현재 여러 종류의 터치 스크린이 있습니다. 저항(이중층), 표면 정전 용량 및 유도 용량성, 표면 음향파, 적외선 및 굽힘파, 액티브 디지타이저 및 광학 이미징이 있습니다. . 그들은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 한 가지 유형은 처음 세 가지 유형의 터치 스크린과 같은 ITO가 필요하며 다른 유형의 구조는 후자의 화면과 같이 ITO를 필요로하지 않습니다.
터치 스크린은 우리 주변의 모든 곳에 있습니다. PDA와 같은 개인용 휴대용 장치 분야에서 터치 스크린은 공간을 절약하고 휴대하기 쉬우며 인간과 컴퓨터의 상호 작용이 더 좋습니다. 현재 시장에 나와있는 ITO 재료를 사용하는 저항성 터치 스크린 및 정전 용량 성 터치 스크린이 가장 널리 사용됩니다.
저항성 터치 스크린
ITO는 투명한 전기 도체 인 인듐 주석 산화물의 영어 약어입니다. 이 물질의 특성은 주석에 대한 인듐의 비율, 증착 방법, 산화 정도 및 결정 결정립의 크기를 조정하여 조정할 수 있습니다. 얇은 ITO 재료는 투명성은 좋지만 임피던스는 높습니다. 두꺼운 ITO 재료는 임피던스가 낮지 만 투명성은 악화됩니다. PET 폴리에스터 필름에 증착할 때, 반응 온도는 150도 이하로 떨어지며, 이는 ITO의 불완전한 산화로 이어질 것이다. 후속 적용에서, ITO는 공기 또는 공기 장벽에 노출될 것이고, 그 단위 영역 임피던스는 자기 산화로 인해 변할 것이다. 시간의 변화. 따라서 저항성 터치 스크린을 자주 보정해야 합니다.
도 1은 저항막 방식의 터치 스크린의 측면 단면도이다. 손가락에 닿은 표면은 하부 PET 층을 보호하기위한 하드 코팅입니다. PET 층은 표면에 닿았을 때 아래쪽으로 구부러지는 얇고 유연한 PET 필름으로, 아래의 ITO 코팅의 두 층이 서로 접촉하고이 시점에서 회로를 연결할 수 있습니다. 두 개의 ITO 층 사이에는 두 층을 분리하기 위해 약 천 인치 두께의 일부 절연 지렛대가 있습니다. 바닥에는 위의 구조, 일반적으로 유리 또는 플라스틱을지지하는 투명한 단단한 바닥층이 있습니다.
저항성 터치 스크린의 다층 구조는 많은 광 손실을 일으킬 것이다. 핸드 헬드 장치의 경우 일반적으로 광 전송 불량 문제를 보완하기 위해 백라이트 소스를 늘려야하지만 배터리 소비도 증가합니다. 저항성 터치 스크린의 장점은 화면 및 제어 시스템이 상대적으로 저렴하고 응답 감도도 매우 우수하다는 것입니다.
정전 용량 방식 터치 스크린
정전 용량 방식 터치 스크린은 또한 ITO 소재와 낮은 전력 소비 및 긴 수명을 사용해야하지만 비용이 높을수록 이전에 덜 염려하게됩니다. Apple의 iPhone이 제공하는 친숙한 인간 - 기계 인터페이스와 원활한 작동 성능으로 인해 정전 용량 방식 터치 스크린이 시장에서 인기를 얻었으며 다양한 용량 성 터치 스크린 제품이 차례로 등장했습니다. 그리고 공정이 진행되고 대량 생산됨에 따라 비용이 계속 떨어지고 점차적으로 저항 방식 터치 스크린을 대체하기 시작합니다.
표면 용량 성 터치 스크린은 ITO의 단일 층 만 사용하며, 손가락이 화면 표면을 만지면 일정량의 전하가 인체로 전달됩니다. 이러한 충전 손실을 복구하기 위해 화면의 네 모서리에서 요금이 보충됩니다. 각 방향에 추가 된 전하량은 터치 포인트의 거리에 비례하며, 이로부터 터치 포인트의 위치를 계산할 수 있습니다.
표면 커패시턴스 ITO 코팅은 일반적으로 전기장에 대한 코너/에지 효과의 영향을 줄이기 위해 화면 주변에 선형화된 금속 전극이 필요합니다. 때로는 소음을 차단하기 위해 ITO 코팅 아래에 ITO 차폐층이 있습니다. 표면 정전 용량 방식 터치 스크린을 사용하기 전에 적어도 한 번 보정해야합니다.
표면 정전 용량 터치 스크린과 비교할 때, 유도 용량 성 터치 스크린은 더 두꺼운 커버 층을 관통 할 수 있으며 보정이 필요하지 않습니다. 유도 용량 성 유형은 ITO 코팅의 두 층에 서로 다른 ITO 모듈을 에칭합니다. 모듈의 총 임피던스, 모듈 간의 연결 라인의 임피던스 및 ITO 모듈의 두 레이어의 교차점에서 발생하는 기생 정전 용량을 고려해야합니다. 그리고 손가락 터치를 감지하기 위해서는 ITO 모듈의 영역이 손가락 영역보다 작아야합니다. 다이아몬드 패턴을 사용할 때 대각선 길이는 일반적으로 4 ~ 6mm로 제어됩니다.
그림 3에서 녹색 및 파란색 ITO 모듈은 ITO 코팅의 두 층에 위치합니다. 그들은 X 및 Y 방향으로 지속적으로 변화하는 슬라이더로 간주 될 수 있습니다. X 및 Y 방향의 다른 ITO 모듈은 별도로 스캔해야합니다. 터치 포인트의 위치와 터치의 궤적을 가져옵니다. ITO 코팅의 두 층 사이에는 PET 또는 유리 절연층이 있다. 후자는 더 나은 광 투과율을 가지며 더 큰 압력을 견딜 수 있으며 더 높은 수율을 가지고 있습니다. 특별한 공정을 통해 LCD 표면에 직접 도금 할 수 있지만 더 무겁습니다. 이 절연층이 얇을수록 광 투과율은 좋지만 ITO의 두 계층 사이의 기생 정전 용량은 커집니다.
정전용량 터치 스크린에 의해 감지된 터치 위치는 최대 커패시턴스 변화 값이 감지되는 교차점에 대응한다. X축 또는 Y축의 경우, 위치량을 얻기 위해 서로 다른 ITO 모듈의 신호량의 가중 평균이며, 그 다음 시스템은 터치 스크린 아래에 있다. 터치 포인트 또는 트랙이 LCD에 표시됩니다.
두 손가락이 닿으면 (두 개의 빨간색 점) 각 축에 두 개의 최대값이 있습니다. 현재로서는 두 가지 가능한 조합이 있으며 시스템이 정확하게 찾고 판단 할 수 없습니다. 이것은 우리가 일반적으로 미러링 도트 (두 개의 파란색 점)라고 부르는 것입니다.
또한 터치 스크린의 하단은 LCD 디스플레이이며 표면도 전도성입니다. 이것은 인접한 ITO 코팅된 ITO 모듈과 함께 기생 커패시턴스를 생성할 것이다. 우리는 일반적으로 두 층 사이에 특정 공기 층을 예약해야합니다. 기생 정전 용량의 영향을 줄입니다.
정전 용량 방식 터치 스크린 솔루션
현재의 정전 용량 방식 터치 스크린 솔루션 중 Cypress PSoC 제품은 프로그래밍 가능하고 유연한 디자인, 우수한 일관성 및 효율적인 PSoC Express / PSoC 디자이너 개발 환경을 갖춘 선도적 인 위치에 있습니다.
PSoC CapSense 기술은 정전 용량 감지 원리에 따라 CSA 또는 CSD 모듈을 사용하여 구현됩니다. 인접한 감지 모듈 또는 PCB 또는 터치 스크린의 와이어 사이에 기생 정전 용량이 있습니다(그림 4의 Cp 참조). 손가락이 인접한 두 개의 감지 모듈에 접근하거나 터치하면 두 개의 정전 용량을 추가하는 것과 같습니다. 이는 Cp에 병렬로 연결된 커패시터 Cf와 동일합니다. PSoC의 CSA 및 CSD 기술을 사용하면 이 정전 용량의 변화를 감지하여 손가락 터치가 있는지 여부를 확인할 수 있습니다.
PSoC 터치 스크린 솔루션의 장점은 다음과 같은 경우에도 반영됩니다.
1. 그것은 전통적인 해결책과 비교하여 외부 분대를 감소시키고 체계의 전반적인 BOM 비용을 감소시키는 단 하나 칩 해결책입니다.
2. I2C-USB 브리지 및 PSoC 익스프레스 / PSoC 디자이너 개발 환경과 결합 된 기타 관련 도구를 사용하면 개발 시간과 비용을 크게 절약 할 수 있습니다.
3. PSoC의 내부 IO 및 다양한 아날로그 / 디지털 모듈을 동적으로 재구성 할 수 있으며 회로도 및 PCB를 수정하지 않고도 새로운 요구 사항을 충족하도록 설계를 업데이트 할 수 있습니다. 또한 다양한 통신 인터페이스 I2C / UART / SPI / USB 등을 지원하며 다양한 인터페이스로 호스트에 쉽게 연결할 수있어 시스템 업데이트 비용을 절감 할 수 있습니다.
4. PSoC는 외부 환경의 변화 - RF 간섭 / 온도 변화 / 전력 변동 등에 대응하여 매개 변수를 유연하게 설정할 수 있으며 LCD 디스플레이, 휴대 전화, 디지털 카메라 및 백색 가전의 터치 제어에 널리 사용되었습니다.
5. 터치를 제어하는 것 외에도 PSoC는 LED 백라이트 제어, 모터 제어, 전력 관리 및 I / O 확장과 같은 부가 가치 기능을 실현할 수 있습니다.
PSoC는 다양한 크기의 터치 스크린에 적용되었습니다. 표면 정전 용량 방식 터치 스크린의 제어를 실현하려면 그림 5와 같이 CY8C21x34 또는 CY8C24x94 시리즈를 사용하여 CSD 모듈을 통해 실현할 수 있습니다. 유도 정전 용량 방식 터치 스크린의 제어는 CSA 모듈을 통해 CY8C20x34 시리즈나 CSD 모듈을 통한 CY8C21x34 또는 CY8C24x94 시리즈에 의해 실현될 수 있습니다.
터치 스크린 제품의 설계에서 성능과 비용을 측정해야합니다. 저항성 터치 스크린의 비용은 낮고, 경쟁은 치열하며, 성능과 응용 분야에는 일정한 제한이 있습니다.
1. 용량 성 터치 스크린은 신호를 생성하기위한 압력이 아닌 터치 만 있으면됩니다.
2. 용량 성 터치 스크린은 생산 후 한 번만 또는 전혀 교정이 필요하지 않지만 저항 기술은 정기적 인 교정이 필요합니다.
3. 용량 성 터치 스크린의 부품이 움직일 필요가 없기 때문에 용량 성 솔루션의 수명이 더 길어집니다. 저항성 터치 스크린에서, 상부 ITO 필름은 하부 ITO 필름과 접촉하기 위해 아래쪽으로 구부러질 수 있도록 유연할 정도로 얇아야 한다.
4. 커패시턴스 기술은 광 손실 및 시스템 전력 소비 측면에서 저항 기술보다 우수합니다.
5. 용량 성 기술 또는 저항 기술 사이의 선택은 주로 화면에 닿는 물체에 달려 있습니다. 손가락으로 만지면 용량 성 터치 스크린이 더 나은 선택입니다. 스타일러스가 필요한 경우 플라스틱이든 금속이든 저항성 터치 스크린이 작업을 수행 할 수 있습니다. 정전 용량 방식 터치 스크린은 스타일러스를 사용할 수도 있지만 협력하려면 특별한 스타일러스가 필요합니다.
6. 표면 용량 성 유형은 대형 터치 스크린에 사용할 수 있으며 상대 비용도 낮지 만 현재는 제스처 인식을 지원할 수 없습니다. 유도 용량 성 유형은 주로 중소형 터치 스크린에 사용되며 제스처 인식을 지원할 수 있습니다.
7. 전기 용량 기술은 내마모성이 있고 수명이 길며 사용자가 사용할 때 유지 보수 비용이 낮습니다. 따라서 제조업체의 전반적인 운영 비용을 더욱 절감 할 수 있습니다.
정전식 터치 스크린의 개발 동향
정전 용량 방식 터치 스크린은 iPhone 및 기타 핸드 헬드 장치에 적용되었습니다. 단일 포인트 트랙을 배치하거나 마우스를 두 번 클릭하는 것을 시뮬레이션하는 것이 기본 기능이며 다중 손가락 제스처 작업의 인식 및 적용은 현재 시장에서 핫스팟이되었습니다. 휴대용 응용 프로그램에서 사용자는 한 손에 장치를 잡고 다른 손으로만 작동 할 수 있습니다. 따라서 다중 손가락 잡기/번역, 스트레칭/압축, 회전 및 페이지 회전과 같은 제스처 작업을 인식하는 것이 특히 중요합니다. PSoC 유도 정전 용량 방식 터치 스크린은 이미 두 손가락 제스처 인식을 지원하기 위해 다중 포인트 감지를 달성할 수 있습니다. 제스처 인식을 지원하는 정전 용량 방식 터치 스크린이 시장에서 빛날 것으로 예상됩니다.
