Kot nova vnosna naprava je zaslon na dotik trenutno najpreprostejši, najbolj priročen in naraven način interakcije med človekom in računalnikom.
Zaslon na dotik, znan tudi kot "zaslon na dotik" ali "plošča na dotik", je induktivna zaslonska naprava s tekočimi kristali, ki lahko sprejema vhodne signale, kot so kontakti;ko se dotaknete grafičnih gumbov na zaslonu, lahko sistem taktilnih povratnih informacij na zaslonu poganja različne povezovalne naprave v skladu s predhodno programiranimi programi, ki jih je mogoče uporabiti za zamenjavo mehanskih plošč gumbov in ustvarjanje živahnih avdio in video učinkov prek LCD zaslonov.Glavna področja uporabe Ruixiangovih zaslonov na dotik so medicinska oprema, industrijska področja, ročne naprave, pametni dom, interakcija med človekom in računalnikom itd.
Skupne klasifikacije zaslonov na dotik
Danes je na trgu več glavnih vrst zaslonov na dotik: uporovni zasloni na dotik, površinski kapacitivni zasloni na dotik in induktivni kapacitivni zasloni na dotik, zasloni na dotik s površinskimi akustičnimi valovi, infrardečimi in upogibnimi valovi, aktivni digitalizator in zasloni na dotik z optičnimi slikami.Lahko sta dve vrsti, ena zahteva ITO, kot so prve tri vrste zaslonov na dotik, druga vrsta pa ne zahteva ITO v strukturi, kot so slednje vrste zaslonov.Trenutno se na trgu najpogosteje uporabljajo uporovni zasloni na dotik in kapacitivni zasloni na dotik, ki uporabljajo materiale ITO.Sledi uvajanje znanja v zvezi z zasloni na dotik, s poudarkom na uporovnih in kapacitivnih zaslonih.
Struktura zaslona na dotik
Tipična struktura zaslona na dotik je na splošno sestavljena iz treh delov: dveh prozornih plasti uporovnega prevodnika, izolacijske plasti med dvema prevodnikoma in elektrod.
Plast uporovnega prevodnika: zgornji substrat je izdelan iz plastike, spodnji substrat je izdelan iz stekla, na substrat pa je prevlečen prevodni indij-kositrov oksid (ITO).To ustvari dve plasti ITO, ločeni z nekaj izolacijskimi vrtišči, debelimi približno tisočinke palca.
Elektroda: izdelana je iz materialov z odlično prevodnostjo (kot je srebrno črnilo), njena prevodnost pa je približno 1000-krat večja od ITO.(kapacitivni zaslon na dotik)
Izolacijska plast: uporablja zelo tanek elastičen poliestrski film PET.Ko se dotaknete površine, se bo upognila navzdol in omogočila, da se spodnji plasti ITO prevleke med seboj dotakneta in povežeta vezje.Zato lahko zaslon na dotik doseže tipko.površinski kapacitivni zaslon na dotik.
Uporovni zaslon na dotik
Preprosto povedano, uporovni zaslon na dotik je senzor, ki za doseganje dotika uporablja princip zaznavanja pritiska.uporovni zaslon
Načelo uporovnega zaslona na dotik:
Ko človek s prstom pritisne na površino uporovnega zaslona, se elastična PET folija upogne navzdol, kar omogoči, da se zgornja in spodnja ITO prevleka medsebojno dotakneta in tvorita točko dotika.ADC se uporablja za zaznavanje napetosti točke za izračun vrednosti koordinat osi X in Y.uporovni zaslon na dotik
Uporovni zasloni na dotik običajno uporabljajo štiri, pet, sedem ali osem žic za ustvarjanje prednapetosti zaslona in branje točke javljanja.Tu za primer vzamemo predvsem štiri vrstice.Načelo je naslednje:
1. Elektrodama X+ in X- dodajte konstantno napetost Vref in povežite Y+ z ADC z visoko impedanco.
2. Električno polje med obema elektrodama je enakomerno porazdeljeno v smeri od X+ proti X-.
3. Ko se roka dotakne, dve prevodni plasti prideta v stik na točki dotika in potencial plasti X na točki dotika je usmerjen na ADC, povezan s plastjo Y, da dobi napetost Vx.uporovni zaslon
4. Skozi Lx/L=Vx/Vref je mogoče dobiti koordinate točke x.
5. Na enak način povežite Y+ in Y- z napetostjo Vref, dobite lahko koordinate osi Y, nato pa priključite elektrodo X+ na ADC z visoko impedanco, da dobite.Hkrati lahko štirižilni uporovni zaslon na dotik ne pridobi le koordinat X/Y kontakta, temveč tudi meri pritisk kontakta.
To je zato, ker večji kot je pritisk, bolj poln je stik in manjši je upor.Z merjenjem upora je mogoče kvantificirati tlak.Vrednost napetosti je sorazmerna z vrednostjo koordinate, zato jo je treba umeriti tako, da izračunamo, ali obstaja odstopanje vrednosti napetosti (0, 0) koordinatne točke.uporovni zaslon
Prednosti in slabosti uporovnega zaslona na dotik:
1. Uporovni zaslon na dotik lahko presodi samo eno točko dotika vsakič, ko deluje.Če je stičnih točk več kot dve, ni mogoče pravilno oceniti.
2. Uporovni zasloni zahtevajo zaščitne folije in razmeroma pogostejše kalibracije, vendar na uporovne zaslone na dotik ne vplivajo prah, voda in umazanija.plošča z uporovnim zaslonom na dotik
3. ITO premaz uporovnega zaslona na dotik je razmeroma tanek in ga je enostavno zlomiti.Če je predebel, bo zmanjšal prepustnost svetlobe in povzročil notranji odboj, ki bo zmanjšal jasnost.Čeprav je ITO dodan tanek plastični zaščitni sloj, ga je še vedno enostavno nabrusiti.Poškodovan je s predmeti;in ker se ga pogosto dotikamo, se po določenem času uporabe na površini ITO pojavijo majhne razpoke ali celo deformacije.Če se ena od zunanjih plasti ITO poškoduje in zlomi, bo izgubila vlogo prevodnika in življenjska doba zaslona na dotik ne bo dolga..plošča z uporovnim zaslonom na dotik
kapacitivni zasloni na dotik, kapacitivni zasloni na dotik
Za razliko od uporovnih zaslonov na dotik se kapacitivni dotik ne zanaša na pritisk prstov za ustvarjanje in spreminjanje vrednosti napetosti za zaznavanje koordinat.Za delovanje uporablja predvsem tokovno indukcijo človeškega telesa.kapacitivni zasloni na dotik
Princip kapacitivnega zaslona na dotik:
Kapacitivni zasloni delujejo skozi vse predmete, ki imajo električni naboj, vključno s človeško kožo.(Naboj, ki ga prenaša človeško telo) Kapacitivni zasloni na dotik so izdelani iz materialov, kot so zlitine ali indijev kositrov oksid (ITO), naboji pa so shranjeni v mikroelektrostatičnih omrežjih, ki so tanjša od las.Ko prst klikne na zaslon, se majhna količina toka absorbira iz kontaktne točke, kar povzroči padec napetosti v kotni elektrodi, namen upravljanja na dotik pa je dosežen z zaznavanjem šibkega toka človeškega telesa.Zato se zaslon na dotik ne odziva, ko si nataknemo rokavice in se ga dotaknemo.projicirani kapacitivni zaslon na dotik
Razvrstitev tipa kapacitivnega zaznavanja zaslona
Glede na vrsto indukcije jo lahko razdelimo na površinsko kapacitivnost in predvideno kapacitivnost.Projicirane kapacitivne zaslone lahko razdelimo na dve vrsti: samokapacitivni zasloni in vzajemni kapacitivni zasloni.Primer je pogostejši medsebojni kapacitivni zaslon, ki je sestavljen iz pogonskih in sprejemnih elektrod.površinski kapacitivni zaslon na dotik
Površinski kapacitivni zaslon na dotik:
Površinski kapacitivni ima skupno plast ITO in kovinski okvir, ki uporablja senzorje, nameščene na štirih vogalih, in tanek film, enakomerno porazdeljen po površini.Ko prst klikne na zaslon, človeški prst in zaslon na dotik delujeta kot dva naelektrena prevodnika, ki se približata drug drugemu in tvorita sklopitveni kondenzator.Za visokofrekvenčni tok je kondenzator neposredni prevodnik, zato prst črpa zelo majhen tok iz kontaktne točke.Tok teče iz elektrod na štirih vogalih zaslona na dotik.Jakost toka je sorazmerna z razdaljo od prsta do elektrode.Krmilnik na dotik izračuna položaj točke dotika.projicirani kapacitivni zaslon na dotik
Projicirani kapacitivni zaslon na dotik:
Uporabljen je eden ali več skrbno oblikovanih jedkanih ITO.Ti sloji ITO so vgravirani, da tvorijo več vodoravnih in navpičnih elektrod, neodvisni čipi s funkcijami zaznavanja pa so razporejeni v vrsticah/stolpcih, da tvorijo matriko zaznavne enote s koordinatami osi projicirane kapacitivnosti.: Osi X in Y se uporabljata kot ločeni vrstici in stolpci enot za zaznavanje koordinat za zaznavanje kapacitivnosti vsake enote za zaznavanje mreže.površinski kapacitivni zaslon na dotik
Osnovni parametri kapacitivnega zaslona
Število kanalov: število kanalskih linij, povezanih od čipa do zaslona na dotik.Več kot je kanalov, višji so stroški in bolj zapleteno je ožičenje.Tradicionalna lastna zmogljivost: M+N (ali M*2, N*2);medsebojna kapaciteta: M+N;medsebojna zmogljivost v celici: M*N.kapacitivni zasloni na dotik
Število vozlišč: število veljavnih podatkov, ki jih je mogoče pridobiti z vzorčenjem.Več kot je vozlišč, več podatkov je mogoče pridobiti, izračunane koordinate so natančnejše in kontaktna površina, ki jo je mogoče podpirati, je manjša.Lastna kapaciteta: enako številu kanalov, medsebojna kapaciteta: M*N.
Razmik med kanali: razdalja med sosednjima središčema kanalov.Več kot je vozlišč, manjši bo ustrezen korak.
Dolžina kode: samo medsebojna toleranca mora povečati signal vzorčenja, da se prihrani čas vzorčenja.Shema medsebojne kapacitivnosti ima lahko signale na več pogonskih linijah hkrati.Koliko kanalov ima signale je odvisno od dolžine kode (običajno so 4 kode večina).Ker je potrebno dekodiranje, ko je dolžina kode prevelika, bo to imelo določen vpliv na hitro drsenje.kapacitivni zasloni na dotik
Kapacitivni zasloni na dotik po principu projektiranega kapacitivnega zaslona
(1) Kapacitivni zaslon na dotik: vodoravne in navpične elektrode poganja enostranska metoda zaznavanja.
Steklena površina samogeneriranega kapacitivnega zaslona na dotik uporablja ITO za oblikovanje vodoravnih in navpičnih nizov elektrod.Te vodoravne in navpične elektrode tvorijo kondenzatorje z ozemljitvijo.To kapacitivnost običajno imenujemo lastna kapacitivnost.Ko se prst dotakne kapacitivnega zaslona, se kapacitivnost prsta prekriva s kapacitivnostjo zaslona.V tem času samokapacitivni zaslon zazna vodoravne in navpične nize elektrod ter določi vodoravne in navpične koordinate na podlagi sprememb v kapacitivnosti pred in po dotiku, nato pa koordinate dotika združijo v ravnino.
Parazitna kapacitivnost se poveča, ko se prst dotakne: Cp'=Cp + Cprst, kjer je Cp- parazitna kapacitivnost.
Z zaznavanjem spremembe parazitske kapacitivnosti se določi lokacija, ki se je dotakne prst.kapacitivni zasloni na dotik
Vzemimo za primer dvoslojno strukturo lastne kapacitivnosti: dve plasti ITO, vodoravne in navpične elektrode sta ozemljeni, da tvorita lastno kapacitivnost, in krmilne kanale M+N.ips lcd kapacitivni zaslon na dotik
Pri samokapacitivnih zaslonih, če gre za en sam dotik, je projekcija v smeri osi X in Y edinstvena, edinstvene pa so tudi kombinirane koordinate.Če se na zaslonu na dotik dotaknete dveh točk in sta točki v različnih smereh osi XY, se prikažejo 4 koordinate.Toda očitno sta samo dve koordinati resnični, drugi dve pa sta splošno znani kot "točki duhov".ips lcd kapacitivni zaslon na dotik
Zato glavne značilnosti samokapacitivnega zaslona določajo, da se ga je mogoče dotakniti samo z eno točko in ne more doseči pravega večkratnega dotika.ips lcd kapacitivni zaslon na dotik
Vzajemni kapacitivni zaslon na dotik: konec pošiljanja in sprejemnik sta različna in se križata navpično.kapacitivni multi touch
Uporabite ITO za izdelavo prečnih elektrod in vzdolžnih elektrod.Razlika od lastne kapacitivnosti je v tem, da se kapacitivnost oblikuje tam, kjer se sekata dva niza elektrod, kar pomeni, da dva niza elektrod tvorita dva pola kapacitivnosti.Ko se prst dotakne kapacitivnega zaslona, to vpliva na sklop med dvema elektrodama, pritrjenima na točko dotika, s čimer se spremeni kapacitivnost med elektrodama.kapacitivni multi touch
Pri zaznavanju medsebojne kapacitivnosti vodoravne elektrode zaporedno pošiljajo vzbujalne signale, vse navpične elektrode pa sprejemajo signale istočasno.Na ta način je mogoče pridobiti vrednosti kapacitivnosti na presečiščih vseh vodoravnih in navpičnih elektrod, to je velikost kapacitivnosti celotne dvodimenzionalne ravnine zaslona na dotik, tako da se lahko realizira.multi touch.
Sklopna kapacitivnost se zmanjša, ko se je prst dotakne.
Z zaznavanjem spremembe kapacitivnosti sklopa se določi položaj, ki se ga dotakne prst.CM - sklopitveni kondenzator.kapacitivni multi touch
Vzemimo za primer dvoslojno strukturo lastne kapacitivnosti: dve plasti ITO se prekrivata, da tvorita M*N kondenzatorje in M+N krmilne kanale.kapacitivni multi touch
Multi-touch tehnologija temelji na medsebojno združljivih zaslonih na dotik in se deli na Multi-TouchGesture in Multi-Touch All-Point tehnologijo, ki je multi-touch prepoznavanje smeri poteze in položaja prstnega dotika.Široko se uporablja pri prepoznavanju kretenj mobilnih telefonov in desetprstnega dotika.Prizor čakanja.Ne samo, da je mogoče prepoznati kretnje in prepoznavanje več prstov, dovoljene so tudi druge oblike dotika brez prstov, pa tudi prepoznavanje z uporabo dlani ali celo rok z rokavicami.Metoda skeniranja Multi-Touch All-Point zahteva ločeno skeniranje in zaznavanje presečišč vsake vrstice in stolpca zaslona na dotik.Število pregledov je produkt števila vrstic in števila stolpcev.Na primer, če je zaslon na dotik sestavljen iz M vrstic in N stolpcev, ga je treba skenirati.Presečišča so M*N-krat, tako da je mogoče zaznati spremembo vsake medsebojne kapacitivnosti.Ko pride do dotika s prstom, se medsebojna kapacitivnost zmanjša, da se določi lokacija vsake točke dotika.kapacitivni multi touch
Vrsta strukture kapacitivnega zaslona na dotik
Osnovna struktura zaslona je razdeljena na tri plasti od zgoraj navzdol, zaščitno steklo, plast na dotik in ploščo zaslona.Med proizvodnim procesom zaslonov mobilnih telefonov je treba zaščitno steklo, zaslon na dotik in zaslon zlepiti dvakrat.
Ker gredo zaščitno steklo, zaslon na dotik in zaslon vsakič skozi postopek laminiranja, se bo stopnja izkoristka močno zmanjšala.Če je mogoče zmanjšati število laminacij, se bo stopnja izkoristka pri popolni laminaciji nedvomno izboljšala.Trenutno zmogljivejši proizvajalci zaslonskih plošč ponavadi spodbujajo rešitve On-Cell ali In-Cell, kar pomeni, da na zaslonu zaslona naredijo plast na dotik;medtem ko proizvajalci modulov na dotik ali proizvajalci materialov, ki se nahajajo navzgor, dajejo prednost OGS, kar pomeni, da je plast na dotik izdelana na zaščitnem steklu.kapacitivni multi touch
In-Cell: nanaša se na metodo vdelave funkcij plošče na dotik v slikovne pike s tekočimi kristali, to je vdelava funkcij senzorja na dotik znotraj zaslona, zaradi česar je lahko zaslon tanjši in lažji.Hkrati mora biti zaslon In-Cell vdelan z ujemajočim se IC na dotik, sicer bo zlahka privedel do napačnih signalov zaznavanja dotika ali čezmernega šuma.Zato so zasloni In-Cell povsem samostojni.kapacitivni multi touch
On-Cell: nanaša se na metodo vdelave zaslona na dotik med substrat barvnega filtra in polarizator zaslona zaslona, to je s senzorjem na dotik na plošči LCD, kar je veliko manj težko kot tehnologija In Cell.Zato je najpogosteje uporabljen zaslon na dotik na trgu zaslon Oncell.ips kapacitivni zaslon na dotik
OGS (One Glass Solution): tehnologija OGS integrira zaslon na dotik in zaščitno steklo, notranjost zaščitnega stekla prevleče z ITO prevodno plastjo ter izvede premazovanje in fotolitografijo neposredno na zaščitnem steklu.Ker sta zaščitno steklo OGS in zaslon na dotik integrirana skupaj, ju je običajno treba najprej utrditi, nato premazati, jedkati in na koncu rezati.Rezanje kaljenega stekla na ta način je zelo težavno, ima visoke stroške, nizek izkoristek in povzroča nastanek lasnih razpok na robovih stekla, ki zmanjšujejo trdnost stekla.ips kapacitivni zaslon na dotik
Primerjava prednosti in slabosti kapacitivnih zaslonov na dotik:
1. Kar zadeva preglednost zaslona in vizualne učinke, je OGS najboljši, sledita mu In-Cell in On-Cell.ips kapacitivni zaslon na dotik
2. Tankost in lahkotnost.Na splošno je In-Cell najlažji in najtanjši, sledi mu OGS.On-Cell je nekoliko slabši od prvih dveh.
3. Kar zadeva moč zaslona (odpornost na udarce in padce), je On-Cell najboljši, OGS je drugi, In-Cell pa najslabši.Poudariti je treba, da OGS neposredno integrira Corning zaščitno steklo s plastjo na dotik.Postopek obdelave oslabi trdnost stekla, zaslon pa je tudi zelo krhek.
4. Kar zadeva dotik, je občutljivost na dotik OGS boljša kot pri zaslonih On-Cell/In-Cell.Kar zadeva podporo za večkratni dotik, prste in pisalo Stylus, je OGS dejansko boljši od In-Cell/On-Cell.Celice.Poleg tega, ker zaslon In-Cell neposredno integrira plast na dotik in plast tekočih kristalov, je šum zaznavanja razmeroma velik, zato je za filtriranje in obdelavo popravkov potreben poseben čip na dotik.Zasloni OGS niso tako odvisni od čipov na dotik.
5. Tehnične zahteve, In-Cell/On-Cell so bolj zapletene kot OGS, prav tako je težji nadzor proizvodnje.ips kapacitivni zaslon na dotik
Zaslon na dotik status quo in trendi razvoja
Z nenehnim razvojem tehnologije so se zasloni na dotik razvili od uporovnih zaslonov v preteklosti do kapacitivnih zaslonov, ki so danes v široki uporabi.Dandanes so Incell in zasloni na dotik Incell že dolgo zasedli glavni trg in se pogosto uporabljajo na različnih področjih, kot so mobilni telefoni, tablice in avtomobili.Omejitve tradicionalnih kapacitivnih zaslonov iz ITO filma postajajo vse bolj očitne, kot so visoka odpornost, enostavno zlomljivost, težaven transport itd. Prevodnost in prepustnost svetlobe kapacitivnih zaslonov, zlasti v ukrivljenih ali ukrivljenih ali fleksibilnih prizorih, slaba .Da bi zadovoljili povpraševanje trga po velikih zaslonih na dotik in potrebe uporabnikov po zaslonih na dotik, ki so lažji, tanjši in boljši za držanje, so se pojavili ukrivljeni in zložljivi upogljivi zasloni na dotik, ki se postopoma uporabljajo v mobilnih telefonih, avtomobilskih zaslonih na dotik, izobraževalni trgi, videokonference itd. Prizorišča.Ukrivljena površina, zložljiva, prilagodljiva na dotik postaja prihodnji razvojni trend.ips kapacitivni zaslon na dotik
Čas objave: 13. septembra 2023