Yeni bir giriş cihazı olarak dokunmatik ekran şu anda insan-bilgisayar etkileşiminin en basit, en kullanışlı ve doğal yoludur.
"Dokunmatik ekran" veya "dokunmatik panel" olarak da bilinen dokunmatik ekran, kontaklar gibi giriş sinyallerini alabilen endüktif bir sıvı kristal görüntüleme cihazıdır; ekrandaki grafik düğmelere dokunulduğunda, ekrandaki dokunsal geri bildirim sistemi, mekanik düğme panellerinin yerini almak ve LCD ekranlar aracılığıyla canlı ses ve video efektleri oluşturmak için kullanılabilen, önceden programlanmış programlara göre çeşitli bağlantı cihazları çalıştırılır. Ruixiang'ın dokunmatik ekranlarının ana uygulama alanları tıbbi ekipman, endüstriyel alanlar, el cihazları, Akıllı ev, insan-bilgisayar etkileşimi vb.'dir.
Ortak dokunmatik ekran sınıflandırmaları
Bugün piyasada birkaç ana dokunmatik ekran türü bulunmaktadır: dirençli dokunmatik ekranlar, yüzey kapasitif dokunmatik ekranlar ve endüktif kapasitif dokunmatik ekranlar, yüzey akustik dalga, kızılötesi ve bükülen dalga, aktif sayısallaştırıcı ve optik görüntüleme dokunmatik ekranları. Bunların iki türü olabilir, ilk üç tip dokunmatik ekran gibi bir tip ITO gerektirir, diğer tip ise ikinci tip ekranlar gibi yapıda ITO gerektirmez. Şu anda piyasada, dirençli dokunmatik ekranlar ve ITO malzemelerini kullanan kapasitif dokunmatik ekranlar en yaygın kullanılanlardır. Aşağıda dirençli ve kapasitif ekranlara odaklanarak dokunmatik ekranlarla ilgili bilgiler verilmektedir.
Dokunmatik ekran yapısı
Tipik bir dokunmatik ekran yapısı genellikle üç parçadan oluşur: iki şeffaf dirençli iletken katman, iki iletken arasında bir izolasyon katmanı ve elektrotlar.
Dirençli iletken katman: Üst alt tabaka plastikten, alt alt tabaka camdan yapılmıştır ve alt tabakanın üzerine iletken indiyum kalay oksit (ITO) kaplanmıştır. Bu, yaklaşık bir inçin binde biri kalınlığındaki bazı yalıtıcı pivotlarla ayrılmış iki ITO katmanı oluşturur.
Elektrot: Mükemmel iletkenliğe sahip malzemelerden (gümüş mürekkep gibi) yapılmıştır ve iletkenliği ITO'nun yaklaşık 1000 katıdır. (Kapasitif dokunmatik panel)
İzolasyon katmanı: Çok ince elastik polyester film PET kullanır. Yüzeye dokunulduğunda aşağı doğru bükülecek ve aşağıdaki iki ITO kaplama katmanının devreyi bağlamak için birbiriyle temas etmesine izin verilecek. Bu nedenle dokunmatik ekran tuşa dokunmayı başarabilmektedir. yüzey kapasitif dokunmatik ekran.
Dirençli dokunmatik ekran
Basitçe söylemek gerekirse dirençli dokunmatik ekran, dokunmayı sağlamak için basınç algılama ilkesini kullanan bir sensördür. dirençli ekran
Dirençli dokunmatik ekran prensibi:
Bir kişinin parmağı dirençli ekranın yüzeyine bastığında, elastik PET film aşağı doğru bükülerek üst ve alt ITO kaplamalarının bir temas noktası oluşturacak şekilde birbirine temas etmesine olanak tanır. X ve Y ekseni koordinat değerlerini hesaplamak için noktanın voltajını tespit etmek amacıyla bir ADC kullanılır. dirençli dokunmatik ekran
Dirençli dokunmatik ekranlar genellikle ekran önyargı voltajı oluşturmak ve raporlama noktasını geri okumak için dört, beş, yedi veya sekiz kablo kullanır. Burada örnek olarak esas olarak dört satırı ele alıyoruz. Prensip şu şekildedir:
1. X+ ve X- elektrotlarına sabit bir voltaj Vref ekleyin ve Y+'yı yüksek empedanslı bir ADC'ye bağlayın.
2. İki elektrot arasındaki elektrik alanı X+'dan X-'ye doğru düzgün bir şekilde dağılmıştır.
3. El dokunduğunda iki iletken katman temas noktasında temas eder ve temas noktasındaki X katmanının potansiyeli, Vx voltajını elde etmek için Y katmanına bağlı ADC'ye yönlendirilir. dirençli ekran
4. Lx/L=Vx/Vref aracılığıyla x noktasının koordinatları elde edilebilir.
5. Aynı şekilde, Y+ ve Y-'yi Vref voltajına bağlayın, Y ekseninin koordinatları elde edilebilir ve ardından elde etmek için X+ elektrotunu yüksek empedanslı ADC'ye bağlayın. Aynı zamanda dört telli dirençli dokunmatik ekran, kontağın X/Y koordinatlarını elde etmenin yanı sıra kontağın basıncını da ölçebilir.
Bunun nedeni, basınç ne kadar büyük olursa, temas o kadar dolu ve direnç o kadar küçük olur. Direnç ölçülerek basınç ölçülebilir. Gerilim değeri koordinat değeriyle orantılı olduğundan (0, 0) koordinat noktasının gerilim değerinde sapma olup olmadığı hesaplanarak kalibre edilmesi gerekir. dirençli ekran
Dirençli dokunmatik ekranın avantajları ve dezavantajları:
1. Dirençli dokunmatik ekran, her çalıştığında yalnızca bir dokunma noktasını değerlendirebilir. İkiden fazla temas noktası varsa doğru şekilde değerlendirilemez.
2. Dirençli ekranlar koruyucu filmler ve nispeten daha sık kalibrasyon gerektirir ancak dirençli dokunmatik ekranlar tozdan, sudan ve kirden etkilenmez. dirençli dokunmatik ekran paneli
3. Dirençli dokunmatik ekranın ITO kaplaması nispeten incedir ve kırılması kolaydır. Çok kalın olması ışık geçirgenliğini azaltacak ve iç yansımanın netliği azaltmasına neden olacaktır. İTO'ya ince bir plastik koruyucu katman eklenmiş olsa da yine de bilenmesi kolaydır. Nesnelerden zarar görmüş; ve sık dokunulduğu için belirli bir süre kullanımdan sonra ITO yüzeyinde küçük çatlaklar ve hatta deformasyon meydana gelecektir. Dış İTO katmanlarından birinin hasar görmesi ve kırılması durumunda iletkenlik görevini kaybedecek ve dokunmatik ekranın ömrü uzun olmayacaktır. . dirençli dokunmatik ekran paneli
kapasitif dokunmatik ekranlar, kapasitif dokunmatik ekranlar
Dirençli dokunmatik ekranların aksine, kapasitif dokunma, koordinatları tespit etmek amacıyla voltaj değerlerini oluşturmak ve değiştirmek için parmak basıncına dayanmaz. Çalışmak için esas olarak insan vücudunun mevcut indüksiyonunu kullanır. kapasitif dokunmatik ekranlar
Kapasitif dokunmatik ekran prensibi:
Kapasitif ekranlar, insan derisi de dahil olmak üzere, elektrik yükü taşıyan her nesne üzerinde çalışır. (İnsan vücudunun taşıdığı yük) Kapasitif dokunmatik ekranlar alaşımlar veya indiyum kalay oksit (ITO) gibi malzemelerden yapılır ve yükler saçtan daha ince olan mikro elektrostatik ağlarda depolanır. Parmak ekrana tıklandığında temas noktasından az miktarda akım emilerek köşe elektrotta voltaj düşüşüne neden olur ve insan vücudundaki zayıf akımın algılanmasıyla dokunmatik kontrolün amacına ulaşılır. Bu nedenle eldiven giyip dokunduğumuzda dokunmatik ekran yanıt vermiyor. öngörülen kapasitif dokunmatik ekran
Kapasitif ekran algılama tipi sınıflandırması
İndüksiyon tipine göre yüzey kapasitansı ve öngörülen kapasitans olarak ikiye ayrılabilir. Öngörülen kapasitif ekranlar iki türe ayrılabilir: kendinden kapasitif ekranlar ve karşılıklı kapasitif ekranlar. Daha yaygın olan karşılıklı kapasitif ekran, sürücü elektrotlardan ve alıcı elektrotlardan oluşan bir örnektir. yüzey kapasitif dokunmatik ekran
Yüzey kapasitif dokunmatik ekran:
Yüzey kapasitifi ortak bir ITO katmanına ve dört köşede bulunan sensörleri ve yüzeye eşit şekilde dağıtılmış ince bir filmi kullanan metal bir çerçeveye sahiptir. Bir parmak ekrana tıkladığında, insan parmağı ve dokunmatik ekran, bir bağlantı kapasitörü oluşturmak üzere birbirine yaklaşan iki yüklü iletken gibi hareket eder. Yüksek frekanslı akım için kapasitör doğrudan iletkendir, dolayısıyla parmak temas noktasından çok küçük bir akım çeker. Akım, dokunmatik ekranın dört köşesindeki elektrotlardan dışarı akar. Akımın yoğunluğu parmaktan elektrota olan mesafeyle orantılıdır. Dokunmatik denetleyici, dokunma noktasının konumunu hesaplar. öngörülen kapasitif dokunmatik ekran
Öngörülen kapasitif dokunmatik ekran:
Bir veya daha fazla dikkatlice tasarlanmış kazınmış ITO kullanılır. Bu ITO katmanları birden fazla yatay ve dikey elektrot oluşturacak şekilde kazınır ve algılama işlevlerine sahip bağımsız çipler, öngörülen kapasitansın eksen-koordinat algılama ünitesi matrisini oluşturmak için sıralar/sütunlar halinde kademeli olarak yerleştirilir. : X ve Y eksenleri, her bir ızgara algılama ünitesinin kapasitansını tespit etmek için koordinat algılama ünitelerinin ayrı satırları ve sütunları olarak kullanılır. yüzey kapasitif dokunmatik ekran
Kapasitif ekranın temel parametreleri
Kanal sayısı: Çipten dokunmatik ekrana bağlanan kanal hattı sayısı. Kanal sayısı arttıkça maliyet artar ve kablolama karmaşıklaşır. Geleneksel öz kapasite: M+N (veya M*2, N*2); karşılıklı kapasite: M+N; hücre içi ortak kapasite: M*N. kapasitif dokunmatik ekranlar
Düğüm sayısı: Örnekleme yoluyla elde edilebilecek geçerli veri sayısı. Ne kadar çok düğüm varsa o kadar çok veri elde edilebilir, hesaplanan koordinatlar daha kesin olur ve desteklenebilecek temas alanı daha küçük olur. Öz kapasite: kanal sayısıyla aynı, ortak kapasite: M*N.
Kanal aralığı: bitişik kanal merkezleri arasındaki mesafe. Ne kadar çok düğüm varsa, karşılık gelen adım o kadar küçük olacaktır.
Kod uzunluğu: Örnekleme süresinden tasarruf etmek için yalnızca karşılıklı toleransın örnekleme sinyalini artırması gerekir. Karşılıklı kapasitans şeması aynı anda birden fazla tahrik hattında sinyallere sahip olabilir. Kaç kanalın sinyali olduğu kod uzunluğuna bağlıdır (genellikle 4 kod çoğunluktadır). Kod çözme gerektiğinden, kod uzunluğunun çok büyük olması hızlı kayma üzerinde belirli bir etkiye sahip olacaktır. kapasitif dokunmatik ekranlar
Öngörülen kapasitif ekran prensibi kapasitif dokunmatik ekranlar
(1) Kapasitif dokunmatik ekran: Hem yatay hem de dikey elektrotlar, tek uçlu bir algılama yöntemiyle çalıştırılır.
Kendi kendine üretilen kapasitif dokunmatik ekranın cam yüzeyi, yatay ve dikey elektrot dizileri oluşturmak için ITO'yu kullanır. Bu yatay ve dikey elektrotlar sırasıyla toprakla birlikte kapasitörler oluşturur. Bu kapasiteye genellikle öz kapasite denir. Bir parmak kapasitif ekrana dokunduğunda, parmağın kapasitansı ekranın kapasitansı üzerine bindirilecektir. Bu sırada, kendi kendine kapasitif ekran, yatay ve dikey elektrot dizilerini algılar ve dokunmadan önce ve sonra kapasitanstaki değişikliklere göre sırasıyla yatay ve dikey koordinatları belirler ve ardından Dokunma koordinatları bir düzlemde birleştirilir.
Parazitik kapasitans parmakla dokunduğunuzda artar: Cp'=Cp + Cfinger, burada Cp- parazitik kapasitanstır.
Parazit kapasitansındaki değişim tespit edilerek parmağın dokunduğu yer belirlenir. kapasitif dokunmatik ekranlar
Örnek olarak çift katmanlı öz kapasitans yapısını ele alalım: iki katman ITO, yatay ve dikey elektrotlar sırasıyla öz kapasitans ve M+N kontrol kanalları oluşturacak şekilde topraklanır. ips lcd kapasitif dokunmatik ekran
Kendinden kapasitif ekranlar için, tek bir dokunuş söz konusu olduğunda, X ekseni ve Y ekseni yönlerindeki projeksiyon benzersizdir ve birleştirilmiş koordinatlar da benzersizdir. Dokunmatik ekranda iki noktaya dokunulursa ve iki nokta farklı XY ekseni yönlerindeyse 4 koordinat görünecektir. Ancak açıkçası yalnızca iki koordinat gerçektir ve diğer ikisi genellikle "hayalet noktalar" olarak bilinir. ips lcd kapasitif dokunmatik ekran
Bu nedenle, kendi kendine kapasitif ekranın temel özellikleri, yalnızca tek bir noktadan dokunulabileceğini ve gerçek çoklu dokunmayı sağlayamayacağını belirler. ips lcd kapasitif dokunmatik ekran
Karşılıklı kapasitif dokunmatik ekran: Gönderme ucu ve alma ucu farklıdır ve dikey olarak çaprazdır. kapasitif çoklu dokunmatik
Enine elektrotlar ve uzunlamasına elektrotlar yapmak için ITO'yu kullanın. Kendi kendine kapasitanstan farkı, iki elektrot takımının kesiştiği yerde bir kapasitans oluşacaktır, yani iki elektrot takımı sırasıyla kapasitansın iki kutbunu oluşturur. Bir parmak kapasitif ekrana dokunduğunda, temas noktasına bağlı iki elektrot arasındaki bağlantıyı etkiler, böylece iki elektrot arasındaki kapasitans değişir. kapasitif çoklu dokunmatik
Karşılıklı kapasitans tespit edilirken, yatay elektrotlar sırayla uyarma sinyalleri gönderir ve tüm dikey elektrotlar sinyalleri aynı anda alır. Bu sayede tüm yatay ve dikey elektrotların kesişim noktalarındaki kapasitans değerleri elde edilebilmekte, yani dokunmatik ekranın iki boyutlu düzleminin tamamının kapasitans boyutu elde edilebilmekte ve gerçekleştirilebilmektedir. çoklu dokunuş.
Bir parmakla dokunulduğunda bağlantı kapasitansı azalır.
Kaplin kapasitansındaki değişim tespit edilerek parmağın dokunduğu konum belirlenir. CM - bağlantı kapasitörü. kapasitif çoklu dokunmatik
Örnek olarak çift katmanlı öz kapasitans yapısını ele alalım: M*N kapasitörleri ve M+N kontrol kanallarını oluşturmak için iki ITO katmanı birbiriyle örtüşür. kapasitif çoklu dokunmatik
Çoklu dokunma teknolojisi, karşılıklı olarak uyumlu dokunmatik ekranlara dayanır ve hareket yönünün ve parmak dokunma konumunun çoklu dokunmayla tanınması olan Multi-TouchGesture ve Multi-Touch All-Point teknolojisine bölünmüştür. Cep telefonu jest tanıma ve on parmakla dokunmada yaygın olarak kullanılır. Bekleme sahnesi. Yalnızca jestler ve çoklu parmak tanıma tanınmakla kalmıyor, aynı zamanda avuç içi ve hatta eldiven giyen eller kullanılarak yapılan tanımanın yanı sıra diğer parmak dışı dokunma biçimlerine de izin veriliyor. Çoklu Dokunma Tüm Noktaları tarama yöntemi, dokunmatik ekranın her satırının ve sütununun kesişme noktalarının ayrı ayrı taranmasını ve algılanmasını gerektirir. Tarama sayısı, satır sayısı ve sütun sayısının çarpımıdır. Örneğin bir dokunmatik ekran M satır ve N sütundan oluşuyorsa taranması gerekir. Kesişme noktaları M*N katıdır, böylece her bir ortak kapasitanstaki değişiklik tespit edilebilir. Parmak dokunuşu olduğunda, her temas noktasının konumunu belirlemek için karşılıklı kapasitans azalır. kapasitif çoklu dokunmatik
Kapasitif dokunmatik ekran yapısı tipi
Ekranın temel yapısı yukarıdan aşağıya doğru koruyucu cam, dokunmatik katman ve görüntü paneli olmak üzere üç katmana ayrılıyor. Cep telefonu ekranlarının üretim sürecinde koruyucu cam, dokunmatik ekran ve ekranın iki kez yapıştırılması gerekir.
Koruyucu cam, dokunmatik ekran ve görüntü ekranı her seferinde laminasyon işleminden geçtiğinden verim oranı büyük ölçüde azalacaktır. Laminasyon sayısı azaltılabilirse, tam laminasyonun verim oranı şüphesiz artacaktır. Şu anda, daha güçlü ekran paneli üreticileri Hücre İçi veya Hücre İçi çözümleri teşvik etme eğilimindedir; yani, ekran üzerinde dokunmatik katman oluşturma eğilimindedirler; dokunmatik modül üreticileri veya yukarı yönlü malzeme üreticileri OGS'yi tercih etme eğilimindeyken, bu da dokunmatik katmanın koruyucu camdan yapıldığı anlamına gelir. kapasitif çoklu dokunmatik
Hücre İçi: Dokunmatik panel işlevlerinin sıvı kristal piksellere yerleştirilmesi, yani ekranı daha ince ve daha hafif hale getirebilecek dokunmatik sensör işlevlerinin görüntü ekranının içine yerleştirilmesi yöntemini ifade eder. Aynı zamanda Hücre İçi ekranın uygun bir dokunmatik IC ile gömülmesi gerekir, aksi takdirde hatalı dokunma algılama sinyallerine veya aşırı gürültüye kolayca yol açacaktır. Bu nedenle Hücre İçi ekranlar tamamen bağımsızdır. kapasitif çoklu dokunmatik
On-Cell: Dokunmatik ekranın renkli filtre alt tabakası ile görüntü ekranının polarizörü arasına, yani LCD panel üzerindeki bir dokunmatik sensörle gömülmesi yöntemini ifade eder; bu, In Cell teknolojisinden çok daha kolaydır. Bu nedenle piyasada en sık kullanılan dokunmatik ekran Oncell ekranıdır. ips kapasitif dokunmatik ekran
OGS (Tek Cam Çözümü): OGS teknolojisi, dokunmatik ekran ile koruyucu camı entegre eder, koruyucu camın içini ITO iletken bir katmanla kaplar ve doğrudan koruyucu cam üzerinde kaplama ve fotolitografi gerçekleştirir. OGS koruyucu cam ve dokunmatik ekran birbirine entegre olduğundan, genellikle önce güçlendirilmeleri, ardından kaplanmaları, kazınmaları ve son olarak kesilmeleri gerekir. Temperli camın bu şekilde kesilmesi oldukça zahmetlidir, maliyeti yüksektir, verimi düşüktür ve camın kenarlarında kılcal çatlakların oluşmasına neden olarak camın mukavemetini azaltır. ips kapasitif dokunmatik ekran
Kapasitif dokunmatik ekranların avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırılması:
1. Ekran şeffaflığı ve görsel efektler açısından OGS en iyisidir, onu In-Cell ve On-Cell takip etmektedir. ips kapasitif dokunmatik ekran
2. İncelik ve hafiflik. Genel olarak konuşursak, In-Cell en hafif ve en ince olanıdır ve onu OGS takip eder. On-Cell ilk ikisinden biraz daha kötü.
3. Ekran dayanıklılığı (darbe direnci ve düşme direnci) açısından On-Cell en iyisi, OGS ikinci ve In-Cell en kötüsü. OGS'nin Corning koruyucu camı doğrudan dokunmatik katmanla bütünleştirdiğini belirtelim. İşleme süreci camın gücünü zayıflatır ve ekran aynı zamanda çok kırılgandır.
4. Dokunma açısından OGS'nin dokunma hassasiyeti Hücre İçi/Hücre İçi ekranlardan daha iyidir. Çoklu dokunma, parmaklar ve Stylus kalemi desteği açısından OGS aslında Hücre İçi/Hücre İçi'nden daha iyidir. Cell'in. Ek olarak, Hücre İçi ekranın dokunmatik katman ile sıvı kristal katmanı doğrudan entegre etmesi nedeniyle algılama gürültüsü nispeten büyüktür ve filtreleme ve düzeltme işlemleri için özel bir dokunmatik çip gereklidir. OGS ekranları dokunmatik çiplere o kadar bağımlı değil.
5. Teknik gereksinimler, Hücre İçi/Hücre Üstü OGS'den daha karmaşıktır ve üretim kontrolü de daha zordur. ips kapasitif dokunmatik ekran
Dokunmatik ekran durumu ve geliştirme trendleri
Teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte dokunmatik ekranlar geçmişte dirençli ekranlardan günümüzde yaygın olarak kullanılan kapasitif ekranlara dönüşmüştür. Günümüzde Incell ve Incell dokunmatik ekranlar uzun süredir ana pazarı işgal ediyor ve cep telefonları, tabletler ve otomobiller gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılıyor. ITO filmden yapılan geleneksel kapasitif ekranların yüksek direnç, kırılması kolay, taşınması zor gibi sınırlamaları giderek daha belirgin hale geliyor. Özellikle kavisli veya kavisli veya esnek sahnelerde, kapasitif ekranların iletkenliği ve ışık geçirgenliği zayıf . Pazarın büyük boyutlu dokunmatik ekran talebini ve kullanıcıların daha hafif, daha ince ve daha iyi tutuş sağlayan dokunmatik ekran ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla kavisli ve katlanabilir esnek dokunmatik ekranlar ortaya çıkmış ve giderek cep telefonlarında, araba dokunmatik ekranlarında, eğitim pazarları, video konferans vb. Sahneler. Kavisli yüzey katlama esnek dokunuşu gelecekteki gelişme trendi haline geliyor. ips kapasitif dokunmatik ekran
Gönderim zamanı: 13 Eylül 2023