Com a nou dispositiu d'entrada, la pantalla tàctil és actualment la forma més senzilla, còmoda i natural d'interacció home-ordinador.
La pantalla tàctil, també coneguda com "pantalla tàctil" o "panel tàctil", és un dispositiu de visualització de cristall líquid inductiu que pot rebre senyals d'entrada com ara contactes;Quan es toquen els botons gràfics de la pantalla, el sistema de retroalimentació tàctil de la pantalla es pot accionar. Diversos dispositius de connexió s'accionen segons programes preprogramats, que es poden utilitzar per substituir panells de botons mecànics i crear efectes d'àudio i vídeo vius a través de pantalles LCD.Les principals àrees d'aplicació de les pantalles tàctils de Ruixiang són equips mèdics, camps industrials, dispositius portàtils, llar intel·ligent, interacció home-ordinador, etc.
Classificacions comunes de la pantalla tàctil
Actualment hi ha diversos tipus principals de pantalles tàctils al mercat: pantalles tàctils resistives, pantalles tàctils capacitives superficials i pantalles tàctils capacitives inductives, ones acústiques superficials, infrarojos i ones de flexió, digitalitzadors actius i pantalles tàctils d'imatges òptiques.Hi pot haver dos tipus d'ells, un tipus requereix ITO, com els tres primers tipus de pantalles tàctils, i l'altre tipus no requereix ITO a l'estructura, com els últims tipus de pantalles.Actualment al mercat, les pantalles tàctils resistives i les pantalles tàctils capacitives que utilitzen materials ITO són les més utilitzades.A continuació s'introdueixen coneixements relacionats amb les pantalles tàctils, centrant-se en les pantalles resistives i capacitives.
Estructura de la pantalla tàctil
Una estructura típica de pantalla tàctil consta generalment de tres parts: dues capes conductores resistives transparents, una capa d'aïllament entre els dos conductors i elèctrodes.
Capa conductora resistiva: el substrat superior està fet de plàstic, el substrat inferior és de vidre i el substrat està recobert d'òxid d'estany d'indi conductor (ITO).Això crea dues capes d'ITO, separades per uns pivots aïllants d'aproximadament una mil·lèsima polzada de gruix.
Elèctrode: està fet de materials amb una conductivitat excel·lent (com la tinta de plata) i la seva conductivitat és d'unes 1000 vegades la de l'ITO.(Panell tàctil capacitiu)
Capa d'aïllament: Utilitza una pel·lícula de polièster elàstica molt fina PET.Quan es toca la superfície, s'inclinarà cap avall i permetrà que les dues capes de recobriment ITO inferiors es posin en contacte entre si per connectar el circuit.És per això que la pantalla tàctil pot aconseguir tocar la tecla.pantalla tàctil capacitiva de superfície.
Pantalla tàctil resistent
En poques paraules, una pantalla tàctil resistiva és un sensor que utilitza el principi de detecció de pressió per aconseguir el tacte.pantalla resistiva
Principi de la pantalla tàctil resistent:
Quan el dit d'una persona prem la superfície de la pantalla resistiva, la pel·lícula elàstica de PET es doblegarà cap avall, permetent que els recobriments ITO superiors i inferiors en contacten entre si per formar un punt de contacte.S'utilitza un ADC per detectar la tensió del punt per calcular els valors de coordenades dels eixos X i Y.pantalla tàctil resistiva
Les pantalles tàctils resistives solen utilitzar quatre, cinc, set o vuit cables per generar voltatge de polarització de la pantalla i llegir el punt d'informe.Aquí prenem principalment quatre línies com a exemple.El principi és el següent:
1. Afegiu un Vref de tensió constant als elèctrodes X+ i X- i connecteu Y+ a un ADC d'alta impedància.
2. El camp elèctric entre els dos elèctrodes es distribueix uniformement en la direcció de X+ a X-.
3. Quan la mà toca, les dues capes conductores entren en contacte al punt de contacte, i el potencial de la capa X al punt de contacte es dirigeix a l'ADC connectat a la capa Y per obtenir la tensió Vx.pantalla resistiva
4. Mitjançant Lx/L=Vx/Vref es poden obtenir les coordenades del punt x.
5. De la mateixa manera, connecteu Y+ i Y- a la tensió Vref, es poden obtenir les coordenades de l'eix Y, i després connecteu l'elèctrode X+ a l'ADC d'alta impedància per obtenir-lo.Al mateix temps, la pantalla tàctil resistiva de quatre cables no només pot obtenir les coordenades X/Y del contacte, sinó que també mesura la pressió del contacte.
Això és degut a que com més gran sigui la pressió, més gran serà el contacte i menor serà la resistència.Mitjançant la mesura de la resistència, es pot quantificar la pressió.El valor de tensió és proporcional al valor de coordenades, de manera que s'ha de calibrar calculant si hi ha una desviació en el valor de tensió del punt de coordenades (0, 0).pantalla resistiva
Avantatges i desavantatges de la pantalla tàctil resistent:
1. La pantalla tàctil resistiva només pot jutjar un punt tàctil cada vegada que funciona.Si hi ha més de dos punts de contacte, no es pot jutjar correctament.
2. Les pantalles resistives requereixen pel·lícules protectores i calibracions relativament més freqüents, però les pantalles tàctils resistives no es veuen afectades per la pols, l'aigua i la brutícia.panell de pantalla tàctil resistiva
3. El recobriment ITO de la pantalla tàctil resistiva és relativament prim i fàcil de trencar.Si és massa gruixut, reduirà la transmissió de la llum i provocarà una reflexió interna per reduir la claredat.Tot i que s'afegeix una fina capa protectora de plàstic a l'ITO, encara és fàcil d'esmolar.Està danyat per objectes;i com que sovint es toca, apareixeran petites esquerdes o fins i tot deformacions a la superfície ITO després d'un cert període d'ús.Si una de les capes exteriors d'ITO es fa malbé i es trenca, perdrà el seu paper de conductor i la vida útil de la pantalla tàctil no serà llarga..panell de pantalla tàctil resistiva
pantalles tàctils capacitives, pantalles tàctils capacitives
A diferència de les pantalles tàctils resistives, el tacte capacitiu no depèn de la pressió dels dits per crear i canviar els valors de voltatge per detectar les coordenades.Utilitza principalment la inducció actual del cos humà per treballar.pantalles tàctils capacitives
Principi de la pantalla tàctil capacitiva:
Les pantalles capacitives funcionen a través de qualsevol objecte que contingui una càrrega elèctrica, inclosa la pell humana.(La càrrega que transporta el cos humà) Les pantalles tàctils capacitives estan fetes de materials com ara aliatges o òxid d'indi i estany (ITO), i les càrregues s'emmagatzemen en xarxes micro-electrostàtiques que són més primes que el cabell.Quan un dit fa clic a la pantalla, s'absorbeix una petita quantitat de corrent del punt de contacte, provocant una caiguda de tensió a l'elèctrode de la cantonada, i el propòsit del control tàctil s'aconsegueix detectant el corrent feble del cos humà.És per això que la pantalla tàctil no respon quan ens posem guants i la toquem.pantalla tàctil capacitiva projectada
Classificació del tipus de detecció de pantalla capacitiva
Segons el tipus d'inducció, es pot dividir en capacitat superficial i capacitat projectada.Les pantalles capacitives projectades es poden dividir en dos tipus: pantalles autocapacitives i pantalles capacitives mútues.La pantalla capacitiva mútua més comuna és un exemple, que es compon d'elèctrodes de conducció i elèctrodes de recepció.pantalla tàctil capacitiva de superfície
Pantalla tàctil capacitiva superficial:
El capacitiu superficial té una capa ITO comuna i un marc metàl·lic, utilitzant sensors situats a les quatre cantonades i una pel·lícula fina distribuïda uniformement per la superfície.Quan un dit fa clic a la pantalla, el dit humà i la pantalla tàctil actuen com a dos conductors carregats, apropant-se l'un a l'altre per formar un condensador d'acoblament.Per al corrent d'alta freqüència, el condensador és un conductor directe, de manera que el dit extreu un corrent molt petit des del punt de contacte.El corrent surt dels elèctrodes a les quatre cantonades de la pantalla tàctil.La intensitat del corrent és proporcional a la distància del dit a l'elèctrode.El controlador tàctil calcula la posició del punt tàctil.pantalla tàctil capacitiva projectada
Pantalla tàctil capacitiva projectada:
S'utilitzen un o més ITO gravats acuradament dissenyats.Aquestes capes d'ITO estan gravades per formar múltiples elèctrodes horitzontals i verticals, i els xips independents amb funcions de detecció estan esglaonats en files/columnes per formar una matriu d'unitats de detecció de coordenades d'eix de capacitat projectada.: Els eixos X i Y s'utilitzen com a files i columnes separades d'unitats de detecció de coordenades per detectar la capacitat de cada unitat de detecció de la xarxa.pantalla tàctil capacitiva de superfície
Paràmetres bàsics de la pantalla capacitiva
Nombre de canals: el nombre de línies de canal connectades des del xip a la pantalla tàctil.Com més canals hi hagi, més alt és el cost i més complex és el cablejat.Autocapacitat tradicional: M+N (o M*2, N*2);capacitat mútua: M+N;capacitat mútua incell: M*N.pantalles tàctils capacitives
Nombre de nodes: el nombre de dades vàlides que es poden obtenir mitjançant el mostreig.Com més nodes hi hagi, més dades es poden obtenir, les coordenades calculades són més precises i l'àrea de contacte que es pot suportar és més petita.Capacitat pròpia: igual que el nombre de canals, capacitat mútua: M*N.
Espaciat de canals: distància entre centres de canals adjacents.Com més nodes hi hagi, més petit serà el to corresponent.
Longitud del codi: només la tolerància mútua necessita augmentar el senyal de mostreig per estalviar temps de mostreig.L'esquema de capacitat mútua pot tenir senyals en diverses línies d'accionament alhora.Quants canals tenen senyals depèn de la longitud del codi (normalment 4 codis són la majoria).Com que es requereix descodificació, quan la longitud del codi és massa gran, tindrà un cert impacte en el lliscament ràpid.pantalles tàctils capacitives
Principi de pantalla capacitiva projectada pantalles tàctils capacitives
(1) Pantalla tàctil capacitiva: els elèctrodes horitzontals i verticals s'accionen mitjançant un mètode de detecció d'un sol extrem.
La superfície de vidre de la pantalla tàctil capacitiva autogenerada utilitza ITO per formar matrius d'elèctrodes horitzontals i verticals.Aquests elèctrodes horitzontals i verticals formen condensadors amb el terra respectivament.Aquesta capacitat es coneix comunament com a capacitat pròpia.Quan un dit toca la pantalla capacitiva, la capacitat del dit se superposarà a la capacitat de la pantalla.En aquest moment, la pantalla autocapacitiva detecta les matrius d'elèctrodes horitzontals i verticals i determina les coordenades horitzontals i verticals, respectivament, en funció dels canvis de capacitat abans i després del tacte, i després les coordenades tàctils combinades en un pla.
La capacitat del paràsit augmenta quan el dit toca: Cp'=Cp + Cdit, on Cp- és la capacitat del paràsit.
En detectar el canvi en la capacitat paràsita, es determina la ubicació tocada pel dit.pantalles tàctils capacitives
Prengui com a exemple l'estructura d'autocapacitat de doble capa: dues capes d'ITO, elèctrodes horitzontals i verticals estan connectades a terra respectivament per formar canals de control d'autocapacitat i M + N.pantalla tàctil capacitiva lcd ips
Per a pantalles autocapacitives, si es tracta d'un sol toc, la projecció en les direccions de l'eix X i l'eix Y és única i les coordenades combinades també ho són.Si es toquen dos punts a la pantalla tàctil i els dos punts es troben en diferents direccions de l'eix XY, apareixeran 4 coordenades.Però òbviament, només dues coordenades són reals, i les altres dues es coneixen comunament com a "punts fantasma".pantalla tàctil capacitiva lcd ips
Per tant, les característiques principals de la pantalla autocapacitiva determinen que només es pot tocar per un sol punt i no pot aconseguir un veritable multi-touch.pantalla tàctil capacitiva lcd ips
Pantalla tàctil capacitiva mútua: l'extrem d'enviament i l'extrem de recepció són diferents i es creuen verticalment.multitáctil capacitiu
Utilitzeu ITO per fer elèctrodes transversals i elèctrodes longitudinals.La diferència amb l'autocapacitància és que es formarà una capacitat on els dos conjunts d'elèctrodes es creuen, és a dir, els dos conjunts d'elèctrodes formen respectivament els dos pols de la capacitat.Quan un dit toca la pantalla capacitiva, afecta l'acoblament entre els dos elèctrodes connectats al punt de contacte, canviant així la capacitat entre els dos elèctrodes.multitáctil capacitiu
Quan es detecten la capacitat mútua, els elèctrodes horitzontals envien senyals d'excitació en seqüència i tots els elèctrodes verticals reben senyals al mateix temps.D'aquesta manera, es poden obtenir els valors de capacitat als punts d'intersecció de tots els elèctrodes horitzontals i verticals, és a dir, la mida de la capacitat de tot el pla bidimensional de la pantalla tàctil, de manera que es pugui realitzar.multi-tàctil.
La capacitat d'acoblament disminueix quan un dit la toca.
En detectar el canvi en la capacitat d'acoblament, es determina la posició que toca el dit.CM - condensador d'acoblament.multitáctil capacitiu
Prengui com a exemple l'estructura d'autocapacitat de doble capa: dues capes d'ITO se superposen per formar condensadors M * N i canals de control M + N.multitáctil capacitiu
La tecnologia multitàctil es basa en pantalles tàctils mútuament compatibles i es divideix en tecnologia Multi-TouchGesture i Multi-Touch All-Point, que és el reconeixement multitàctil de la direcció del gest i la posició del toc dels dits.S'utilitza àmpliament en el reconeixement de gestos del telèfon mòbil i el tacte amb deu dits.Escena d'espera.No només es poden reconèixer els gestos i el reconeixement de diversos dits, sinó que també es permeten altres formes de tacte que no siguin els dits, així com el reconeixement amb les palmes o fins i tot les mans amb guants.El mètode d'escaneig Multi-Touch All-Point requereix escaneig i detecció per separat dels punts d'intersecció de cada fila i columna de la pantalla tàctil.El nombre d'exploracions és el producte del nombre de files i el nombre de columnes.Per exemple, si una pantalla tàctil consta de M files i N columnes, s'ha d'escanejar.Els punts d'intersecció són M * N vegades, de manera que es pot detectar el canvi en cada capacitat mútua.Quan hi ha un toc amb el dit, la capacitat mútua disminueix per determinar la ubicació de cada punt de contacte.multitáctil capacitiu
Tipus d'estructura de pantalla tàctil capacitiva
L'estructura bàsica de la pantalla es divideix en tres capes de dalt a baix, vidre protector, capa tàctil i panell de visualització.Durant el procés de producció de pantalles de telèfons mòbils, el vidre protector, la pantalla tàctil i la pantalla s'han d'unir dues vegades.
Com que el vidre protector, la pantalla tàctil i la pantalla de visualització passen per un procés de laminació cada vegada, la taxa de rendiment es reduirà molt.Si es pot reduir el nombre de laminacions, la taxa de rendiment de la laminació completa es millorarà sens dubte.Actualment, els fabricants de panells de visualització més potents tendeixen a promoure solucions On-Cell o In-Cell, és a dir, tendeixen a fer la capa tàctil a la pantalla;mentre que els fabricants de mòduls tàctils o els fabricants de materials aigües amunt tendeixen a afavorir l'OGS, el que significa que la capa tàctil està feta amb vidre protector.multitáctil capacitiu
In-Cell: es refereix al mètode d'incrustar les funcions del panell tàctil en píxels de cristall líquid, és a dir, incrustar funcions del sensor tàctil dins de la pantalla, cosa que pot fer que la pantalla sigui més fina i lleugera.Al mateix temps, la pantalla In-Cell ha d'estar incrustada amb un IC tàctil coincident, en cas contrari, provocarà fàcilment senyals de detecció tàctil errònies o soroll excessiu.Per tant, les pantalles In-Cell són purament autònomes.multitáctil capacitiu
On-Cell: es refereix al mètode per incrustar la pantalla tàctil entre el substrat del filtre de color i el polaritzador de la pantalla, és a dir, amb un sensor tàctil al panell LCD, que és molt menys difícil que la tecnologia In Cell.Per tant, la pantalla tàctil més utilitzada al mercat és la pantalla Oncell.pantalla tàctil capacitiva ips
OGS (One Glass Solution): La tecnologia OGS integra la pantalla tàctil i el vidre protector, recobreix l'interior del vidre protector amb una capa conductora ITO i realitza el recobriment i la fotolitografia directament sobre el vidre protector.Com que el vidre protector OGS i la pantalla tàctil estan integrats junts, normalment cal reforçar-los primer, després recobrir-los, gravar-los i finalment tallar-los.Tallar el vidre temperat d'aquesta manera és molt problemàtic, té un cost elevat, un baix rendiment i fa que es formin algunes esquerdes a les vores del vidre, que redueixen la resistència del vidre.pantalla tàctil capacitiva ips
Comparació d'avantatges i desavantatges de les pantalles tàctils capacitives:
1. Pel que fa a la transparència de la pantalla i els efectes visuals, OGS és el millor, seguit d'In-Cell i On-Cell.pantalla tàctil capacitiva ips
2. Primesa i lleugeresa.En termes generals, In-Cell és el més lleuger i prim, seguit d'OGS.On-Cell és lleugerament pitjor que els dos primers.
3. Pel que fa a la força de la pantalla (resistència a l'impacte i resistència a les caigudes), On-Cell és el millor, OGS és el segon i In-Cell és el pitjor.Cal destacar que OGS integra directament el vidre protector de Corning amb la capa tàctil.El procés de processament debilita la resistència del vidre i la pantalla també és molt fràgil.
4. Pel que fa al tacte, la sensibilitat tàctil de l'OGS és millor que la de les pantalles On-Cell/In-Cell.Pel que fa a la compatibilitat amb el llapis multitàctil, els dits i el stylus, OGS és realment millor que In-Cell/On-Cell.Cèl · lules.A més, com que la pantalla In-Cell integra directament la capa tàctil i la capa de cristall líquid, el soroll de detecció és relativament gran i es requereix un xip tàctil especial per al processament de filtrat i correcció.Les pantalles OGS no depenen tant dels xips tàctils.
5. Els requisits tècnics, In-Cell/On-Cell són més complexos que OGS, i el control de producció també és més difícil.pantalla tàctil capacitiva ips
Situació de la pantalla tàctil i tendències de desenvolupament
Amb el desenvolupament continu de la tecnologia, les pantalles tàctils han passat de pantalles resistives en el passat a pantalles capacitives que ara s'utilitzen àmpliament.Avui en dia, les pantalles tàctils Incell i Incell han ocupat durant molt de temps el mercat principal i s'utilitzen àmpliament en diversos camps com ara telèfons mòbils, tauletes i automòbils.Les limitacions de les pantalles capacitives tradicionals fetes de pel·lícula ITO són cada cop més evidents, com ara alta resistència, fàcil de trencar, difícil de transportar, etc. Especialment en escenes corbes, corbes o flexibles, la conductivitat i la transmissió de la llum de les pantalles capacitives Pobre. .Per tal de satisfer la demanda del mercat de pantalles tàctils de gran mida i les necessitats dels usuaris de pantalles tàctils més lleugeres, primes i de millor suport, han sorgit pantalles tàctils flexibles corbes i plegables que s'utilitzen gradualment en telèfons mòbils, pantalles tàctils de cotxes, mercats educatius, videoconferència, etc. Escenes.El tacte flexible plegable de superfície corba s'està convertint en la tendència de desenvolupament futura.pantalla tàctil capacitiva ips
Hora de publicació: 13-set-2023