Сега най-важните типове сензорни екрани: резистивен (двуслоен) сензорен екран, повърхностен капацитивен тип и индуктивен капацитивен тип, тип повърхностна акустична вълна, инфрачервен тип, както и тип на огъваща вълна, тип активен дигитайзер и тип оптичен образ. Въпреки това, те могат да бъдат разделени на два вида. Единият тип изисква ITO, като предишните три сензорни екрана, а другият тип структура не изисква ITO, като последните типове екрани. На настоящия пазар резистивните сензорни екрани и капацитивните сензорни екрани, използващи ITO материали, са най-широко използвани.
Сензорните екрани са навсякъде около нас. В областта на личните преносими устройства като PDA, сензорните екрани не само спестяват място, лесни са за носене, но и имат по-добро взаимодействие човек-компютър.
Резистивен сензорен екран
ITO е английското съкращение за калаен оксид, който всъщност е прозрачен електрически проводник. Той може да регулира свойствата на това вещество чрез регулиране на съотношението на индий и калай, метода на отлагане, степента на окисление и размера на кристалните зърна. Тънкият ITO материал има добра прозрачност, но импедансът му е висок; по-дебелият ITO материал има по-нисък импеданс, но неговата прозрачност ще бъде по-лоша. При отлагане върху PET полиестерно фолио, реакционната температура трябва да падне под 150°C, което ще доведе до непълно окисление на ITO. При последващи приложения ITO ще бъде изложен на въздушна или въздушна бариера. Площното съпротивление се променя с времето поради автоокисляване. Това кара резистивния сензорен екран да се нуждае от често калибриране.
Фигура 1 показва страничен изглед в напречно сечение на резистивния сензорен екран. Повърхността, докосната от пръста му, всъщност е твърдо покритие за защита на основния PET слой. PET слоят е много тънък и гъвкав PET филм. Когато повърхността му се докосне, той ще се огъне надолу и ще позволи на двата слоя ITO покритие отдолу да контактуват един с друг и да свържат веригата в този момент. Между двата ITO слоя има някои изолационни опорни точки с дебелина около една хилядна от инча, за да разделят двата слоя. На дъното има прозрачен твърд долен слой, който се използва за поддържане на конструкцията отгоре, обикновено изработена от стъкло или пластмаса.
Многослойната структура на резистивния сензорен екран ще причини голяма загуба на светлина. За ръчните устройства обикновено е необходимо да се увеличи източникът на подсветка, за да се компенсира проблема с лошото предаване на светлина, но това също ще увеличи консумацията на батерията. Предимството на резистивния сензорен екран е, че неговият екран и система за управление са относително евтини, а чувствителността на реакция е по-добра.
Капацитивен сензорен екран
Капацитивните сензорни екрани също трябва да използват ITO материали, а консумацията на енергия е сравнително ниска и дълъг живот, но по-високата цена винаги ги прави по-малко загрижени. Приятелският интерфейс човек-машина и плавната работа на iPhone, въведени от Apple, направиха капацитивния сензорен екран популярен на настоящия пазар и различни продукти с капацитивен сензорен екран се появиха един след друг. А с напредването на процеса и масовото производство цената му също намалява и започна постепенно да заменя резистивния сензорен екран.
Повърхностният капацитивен сензорен екран използва само един слой ITO. Когато пръст докосне повърхността на екрана, определено количество електрически заряд ще бъде прехвърлено върху човешкото тяло. За да се възстановят тези загуби на заряд, таксите се добавят от четирите ъгъла на екрана. Количеството добавен заряд във всяка посока е пропорционално на разстоянието до точката на допир. От това можем да изчислим конкретното местоположение на точката на допир.
ITO покритието на повърхностния капацитет обикновено изисква линеаризирани метални електроди по периферията на екрана, за да се намали влиянието на зеления ефект ъгъл/ръб върху електрическото поле. Понякога може да има ITO екраниращ слой под ITO покритието, за да блокира шума. Повърхностният капацитивен сензорен екран трябва да бъде калибриран поне веднъж, преди да може да се използва. В сравнение с повърхностния капацитивен сензорен екран, индуктивният капацитивен сензорен екран може да проникне в по-дебел покривен слой и не изисква корекция. Индуктивното капацитивно ецване на различни ITO модули върху два слоя ITO покрития трябва да вземе предвид фактори като общия импеданс на модулите, импеданса на свързващите проводници между модулите и паразитния капацитет, генериран в пресечната точка на двата слоя ITO модули. И за да се открие докосването с пръст, площта на ITO модула също трябва да е по-малка от площта на пръста. Когато се използва модел с форма на шушулка, дължината на диагонала обикновено се контролира на около 4 до 6 mm.
На фигура 3 зеленият и синият ITO модули са разположени върху двата слоя ITO покритие. Те могат да се разглеждат като разкъсващи ленти, които се променят непрекъснато в посоките X и Y и са необходими различни ITO модули в посоките X и Y. Сканирайте отделно, за да получите местоположението на точката на докосване и траекторията на докосването. Между двата слоя ITO покритие има PET или стъклен изолационен слой. Последният има по-добра пропускливост на светлина, издържа на по-голям натиск и има по-висок добив. Може да се постави директно върху LCD повърхността чрез специален процес, но и по-тежък. Колкото по-тънък е този изолационен слой, толкова по-добра е неговата пропускливост на светлина, но толкова по-голям е паразитният капацитет между двата слоя на ITO.
Позицията на докосване, открита от индуктивния капацитивен сензорен екран, съответства на пресечната точка, където се усеща максималната стойност на промяна на капацитета. За оста X или Y, това е средно претеглената стойност на количествата на сигнала на различни ITO модули, за да се получи позиционното количество. След това системата Точката на докосване и песента се показват на LCD под сензорния екран.
Когато има две докосвания с пръст (две червени точки), ще има две максимални стойности на всяка ос. Понастоящем има две възможни комбинации и системата не може точно да локализира и прецени. Това обикновено наричаме огледални точки (две сини точки).
Освен това под сензорния екран е LCD дисплеят. Повърхността му също е проводима. Това ще генерира паразитен капацитет с ITO матрицата на ITO покритието в близост. Обикновено трябва да запазим определено количество между двата слоя. Въздушният слой за намаляване на влиянието на паразитния капацитет.
Предимства на капацитивния сензорен екран
При проектирането на продукти със сензорен екран е необходимо да се претеглят производителността и цената. Цената на резистивните сензорни екрани е ниска, конкуренцията е жестока и има определени ограничения в производителността и приложенията.
1. Капацитивният сензорен екран трябва само да се докосне и не се нуждае от натиск, за да генерира сигнал.
⒉. Капацитивният сензорен екран трябва да бъде коригиран само веднъж или изобщо не след производството, докато технологията за съпротивление изисква редовна корекция.
3. Животът на капацитивния разтвор ще бъде по-дълъг, тъй като компонентите в капацитивния сензорен екран не се нуждаят от никакво движение. При резистивните сензорни екрани горният ITO филм трябва да е достатъчно тънък, за да бъде гъвкав, така че да се огъва надолу, за да се свърже с долния ITO филм.
4. Кондензаторната технология е по-добра от резистивната технология по отношение на загубата на светлина и консумацията на електроенергия на системата.
5. Изборът между капацитивна технология или резистивна технология се определя основно от обекта, който докосва екрана. Ако се докосне с пръст, капацитивен сензорен екран е по-добър избор. Ако имате нужда от стилус, независимо дали е пластмасов или метален, резистивен сензорен екран може да свърши работа. Капацитивните сензорни екрани също могат да използват стилус, но за сътрудничество е необходим специален стилус.
6. Повърхностният капацитивен тип може да се използва за сензорни екрани с голям размер и цената му е ниска, но в момента не може да поддържа разпознаване на жестове; индуктивният капацитивен тип се използва главно за малки и средни сензорни екрани и може също да поддържа разпознаване на жестове.
7. Капацитивната технология е устойчива на износване, има дълъг живот и потребителят има ниски разходи за поддръжка, когато я използва. Следователно общите експлоатационни разходи на производителя могат да бъдат допълнително намалени. Тенденцията на развитие на капацитивния сензорен екран
Капацитивните сензорни екрани вече се използват на iPhone и други преносими устройства. Позиционирането на траекторията в една точка/симулирането на двойно щракване върху мишката е най-основната му функция. Разпознаването и прилагането на операции с жестове с няколко пръста се превърна в гореща точка на настоящия пазар. В преносимите приложения потребителят държи устройството с една ръка и може да го управлява само с другата ръка. Ето защо е особено важно да разпознавате хващане/превеждане с няколко пръста, удължаване/компресия, завъртане; обръщане на страници и други операции с жестове.
