Sebagai perangkat input baru, layar sentuh saat ini merupakan cara interaksi manusia-komputer yang paling sederhana, nyaman, dan alami.
Layar sentuh, juga dikenal sebagai "layar sentuh" atau "panel sentuh", adalah perangkat layar kristal cair induktif yang dapat menerima sinyal masukan seperti kontak;ketika tombol grafis di layar disentuh, sistem umpan balik sentuhan di layar dapat Berbagai perangkat penghubung digerakkan sesuai dengan program yang telah diprogram, yang dapat digunakan untuk menggantikan panel tombol mekanis dan menciptakan efek audio dan video yang jelas melalui layar LCD.Area aplikasi utama layar sentuh Ruixiang adalah peralatan medis, bidang industri, perangkat genggam, Rumah pintar, interaksi manusia-komputer, dll.
Klasifikasi layar sentuh umum
Ada beberapa jenis utama layar sentuh yang ada di pasaran saat ini: layar sentuh resistif, layar sentuh kapasitif permukaan dan layar sentuh kapasitif induktif, gelombang akustik permukaan, inframerah, dan gelombang lentur, digitizer aktif dan layar sentuh pencitraan optik.Ada dua jenis di antaranya, satu jenis memerlukan ITO, seperti tiga jenis layar sentuh pertama, dan jenis lainnya tidak memerlukan ITO dalam strukturnya, seperti jenis layar terakhir.Saat ini di pasaran, layar sentuh resistif dan layar sentuh kapasitif yang menggunakan bahan ITO paling banyak digunakan.Berikut ini pengenalan ilmu terkait layar sentuh dengan fokus pada layar resistif dan kapasitif.
Struktur layar sentuh
Struktur layar sentuh umumnya terdiri dari tiga bagian: dua lapisan konduktor resistif transparan, lapisan isolasi antara dua konduktor, dan elektroda.
Lapisan konduktor resistif: Substrat atas terbuat dari plastik, substrat bawah terbuat dari kaca, dan indium tin oxide (ITO) konduktif dilapisi pada substrat.Hal ini menciptakan dua lapisan ITO, dipisahkan oleh beberapa poros isolasi yang tebalnya sekitar seperseribu inci.
Elektroda: Terbuat dari bahan dengan konduktivitas yang sangat baik (seperti tinta perak), dan konduktivitasnya sekitar 1000 kali lipat dari ITO.(Panel sentuh kapasitif)
Lapisan isolasi: Menggunakan film poliester elastis yang sangat tipis PET.Ketika permukaannya disentuh, ia akan menekuk ke bawah dan memungkinkan dua lapisan lapisan ITO di bawahnya saling bersentuhan untuk menghubungkan rangkaian.Inilah sebabnya mengapa layar sentuh dapat mencapai sentuhan Kuncinya.layar sentuh kapasitif permukaan.
Layar sentuh resistif
Sederhananya, layar sentuh resistif adalah sensor yang menggunakan prinsip penginderaan tekanan untuk mencapai sentuhan.layar resistif
Prinsip layar sentuh resistif:
Ketika jari seseorang menekan permukaan layar resistif, film PET elastis akan menekuk ke bawah, memungkinkan lapisan ITO atas dan bawah saling bersentuhan untuk membentuk titik sentuh.ADC digunakan untuk mendeteksi tegangan suatu titik untuk menghitung nilai koordinat sumbu X dan Y.layar sentuh resistif
Layar sentuh resistif biasanya menggunakan empat, lima, tujuh atau delapan kabel untuk menghasilkan tegangan bias layar dan membaca kembali titik pelaporan.Di sini kita terutama mengambil empat baris sebagai contoh.Prinsipnya adalah sebagai berikut:
1. Tambahkan Vref tegangan konstan ke elektroda X+ dan X-, dan sambungkan Y+ ke ADC impedansi tinggi.
2. Medan listrik antara dua elektroda terdistribusi merata dengan arah dari X+ ke X-.
3. Ketika tangan bersentuhan, kedua lapisan konduktif bersentuhan pada titik sentuh, dan potensial lapisan X pada titik sentuh diarahkan ke ADC yang terhubung ke lapisan Y untuk memperoleh tegangan Vx.layar resistif
4. Melalui Lx/L=Vx/Vref dapat diperoleh koordinat titik x.
5. Dengan cara yang sama, sambungkan Y+ dan Y- ke tegangan Vref, Anda dapat memperoleh koordinat sumbu Y, lalu menghubungkan elektroda X+ ke ADC impedansi tinggi untuk memperolehnya.Pada saat yang sama, layar sentuh resistif empat kabel tidak hanya dapat memperoleh koordinat X/Y dari kontak, tetapi juga mengukur tekanan kontak.
Hal ini karena semakin besar tekanannya, semakin penuh kontaknya, dan semakin kecil hambatannya.Dengan mengukur resistansi, tekanan dapat diukur.Nilai tegangan sebanding dengan nilai koordinatnya, sehingga perlu dikalibrasi dengan menghitung ada tidaknya penyimpangan nilai tegangan pada titik koordinat (0, 0).layar resistif
Kelebihan dan kekurangan layar sentuh resistif:
1. Layar sentuh resistif hanya dapat menilai satu titik sentuh setiap kali berfungsi.Jika ada lebih dari dua titik sentuh, maka tidak dapat dinilai dengan benar.
2. Layar resistif memerlukan lapisan pelindung dan kalibrasi yang relatif lebih sering, namun layar sentuh resistif tidak terpengaruh oleh debu, air, dan kotoran.panel layar sentuh resistif
3. Lapisan ITO pada layar sentuh resistif relatif tipis dan mudah pecah.Jika terlalu tebal akan mengurangi transmisi cahaya dan menyebabkan pantulan internal sehingga mengurangi kejernihan.Meski sudah ditambahkan lapisan pelindung plastik tipis pada ITO, namun tetap mudah untuk diasah.Itu dirusak oleh benda;dan karena sering disentuh, retakan kecil atau bahkan deformasi akan muncul di permukaan ITO setelah jangka waktu penggunaan tertentu.Jika salah satu lapisan luar ITO rusak dan pecah, maka perannya sebagai konduktor akan hilang dan umur layar sentuh tidak akan lama..panel layar sentuh resistif
layar sentuh kapasitif, layar sentuh kapasitif
Tidak seperti layar sentuh resistif, sentuhan kapasitif tidak bergantung pada tekanan jari untuk membuat dan mengubah nilai tegangan guna mendeteksi koordinat.Ini terutama menggunakan induksi tubuh manusia saat ini untuk bekerja.layar sentuh kapasitif
Prinsip layar sentuh kapasitif:
Layar kapasitif bekerja melalui benda apa pun yang memiliki muatan listrik, termasuk kulit manusia.(Muatan dibawa oleh tubuh manusia) Layar sentuh kapasitif terbuat dari bahan seperti paduan atau indium tin oxide (ITO), dan muatan disimpan dalam jaringan mikro-elektrostatis yang lebih tipis dari rambut.Ketika jari mengklik layar, sejumlah kecil arus akan diserap dari titik kontak, menyebabkan penurunan tegangan pada elektroda sudut, dan tujuan kontrol sentuh dicapai dengan merasakan arus lemah pada tubuh manusia.Inilah sebabnya mengapa layar sentuh gagal merespons saat kita memakai sarung tangan dan menyentuhnya.layar sentuh kapasitif yang diproyeksikan
Klasifikasi jenis penginderaan layar kapasitif
Menurut jenis induksi, dapat dibagi menjadi kapasitansi permukaan dan kapasitansi proyeksi.Layar kapasitif yang diproyeksikan dapat dibagi menjadi dua jenis: layar kapasitif mandiri dan layar kapasitif timbal balik.Layar kapasitif timbal balik yang lebih umum adalah contohnya, yang terdiri dari elektroda penggerak dan elektroda penerima.layar sentuh kapasitif permukaan
Layar sentuh kapasitif permukaan:
Kapasitif permukaan memiliki lapisan ITO yang sama dan bingkai logam, memanfaatkan sensor yang terletak di keempat sudut dan film tipis yang didistribusikan secara merata ke seluruh permukaan.Ketika jari mengklik layar, jari manusia dan layar sentuh bertindak sebagai dua konduktor bermuatan, saling mendekat untuk membentuk kapasitor kopling.Untuk arus frekuensi tinggi, kapasitor merupakan konduktor langsung, sehingga jari menarik arus yang sangat kecil dari titik kontak.Arus mengalir keluar dari elektroda di keempat sudut layar sentuh.Intensitas arus sebanding dengan jarak dari jari ke elektroda.Pengontrol sentuh menghitung posisi titik sentuh.layar sentuh kapasitif yang diproyeksikan
Layar sentuh kapasitif yang diproyeksikan:
Satu atau lebih ITO terukir yang dirancang dengan cermat digunakan.Lapisan ITO ini diukir untuk membentuk beberapa elektroda horizontal dan vertikal, dan chip independen dengan fungsi penginderaan disusun dalam baris/kolom untuk membentuk matriks unit penginderaan koordinat sumbu dari kapasitansi yang diproyeksikan.: Sumbu X dan Y digunakan sebagai baris dan kolom terpisah dari unit penginderaan koordinat untuk mendeteksi kapasitansi setiap unit penginderaan jaringan.layar sentuh kapasitif permukaan
Parameter dasar layar kapasitif
Jumlah saluran: Jumlah jalur saluran yang terhubung dari chip ke layar sentuh.Semakin banyak saluran yang ada, semakin tinggi biayanya dan semakin rumit pemasangan kabelnya.Kapasitas mandiri tradisional: M+N (atau M*2, N*2);kapasitas bersama: M+N;kapasitas timbal balik incell: M*N.layar sentuh kapasitif
Jumlah node: Jumlah data valid yang dapat diperoleh melalui pengambilan sampel.Semakin banyak node maka semakin banyak data yang dapat diperoleh, koordinat yang dihitung semakin tepat, dan bidang kontak yang dapat didukung semakin kecil.Kapasitas mandiri: sama dengan jumlah saluran, kapasitas bersama: M*N.
Jarak saluran: jarak antara pusat-pusat saluran yang berdekatan.Semakin banyak node, semakin kecil nada yang dihasilkan.
Panjang kode: hanya toleransi timbal balik yang perlu meningkatkan sinyal pengambilan sampel untuk menghemat waktu pengambilan sampel.Skema kapasitansi timbal balik mungkin memiliki sinyal pada beberapa jalur penggerak pada saat yang bersamaan.Berapa banyak saluran yang memiliki sinyal bergantung pada panjang kode (biasanya mayoritas 4 kode).Karena decoding diperlukan, jika panjang kode terlalu besar, akan berdampak pada pergeseran cepat.layar sentuh kapasitif
Prinsip layar kapasitif yang diproyeksikan layar sentuh kapasitif
(1) Layar sentuh kapasitif: Elektroda horizontal dan vertikal digerakkan dengan metode penginderaan ujung tunggal.
Permukaan kaca layar sentuh kapasitif yang dihasilkan sendiri menggunakan ITO untuk membentuk susunan elektroda horizontal dan vertikal.Elektroda horizontal dan vertikal ini masing-masing membentuk kapasitor dengan ground.Kapasitansi ini biasa disebut dengan kapasitansi mandiri.Saat jari menyentuh layar kapasitif, kapasitansi jari akan ditumpangkan pada kapasitansi layar.Pada saat ini, layar kapasitif mandiri mendeteksi susunan elektroda horizontal dan vertikal dan menentukan koordinat horizontal dan vertikal masing-masing berdasarkan perubahan kapasitansi sebelum dan sesudah sentuhan, dan kemudian koordinat sentuhan digabungkan menjadi sebuah bidang.
Kapasitansi parasit meningkat ketika jari menyentuh: Cp'=Cp + Cfinger, dimana Cp- adalah kapasitansi parasit.
Dengan mendeteksi perubahan kapasitansi parasit, lokasi yang disentuh jari dapat ditentukan.layar sentuh kapasitif
Ambil contoh struktur kapasitansi mandiri dua lapis: dua lapisan ITO, elektroda horizontal dan vertikal masing-masing dibumikan untuk membentuk kapasitansi mandiri, dan saluran kontrol M+N.layar sentuh kapasitif ips lcd
Untuk layar kapasitif mandiri, jika hanya dengan satu sentuhan, proyeksi dalam arah sumbu X dan sumbu Y adalah unik, dan koordinat gabungannya juga unik.Jika dua titik disentuh pada layar sentuh dan kedua titik tersebut berbeda arah sumbu XY, maka akan muncul 4 koordinat.Namun yang jelas, hanya dua koordinat yang nyata, dan dua koordinat lainnya umumnya dikenal sebagai "titik hantu".layar sentuh kapasitif ips lcd
Oleh karena itu, karakteristik prinsip layar kapasitif mandiri menentukan bahwa layar hanya dapat disentuh pada satu titik dan tidak dapat mencapai multi-sentuh yang sebenarnya.layar sentuh kapasitif ips lcd
Layar sentuh kapasitif timbal balik: Ujung pengirim dan ujung penerima berbeda dan bersilangan secara vertikal.multisentuh kapasitif
Gunakan ITO untuk membuat elektroda melintang dan elektroda memanjang.Perbedaan dengan self-capacitance adalah akan terbentuk suatu kapasitansi dimana kedua set elektroda tersebut berpotongan, yaitu kedua set elektroda tersebut masing-masing membentuk dua kutub kapasitansi.Ketika jari menyentuh layar kapasitif, hal itu mempengaruhi kopling antara dua elektroda yang menempel pada titik sentuh, sehingga mengubah kapasitansi antara kedua elektroda.multisentuh kapasitif
Saat mendeteksi kapasitansi timbal balik, elektroda horizontal mengirimkan sinyal eksitasi secara berurutan, dan semua elektroda vertikal menerima sinyal pada saat yang bersamaan.Dengan cara ini dapat diperoleh nilai kapasitansi pada titik perpotongan seluruh elektroda horizontal dan vertikal, yaitu besaran kapasitansi seluruh bidang dua dimensi layar sentuh, sehingga dapat diwujudkan.multisentuh.
Kapasitansi kopling berkurang ketika jari menyentuhnya.
Dengan mendeteksi perubahan kapasitansi kopling, posisi yang disentuh jari dapat ditentukan.CM - kapasitor kopling.multisentuh kapasitif
Ambil contoh struktur kapasitansi mandiri dua lapis: dua lapisan ITO saling tumpang tindih untuk membentuk kapasitor M*N dan saluran kontrol M+N.multisentuh kapasitif
Teknologi multi-sentuh didasarkan pada layar sentuh yang saling kompatibel dan dibagi menjadi teknologi Multi-TouchGesture dan Multi-Touch All-Point, yang merupakan pengenalan multi-sentuh terhadap arah gerakan dan posisi sentuhan jari.Ini banyak digunakan dalam pengenalan gerakan ponsel dan sentuhan sepuluh jari.Adegan menunggu.Tidak hanya isyarat dan pengenalan multi-jari yang dapat dikenali, tetapi bentuk sentuhan non-jari lainnya juga diperbolehkan, begitu pula pengenalan menggunakan telapak tangan, atau bahkan tangan yang memakai sarung tangan.Metode pemindaian Multi-Touch All-Point memerlukan pemindaian dan deteksi terpisah terhadap titik perpotongan setiap baris dan kolom pada layar sentuh.Jumlah pindaian adalah hasil kali jumlah baris dan jumlah kolom.Misalnya, jika layar sentuh terdiri dari M baris dan N kolom, maka perlu dipindai.Titik potongnya adalah M*N kali, sehingga perubahan setiap kapasitansi timbal balik dapat dideteksi.Ketika terjadi sentuhan jari, kapasitansi timbal balik berkurang untuk menentukan lokasi setiap titik sentuhan.multisentuh kapasitif
Jenis struktur layar sentuh kapasitif
Struktur dasar layar terbagi menjadi tiga lapisan dari atas ke bawah, kaca pelindung, lapisan sentuh, dan panel layar.Selama proses produksi layar ponsel, kaca pelindung, layar sentuh, dan layar tampilan perlu direkatkan dua kali.
Karena kaca pelindung, layar sentuh, dan tampilan layar melalui proses laminasi setiap saat, tingkat hasil akan sangat berkurang.Jika jumlah laminasi dapat dikurangi, tingkat hasil laminasi penuh pasti akan meningkat.Saat ini, produsen panel layar yang lebih kuat cenderung mempromosikan solusi On-Cell atau In-Cell, yaitu mereka cenderung membuat lapisan sentuh pada layar tampilan;sedangkan produsen modul sentuh atau produsen material hulu cenderung menyukai OGS, yang berarti lapisan sentuh dibuat dari kaca pelindung.multisentuh kapasitif
In-Cell: mengacu pada metode penyematan fungsi panel sentuh ke dalam piksel kristal cair, yaitu penyematan fungsi sensor sentuh di dalam tampilan layar, yang dapat membuat layar lebih tipis dan ringan.Pada saat yang sama, layar Dalam Sel harus dilengkapi dengan IC sentuh yang cocok, jika tidak maka akan dengan mudah menyebabkan sinyal penginderaan sentuhan yang salah atau kebisingan yang berlebihan.Oleh karena itu, layar Dalam Sel sepenuhnya mandiri.multisentuh kapasitif
On-Cell: mengacu pada metode penyematan layar sentuh antara substrat filter warna dan polarizer tampilan layar, yaitu dengan sensor sentuh pada panel LCD, yang jauh lebih mudah dibandingkan teknologi In Cell.Oleh karena itu, layar sentuh yang paling sering digunakan di pasaran adalah layar Oncell.layar sentuh kapasitif ips
OGS (One Glass Solution): Teknologi OGS mengintegrasikan layar sentuh dan kaca pelindung, melapisi bagian dalam kaca pelindung dengan lapisan konduktif ITO, dan melakukan pelapisan dan fotolitografi langsung pada kaca pelindung.Karena kaca pelindung OGS dan layar sentuh terintegrasi, biasanya kaca tersebut perlu diperkuat terlebih dahulu, kemudian dilapisi, digores, dan terakhir dipotong.Pemotongan kaca tempered dengan cara ini sangat merepotkan, biayanya mahal, rendemennya rendah, dan menyebabkan terbentuknya retakan garis rambut pada tepi kaca sehingga mengurangi kekuatan kaca.layar sentuh kapasitif ips
Perbandingan kelebihan dan kekurangan layar sentuh kapasitif:
1. Dalam hal transparansi layar dan efek visual, OGS adalah yang terbaik, diikuti oleh In-Cell dan On-Cell.layar sentuh kapasitif ips
2. Tipis dan ringan.Secara umum, In-Cell adalah yang paling ringan dan tipis, diikuti oleh OGS.On-Cell sedikit lebih buruk daripada dua yang pertama.
3. Dalam hal kekuatan layar (ketahanan benturan dan ketahanan jatuh), On-Cell adalah yang terbaik, OGS di urutan kedua, dan In-Cell adalah yang terburuk.Perlu dicatat bahwa OGS secara langsung mengintegrasikan kaca pelindung Corning dengan lapisan sentuh.Proses pengolahan tersebut melemahkan kekuatan kaca dan layar juga sangat rapuh.
4. Dari segi sentuhan, sensitivitas sentuhan OGS lebih baik dibandingkan layar On-Cell/In-Cell.Dari segi dukungan multi-touch, finger, dan stylus stylus, OGS sebenarnya lebih baik dibandingkan In-Cell/On-Cell.sel.Selain itu, karena layar In-Cell secara langsung mengintegrasikan lapisan sentuh dan lapisan kristal cair, kebisingan penginderaannya relatif besar, dan chip sentuh khusus diperlukan untuk proses penyaringan dan koreksi.Layar OGS tidak terlalu bergantung pada chip sentuh.
5. Persyaratan teknis, In-Cell/On-Cell lebih kompleks daripada OGS, dan pengendalian produksi juga lebih sulit.layar sentuh kapasitif ips
Status quo layar sentuh dan tren perkembangan
Dengan terus berkembangnya teknologi, layar sentuh telah berevolusi dari layar resistif di masa lalu menjadi layar kapasitif yang kini banyak digunakan.Saat ini, layar sentuh Incell dan Incell telah lama menduduki pasar mainstream dan banyak digunakan di berbagai bidang seperti ponsel, tablet, dan mobil.Keterbatasan layar kapasitif tradisional yang terbuat dari film ITO menjadi semakin jelas, seperti resistansi tinggi, mudah pecah, sulit diangkut, dll. Terutama dalam pemandangan melengkung atau melengkung atau fleksibel, konduktivitas dan transmisi cahaya dari layar kapasitif Buruk .Untuk memenuhi permintaan pasar akan layar sentuh berukuran besar dan kebutuhan pengguna akan layar sentuh yang lebih ringan, lebih tipis, dan lebih mudah dipegang, layar sentuh fleksibel yang melengkung dan dapat dilipat telah muncul dan secara bertahap digunakan di ponsel, layar sentuh mobil, pasar pendidikan, konferensi video, dll. Adegan.Sentuhan fleksibel lipat permukaan melengkung menjadi tren perkembangan masa depan.layar sentuh kapasitif ips
Waktu posting: 13 Sep-2023