Als nieuw invoerapparaat is het aanraakscherm momenteel de eenvoudigste, handigste en meest natuurlijke manier van mens-computerinteractie.
Het aanraakscherm, ook wel "aanraakscherm" of "aanraakpaneel" genoemd, is een inductief weergaveapparaat met vloeibare kristallen dat ingangssignalen zoals contacten kan ontvangen;Wanneer de grafische knoppen op het scherm worden aangeraakt, kan het tactiele feedbacksysteem op het scherm verschillende verbindingsapparaten worden aangestuurd volgens voorgeprogrammeerde programma's, die kunnen worden gebruikt om mechanische knoppanelen te vervangen en levendige audio- en video-effecten te creëren via LCD-schermen.De belangrijkste toepassingsgebieden van de aanraakschermen van Ruixiang zijn medische apparatuur, industriële velden, draagbare apparaten, Smart Home, mens-computerinteractie, enz.
Veel voorkomende touchscreen-classificaties
Er zijn tegenwoordig verschillende hoofdtypen aanraakschermen op de markt: resistieve aanraakschermen, capacitieve aanraakschermen aan het oppervlak en inductieve capacitieve aanraakschermen, akoestische oppervlaktegolf-, infrarood- en buiggolf-, actieve digitizer- en optische beeldaanraakschermen.Er kunnen twee typen zijn: het ene type vereist ITO, zoals de eerste drie typen aanraakschermen, en het andere type vereist geen ITO in de structuur, zoals de laatste typen schermen.Momenteel worden resistieve aanraakschermen en capacitieve aanraakschermen die gebruik maken van ITO-materialen het meest gebruikt.Het volgende introduceert kennis met betrekking tot aanraakschermen, met de nadruk op resistieve en capacitieve schermen.
Touchscreen-structuur
Een typische touchscreenstructuur bestaat doorgaans uit drie delen: twee transparante weerstandsgeleiderlagen, een isolatielaag tussen de twee geleiders en elektroden.
Weerstandsgeleiderlaag: het bovenste substraat is gemaakt van plastic, het onderste substraat is gemaakt van glas en geleidend indiumtinoxide (ITO) is op het substraat gecoat.Hierdoor ontstaan twee lagen ITO, gescheiden door enkele isolerende draaipunten van ongeveer een duizendste centimeter dik.
Elektrode: Het is gemaakt van materialen met uitstekende geleidbaarheid (zoals zilverinkt) en de geleidbaarheid is ongeveer 1000 keer die van ITO.(Capacitief aanraakpaneel)
Isolatielaag: er wordt gebruik gemaakt van een zeer dunne elastische polyesterfilm PET.Wanneer het oppervlak wordt aangeraakt, buigt het naar beneden, waardoor de twee lagen ITO-coating eronder met elkaar in contact kunnen komen om het circuit te verbinden.Dit is de reden waarom het aanraakscherm de sleutel kan aanraken.capacitief touchscreen op het oppervlak.
Resistief touchscreen
Simpel gezegd is een resistief aanraakscherm een sensor die het principe van drukdetectie gebruikt om aanraking te bereiken.resistief scherm
Resistief touchscreen-principe:
Wanneer de vinger van een persoon op het oppervlak van het resistieve scherm drukt, buigt de elastische PET-film naar beneden, waardoor de bovenste en onderste ITO-coatings met elkaar in contact kunnen komen en een aanrakingspunt vormen.Een ADC wordt gebruikt om de spanning van het punt te detecteren om de coördinaatwaarden van de X- en Y-as te berekenen.resistief touchscreen
Resistieve aanraakschermen gebruiken meestal vier, vijf, zeven of acht draden om schermvoorspanning te genereren en het rapportagepunt terug te lezen.Hier nemen we hoofdzakelijk vier regels als voorbeeld.Het principe is als volgt:
1. Voeg een constante spanning Vref toe aan de X+- en X--elektroden en sluit Y+ aan op een ADC met hoge impedantie.
2. Het elektrische veld tussen de twee elektroden is gelijkmatig verdeeld in de richting van X+ naar X-.
3. Wanneer de hand elkaar raakt, komen de twee geleidende lagen in contact op het aanraakpunt en wordt de potentiaal van de X-laag op het aanraakpunt gericht naar de ADC die is verbonden met de Y-laag om de spanning Vx te verkrijgen.resistief scherm
4. Via Lx/L=Vx/Vref kunnen de coördinaten van het x-punt worden verkregen.
5. Sluit op dezelfde manier Y+ en Y- aan op de spanning Vref, de coördinaten van de Y-as kunnen worden verkregen en sluit vervolgens de X+-elektrode aan op de ADC met hoge impedantie om deze te verkrijgen.Tegelijkertijd kan het vierdraads resistieve aanraakscherm niet alleen de X/Y-coördinaten van het contact verkrijgen, maar ook de druk van het contact meten.
Dit komt omdat hoe groter de druk, hoe voller het contact en hoe kleiner de weerstand.Door de weerstand te meten kan de druk worden gekwantificeerd.De spanningswaarde is evenredig met de coördinaatwaarde, dus deze moet worden gekalibreerd door te berekenen of er een afwijking is in de spanningswaarde van het (0, 0) coördinaatpunt.resistief scherm
Voor- en nadelen van resistief touchscreen:
1. Het resistieve touchscreen kan slechts één aanraakpunt beoordelen telkens wanneer het werkt.Als er meer dan twee contactpunten zijn, kan dit niet correct worden beoordeeld.
2. Resistieve schermen vereisen beschermende films en relatief frequentere kalibraties, maar resistieve touchscreens worden niet aangetast door stof, water en vuil.resistief touchscreenpaneel
3. De ITO-coating van het resistieve touchscreen is relatief dun en gemakkelijk te breken.Als het te dik is, vermindert het de lichttransmissie en veroorzaakt het interne reflectie om de helderheid te verminderen.Hoewel er een dunne plastic beschermlaag aan de ITO is toegevoegd, is deze toch eenvoudig te slijpen.Het wordt beschadigd door voorwerpen;en omdat het vaak wordt aangeraakt, zullen er na een bepaalde gebruiksperiode kleine scheurtjes of zelfs vervormingen op het oppervlak van ITO verschijnen.Als een van de buitenste ITO-lagen beschadigd raakt en breekt, verliest deze zijn rol als geleider en zal de levensduur van het touchscreen niet lang meer zijn..resistief touchscreenpaneel
capacitieve aanraakschermen, capacitieve aanraakschermen
In tegenstelling tot resistieve aanraakschermen is capacitieve aanraking niet afhankelijk van vingerdruk om spanningswaarden te creëren en te wijzigen om coördinaten te detecteren.Het maakt voornamelijk gebruik van de huidige inductie van het menselijk lichaam om te werken.capacitieve touchscreens
Capacitief touchscreen-principe:
Capacitieve schermen werken door elk object dat een elektrische lading vasthoudt, inclusief de menselijke huid.(De lading die door het menselijk lichaam wordt gedragen) Capacitieve aanraakschermen zijn gemaakt van materialen zoals legeringen of indiumtinoxide (ITO), en ladingen worden opgeslagen in micro-elektrostatische netwerken die dunner zijn dan haar.Wanneer een vinger op het scherm klikt, wordt een kleine hoeveelheid stroom geabsorbeerd door het contactpunt, waardoor een spanningsval in de hoekelektrode ontstaat, en het doel van aanraakbediening wordt bereikt door de zwakke stroom van het menselijk lichaam te detecteren.Dit is de reden waarom het touchscreen niet reageert als we handschoenen aantrekken en aanraken.geprojecteerd capacitief touchscreen
Capacitieve schermdetectietypeclassificatie
Afhankelijk van het inductietype kan het worden onderverdeeld in oppervlaktecapaciteit en geprojecteerde capaciteit.Geprojecteerde capacitieve schermen kunnen in twee typen worden verdeeld: zelfcapacitieve schermen en wederzijds capacitieve schermen.Het meer gebruikelijke wederzijdse capacitieve scherm is een voorbeeld, dat is samengesteld uit aandrijfelektroden en ontvangstelektroden.capacitief touchscreen op het oppervlak
Oppervlakte capacitief touchscreen:
Oppervlaktecapacitief heeft een gemeenschappelijke ITO-laag en een metalen frame, waarbij gebruik wordt gemaakt van sensoren op de vier hoeken en een dunne film die gelijkmatig over het oppervlak is verdeeld.Wanneer een vinger op het scherm klikt, fungeren de menselijke vinger en het aanraakscherm als twee geladen geleiders, die elkaar naderen en een koppelcondensator vormen.Voor hoogfrequente stroom is de condensator een directe geleider, dus de vinger trekt een zeer kleine stroom uit het contactpunt.De stroom vloeit uit de elektroden op de vier hoeken van het aanraakscherm.De intensiteit van de stroom is evenredig met de afstand van de vinger tot de elektrode.De touchcontroller berekent de positie van het aanraakpunt.geprojecteerd capacitief touchscreen
Geprojecteerd capacitief touchscreen:
Er wordt gebruik gemaakt van een of meer zorgvuldig ontworpen geëtste ITO.Deze ITO-lagen zijn geëtst om meerdere horizontale en verticale elektroden te vormen, en onafhankelijke chips met detectiefuncties zijn verspringend in rijen/kolommen om een as-coördinaat-detectie-eenheidsmatrix met geprojecteerde capaciteit te vormen.: De X- en Y-assen worden gebruikt als afzonderlijke rijen en kolommen van coördinatendetectie-eenheden om de capaciteit van elke rasterdetectie-eenheid te detecteren.capacitief touchscreen op het oppervlak
Basisparameters van capacitief scherm
Aantal kanalen: het aantal kanaallijnen dat is aangesloten vanaf de chip op het aanraakscherm.Hoe meer kanalen er zijn, hoe hoger de kosten en hoe complexer de bedrading.Traditioneel zelfvermogen: M+N (of M*2, N*2);onderlinge capaciteit: M+N;incell onderlinge capaciteit: M*N.capacitieve touchscreens
Aantal knooppunten: het aantal geldige gegevens dat kan worden verkregen door middel van steekproeven.Hoe meer knooppunten er zijn, hoe meer gegevens kunnen worden verkregen, de berekende coördinaten zijn nauwkeuriger en het contactgebied dat kan worden ondersteund is kleiner.Zelfcapaciteit: gelijk aan het aantal kanalen, onderlinge capaciteit: M*N.
Kanaalafstand: afstand tussen aangrenzende kanaalcentra.Hoe meer knooppunten er zijn, hoe kleiner de overeenkomstige toonhoogte zal zijn.
Codelengte: alleen wederzijdse tolerantie hoeft het bemonsteringssignaal te vergroten om bemonsteringstijd te besparen.Het onderlinge capaciteitsschema kan tegelijkertijd signalen op meerdere aandrijflijnen hebben.Hoeveel kanalen signalen hebben, hangt af van de codelengte (meestal zijn 4 codes de meerderheid).Omdat decodering vereist is, zal een te grote codelengte een zekere impact hebben op het snel glijden.capacitieve touchscreens
Geprojecteerd capacitief schermprincipe capacitieve aanraakschermen
(1) Capacitief touchscreen: zowel horizontale als verticale elektroden worden aangedreven door een detectiemethode met één uiteinde.
Het glasoppervlak van het zelf gegenereerde capacitieve touchscreen gebruikt ITO om horizontale en verticale elektrode-arrays te vormen.Deze horizontale en verticale elektroden vormen respectievelijk condensatoren met aarde.Deze capaciteit wordt gewoonlijk zelfcapaciteit genoemd.Wanneer een vinger het capacitieve scherm aanraakt, wordt de capaciteit van de vinger over de capaciteit van het scherm heen gelegd.Op dit moment detecteert het zelfcapacitieve scherm de horizontale en verticale elektrode-arrays en bepaalt respectievelijk de horizontale en verticale coördinaten op basis van de veranderingen in capaciteit vóór en na de aanraking, en vervolgens worden de Touch-coördinaten gecombineerd in een vlak.
De parasitaire capaciteit neemt toe wanneer de vinger elkaar aanraakt: Cp'=Cp + Cfinger, waarbij Cp- de parasitaire capaciteit is.
Door de verandering in parasitaire capaciteit te detecteren, wordt de locatie bepaald die door de vinger wordt aangeraakt.capacitieve touchscreens
Neem de dubbellaagse structuur met eigen capaciteit als voorbeeld: twee lagen ITO, horizontale en verticale elektroden zijn respectievelijk geaard om zelfcapaciteit en M+N-stuurkanalen te vormen.ips lcd capacitief touchscreen
Bij zelfcapacitieve schermen is bij een enkele aanraking de projectie in de richtingen van de X-as en Y-as uniek, en zijn de gecombineerde coördinaten ook uniek.Als twee punten op het aanraakscherm worden aangeraakt en de twee punten zich in verschillende XY-asrichtingen bevinden, verschijnen er 4 coördinaten.Maar het is duidelijk dat slechts twee coördinaten reëel zijn, en de andere twee staan algemeen bekend als "spookpunten".ips lcd capacitief touchscreen
Daarom bepalen de belangrijkste kenmerken van het zelfcapacitieve scherm dat het slechts door één enkel punt kan worden aangeraakt en geen echte multi-touch kan bereiken.ips lcd capacitief touchscreen
Wederzijds capacitief touchscreen: het zendende en ontvangende uiteinde zijn verschillend en kruisen elkaar verticaal.capacitieve multi-touch
Gebruik ITO om transversale elektroden en longitudinale elektroden te maken.Het verschil met zelfcapaciteit is dat er een capaciteit zal worden gevormd waar de twee stellen elektroden elkaar kruisen, dat wil zeggen dat de twee stellen elektroden respectievelijk de twee polen van de capaciteit vormen.Wanneer een vinger het capacitieve scherm aanraakt, beïnvloedt dit de koppeling tussen de twee elektroden die aan het aanraakpunt zijn bevestigd, waardoor de capaciteit tussen de twee elektroden verandert.capacitieve multi-touch
Bij het detecteren van de onderlinge capaciteit zenden de horizontale elektroden achtereenvolgens excitatiesignalen uit, en ontvangen alle verticale elektroden tegelijkertijd signalen.Op deze manier kunnen de capaciteitswaarden op de snijpunten van alle horizontale en verticale elektroden worden verkregen, dat wil zeggen de capaciteitsgrootte van het gehele tweedimensionale vlak van het aanraakscherm, zodat deze kan worden gerealiseerd.multi touch.
De koppelcapaciteit neemt af wanneer een vinger deze aanraakt.
Door de verandering in de koppelcapaciteit te detecteren, wordt de door de vinger aangeraakte positie bepaald.CM - koppelcondensator.capacitieve multi-touch
Neem als voorbeeld de dubbellaagse zelfcapaciteitsstructuur: twee lagen ITO overlappen elkaar en vormen M*N-condensatoren en M+N-besturingskanalen.capacitieve multi-touch
Multi-touch-technologie is gebaseerd op onderling compatibele aanraakschermen en is onderverdeeld in Multi-TouchGesture en Multi-Touch All-Point-technologie, wat multi-touch herkenning is van bewegingsrichting en vingeraanraakpositie.Het wordt veel gebruikt bij gebarenherkenning van mobiele telefoons en bij aanraking met tien vingers.Wachtscène.Niet alleen kunnen gebaren en herkenning met meerdere vingers worden herkend, maar ook andere vormen van aanraking zonder vingers zijn toegestaan, evenals herkenning met de handpalmen of zelfs met handen die handschoenen dragen.De Multi-Touch All-Point-scanmethode vereist afzonderlijk scannen en detecteren van de snijpunten van elke rij en kolom van het aanraakscherm.Het aantal scans is het product van het aantal rijen en het aantal kolommen.Als een aanraakscherm bijvoorbeeld uit M rijen en N kolommen bestaat, moet het worden gescand.De snijpunten zijn M*N maal, zodat de verandering in elke onderlinge capaciteit kan worden gedetecteerd.Wanneer er een vingeraanraking plaatsvindt, neemt de onderlinge capaciteit af om de locatie van elk aanrakingspunt te bepalen.capacitieve multi-touch
Structuurtype capacitief touchscreen
De basisstructuur van het scherm is van boven naar beneden verdeeld in drie lagen: beschermend glas, aanraaklaag en weergavepaneel.Tijdens het productieproces van schermen voor mobiele telefoons moeten het beschermglas, het aanraakscherm en het beeldscherm tweemaal worden verlijmd.
Omdat het beschermglas, het aanraakscherm en het beeldscherm elke keer een lamineerproces ondergaan, zal het rendement aanzienlijk worden verminderd.Als het aantal lamineringen kan worden verminderd, zal het rendement van volledige laminering ongetwijfeld worden verbeterd.Momenteel hebben de krachtigere fabrikanten van beeldschermpanelen de neiging om On-Cell- of In-Cell-oplossingen te promoten, dat wil zeggen dat ze de neiging hebben om de aanraaklaag op het beeldscherm aan te brengen;Terwijl fabrikanten van aanraakmodules of upstream-materiaalfabrikanten de voorkeur geven aan OGS, wat betekent dat de aanraaklaag op beschermend glas is gemaakt.capacitieve multi-touch
In-Cell: verwijst naar de methode voor het inbedden van aanraakpaneelfuncties in vloeibare kristalpixels, dat wil zeggen het inbedden van aanraaksensorfuncties in het beeldscherm, waardoor het scherm dunner en lichter kan worden.Tegelijkertijd moet het In-Cell-scherm worden ingebed met een bijpassende aanraak-IC, anders zal dit gemakkelijk leiden tot foutieve aanraakdetectiesignalen of overmatige ruis.Daarom zijn In-Cell-schermen puur op zichzelf staand.capacitieve multi-touch
On-Cell: verwijst naar de methode waarbij het aanraakscherm wordt ingebed tussen het kleurenfiltersubstraat en de polarisator van het beeldscherm, dat wil zeggen met een aanraaksensor op het LCD-paneel, wat veel minder moeilijk is dan In Cell-technologie.Het meest gebruikte touchscreen op de markt is dan ook het Oncell-scherm.ips capacitief touchscreen
OGS (One Glass Solution): OGS-technologie integreert het aanraakscherm en het beschermglas, bedekt de binnenkant van het beschermglas met een ITO-geleidende laag en voert coating en fotolithografie rechtstreeks op het beschermglas uit.Omdat het OGS-beschermglas en het touchscreen in elkaar zijn geïntegreerd, moeten ze meestal eerst worden versterkt, vervolgens worden gecoat, geëtst en ten slotte worden gesneden.Op deze manier snijden op gehard glas is erg lastig, heeft hoge kosten, een laag rendement en veroorzaakt dat er enkele haarscheurtjes ontstaan aan de randen van het glas, waardoor de sterkte van het glas afneemt.ips capacitief touchscreen
Vergelijking van voor- en nadelen van capacitieve touchscreens:
1. Qua schermtransparantie en visuele effecten is OGS de beste, gevolgd door In-Cell en On-Cell.ips capacitief touchscreen
2. Dunheid en lichtheid.Over het algemeen is In-Cell het lichtste en dunste, gevolgd door OGS.On-Cell is iets slechter dan de eerste twee.
3. In termen van schermsterkte (slagvastheid en valweerstand) is On-Cell de beste, OGS staat op de tweede plaats en In-Cell is de slechtste.Opgemerkt moet worden dat OGS Corning-beschermglas rechtstreeks integreert met de aanraaklaag.Het verwerkingsproces verzwakt de sterkte van het glas en het scherm is bovendien erg kwetsbaar.
4. Qua aanraking is de aanraakgevoeligheid van OGS beter dan die van On-Cell/In-Cell-schermen.Qua ondersteuning voor multi-touch, vingers en Stylus-stylus is OGS eigenlijk beter dan In-Cell/On-Cell.Cellen.Omdat het In-Cell-scherm de aanraaklaag en de vloeibare kristallaag rechtstreeks integreert, is de detectieruis bovendien relatief groot en is een speciale aanraakchip vereist voor filter- en correctieverwerking.OGS-schermen zijn niet zo afhankelijk van aanraakchips.
5. Technische vereisten, In-Cell/On-Cell zijn complexer dan OGS, en productiecontrole is ook moeilijker.ips capacitief touchscreen
Status-quo van het aanraakscherm en ontwikkelingstrends
Met de voortdurende ontwikkeling van de technologie zijn aanraakschermen geëvolueerd van resistieve schermen in het verleden naar capacitieve schermen die nu op grote schaal worden gebruikt.Tegenwoordig bezetten Incell en Incell-aanraakschermen al lang de reguliere markt en worden ze veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals mobiele telefoons, tablets en auto's.De beperkingen van traditionele capacitieve schermen gemaakt van ITO-film worden steeds duidelijker, zoals hoge weerstand, gemakkelijk te breken, moeilijk te transporteren, enz. Vooral in gebogen of gebogen of flexibele scènes zijn de geleidbaarheid en lichttransmissie van capacitieve schermen slecht .Om tegemoet te komen aan de vraag van de markt naar grote aanraakschermen en aan de behoefte van gebruikers aan aanraakschermen die lichter, dunner en beter vast te houden zijn, zijn gebogen en opvouwbare flexibele aanraakschermen opgekomen, die geleidelijk aan worden gebruikt in mobiele telefoons, auto-aanraakschermen, onderwijsmarkten, videoconferenties, enz. Scènes.Flexibel opvouwbaar oppervlak met gebogen oppervlak wordt de toekomstige ontwikkelingstrend.ips capacitief touchscreen
Posttijd: 13 september 2023