Como nuevo dispositivo de entrada, la pantalla táctil es actualmente la forma más sencilla, cómoda y natural de interacción persona-computadora.
La pantalla táctil, también conocida como "pantalla táctil" o "panel táctil", es un dispositivo de visualización de cristal líquido inductivo que puede recibir señales de entrada como contactos;cuando se tocan los botones gráficos en la pantalla, el sistema de retroalimentación táctil en la pantalla puede funcionar. Varios dispositivos de conexión se activan de acuerdo con programas preprogramados, que se pueden usar para reemplazar los paneles de botones mecánicos y crear efectos vívidos de audio y video a través de pantallas LCD.Las principales áreas de aplicación de las pantallas táctiles de Ruixiang son equipos médicos, campos industriales, dispositivos portátiles, hogares inteligentes, interacción persona-computadora, etc.
Clasificaciones comunes de pantallas táctiles
Actualmente, existen varios tipos principales de pantallas táctiles en el mercado: pantallas táctiles resistivas, pantallas táctiles capacitivas de superficie y pantallas táctiles capacitivas inductivas, pantallas táctiles de ondas acústicas de superficie, infrarrojas y de ondas de flexión, digitalizador activo y pantallas táctiles de imágenes ópticas.Puede haber dos tipos, un tipo requiere ITO, como los primeros tres tipos de pantallas táctiles, y el otro tipo no requiere ITO en la estructura, como los últimos tipos de pantallas.Actualmente en el mercado las pantallas táctiles resistivas y las pantallas táctiles capacitivas que utilizan materiales ITO son las más utilizadas.A continuación se presentan conocimientos relacionados con las pantallas táctiles, centrándose en las pantallas resistivas y capacitivas.
Estructura de pantalla táctil
Una estructura típica de pantalla táctil generalmente consta de tres partes: dos capas conductoras resistivas transparentes, una capa aislante entre los dos conductores y electrodos.
Capa conductora resistiva: el sustrato superior está hecho de plástico, el sustrato inferior está hecho de vidrio y el sustrato está recubierto de óxido de indio y estaño conductor (ITO).Esto crea dos capas de ITO, separadas por algunos pivotes aislantes de aproximadamente una milésima de pulgada de espesor.
Electrodo: está hecho de materiales con excelente conductividad (como la tinta plateada) y su conductividad es aproximadamente 1000 veces mayor que la del ITO.(Panel táctil capacitivo)
Capa de aislamiento: Utiliza una película de poliéster PET elástica muy fina.Cuando se toca la superficie, se doblará hacia abajo y permitirá que las dos capas de revestimiento de ITO que se encuentran debajo entren en contacto entre sí para conectar el circuito.Es por eso que la pantalla táctil puede lograr tocar la tecla.Pantalla táctil capacitiva de superficie.
Pantalla táctil resistiva
En pocas palabras, una pantalla táctil resistiva es un sensor que utiliza el principio de detección de presión para lograr el tacto.pantalla resistiva
Principio de pantalla táctil resistiva:
Cuando el dedo de una persona presiona la superficie de la pantalla resistiva, la película elástica de PET se doblará hacia abajo, permitiendo que los recubrimientos de ITO superior e inferior entren en contacto entre sí para formar un punto de contacto.Se utiliza un ADC para detectar el voltaje del punto para calcular los valores de las coordenadas de los ejes X e Y.pantalla táctil resistiva
Las pantallas táctiles resistivas suelen utilizar cuatro, cinco, siete u ocho cables para generar un voltaje de polarización de la pantalla y leer el punto de informe.Aquí tomamos principalmente cuatro líneas como ejemplo.El principio es el siguiente:
1. Agregue un voltaje constante Vref a los electrodos X+ y X- y conecte Y+ a un ADC de alta impedancia.
2. El campo eléctrico entre los dos electrodos se distribuye uniformemente en la dirección de X+ a X-.
3. Cuando la mano se toca, las dos capas conductoras entran en contacto en el punto de contacto y el potencial de la capa X en el punto de contacto se dirige al ADC conectado a la capa Y para obtener el voltaje Vx.pantalla resistiva
4. A través de Lx/L=Vx/Vref, se pueden obtener las coordenadas del punto x.
5. De la misma manera, conecte Y+ e Y- al voltaje Vref, se pueden obtener las coordenadas del eje Y, y luego conecte el electrodo X+ al ADC de alta impedancia para obtener.Al mismo tiempo, la pantalla táctil resistiva de cuatro cables no solo puede obtener las coordenadas X/Y del contacto, sino también medir la presión del contacto.
Esto se debe a que cuanto mayor es la presión, más pleno es el contacto y menor es la resistencia.Midiendo la resistencia, se puede cuantificar la presión.El valor del voltaje es proporcional al valor de las coordenadas, por lo que debe calibrarse calculando si hay una desviación en el valor del voltaje del punto de coordenadas (0, 0).pantalla resistiva
Ventajas y desventajas de la pantalla táctil resistiva:
1. La pantalla táctil resistiva solo puede juzgar un punto táctil cada vez que funciona.Si hay más de dos puntos de contacto, no se puede juzgar correctamente.
2. Las pantallas resistivas requieren películas protectoras y calibraciones relativamente más frecuentes, pero las pantallas táctiles resistivas no se ven afectadas por el polvo, el agua y la suciedad.panel de pantalla táctil resistivo
3. El revestimiento ITO de la pantalla táctil resistiva es relativamente delgado y fácil de romper.Si es demasiado grueso, reducirá la transmisión de luz y provocará una reflexión interna que reducirá la claridad.Aunque se agrega una fina capa protectora de plástico al ITO, aún así es fácil de afilar.Está dañado por objetos;y debido a que se toca con frecuencia, aparecerán pequeñas grietas o incluso deformaciones en la superficie del ITO después de un cierto período de uso.Si una de las capas exteriores de ITO se daña y se rompe, perderá su función de conductor y la vida útil de la pantalla táctil no será larga..panel de pantalla táctil resistivo
pantallas táctiles capacitivas, pantallas táctiles capacitivas
A diferencia de las pantallas táctiles resistivas, el tacto capacitivo no depende de la presión de los dedos para crear y cambiar valores de voltaje para detectar coordenadas.Utiliza principalmente la inducción actual del cuerpo humano para funcionar.pantallas táctiles capacitivas
Principio de pantalla táctil capacitiva:
Las pantallas capacitivas funcionan a través de cualquier objeto que contenga una carga eléctrica, incluida la piel humana.(La carga transportada por el cuerpo humano) Las pantallas táctiles capacitivas están hechas de materiales como aleaciones u óxido de indio y estaño (ITO), y las cargas se almacenan en redes microelectrostáticas que son más delgadas que el cabello.Cuando un dedo hace clic en la pantalla, se absorberá una pequeña cantidad de corriente del punto de contacto, lo que provocará una caída de voltaje en el electrodo de la esquina, y el propósito del control táctil se logra al detectar la corriente débil del cuerpo humano.Por eso la pantalla táctil no responde cuando nos ponemos guantes y la tocamos.pantalla táctil capacitiva proyectada
Clasificación del tipo de detección de pantalla capacitiva
Según el tipo de inducción, se puede dividir en capacitancia superficial y capacitancia proyectada.Las pantallas capacitivas proyectadas se pueden dividir en dos tipos: pantallas autocapacitivas y pantallas capacitivas mutuas.La pantalla capacitiva mutua más común es un ejemplo, que se compone de electrodos impulsores y electrodos receptores.pantalla táctil capacitiva de superficie
Pantalla táctil capacitiva de superficie:
La superficie capacitiva tiene una capa ITO común y un marco de metal, utilizando sensores ubicados en las cuatro esquinas y una película delgada distribuida uniformemente por toda la superficie.Cuando un dedo hace clic en la pantalla, el dedo humano y la pantalla táctil actúan como dos conductores cargados, acercándose entre sí para formar un condensador de acoplamiento.Para corriente de alta frecuencia, el condensador es un conductor directo, por lo que el dedo extrae una corriente muy pequeña del punto de contacto.La corriente sale de los electrodos en las cuatro esquinas de la pantalla táctil.La intensidad de la corriente es proporcional a la distancia del dedo al electrodo.El controlador táctil calcula la posición del punto de contacto.pantalla táctil capacitiva proyectada
Pantalla táctil capacitiva proyectada:
Se utilizan uno o más ITO grabados cuidadosamente diseñados.Estas capas de ITO están grabadas para formar múltiples electrodos horizontales y verticales, y chips independientes con funciones de detección están escalonados en filas/columnas para formar una matriz de unidad de detección de coordenadas de eje de capacitancia proyectada.: Los ejes X e Y se utilizan como filas y columnas separadas de unidades de detección de coordenadas para detectar la capacitancia de cada unidad de detección de red.pantalla táctil capacitiva de superficie
Parámetros básicos de la pantalla capacitiva.
Número de canales: el número de líneas de canales conectadas desde el chip a la pantalla táctil.Cuantos más canales haya, mayor será el coste y más complejo será el cableado.Autocapacidad tradicional: M+N (o M*2, N*2);capacidad mutua: M+N;capacidad mutua incell: M*N.pantallas táctiles capacitivas
Número de nodos: el número de datos válidos que se pueden obtener mediante muestreo.Cuantos más nodos hay, más datos se pueden obtener, las coordenadas calculadas son más precisas y el área de contacto que se puede soportar es menor.Autocapacidad: igual que el número de canales, capacidad mutua: M*N.
Espaciado de canales: distancia entre centros de canales adyacentes.Cuantos más nodos haya, menor será el paso correspondiente.
Longitud del código: solo se necesita tolerancia mutua para aumentar la señal de muestreo para ahorrar tiempo de muestreo.El esquema de capacitancia mutua puede tener señales en múltiples líneas de transmisión al mismo tiempo.La cantidad de canales que tienen señales depende de la longitud del código (normalmente 4 códigos son la mayoría).Debido a que se requiere decodificación, cuando la longitud del código es demasiado grande, tendrá un cierto impacto en el deslizamiento rápido.pantallas táctiles capacitivas
Principio de pantalla capacitiva proyectada pantallas táctiles capacitivas
(1) Pantalla táctil capacitiva: tanto los electrodos horizontales como los verticales son controlados por un método de detección de un solo extremo.
La superficie de vidrio de la pantalla táctil capacitiva autogenerada utiliza ITO para formar conjuntos de electrodos horizontales y verticales.Estos electrodos horizontales y verticales forman condensadores con la tierra respectivamente.Esta capacitancia se conoce comúnmente como autocapacitancia.Cuando un dedo toca la pantalla capacitiva, la capacitancia del dedo se superpondrá a la capacitancia de la pantalla.En este momento, la pantalla autocapacitiva detecta las matrices de electrodos horizontales y verticales y determina las coordenadas horizontales y verticales respectivamente en función de los cambios en la capacitancia antes y después del toque, y luego las coordenadas táctiles combinadas en un plano.
La capacitancia parásita aumenta cuando el dedo toca: Cp'=Cp + Cdedo, donde Cp- es la capacitancia parásita.
Al detectar el cambio en la capacitancia parásita, se determina la ubicación tocada por el dedo.pantallas táctiles capacitivas
Tomemos como ejemplo la estructura de autocapacitancia de doble capa: dos capas de ITO, electrodos horizontales y verticales están conectados a tierra respectivamente para formar autocapacitancia y canales de control M + N.pantalla táctil capacitiva ips lcd
Para las pantallas autocapacitivas, si se trata de un solo toque, la proyección en las direcciones del eje X y del eje Y es única, y las coordenadas combinadas también son únicas.Si se tocan dos puntos en la pantalla táctil y los dos puntos están en diferentes direcciones del eje XY, aparecerán 4 coordenadas.Pero, obviamente, sólo dos coordenadas son reales, y las otras dos se conocen comúnmente como "puntos fantasma".pantalla táctil capacitiva ips lcd
Por lo tanto, las características principales de la pantalla autocapacitiva determinan que solo puede ser tocada por un único punto y no puede lograr un verdadero toque multitáctil.pantalla táctil capacitiva ips lcd
Pantalla táctil capacitiva mutua: el extremo emisor y el extremo receptor son diferentes y se cruzan verticalmente.multitáctil capacitivo
Utilice ITO para fabricar electrodos transversales y electrodos longitudinales.La diferencia con la autocapacitancia es que se formará una capacitancia donde los dos conjuntos de electrodos se cruzan, es decir, los dos conjuntos de electrodos forman respectivamente los dos polos de la capacitancia.Cuando un dedo toca la pantalla capacitiva, afecta el acoplamiento entre los dos electrodos conectados al punto de contacto, cambiando así la capacitancia entre los dos electrodos.multitáctil capacitivo
Al detectar capacitancia mutua, los electrodos horizontales envían señales de excitación en secuencia y todos los electrodos verticales reciben señales al mismo tiempo.De esta manera, se pueden obtener los valores de capacitancia en los puntos de intersección de todos los electrodos horizontales y verticales, es decir, el tamaño de capacitancia de todo el plano bidimensional de la pantalla táctil, para que se pueda realizar.multitáctil.
La capacitancia de acoplamiento disminuye cuando la toca un dedo.
Al detectar el cambio en la capacitancia de acoplamiento, se determina la posición tocada por el dedo.CM - condensador de acoplamiento.multitáctil capacitivo
Tomemos como ejemplo la estructura de autocapacitancia de doble capa: dos capas de ITO se superponen entre sí para formar condensadores M * N y canales de control M + N.multitáctil capacitivo
La tecnología multitáctil se basa en pantallas táctiles mutuamente compatibles y se divide en tecnología Multi-TouchGesture y Multi-Touch All-Point, que es el reconocimiento multitáctil de la dirección de los gestos y la posición del toque de los dedos.Se utiliza ampliamente en el reconocimiento de gestos de teléfonos móviles y en el tacto con diez dedos.Escena de espera.No sólo se pueden reconocer gestos y el reconocimiento de varios dedos, sino que también se permiten otras formas de contacto sin dedos, así como el reconocimiento con las palmas o incluso con las manos con guantes.El método de escaneo Multi-Touch All-Point requiere escaneo y detección por separado de los puntos de intersección de cada fila y columna de la pantalla táctil.El número de escaneos es el producto del número de filas por el número de columnas.Por ejemplo, si una pantalla táctil consta de M filas y N columnas, es necesario escanearla.Los puntos de intersección son M*N veces, de modo que se puede detectar el cambio en cada capacitancia mutua.Cuando se toca con un dedo, la capacitancia mutua disminuye para determinar la ubicación de cada punto de contacto.multitáctil capacitivo
Tipo de estructura de pantalla táctil capacitiva
La estructura básica de la pantalla se divide en tres capas de arriba a abajo: vidrio protector, capa táctil y panel de visualización.Durante el proceso de producción de pantallas de teléfonos móviles, el cristal protector, la pantalla táctil y la pantalla de visualización deben unirse dos veces.
Dado que el vidrio protector, la pantalla táctil y la pantalla de visualización pasan por un proceso de laminación cada vez, la tasa de rendimiento se reducirá considerablemente.Si se puede reducir el número de laminaciones, sin duda mejorará la tasa de rendimiento de la laminación completa.En la actualidad, los fabricantes de paneles de visualización más potentes suelen promocionar soluciones On-Cell o In-Cell, es decir, suelen hacer la capa táctil en la pantalla de visualización;mientras que los fabricantes de módulos táctiles o los fabricantes de materiales anteriores tienden a favorecer OGS, lo que significa que la capa táctil está hecha sobre vidrio protector.multitáctil capacitivo
In-Cell: se refiere al método de incorporar funciones del panel táctil en píxeles de cristal líquido, es decir, incorporar funciones de sensor táctil dentro de la pantalla, lo que puede hacer que la pantalla sea más delgada y liviana.Al mismo tiempo, la pantalla In-Cell debe tener integrado un IC táctil correspondiente; de lo contrario, fácilmente se producirán señales de detección táctil erróneas o ruido excesivo.Por lo tanto, las pantallas In-Cell son puramente autónomas.multitáctil capacitivo
On-Cell: se refiere al método de incrustar la pantalla táctil entre el sustrato del filtro de color y el polarizador de la pantalla, es decir, con un sensor táctil en el panel LCD, que es mucho menos difícil que la tecnología In Cell.Por tanto, la pantalla táctil más utilizada en el mercado es la pantalla Oncell.pantalla táctil capacitiva ips
OGS (One Glass Solution): la tecnología OGS integra la pantalla táctil y el vidrio protector, recubre el interior del vidrio protector con una capa conductora de ITO y realiza recubrimiento y fotolitografía directamente sobre el vidrio protector.Dado que el cristal protector OGS y la pantalla táctil están integrados, normalmente es necesario reforzarlos primero, luego recubrirlos, grabarlos y finalmente cortarlos.Cortar vidrio templado de esta manera es muy problemático, tiene un alto costo, bajo rendimiento y provoca que se formen algunas grietas finas en los bordes del vidrio, lo que reduce la resistencia del vidrio.pantalla táctil capacitiva ips
Comparación de ventajas y desventajas de las pantallas táctiles capacitivas:
1. En términos de transparencia de pantalla y efectos visuales, OGS es el mejor, seguido de In-Cell y On-Cell.pantalla táctil capacitiva ips
2. Delgadez y ligereza.En términos generales, In-Cell es el más ligero y delgado, seguido del OGS.On-Cell es ligeramente peor que los dos primeros.
3. En términos de resistencia de la pantalla (resistencia a impactos y caídas), On-Cell es el mejor, OGS ocupa el segundo lugar e In-Cell es el peor.Cabe señalar que OGS integra directamente el vidrio protector Corning con la capa táctil.El proceso de procesamiento debilita la resistencia del vidrio y la pantalla también es muy frágil.
4. En términos de tacto, la sensibilidad táctil de OGS es mejor que la de las pantallas On-Cell/In-Cell.En términos de soporte para multitáctil, dedos y lápiz óptico, OGS es en realidad mejor que In-Cell/On-Cell.Células.Además, debido a que la pantalla In-Cell integra directamente la capa táctil y la capa de cristal líquido, el ruido de detección es relativamente grande y se requiere un chip táctil especial para el procesamiento de filtrado y corrección.Las pantallas OGS no dependen tanto de los chips táctiles.
5. Los requisitos técnicos, In-Cell/On-Cell son más complejos que OGS y el control de producción también es más difícil.pantalla táctil capacitiva ips
Status quo de la pantalla táctil y tendencias de desarrollo
Con el continuo desarrollo de la tecnología, las pantallas táctiles han evolucionado desde pantallas resistivas en el pasado hasta pantallas capacitivas que ahora se utilizan ampliamente.Hoy en día, las pantallas táctiles Incell e Incell han ocupado durante mucho tiempo el mercado principal y se utilizan ampliamente en diversos campos, como teléfonos móviles, tabletas y automóviles.Las limitaciones de las pantallas capacitivas tradicionales hechas de película ITO son cada vez más obvias, como alta resistencia, fácil de romper, difícil de transportar, etc. Especialmente en escenas curvas, curvas o flexibles, la conductividad y transmitancia de luz de las pantallas capacitivas son deficientes. .Para satisfacer la demanda del mercado de pantallas táctiles de gran tamaño y las necesidades de los usuarios de pantallas táctiles más ligeras, delgadas y fáciles de sujetar, han surgido pantallas táctiles flexibles, curvas y plegables, que se utilizan gradualmente en teléfonos móviles, pantallas táctiles de automóviles, mercados educativos, videoconferencias, etc. Escenas.El tacto flexible y plegable de superficie curva se está convirtiendo en la tendencia de desarrollo futuro.pantalla táctil capacitiva ips
Hora de publicación: 13 de septiembre de 2023