berøringspunkter, kan det ikke bedømmes korrekt.
2. Resistive skærme kræver beskyttelsesfilm og relativt hyppigere kalibreringer, men resistive berøringsskærme påvirkes ikke af støv, vand og snavs.resistivt berøringsskærmpanel
3. ITO-belægningen på den resistive berøringsskærm er relativt tynd og let at bryde.Hvis det er for tykt, vil det reducere lystransmissionen og forårsage intern refleksion for at reducere klarheden.Selvom der er tilføjet et tyndt plastikbeskyttelseslag til ITO'en, er det stadig nemt at blive slibet.Det er beskadiget af genstande;og fordi den ofte berøres, vil der opstå små revner eller endda deformation på overfladen ITO efter en vis tids brug.Hvis et af de ydre ITO-lag beskadiges og går i stykker, mister det sin rolle som leder, og berøringsskærmens levetid bliver ikke lang..resistivt berøringsskærmpanel
kapacitive berøringsskærme, kapacitive berøringsskærme
I modsætning til resistive berøringsskærme er kapacitiv berøring ikke afhængig af fingertryk for at skabe og ændre spændingsværdier for at detektere koordinater.Den bruger hovedsageligt den menneskelige krops nuværende induktion til at arbejde.kapacitive berøringsskærme
Kapacitiv berøringsskærm princip:
Kapacitive skærme arbejder gennem ethvert objekt, der har en elektrisk ladning, inklusive menneskelig hud.(Den ladning, som den menneskelige krop bærer) Kapacitive berøringsskærme er lavet af materialer som legeringer eller indiumtinoxid (ITO), og ladninger lagres i mikro-elektrostatiske netværk, der er tyndere end hår.Når en finger klikker på skærmen, vil en lille mængde strøm blive absorberet fra kontaktpunktet, hvilket forårsager et spændingsfald i hjørneelektroden, og formålet med berøringsstyring opnås ved at fornemme den svage strøm i menneskekroppen.Det er derfor, touchskærmen ikke reagerer, når vi tager handsker på og rører ved den.projiceret kapacitiv berøringsskærm
Kapacitiv skærmfølende typeklassificering
I henhold til induktionstypen kan den opdeles i overfladekapacitans og projiceret kapacitans.Projekterede kapacitive skærme kan opdeles i to typer: selvkapacitive skærme og gensidige kapacitive skærme.Den mere almindelige gensidige kapacitive skærm er et eksempel, som er sammensat af drivelektroder og modtageelektroder.overflade kapacitiv touchskærm
Overflade kapacitiv berøringsskærm:
Overfladekapacitiv har et fælles ITO-lag og en metalramme, der bruger sensorer placeret i de fire hjørner og en tynd film jævnt fordelt over overfladen.Når en finger klikker på skærmen, fungerer den menneskelige finger og berøringsskærmen som to ladede ledere, der nærmer sig hinanden for at danne en koblingskondensator.For højfrekvent strøm er kondensatoren en direkte leder, så fingeren trækker en meget lille strøm fra kontaktpunktet.Strømmen løber ud fra elektroderne i de fire hjørner af berøringsskærmen.Intensiteten af strømmen er proportional med afstanden fra fingeren til elektroden.Touch-controlleren beregner berøringspunktets position.projiceret kapacitiv berøringsskærm
Projiceret kapacitiv berøringsskærm:
Der anvendes en eller flere omhyggeligt designet ætset ITO.Disse ITO-lag er ætset for at danne flere vandrette og lodrette elektroder, og uafhængige chips med følefunktioner er forskudt i rækker/søjler for at danne en akse-koordinat-sensorenhedsmatrix med projiceret kapacitans.: X- og Y-akserne bruges som separate rækker og kolonner af koordinatfølerenheder til at detektere kapacitansen af hver gitterfølingsenhed.overflade kapacitiv touchskærm
Grundlæggende parametre for kapacitiv skærm
Antal kanaler: Antallet af kanallinjer forbundet fra chippen til berøringsskærmen.Jo flere kanaler der er, jo højere omkostninger og jo mere kompleks ledningsføring.Traditionel egenkapacitet: M+N (eller M*2, N*2);gensidig kapacitet: M+N;incell indbyrdes kapacitet: M*N.kapacitive berøringsskærme
Antal noder: Antallet af gyldige data, der kan opnås ved stikprøvetagning.Jo flere knudepunkter der er, jo flere data kan opnås, de beregnede koordinater er mere præcise, og kontaktområdet, der kan understøttes, er mindre.Egenkapacitet: det samme som antallet af kanaler, indbyrdes kapacitet: M*N.
Kanalafstand: afstand mellem tilstødende kanalcentre.Jo flere noder der er, jo mindre vil den tilsvarende tonehøjde være.
Kodelængde: kun gensidig tolerance skal øge samplingssignalet for at spare samplingtid.Det gensidige kapacitansskema kan have signaler på flere drivlinjer på samme tid.Hvor mange kanaler der har signaler afhænger af kodelængden (normalt er 4 koder størstedelen).Fordi afkodning er påkrævet, når kodelængden er for stor, vil det have en vis indflydelse på hurtig glidning.kapacitive berøringsskærme
Projekteret kapacitiv skærm princip kapacitive berøringsskærme
(1) Kapacitiv berøringsskærm: Både vandrette og lodrette elektroder drives af en enkelt-endede sensormetode.
Glasoverfladen på den selvgenererede kapacitive berøringsskærm bruger ITO til at danne vandrette og lodrette elektrodearrays.Disse vandrette og lodrette elektroder danner kondensatorer med jorden hhv.Denne kapacitans omtales almindeligvis som selvkapacitans.Når en finger rører den kapacitive skærm, vil fingerens kapacitans blive overlejret på skærmens kapacitans.På dette tidspunkt registrerer den selvkapacitive skærm de vandrette og lodrette elektrodearrays og bestemmer henholdsvis de vandrette og lodrette koordinater baseret på ændringerne i kapacitansen før og efter berøringen, og derefter berøringskoordinater kombineret til et plan.
Den parasitære kapacitans øges, når fingeren rører ved: Cp'=Cp + Cfinger, hvor Cp- er den parasitære kapacitans.
Ved at detektere ændringen i parasitisk kapacitans bestemmes den placering, der berøres af fingeren.kapacitive berøringsskærme
Tag dobbeltlags selvkapacitansstrukturen som et eksempel: to lag ITO, vandrette og lodrette elektroder er jordet henholdsvis for at danne selvkapacitans, og M+N kontrolkanaler.ips lcd kapacitiv berøringsskærm
For selvkapacitive skærme, hvis det er et enkelt tryk, er projektionen i X-akse- og Y-akseretningerne unik, og de kombinerede koordinater er også unikke.Hvis to punkter berøres på berøringsskærmen, og de to punkter er i forskellige XY-akseretninger, vises 4 koordinater.Men åbenbart er kun to koordinater rigtige, og de to andre er almindeligt kendt som "spøgelsespunkter".ips lcd kapacitiv berøringsskærm
Derfor bestemmer de principielle egenskaber ved den selvkapacitive skærm, at den kun kan berøres af et enkelt punkt og ikke kan opnå ægte multi-touch.ips lcd kapacitiv berøringsskærm
Gensidig kapacitiv berøringsskærm: Sendende og modtagende ende er forskellige og krydser lodret.kapacitiv multitouch
Brug ITO til at lave tværgående elektroder og langsgående elektroder.Forskellen fra selvkapacitans er, at der vil blive dannet en kapacitans, hvor de to sæt elektroder skærer hinanden, det vil sige, at de to sæt elektroder henholdsvis danner kapacitansens to poler.Når en finger rører den kapacitive skærm, påvirker det koblingen mellem de to elektroder, der er fastgjort til berøringspunktet, og ændrer derved kapacitansen mellem de to elektroder.kapacitiv multitouch
Ved detektering af indbyrdes kapacitans udsender de vandrette elektroder excitationssignaler i rækkefølge, og alle de vertikale elektroder modtager signaler på samme tid.På denne måde kan kapacitansværdierne ved skæringspunkterne for alle vandrette og lodrette elektroder opnås, det vil sige kapacitansstørrelsen af hele det todimensionelle plan af berøringsskærmen, så det kan realiseres.multi touch.
Koblingskapacitansen falder, når en finger rører ved den.
Ved at detektere ændringen i koblingskapacitansen bestemmes den position, der berøres af fingeren.CM - koblingskondensator.kapacitiv multitouch
Tag dobbeltlags selvkapacitansstrukturen som et eksempel: to lag ITO overlapper hinanden for at danne M*N kondensatorer og M+N kontrolkanaler.kapacitiv multitouch
Multi-touch-teknologi er baseret på gensidigt kompatible berøringsskærme og er opdelt i Multi-TouchGesture og Multi-Touch All-Point-teknologi, som er multi-touch-genkendelse af bevægelsesretning og fingerberøringsposition.Det er meget udbredt i mobiltelefonbevægelsesgenkendelse og ti-fingre berøring.Ventende scene.Ikke kun kan gestus og multi-finger genkendelse genkendes, men andre ikke-finger berøringsformer er også tilladt, såvel som genkendelse ved hjælp af håndflader eller endda hænder iført handsker.Multi-Touch All-Point-scanningsmetoden kræver separat scanning og detektering af skæringspunkterne for hver række og kolonne på berøringsskærmen.Antallet af scanninger er produktet af antallet af rækker og antallet af kolonner.For eksempel, hvis en berøringsskærm består af M rækker og N kolonner, skal den scannes.Skæringspunkterne er M*N gange, så ændringen i hver gensidig kapacitans kan detekteres.Når der er en fingerberøring, falder den gensidige kapacitans for at bestemme placeringen af hvert berøringspunkt.kapacitiv multitouch
Kapacitiv berøringsskærms strukturtype
Den grundlæggende struktur på skærmen er opdelt i tre lag fra top til bund, beskyttelsesglas, berøringslag og displaypanel.Under produktionsprocessen af mobiltelefonskærme skal beskyttelsesglasset, berøringsskærmen og skærmskærmen bindes to gange.
Da beskyttelsesglasset, berøringsskærmen og skærmen gennemgår en lamineringsproces hver gang, vil udbyttegraden blive stærkt reduceret.Hvis antallet af lamineringer kan reduceres, vil udbyttegraden af fuld laminering uden tvivl blive forbedret.På nuværende tidspunkt har de mere kraftfulde skærmpanelproducenter en tendens til at promovere On-Cell eller In-Cell løsninger, det vil sige, de har en tendens til at lave berøringslaget på skærmen;mens producenter af berøringsmoduler eller producenter af upstream-materialer har tendens til at foretrække OGS, hvilket betyder, at berøringslaget er lavet på beskyttende glas.kapacitiv multitouch
In-Cell: henviser til metoden til indlejring af berøringspanelfunktioner i flydende krystalpixel, det vil sige indlejring af berøringssensorfunktioner inde i skærmen, hvilket kan gøre skærmen tyndere og lettere.Samtidig skal In-Cell-skærmen være indlejret med en matchende berørings-IC, ellers vil det let føre til fejlagtige berøringsfølende signaler eller overdreven støj.Derfor er In-Cell-skærme rent selvstændige.kapacitiv multitouch
On-Cell: henviser til metoden til at indlejre berøringsskærmen mellem farvefiltersubstratet og polarisatoren på skærmen, det vil sige med en berøringssensor på LCD-panelet, hvilket er meget mindre vanskeligt end In Cell-teknologi.Derfor er den mest brugte touchskærm på markedet Oncell-skærmen.ips kapacitiv berøringsskærm
OGS (One Glass Solution): OGS-teknologi integrerer berøringsskærmen og beskyttelsesglasset, belægger indersiden af beskyttelsesglasset med et ITO-ledende lag og udfører belægning og fotolitografi direkte på beskyttelsesglasset.Da OGS-beskyttelsesglasset og berøringsskærmen er integreret sammen, skal de normalt først forstærkes, derefter coates, ætses og til sidst skæres.Skæring på hærdet glas på denne måde er meget besværligt, har høje omkostninger, lavt udbytte og forårsager, at der dannes nogle hårgrænser på glassets kanter, som reducerer glassets styrke.ips kapacitiv berøringsskærm
Sammenligning af fordele og ulemper ved kapacitive berøringsskærme:
1. Med hensyn til skærmgennemsigtighed og visuelle effekter er OGS den bedste, efterfulgt af In-Cell og On-Cell.ips kapacitiv berøringsskærm
2. Tyndhed og lethed.Generelt er In-Cell den letteste og tyndeste, efterfulgt af OGS.On-Cell er lidt værre end de to første.
3. Med hensyn til skærmstyrke (slagmodstand og faldmodstand) er On-Cell den bedste, OGS er anden, og In-Cell er den dårligste.Det skal påpeges, at OGS direkte integrerer Corning beskyttelsesglas med berøringslaget.Bearbejdningsprocessen svækker glassets styrke, og skærmen er også meget skrøbelig.
4. Med hensyn til berøring er berøringsfølsomheden for OGS bedre end for On-Cell/In-Cell-skærme.Med hensyn til understøttelse af multi-touch, fingre og Stylus stylus er OGS faktisk bedre end In-Cell/On-Cell.Celler.Desuden, fordi In-Cell-skærmen direkte integrerer berøringslaget og det flydende krystallag, er støjen relativt stor, og der kræves en speciel berøringschip til filtrering og korrektionsbehandling.OGS-skærme er ikke så afhængige af berøringschips.
5. Tekniske krav, In-Cell/On-Cell er mere komplekse end OGS, og produktionsstyring er også vanskeligere.ips kapacitiv berøringsskærm
Berøringsskærmens status quo og udviklingstendenser
Med den kontinuerlige udvikling af teknologi har berøringsskærme udviklet sig fra resistive skærme i fortiden til kapacitive skærme, der nu er meget udbredte.I dag har Incell og Incell berøringsskærme længe optaget det almindelige marked og er meget udbredt inden for forskellige områder såsom mobiltelefoner, tablets og biler.Begrænsningerne ved traditionelle kapacitive skærme lavet af ITO-film bliver mere og mere indlysende, såsom høj modstand, lette at bryde, svære at transportere osv. Især i buede eller buede eller fleksible scener er ledningsevnen og lystransmissionen af kapacitive skærme Dårlig .For at imødekomme markedets efterspørgsel efter store berøringsskærme og brugernes behov for berøringsskærme, der er lettere, tyndere og bedre at holde på, er der opstået buede og foldbare fleksible berøringsskærme, som efterhånden anvendes i mobiltelefoner, berøringsskærme til biler, uddannelsesmarkeder, videokonferencer osv. Scener.Buet overflade folde fleksibel berøring er ved at blive den fremtidige udviklingstrend.ips kapacitiv berøringsskærm
Indlægstid: 13. september 2023