صفحه نمایش لمسی برای کاربردهای سرامیکی پیزوالکتریک

صفحه لمسی (همچنین به عنوان 'صفحه نمایش لمسی'، 'پنل لمسی' نیز شناخته می شود) یک دستگاه نمایشگر کریستال مایع القایی است که می تواند سیگنال های ورودی مانند مخاطبین را دریافت کند. هنگامی که یک دکمه گرافیکی روی صفحه لمس می شود، سیستم بازخورد لمسی می تواند دستگاه های مختلف متصل را طبق یک برنامه از پیش برنامه ریزی شده هدایت کند، که می تواند برای جایگزینی پانل های دکمه های مکانیکی استفاده شود و از صفحه نمایش کریستال مایع برای ایجاد جلوه های صوتی و تصویری پویا استفاده کند.

صفحه نمایش لمسی ظاهر جدیدی به چند رسانه ای می بخشد و یک دستگاه تعاملی چند رسانه ای جدید بسیار جذاب است. این عمدتا برای پرس و جو اطلاعات عمومی، دفتر رهبری، کنترل صنعتی، فرماندهی نظامی، بازی های ویدئویی، آهنگ و سفارش، آموزش چند رسانه ای، پیش فروش املاک و غیره استفاده می شود.

صفحه نمایش های لمسی از اصول فنی متمایز می شوند دیسک سرامیکی پیزو و را می توان به پنج نوع اصلی تقسیم کرد: صفحه نمایش لمسی با فناوری سنجش فشار برداری، صفحه نمایش لمسی با فناوری مقاومتی، صفحه نمایش لمسی با فناوری خازنی، صفحه نمایش لمسی با فناوری مادون قرمز، و صفحه نمایش لمسی با فناوری امواج صوتی سطحی. در میان آنها، صفحه لمسی فناوری سنجش فشار برداری از مرحله تاریخی خارج شده است.
موقعیت یابی صفحه لمسی با فناوری مقاومتی دقیق است، اما قیمت آن بسیار بالا است و از خراش و آسیب می ترسد.

طراحی صفحه نمایش لمسی با فناوری خازنی معقول است، اما مشکل اعوجاج تصویر آن به سختی قابل حل است؛ فناوری مادون قرمز صفحه لمسی ارزان است، اما قاب آن شکننده است، ایجاد تداخل نور آسان است، و در شرایط منحنی تحریف می شود.

صفحه نمایش لمسی موج آکوستیک سطحی عیوب مختلف صفحه نمایش لمسی قبلی را برطرف می کند و آسیب دیدن آن آسان نیست. برای مناسبت های مختلف مناسب است. نقطه ضعف آن این است که اگر قطرات آب و گرد و غبار روی سطح صفحه نمایش وجود داشته باشد، صفحه نمایش لمسی را کسل کرده یا حتی کار نمی کند. در زیر به طور خلاصه انواع صفحه نمایش لمسی فوق را معرفی می کنیم:

صفحه نمایش لمسی مقاومتی

این صفحه نمایش لمسی از حسگر فشار برای کنترل استفاده می کند. بخش اصلی یک صفحه نمایش لمسی مقاومتی یک صفحه نمایش فیلم نازک مقاومتی است که کاملاً با سطح نمایشگر مطابقت دارد. این یک فیلم کامپوزیت چند لایه است. از یک لایه شیشه یا صفحه تخت پلاستیکی سخت به عنوان لایه پایه استفاده می کند و سطح با لایه ای از فلز اکسید شفاف (لایه رسانای رسانای شفاف (مقاومت) که با یک سطح بیرونی لایه پلاستیکی صاف و مقاوم در برابر خش پوشیده شده است، سطح داخلی آن نیز با یک پوشش پوشانده شده است و بین هر لایه رسانا بسیار کوچک (کمتر از 1/10) از هر لایه رسانا جدا از آنها وجود دارد. کلید دیگر صفحه نمایش لمسی مقاومتی، فناوری مواد است که معمولاً از مواد پوشش رسانای شفاف استفاده می شود، اکسید ایندیوم، عبور نور 80٪ است و پس از آن با ضخامت 300 درصد کاهش می یابد.

محدودیت های صفحه نمایش مقاومتی

عیب رایج صفحه نمایش های لمسی مقاومتی این است که چون لایه بیرونی فیلم کامپوزیت از مواد پلاستیکی ساخته شده است، افرادی که خیلی سخت نمی دانند یا از لمس تیز استفاده می کنند ممکن است کل صفحه لمسی را خراش دهند و باعث ضایعات شوند. با این حال، در محدوده محدودیت ها، خراش فقط به لایه رسانای بیرونی آسیب می رساند. خراش لایه رسانای خارجی به صفحه لمسی مقاومتی پنج سیم بی ربط است و برای صفحه لمسی مقاومتی چهار سیم کشنده است.

صفحه نمایش لمسی خازنی

با استفاده از القای فعلی بدن انسان کار می کند. صفحه نمایش لمسی خازنی یک صفحه نمایش شیشه ای کامپوزیت چهار لایه است. سطح داخلی و لایه میانی صفحه شیشه ای هر کدام با یک لایه ITO پوشانده شده است. بیرونی ترین لایه یک لایه نازک از لایه محافظ شیشه سیلیکا است. پوشش ITO بین لایه ای به عنوان سطح کار استفاده می شود. چهار الکترود، لایه داخلی ITO یک لایه محافظ برای اطمینان از یک محیط کاری خوب است. هنگامی که یک انگشت به لایه فلزی برخورد می کند، به دلیل میدان الکتریکی بدن انسان، کاربر و سطح صفحه نمایش لمسی یک خازن کوپلینگ را تشکیل می دهند. برای جریان فرکانس بالا، خازن یک هادی مستقیم است، بنابراین انگشت جریان کمی را از نقطه تماس می گیرد. این جریان از الکترودهای چهار گوشه صفحه لمسی جاری است و جریانی که از چهار الکترود می گذرد متناسب با فاصله انگشت تا چهار گوشه است. کنترل کننده موقعیت نقطه تماس را از طریق محاسبه دقیق چهار نسبت جریان محاسبه می کند. 

نقص صفحه نمایش لمسی خازنی

صفحه نمایش های لمسی خازنی نسبت به صفحه نمایش های مقاومتی چهار سیمه، عبور نور و شفافیت بهتری دارند. البته نمی توان آنها را با صفحه های موج آکوستیک سطحی و صفحه های مقاومتی پنج سیم مقایسه کرد. صفحه نمایش های خازنی بازتاب های جدی دارند. علاوه بر این، صفحه نمایش لمسی کامپوزیت چهار لایه فناوری خازنی دارای عبور غیر یکنواخت نور در طول موج های مختلف است و مشکل اعوجاج رنگ وجود دارد. به دلیل انعکاس نور بین لایه ها، کاراکترهای تصویر تار می شوند.

صفحه نمایش لمسی مادون قرمز

در مفاهیم اولیه، صفحه نمایش‌های لمسی مادون قرمز دارای محدودیت‌های فنی مانند وضوح پایین، روش‌های لمسی محدود و مستعد تداخل و نقص محیطی پس از محو شدن از بازار بودند. پس از آن، نسل دوم صفحه نمایش مادون قرمز تا حدی مشکل تداخل ضد نور را حل کرد. نسل‌های سوم و چهارم نیز وضوح و عملکرد پایداری مبدل دیسک پیزو را بهبود بخشیدند، اما جهشی کیفی در شاخص‌های کلیدی یا عملکرد جامع نداشتند. با این حال، هر کسی که فناوری صفحه نمایش لمسی را می شناسد، می داند که صفحه نمایش های لمسی مادون قرمز تحت تأثیر جریان، ولتاژ و الکتریسیته ساکن نیستند و برای شرایط سخت محیطی مناسب هستند. فناوری مادون قرمز، روند توسعه نهایی محصولات صفحه نمایش لمسی است. صفحه نمایش های لمسی با استفاده از فناوری های آکوستیک و سایر مواد دارای موانع غیرقابل حلی مانند آسیب و پیری یک حسگر واحد، ترس از آلودگی رابط لمسی، استفاده مخرب و تعمیر و نگهداری پیچیده است. تا زمانی که صفحه نمایش لمسی مادون قرمز واقعاً به پایداری و وضوح بالا دست یابد، مطمئناً جایگزین سایر محصولات فنی خواهد شد و به جریان اصلی بازار صفحه نمایش لمسی تبدیل خواهد شد.

صفحه نمایش لمسی موج آکوستیک سطحی

1. موج آکوستیک سطحی

موج آکوستیک سطحی، نوعی موج اولتراسونیک، یک موج انرژی مکانیکی که به صورت کم عمق بر روی سطح یک محیط (مانند مواد سفت و سخت مانند شیشه یا فلز) منتشر می شود. از طریق پایه مثلثی گوه ای شکل (که دقیقاً مطابق با طول موج موج سطحی طراحی شده است)، می توان به انتشار انرژی موج صوتی سطح جهت دار و با زاویه کوچک دست یافت. عملکرد موج صوتی سطحی پایدار، آسان برای تجزیه و تحلیل است و دارای ویژگی های فرکانس بسیار دقیق در فرآیند انتقال موج برشی است. در سال 2013، استفاده از تست های غیر مخرب، تصویربرداری و waver به سرعت توسعه یافته است. فناوری هایی مانند مواد رسانا و فناوری تشخیص کاملاً بالغ بوده اند. قسمت صفحه نمایش لمسی صفحه لمسی موج آکوستیک سطحی می تواند یک صفحه تخت شیشه ای مسطح، کروی یا استوانه ای باشد که در جلوی صفحه نمایش CRT، LED، LCD یا صفحه نمایش پلاسما نصب می شود. گوشه سمت چپ بالا و گوشه سمت راست پایین صفحه شیشه ای به ترتیب با مبدل های فرستنده اولتراسونیک عمودی و افقی ثابت می شوند و گوشه سمت راست بالا با دو مبدل دریافت کننده اولتراسونیک مربوطه ثابت می شوند. مبدل های فرستنده و دریافت کننده اولتراسونیک در اینجا از سرامیک پیزوالکتریک ساخته شده اند. چهار محیط صفحه شیشه ای با نوارهای بازتابی بسیار دقیق در زاویه 45 درجه از فاصله کم تا متراکم حک شده است.

2. اصل کار صفحه نمایش لمسی موج صوتی سطحی

ورق های سرامیکی پیزوالکتریک که در چهار گوشه یا طرف صفحه لمسی قرار می گیرند به عنوان نقاط پشتیبانی و نقاط حسگر صفحه لمسی استفاده می شوند. هنگامی که یک نیروی خارجی صفحه لمسی را لمس می کند، نیرویی در نقطه تماس ایجاد می شود و موقعیت نقاط تماس متفاوت است و در نتیجه نسبت های ولتاژ متفاوتی توسط چهار قطعه سرامیکی پیزو ایجاد می شود. اصل بار سطحی یا تولید ولتاژ مبدل های سرامیکی پیزوالکتریک بر اساس اثر پیزوالکتریک مواد سرامیکی پیزوالکتریک تعیین می شود. با اندازه گیری ولتاژ تولید شده توسط چهار قطعه سرامیکی پیزو، می توان موقعیت خاص نقطه تماس را محاسبه کرد و در همان زمان می توان مقدار نیرو را نیز دانست. با تغییر لبه های بالا و پایین شکل موج ولتاژ تشکیل شده بر روی پیزو سرامیک می توان سرعت تغییر نیرو یا شتاب سنسور نیرو را بدست آورد. با تعیین موقعیت و شدت نقطه تماس در نهایت هدف از لمس محقق می شود. علاوه بر این، تأثیر این نوع لمس جدید با لمس سنتی متفاوت است. نه تنها می تواند موقعیت نقطه تماس را به دقت تشخیص دهد، بلکه می تواند بزرگی و شتاب نیرو را نیز حس کند. بعد لمسی افزایش می یابد. 

3. ویژگی های صفحه نمایش لمسی موج صوتی سطحی

4. 

وضوح بالا و عبور نور خوب. دوام بالا، مقاومت در برابر خراش خوب (در مقایسه با فیلم سطح مقاومت، خازن و غیره). پاسخگو تحت تأثیر عوامل محیطی مانند دما و رطوبت، وضوح بالا، عمر طولانی (50 میلیون بار تحت مراقبت خوب) قرار نمی گیرد. عبور نور بالا (92%)، می تواند کیفیت تصویر واضح و شفاف را حفظ کند. بدون رانش، فقط باید نصب شود کالیبراسیون یک بار. از محور سوم (یعنی محور فشار) پاسخ داده می شود و بیشتر در مکان های عمومی استفاده می شود. نمایشگرهای موج صوتی سطحی باید مرتباً نگهداری شوند، زیرا گرد و غبار، روغن یا حتی مایعات نوشیدنی سطح صفحه نمایش را آلوده می کند، که شیار هدایت کننده موج را روی سطح صفحه لمسی مسدود می کند، امواج را به درستی منتقل نمی کند، یا باعث می شود که شکل موج تغییر کند و کنترل کننده قادر به تشخیص آن نباشد، که بر نیاز شدید کاربران به محیط زیست به نمایشگر لمسی تأثیر می گذارد.