Като ново устройство за въвеждане, сензорният екран в момента е най-простият, удобен и естествен начин за взаимодействие между човек и компютър.
Сензорният екран, известен още като "тъчскрийн" или "тъчпанел", е индуктивен дисплей с течни кристали, който може да получава входни сигнали като контакти;когато се докоснат графичните бутони на екрана, системата за тактилна обратна връзка на екрана може да задвижва различни свързващи устройства според предварително програмирани програми, които могат да се използват за замяна на панели с механични бутони и създаване на ярки аудио и видео ефекти чрез LCD екрани.Основните области на приложение на сензорните екрани на Ruixiang са медицинско оборудване, промишлени области, преносими устройства, интелигентен дом, взаимодействие човек-компютър и др.
Общи класификации на сензорни екрани
Има няколко основни типа сензорни екрани на пазара днес: резистивни сензорни екрани, повърхностни капацитивни сензорни екрани и индуктивни капацитивни сензорни екрани, повърхностни акустични вълни, инфрачервени и огъващи вълни, активен дигитайзер и сензорни екрани с оптично изображение.Може да има два вида, като единият изисква ITO, като първите три типа сензорни екрани, а другият тип не изисква ITO в структурата, като последните типове екрани.В момента на пазара най-широко използвани са резистивните сензорни екрани и капацитивните сензорни екрани, използващи ITO материали.Следното въвежда знания, свързани със сензорните екрани, като се фокусира върху резистивни и капацитивни екрани.
Структура на сензорния екран
Типичната структура на сензорен екран обикновено се състои от три части: два прозрачни резистивни проводникови слоя, изолационен слой между двата проводника и електроди.
Резистивен проводящ слой: Горният субстрат е направен от пластмаса, долният субстрат е направен от стъкло и проводящият индий-калаен оксид (ITO) е покрит върху субстрата.Това създава два слоя ITO, разделени от няколко изолиращи опори с дебелина около хилядна от инча.
Електрод: Изработен е от материали с отлична проводимост (като сребърно мастило) и неговата проводимост е около 1000 пъти по-голяма от ITO.(Капацитивен сензорен панел)
Изолационен слой: Използва много тънко еластично полиестерно фолио PET.Когато повърхността бъде докосната, тя ще се огъне надолу и ще позволи на двата слоя ITO покритие отдолу да се свържат един с друг, за да свържат веригата.Ето защо сензорният екран може да постигне докосване на ключа.повърхностен капацитивен сензорен екран.
Резистивен сензорен екран
Просто казано, резистивният сензорен екран е сензор, който използва принципа на усещане за натиск, за да постигне допир.резистивен екран
Принцип на резистивен сензорен екран:
Когато пръстът на човек натисне повърхността на резистивния екран, еластичният PET филм ще се огъне надолу, позволявайки на горното и долното ITO покритие да се свържат едно с друго, за да образуват точка на допир.ADC се използва за откриване на напрежението на точката, за да се изчислят стойностите на координатите на оста X и Y.резистивен сензорен екран
Резистивните сензорни екрани обикновено използват четири, пет, седем или осем проводника, за да генерират напрежение на екрана и да прочетат обратно точката на докладване.Тук основно вземаме четири реда като пример.Принципът е следният:
1. Добавете постоянно напрежение Vref към електродите X+ и X- и свържете Y+ към ADC с висок импеданс.
2. Електрическото поле между двата електрода е равномерно разпределено в посока от X+ към X-.
3. Когато ръката се докосне, двата проводящи слоя влизат в контакт в точката на докосване и потенциалът на слоя X в точката на допир се насочва към ADC, свързан към слоя Y, за да се получи напрежението Vx.резистивен екран
4. Чрез Lx/L=Vx/Vref могат да се получат координатите на точката x.
5. По същия начин свържете Y+ и Y- към напрежението Vref, могат да се получат координатите на Y-оста и след това свържете X+ електрода към ADC с висок импеданс, за да получите.В същото време четирипроводният резистивен сензорен екран може не само да получи X/Y координатите на контакта, но и да измери налягането на контакта.
Това е така, защото колкото по-голям е натискът, толкова по-пълен е контактът и толкова по-малко е съпротивлението.Чрез измерване на съпротивлението налягането може да бъде количествено определено.Стойността на напрежението е пропорционална на стойността на координатата, така че трябва да се калибрира, като се изчисли дали има отклонение в стойността на напрежението на (0, 0) координатната точка.резистивен екран
Предимства и недостатъци на резистивен сензорен екран:
1. Резистивният сензорен екран може да прецени само една точка на допир всеки път, когато работи.Ако има повече от две допирни точки, не може да се прецени правилно.
2. Резистивните екрани изискват защитни филми и относително по-чести калибрации, но резистивните сензорни екрани не се влияят от прах, вода и мръсотия.резистивен сензорен панел
3. ITO покритието на резистивния сензорен екран е относително тънко и лесно за счупване.Ако е твърде дебел, това ще намали пропускането на светлина и ще доведе до вътрешно отражение, за да намали яснотата.Въпреки че към ITO е добавен тънък пластмасов защитен слой, той все още е лесен за заточване.Повреден е от предмети;и тъй като често се докосва, малки пукнатини или дори деформация ще се появят на повърхността ITO след определен период на употреба.Ако някой от външните ITO слоеве се повреди и счупи, той ще загуби ролята си на проводник и животът на сензорния екран няма да е дълъг..резистивен сензорен панел
капацитивни сензорни екрани, капацитивни сензорни екрани
За разлика от резистивните сензорни екрани, капацитивното докосване не разчита на натиск с пръст за създаване и промяна на стойностите на напрежението за откриване на координати.Той използва главно текущата индукция на човешкото тяло за работа.капацитивни сензорни екрани
Принцип на капацитивен сензорен екран:
Капацитивните екрани работят през всеки обект, който притежава електрически заряд, включително човешка кожа.(Зарядът, пренасян от човешкото тяло) Капацитивните сензорни екрани са направени от материали като сплави или индиев калаен оксид (ITO), а зарядите се съхраняват в микроелектростатични мрежи, които са по-тънки от косъм.Когато пръст щракне върху екрана, малко количество ток ще се абсорбира от контактната точка, причинявайки спад на напрежението в ъгловия електрод, а целта на сензорното управление се постига чрез усещане на слабия ток на човешкото тяло.Ето защо сензорният екран не реагира, когато сложим ръкавици и го докоснем.проектиран капацитивен сензорен екран
Класификация на типа сензорен капацитивен екран
Според типа индукция, той може да бъде разделен на повърхностен капацитет и проектиран капацитет.Проектираните капацитивни екрани могат да бъдат разделени на два типа: самокапацитивни екрани и взаимни капацитивни екрани.По-често срещаният взаимен капацитивен екран е пример, който се състои от задвижващи електроди и приемащи електроди.повърхностен капацитивен сензорен екран
Повърхностен капацитивен сензорен екран:
Повърхностният капацитивен има общ ITO слой и метална рамка, използвайки сензори, разположени в четирите ъгъла, и тънък филм, равномерно разпределен по повърхността.Когато пръст щракне върху екрана, човешкият пръст и сензорният екран действат като два заредени проводника, приближаващи се един към друг, за да образуват свързващ кондензатор.За високочестотен ток кондензаторът е директен проводник, така че пръстът изтегля много малък ток от контактната точка.Токът изтича от електродите в четирите ъгъла на сензорния екран.Силата на тока е пропорционална на разстоянието от пръста до електрода.Сензорният контролер изчислява позицията на точката на допир.проектиран капацитивен сензорен екран
Проектиран капацитивен сензорен екран:
Използват се един или повече внимателно проектирани гравирани ITO.Тези ITO слоеве са гравирани, за да образуват множество хоризонтални и вертикални електроди, а независими чипове със сензорни функции са подредени в редове/колони, за да образуват осово-координатна сензорна матрица с проектиран капацитет.: Осите X и Y се използват като отделни редове и колони от модули за измерване на координати за откриване на капацитета на всеки сензор за мрежа.повърхностен капацитивен сензорен екран
Основни параметри на капацитивен екран
Брой канали: Броят канални линии, свързани от чипа към сензорния екран.Колкото повече канали има, толкова по-висока е цената и по-сложно е окабеляването.Традиционен собствен капацитет: M+N (или M*2, N*2);взаимен капацитет: M+N;incell взаимен капацитет: M*N.капацитивни сензорни екрани
Брой възли: Броят валидни данни, които могат да бъдат получени чрез извадка.Колкото повече възли има, толкова повече данни могат да бъдат получени, изчислените координати са по-точни и контактната площ, която може да се поддържа, е по-малка.Собствен капацитет: същият като броя на каналите, взаимен капацитет: M*N.
Разстояние между каналите: разстояние между центровете на съседните канали.Колкото повече възли има, толкова по-малка ще бъде съответната стъпка.
Дължина на кода: само взаимната толерантност трябва да увеличи сигнала за вземане на проби, за да спести време за вземане на проби.Схемата за взаимен капацитет може да има сигнали на множество задвижващи линии едновременно.Колко канала имат сигнали зависи от дължината на кода (обикновено 4 кода са повечето).Тъй като се изисква декодиране, когато дължината на кода е твърде голяма, това ще има известно въздействие върху бързото плъзгане.капацитивни сензорни екрани
Капацитивни сензорни екрани на принципа на проектиран капацитивен екран
(1) Капацитивен сензорен екран: Както хоризонталните, така и вертикалните електроди се задвижват чрез сензорен метод с един край.
Стъклената повърхност на самостоятелно генерирания капацитивен сензорен екран използва ITO за формиране на хоризонтални и вертикални масиви от електроди.Тези хоризонтални и вертикални електроди образуват съответно кондензатори със земята.Този капацитет обикновено се нарича собствен капацитет.Когато пръст докосне капацитивния екран, капацитетът на пръста ще се насложи върху капацитета на екрана.По това време самокапацитивният екран открива хоризонталните и вертикалните масиви от електроди и определя съответно хоризонталните и вертикалните координати въз основа на промените в капацитета преди и след докосването и след това координатите на докосване, комбинирани в равнина.
Паразитният капацитет се увеличава при докосване на пръста: Cp'=Cp + Cfinger, където Cp- е паразитният капацитет.
Чрез откриване на промяната в паразитния капацитет се определя местоположението, докоснато от пръста.капацитивни сензорни екрани
Вземете двуслойната структура на собствения капацитет като пример: два слоя от ITO, хоризонтални и вертикални електроди са заземени съответно, за да образуват собствен капацитет и M+N контролни канали.ips LCD капацитивен сензорен екран
За самокапацитивните екрани, ако е едно докосване, проекцията в посоките на оста X и Y е уникална, а комбинираните координати също са уникални.Ако се докоснат две точки на сензорния екран и двете точки са в различни посоки на оста XY, ще се появят 4 координати.Но очевидно само две координати са реални, а другите две са известни като "призрачни точки".ips LCD капацитивен сензорен екран
Следователно принципните характеристики на самокапацитивния екран определят, че той може да бъде докоснат само от една точка и не може да постигне истинско мултитъч.ips LCD капацитивен сензорен екран
Взаимен капацитивен сензорен екран: Изпращащият и получаващият край са различни и се пресичат вертикално.капацитивен мултитъч
Използвайте ITO, за да направите напречни електроди и надлъжни електроди.Разликата от собствения капацитет е, че ще се формира капацитет там, където двата комплекта електроди се пресичат, т.е. двата комплекта електроди съответно образуват двата полюса на капацитета.Когато пръст докосне капацитивния екран, това влияе на връзката между двата електрода, прикрепени към точката на допир, като по този начин променя капацитета между двата електрода.капацитивен мултитъч
При откриване на взаимен капацитет хоризонталните електроди изпращат последователно възбуждащи сигнали, а всички вертикални електроди получават сигнали едновременно.По този начин могат да се получат стойностите на капацитета в пресечните точки на всички хоризонтални и вертикални електроди, тоест размерът на капацитета на цялата двуизмерна равнина на сензорния екран, така че да може да се реализира.мултитъч.
Капацитетът на свързване намалява, когато го докоснете с пръст.
Чрез откриване на промяната в свързващия капацитет се определя позицията, докосната от пръста.CM - свързващ кондензатор.капацитивен мултитъч
Вземете двуслойната структура на собствения капацитет като пример: два слоя ITO се припокриват, за да образуват M*N кондензатори и M+N контролни канали.капацитивен мултитъч
Multi-touch технологията се основава на взаимно съвместими сензорни екрани и е разделена на Multi-TouchGesture и Multi-Touch All-Point технология, която представлява мултитъч разпознаване на посоката на жеста и позицията на докосване на пръста.Той се използва широко в разпознаването на жестове на мобилни телефони и докосване с десет пръста.Сцена на чакане.Могат да се разпознават не само жестове и разпознаване с няколко пръста, но и други форми на докосване без пръсти, както и разпознаване с длани или дори ръце с ръкавици.Методът за сканиране Multi-Touch All-Point изисква отделно сканиране и откриване на пресечните точки на всеки ред и колона на сензорния екран.Броят на сканиранията е произведение от броя на редовете и броя на колоните.Например, ако сензорен екран се състои от M реда и N колони, той трябва да бъде сканиран.Пресечните точки са M*N пъти, така че промяната във всеки взаимен капацитет може да бъде открита.Когато има докосване с пръст, взаимният капацитет намалява, за да се определи местоположението на всяка точка на допир.капацитивен мултитъч
Тип структура на капацитивен сензорен екран
Основната структура на екрана е разделена на три слоя отгоре надолу, защитно стъкло, сензорен слой и панел на дисплея.По време на производствения процес на екрани за мобилни телефони, защитното стъкло, сензорният екран и екранът на дисплея трябва да бъдат залепени два пъти.
Тъй като защитното стъкло, сензорният екран и екранът на дисплея преминават през процес на ламиниране всеки път, степента на добив ще бъде значително намалена.Ако броят на ламинациите може да бъде намален, степента на добив на пълно ламиниране несъмнено ще се подобри.Понастоящем по-мощните производители на дисплеи са склонни да популяризират решения On-Cell или In-Cell, тоест те са склонни да правят сензорния слой на екрана на дисплея;докато производителите на сензорни модули или производителите на материали нагоре по веригата предпочитат OGS, което означава, че сензорният слой е направен върху защитно стъкло.капацитивен мултитъч
In-Cell: отнася се до метода за вграждане на функции на сензорен панел в течнокристални пиксели, тоест вграждане на функции на сензорен сензор в екрана на дисплея, което може да направи екрана по-тънък и по-лек.В същото време екранът In-Cell трябва да бъде вграден със съвпадаща сензорна IC, в противен случай лесно ще доведе до грешни сигнали за разпознаване на допир или прекомерен шум.Следователно In-Cell екраните са напълно самостоятелни.капацитивен мултитъч
On-Cell: отнася се до метода за вграждане на сензорния екран между субстрата на цветния филтър и поляризатора на екрана на дисплея, тоест със сензор за докосване на LCD панела, което е много по-лесно от технологията In Cell.Следователно най-често използваният сензорен екран на пазара е екранът Oncell.ips капацитивен сензорен екран
OGS (One Glass Solution): OGS технологията интегрира сензорния екран и защитното стъкло, покрива вътрешността на защитното стъкло с ITO проводим слой и извършва покритие и фотолитография директно върху защитното стъкло.Тъй като защитното стъкло OGS и сензорният екран са интегрирани заедно, те обикновено трябва първо да бъдат подсилени, след това покрити, гравирани и накрая изрязани.Рязането на закалено стъкло по този начин е много обезпокоително, има висока цена, ниска производителност и причинява образуване на пукнатини по ръбовете на стъклото, което намалява здравината на стъклото.ips капацитивен сензорен екран
Сравнение на предимствата и недостатъците на капацитивните сензорни екрани:
1. По отношение на прозрачността на екрана и визуалните ефекти OGS е най-добрият, следван от In-Cell и On-Cell.ips капацитивен сензорен екран
2. Тънкост и лекота.Най-общо казано, In-Cell е най-лекият и тънък, следван от OGS.On-Cell е малко по-лош от първите два.
3. По отношение на здравината на екрана (устойчивост на удар и устойчивост на падане), On-Cell е най-добрият, OGS е втори, а In-Cell е най-лошият.Трябва да се отбележи, че OGS директно интегрира защитно стъкло Corning със сензорния слой.Процесът на обработка отслабва здравината на стъклото и екранът също е много крехък.
4. По отношение на допир, чувствителността на допир на OGS е по-добра от тази на екраните On-Cell/In-Cell.По отношение на поддръжката на мултитъч, пръсти и стилус Stylus, OGS всъщност е по-добър от In-Cell/On-Cell.Клетката.В допълнение, тъй като екранът In-Cell директно интегрира сензорния слой и слоя с течни кристали, сензорният шум е сравнително голям и е необходим специален сензорен чип за филтриране и корекция.OGS екраните не са толкова зависими от сензорни чипове.
5. Техническите изисквания, In-Cell/On-Cell са по-сложни от OGS, а производственият контрол също е по-труден.ips капацитивен сензорен екран
Статуквото на сензорния екран и тенденциите в развитието
С непрекъснатото развитие на технологиите сензорните екрани се развиха от резистивни екрани в миналото до капацитивни екрани, които сега са широко използвани.В днешно време Incell и сензорните екрани Incell отдавна са заели масовия пазар и се използват широко в различни области като мобилни телефони, таблети и автомобили.Ограниченията на традиционните капацитивни екрани, изработени от ITO филм, стават все по-очевидни, като висока устойчивост, лесни за счупване, трудни за транспортиране и т.н. Особено в извити или извити или гъвкави сцени, проводимостта и пропускливостта на светлината на капацитивните екрани Лош .За да се отговори на търсенето на пазара за сензорни екрани с голям размер и нуждите на потребителите от сензорни екрани, които са по-леки, по-тънки и по-добри за задържане, се появиха извити и сгъваеми гъвкави сензорни екрани, които постепенно се използват в мобилни телефони, автомобилни сензорни екрани, образователни пазари, видеоконференции и др. Сцени.Гъвкавото докосване с извита повърхност се превръща в бъдеща тенденция за развитие.ips капацитивен сензорен екран
Време на публикуване: 13 септември 2023 г