Kā jauna ievades ierīce skārienekrāns šobrīd ir vienkāršākais, ērtākais un dabiskākais cilvēka un datora mijiedarbības veids.
Skārienekrāns, kas pazīstams arī kā "skārienjutīgais ekrāns" vai "skārienpanelis", ir induktīva šķidro kristālu displeja ierīce, kas var uztvert ievades signālus, piemēram, kontaktus; pieskaroties grafiskajām pogām uz ekrāna, taustes atgriezeniskās saites sistēma ekrānā var Dažādas savienojošās ierīces tiek vadītas pēc iepriekš ieprogrammētām programmām, ar kurām var nomainīt mehāniskos pogu paneļus un radīt spilgtus audio un video efektus, izmantojot LCD ekrānus. Galvenās Ruixiang skārienekrānu pielietojuma jomas ir medicīnas iekārtas, rūpniecības jomas, rokas ierīces, viedā māja, cilvēka un datora mijiedarbība utt.
Izplatīta skārienekrāna klasifikācija
Mūsdienās tirgū ir vairāki galvenie skārienekrāni: rezistīvie skārienekrāni, virsmas kapacitatīvie skārienekrāni un induktīvie kapacitatīvie skārienekrāni, virsmas akustiskie viļņi, infrasarkanie un lieces viļņi, aktīvie ciparu pārveidotāji un optiskās attēlveidošanas skārienekrāni. Tie var būt divu veidu, vienam tipam ir nepieciešams ITO, piemēram, pirmajiem trīs skārienekrāniem, bet otra tipa struktūrā ITO nav nepieciešams, piemēram, pēdējiem ekrānu veidiem. Pašlaik tirgū visplašāk tiek izmantoti rezistīvie skārienekrāni un kapacitatīvie skārienekrāni, kuros izmantoti ITO materiāli. Tālāk ir sniegtas zināšanas par skārienekrāniem, koncentrējoties uz pretestības un kapacitatīviem ekrāniem.
Skārienekrāna struktūra
Tipiska skārienekrāna struktūra parasti sastāv no trim daļām: diviem caurspīdīgiem pretestības vadītāju slāņiem, izolācijas slāņa starp diviem vadītājiem un elektrodiem.
Pretestības vadītāja slānis: augšējais substrāts ir izgatavots no plastmasas, apakšējais substrāts ir izgatavots no stikla, un uz pamatnes ir pārklāts vadošs indija alvas oksīds (ITO). Tādējādi tiek izveidoti divi ITO slāņi, kas atdalīti ar izolējošiem šarnīriem, kuru biezums ir apmēram tūkstošdaļas collas.
Elektrods: tas ir izgatavots no materiāliem ar izcilu vadītspēju (piemēram, sudraba tinte), un tā vadītspēja ir aptuveni 1000 reižu lielāka nekā ITO. (Kapacitatīvs skārienpanelis)
Izolācijas slānis: izmanto ļoti plānu elastīgu poliestera plēvi PET. Pieskaroties virsmai, tā noliecas uz leju un ļaus diviem zemāk esošajiem ITO pārklājuma slāņiem saskarties viens ar otru, lai savienotu ķēdi. Tāpēc skārienekrāns var sasniegt taustiņa pieskārienu. virsmas kapacitatīvs skārienekrāns.
Rezistīvs skārienekrāns
Vienkārši sakot, rezistīvs skārienekrāns ir sensors, kas izmanto spiediena sensora principu, lai panāktu pieskārienu. pretestības ekrāns
Rezistīvā skārienekrāna princips:
Kad cilvēka pirksts nospiež pretestības ekrāna virsmu, elastīgā PET plēve noliecas uz leju, ļaujot augšējam un apakšējam ITO pārklājumam saskarties viens ar otru, veidojot pieskāriena punktu. ADC izmanto, lai noteiktu punkta spriegumu, lai aprēķinātu X un Y ass koordinātu vērtības. rezistīvs skārienekrāns
Rezistīvie skārienekrāni parasti izmanto četrus, piecus, septiņus vai astoņus vadus, lai ģenerētu ekrāna nobīdes spriegumu un nolasītu atskaites punktu. Šeit mēs galvenokārt ņemam četras rindiņas kā piemēru. Princips ir šāds:
1. Pievienojiet X+ un X- elektrodiem pastāvīgu spriegumu Vref un pievienojiet Y+ augstas pretestības ADC.
2. Elektriskais lauks starp diviem elektrodiem ir vienmērīgi sadalīts virzienā no X+ uz X-.
3. Kad roka pieskaras, divi vadošie slāņi saskaras pieskāriena punktā, un X slāņa potenciāls pieskāriena punktā tiek novirzīts uz ADC, kas savienots ar Y slāni, lai iegūtu spriegumu Vx. pretestības ekrāns
4. Caur Lx/L=Vx/Vref var iegūt x punkta koordinātas.
5. Tādā pašā veidā savienojiet Y+ un Y- ar spriegumu Vref, var iegūt Y ass koordinātas, un pēc tam pievienojiet X+ elektrodu augstas pretestības ADC, lai iegūtu. Tajā pašā laikā četru vadu pretestības skārienekrāns var ne tikai iegūt kontakta X/Y koordinātas, bet arī izmērīt kontakta spiedienu.
Tas ir tāpēc, ka jo lielāks spiediens, jo pilnīgāks ir kontakts un mazāka pretestība. Izmērot pretestību, spiedienu var kvantitatīvi noteikt. Sprieguma vērtība ir proporcionāla koordinātu vērtībai, tāpēc tā ir jākalibrē, aprēķinot, vai (0, 0) koordinātu punkta sprieguma vērtībā ir novirze. pretestības ekrāns
Rezistīvā skārienekrāna priekšrocības un trūkumi:
1. Rezistīvais skārienekrāns var novērtēt tikai vienu pieskāriena punktu katru reizi, kad tas darbojas. Ja ir vairāk nekā divi pieskāriena punkti, to nevar pareizi novērtēt.
2. Rezistīviem ekrāniem ir nepieciešamas aizsargplēves un salīdzinoši biežākas kalibrēšanas, bet pretestības skārienekrānus neietekmē putekļi, ūdens un netīrumi. rezistīvs skārienekrāna panelis
3. Rezistīvā skārienekrāna ITO pārklājums ir salīdzinoši plāns un viegli salaužams. Ja tas ir pārāk biezs, tas samazinās gaismas caurlaidību un izraisīs iekšējo atstarošanu, lai samazinātu skaidrību. Lai gan ITO ir pievienots plāns plastmasas aizsargslānis, to joprojām ir viegli uzasināt. Tas ir bojāts ar priekšmetiem; un tā kā to bieži pieskaras, pēc noteikta lietošanas perioda uz virsmas ITO parādīsies nelielas plaisas vai pat deformācijas. Ja kāds no ārējiem ITO slāņiem ir bojāts un salūzt, tas zaudēs savu vadītāja lomu un skārienekrāna kalpošanas laiks nebūs ilgs. . rezistīvs skārienekrāna panelis
kapacitatīvie skārienekrāni, kapacitatīvie skārienekrāni
Atšķirībā no rezistīviem skārienekrāniem, kapacitatīvā pieskāriena pamatā nav pirkstu spiediena, lai izveidotu un mainītu sprieguma vērtības, lai noteiktu koordinātas. Tas galvenokārt izmanto cilvēka ķermeņa strāvas indukciju darbam. kapacitatīvie skārienekrāni
Kapacitatīvā skārienekrāna princips:
Kapacitatīvie ekrāni darbojas caur jebkuru objektu, kas satur elektrisko lādiņu, tostarp cilvēka ādu. (Cilvēka ķermeņa pārnēsātais lādiņš) Kapacitatīvie skārienekrāni ir izgatavoti no tādiem materiāliem kā sakausējumi vai indija alvas oksīds (ITO), un lādiņi tiek glabāti mikroelektrostatiskajos tīklos, kas ir plānāki par matiem. Ar pirkstu noklikšķinot uz ekrāna, no kontaktpunkta tiks absorbēts neliels strāvas daudzums, izraisot sprieguma kritumu stūra elektrodā, un skārienvadības mērķis tiek sasniegts, sajūtot cilvēka ķermeņa vājo strāvu. Tāpēc skārienekrāns nereaģē, kad uzvelkam cimdus un pieskaramies tam. projicēts kapacitatīvs skārienekrāns
Kapacitatīvā ekrāna sensora tipa klasifikācija
Pēc indukcijas veida to var iedalīt virsmas kapacitātē un prognozētajā kapacitātē. Projicētos kapacitatīvos ekrānus var iedalīt divos veidos: paškapacitatīvie ekrāni un savstarpēji kapacitatīvie ekrāni. Kā piemēru var minēt biežāk sastopamo savstarpējo kapacitatīvo ekrānu, kas sastāv no piedziņas elektrodiem un uztveršanas elektrodiem. virsmas kapacitatīvs skārienekrāns
Virsmas kapacitatīvs skārienekrāns:
Virsmas kapacitatīvā ir kopīgs ITO slānis un metāla rāmis, izmantojot sensorus, kas atrodas četros stūros, un plānu plēvi, kas vienmērīgi sadalīta pa virsmu. Kad ar pirkstu noklikšķina uz ekrāna, cilvēka pirksts un skārienekrāns darbojas kā divi uzlādēti vadītāji, kas tuvojas viens otram, veidojot savienojuma kondensatoru. Augstfrekvences strāvai kondensators ir tiešs vadītājs, tāpēc pirksts no kontaktpunkta ņem ļoti mazu strāvu. Strāva izplūst no elektrodiem skārienekrāna četros stūros. Strāvas intensitāte ir proporcionāla attālumam no pirksta līdz elektrodam. Skārienkontrolieris aprēķina skārienpunkta pozīciju. projicēts kapacitatīvs skārienekrāns
Projicēts kapacitatīvs skārienekrāns:
Tiek izmantots viens vai vairāki rūpīgi izstrādāti iegravēti ITO. Šie ITO slāņi ir iegravēti, veidojot vairākus horizontālos un vertikālos elektrodus, un neatkarīgas mikroshēmas ar sensora funkcijām ir sakārtotas rindās/kolonnās, veidojot ass koordinātu sensoru vienības matricu ar projicēto kapacitāti. : X un Y asis tiek izmantotas kā atsevišķas koordinātu sensoru vienību rindas un kolonnas, lai noteiktu katras režģa sensora vienības kapacitāti. virsmas kapacitatīvs skārienekrāns
Kapacitatīvā ekrāna pamatparametri
Kanālu skaits: kanālu līniju skaits, kas savienotas no mikroshēmas ar skārienekrānu. Jo vairāk kanālu, jo augstākas izmaksas un sarežģītāka elektroinstalācija. Tradicionālā paškapacitāte: M+N (vai M*2, N*2); savstarpējā kapacitāte: M+N; šūnu savstarpējā kapacitāte: M*N. kapacitatīvie skārienekrāni
Mezglu skaits: derīgo datu skaits, ko var iegūt, veicot izlasi. Jo vairāk mezglu ir, jo vairāk datu var iegūt, aprēķinātās koordinātas ir precīzākas, un kontaktu laukums, ko var atbalstīt, ir mazāks. Paškapacitāte: vienāda ar kanālu skaitu, savstarpējā kapacitāte: M*N.
Attālums starp kanāliem: attālums starp blakus esošo kanālu centriem. Jo vairāk mezglu ir, jo mazāks būs atbilstošais solis.
Koda garums: tikai savstarpējai pielaidei ir jāpalielina paraugu ņemšanas signāls, lai ietaupītu paraugu ņemšanas laiku. Savstarpējās kapacitātes shēmā var būt signāli vairākās piedziņas līnijās vienlaikus. Cik daudz kanālu ir signālu, ir atkarīgs no koda garuma (parasti 4 kodi ir lielākā daļa). Tā kā ir nepieciešama dekodēšana, ja koda garums ir pārāk liels, tam būs noteikta ietekme uz ātru slīdēšanu. kapacitatīvie skārienekrāni
Projicētie kapacitatīvā ekrāna principa kapacitatīvie skārienekrāni
(1) Kapacitatīvs skārienekrāns: gan horizontālos, gan vertikālos elektrodus darbina ar viena gala sensora metodi.
Pašģenerētā kapacitatīvā skārienekrāna stikla virsma izmanto ITO, lai veidotu horizontālus un vertikālus elektrodu blokus. Šie horizontālie un vertikālie elektrodi attiecīgi veido kondensatorus ar zemi. Šo kapacitāti parasti sauc par paškapacitāti. Kad pirksts pieskaras kapacitatīvajam ekrānam, pirksta kapacitāte tiks uzlikta uz ekrāna kapacitātes. Šajā laikā paškapacitatīvs ekrāns nosaka horizontālo un vertikālo elektrodu blokus un nosaka attiecīgi horizontālās un vertikālās koordinātas, pamatojoties uz kapacitātes izmaiņām pirms un pēc pieskāriena, un pēc tam pieskāriena koordinātas, kas apvienotas plaknē.
Parazītiskā kapacitāte palielinās, kad pirksts pieskaras: Cp'=Cp + Cfinger, kur Cp- ir parazitārā kapacitāte.
Konstatējot parazitārās kapacitātes izmaiņas, tiek noteikta pirksta skartā vieta. kapacitatīvie skārienekrāni
Kā piemēru ņemiet divslāņu paškapacitātes struktūru: divi ITO slāņi, horizontālie un vertikālie elektrodi ir attiecīgi iezemēti, lai veidotu paškapacitāti, un M+N vadības kanālus. ips LCD kapacitatīvs skārienekrāns
Paškapacitīviem ekrāniem, ja tas ir viens pieskāriens, projekcija X-ass un Y-ass virzienā ir unikāla, un arī apvienotās koordinātas ir unikālas. Ja skārienekrānā pieskaras diviem punktiem un abi punkti atrodas dažādos XY ass virzienos, tiks parādītas 4 koordinātas. Bet acīmredzot tikai divas koordinātas ir reālas, un pārējās divas parasti sauc par "spoku punktiem". ips LCD kapacitatīvs skārienekrāns
Tāpēc paškapacitatīvā ekrāna principiālie raksturlielumi nosaka, ka tam var pieskarties tikai viens punkts un tas nevar sasniegt patiesu vairāku pieskārienu. ips LCD kapacitatīvs skārienekrāns
Savstarpējs kapacitatīvs skārienekrāns: nosūtīšanas un saņemšanas gals atšķiras un šķērso vertikāli. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
Izmantojiet ITO, lai izgatavotu šķērsvirziena elektrodus un gareniskos elektrodus. Atšķirība no paškapacitātes ir tāda, ka kapacitāte veidosies tur, kur krustojas abas elektrodu kopas, tas ir, divas elektrodu kopas attiecīgi veido divus kapacitātes polus. Kad pirksts pieskaras kapacitatīvajam ekrānam, tas ietekmē savienojumu starp diviem elektrodiem, kas pievienoti pieskāriena punktam, tādējādi mainot kapacitāti starp diviem elektrodiem. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
Nosakot savstarpējo kapacitāti, horizontālie elektrodi secīgi izsūta ierosmes signālus, un visi vertikālie elektrodi saņem signālus vienlaikus. Tādā veidā var iegūt kapacitātes vērtības visu horizontālo un vertikālo elektrodu krustpunktos, tas ir, visas skārienekrāna divdimensiju plaknes kapacitātes lielumu, lai to varētu realizēt. vairāku pieskārienu.
Savienojuma kapacitāte samazinās, kad tam pieskaras pirksts.
Nosakot sakabes kapacitātes izmaiņas, tiek noteikta pirksta skartā pozīcija. CM - savienojuma kondensators. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
Kā piemēru ņemiet divslāņu paškapacitātes struktūru: divi ITO slāņi pārklājas viens ar otru, veidojot M*N kondensatorus un M+N vadības kanālus. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
Multi-touch tehnoloģija ir balstīta uz savstarpēji saderīgiem skārienekrāniem, un tā ir sadalīta Multi-TouchGesture un Multi-Touch All-Point tehnoloģijā, kas ir vairāku pieskārienu žestu virziena un pirksta pieskāriena pozīcijas atpazīšana. To plaši izmanto mobilā tālruņa žestu atpazīšanā un desmit pirkstu pieskārienos. Gaidīšanas aina. Var atpazīt ne tikai žestus un vairāku pirkstu atpazīšanu, bet ir atļautas arī citas bezpirkstu pieskārienu formas, kā arī atpazīšana, izmantojot plaukstas vai pat rokas, kas valkā cimdus. Multi-Touch All-Point skenēšanas metodei ir nepieciešama atsevišķa skenēšana un skārienekrāna katras rindas un kolonnas krustošanās punktu noteikšana. Skenēšanas reižu skaits ir rindu skaita un kolonnu reizinājums. Piemēram, ja skārienekrāns sastāv no M rindas un N kolonnas, tas ir jāskenē. Krustošanās punkti ir M*N reizes, lai varētu noteikt katras savstarpējās kapacitātes izmaiņas. Pieskaroties ar pirkstu, savstarpējā kapacitāte samazinās, lai noteiktu katra pieskāriena punkta atrašanās vietu. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
Kapacitatīvā skārienekrāna struktūras veids
Ekrāna pamatstruktūra ir sadalīta trīs slāņos no augšas uz leju, aizsargstikls, pieskāriena slānis un displeja panelis. Mobilo tālruņu ekrānu ražošanas procesā aizsargstikls, skārienekrāns un displeja ekrāns ir jāsalīmē divreiz.
Tā kā aizsargstikls, skārienekrāns un displeja ekrāns katru reizi tiek laminēti, ražas līmenis tiks ievērojami samazināts. Ja laminēšanas reižu skaitu var samazināt, pilnīgas laminēšanas ražība neapšaubāmi uzlabosies. Pašlaik jaudīgākie displeja paneļu ražotāji mēdz reklamēt On-Cell vai In-Cell risinājumus, tas ir, viņi mēdz izveidot displeja ekrāna pieskāriena slāni; savukārt skārienjutīgo moduļu ražotāji vai iepriekšējie materiālu ražotāji mēdz dot priekšroku OGS, kas nozīmē, ka skārienjutīgais slānis ir izgatavots uz aizsargstikla. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
In-Cell: attiecas uz metodi skārienpaneļa funkciju iegulšanai šķidro kristālu pikseļos, tas ir, skārienjutīgā sensora funkciju iegulšana displeja ekrānā, kas var padarīt ekrānu plānāku un vieglāku. Tajā pašā laikā In-Cell ekrānam ir jābūt iegultam ar atbilstošu pieskāriena IC, pretējā gadījumā tas viegli novedīs pie kļūdainiem skārienjutības signāliem vai pārmērīga trokšņa. Tāpēc In-Cell ekrāni ir pilnībā autonomi. kapacitatīvs vairāku pieskārienu
On-Cell: attiecas uz metodi skārienekrāna iegulšanai starp krāsu filtra substrātu un displeja ekrāna polarizatoru, tas ir, ar skārienjutīgu sensoru LCD panelī, kas ir daudz vieglāk nekā In Cell tehnoloģija. Tāpēc tirgū visbiežāk izmantotais skārienekrāns ir Oncell ekrāns. ips kapacitatīvs skārienekrāns
OGS (One Glass Solution): OGS tehnoloģija integrē skārienekrānu un aizsargstiklu, pārklāj aizsargstikla iekšpusi ar ITO vadošu slāni un veic pārklājumu un fotolitogrāfiju tieši uz aizsargstikla. Tā kā OGS aizsargstikls un skārienekrāns ir integrēti kopā, parasti tie vispirms ir jānostiprina, pēc tam jāpārklāj, jāiegravē un visbeidzot jāsagriež. Šādā veidā griezt uz rūdīta stikla ir ļoti apgrūtinoša, tai ir augstas izmaksas, zema ražība, kā arī stikla malās veidojas matu līnijas plaisas, kas samazina stikla izturību. ips kapacitatīvs skārienekrāns
Kapacitatīvo skārienekrānu priekšrocību un trūkumu salīdzinājums:
1. Ekrāna caurspīdīguma un vizuālo efektu ziņā vislabākais ir OGS, kam seko In-Cell un On-Cell. ips kapacitatīvs skārienekrāns
2. Tievums un vieglums. Vispārīgi runājot, In-Cell ir vieglākais un plānākais, kam seko OGS. On-Cell ir nedaudz sliktāks nekā pirmie divi.
3. Ekrāna izturības ziņā (triecienizturība un noturība pret kritieniem) On-Cell ir vislabākā, OGS ir otrā, bet In-Cell ir sliktākā. Jāpiebilst, ka OGS tieši integrē Corning aizsargstiklu ar pieskāriena slāni. Apstrādes process vājina stikla izturību, un ekrāns ir arī ļoti trausls.
4. Pieskāriena ziņā OGS skārienjutība ir labāka nekā On-Cell/In-Cell ekrāniem. Runājot par atbalstu vairāku pieskārienu, pirkstu un irbuli, OGS patiesībā ir labāks nekā šūnā/šūnā. Šūnas. Turklāt, tā kā In-Cell ekrāns tieši integrē skārienslāni un šķidro kristālu slāni, sensora troksnis ir salīdzinoši liels, un filtrēšanai un korekcijas apstrādei ir nepieciešama īpaša pieskāriena mikroshēma. OGS ekrāni nav tik atkarīgi no pieskāriena mikroshēmām.
5. Tehniskās prasības, In-Cell/On-Cell ir sarežģītākas nekā OGS, un arī ražošanas kontrole ir grūtāka. ips kapacitatīvs skārienekrāns
Skārienekrāna status quo un attīstības tendences
Nepārtraukti attīstoties tehnoloģijām, skārienekrāni no pretestības ekrāniem pagātnē ir kļuvuši par kapacitatīviem ekrāniem, kurus tagad plaši izmanto. Mūsdienās Incell un Incell skārienekrāni jau sen ir ieņēmuši galveno tirgu un tiek plaši izmantoti dažādās jomās, piemēram, mobilajos tālruņos, planšetdatoros un automašīnās. Tradicionālo no ITO plēves izgatavoto kapacitatīvo ekrānu ierobežojumi kļūst arvien acīmredzamāki, piemēram, augsta pretestība, viegli salaužami, grūti transportējami utt. Īpaši izliektās vai izliektās vai elastīgās ainās kapacitatīvo ekrānu vadītspēja un gaismas caurlaidība ir slikta . Lai apmierinātu tirgus pieprasījumu pēc lielizmēra skārienekrāniem un lietotāju vajadzības pēc vieglākiem, plānākiem un labāk turamiem skārienekrāniem, ir radušies izliekti un salokāmi elastīgi skārienekrāni, kas pakāpeniski tiek izmantoti mobilajos tālruņos, automašīnu skārienekrānos, izglītības tirgi, videokonferences utt. Ainas. Izliektas virsmas salokāms elastīgs pieskāriens kļūst par nākotnes attīstības tendenci. ips kapacitatīvs skārienekrāns
Publicēšanas laiks: 13. septembris 2023