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Pannello tattile capacitivo: costruzione e principi di funzionamento

Questo articolo di Display 101 illustra i più diffusi display touch panel capacitivi: struttura, materiali e tecnologia di base.

Struttura del pannello tattile capacitivo

I componenti principali del touch panel capacitivo sono:

  • finestra di copertura,
  • sensore tattile,
  • scheda di controllo a sfioramento.

Cominciamo con la finestra di copertura: può essere in vetro, ma anche sintetica. I componenti sintetici più diffusi sono il PMMA e il policarbonato. Per quanto riguarda il vetro, i materiali più diffusi sono il vetro temperato chimicamente e il vetro temperato termicamente. La scelta del materiale della finestra di copertura dipende dall’applicazione e deve essere discussa durante il processo di progettazione.

Inoltre, un adesivo ottico collega la finestra di copertura al sensore tattile. Tipici tipi di adesivi sono: LOCA o OCA (Liquid -Optically Clear Adhesive). I singoli adesivi si differenziano tra loro per lo stato fisico e il metodo di indurimento.

Il sensore tattile può essere realizzato in vetro o in pellicola. In parole povere, il sensore tattile è una combinazione di materiale conduttivo che funge da elettrodi tattili (ITO – Indium-Tin-Oxide) e il substrato (carrier) – che può essere vetro o pellicola.

Le strutture tipiche dei touch panel capacitivi sono elencate di seguito:

Finestra di copertura del pannello tattile capacitivo

La finestra di copertura (comunemente chiamata “vetro di copertura“) è una protezione meccanica e un elemento decorativo dell’intero modulo. Nella maggior parte dei casi, la finestra di copertura è in vetro. Gli spessori tipici del vetro di copertura sono: 0,55, 0,7, 1,1, 1,8 mm.

Lo spessore standard della finestra di copertura nei moduli Riverdi è di 0,7 mm per i formati 2,8-5,0″ e di 1,1 mm per i 7,0″.

Nel caso del vetro, un fenomeno comune è una delicata sfumatura verde del materiale. È particolarmente visibile sul bordo dello schermo. Il motivo è che contiene ossidi di ferro. In alcuni casi, questo effetto deve essere eliminato utilizzando un vetro ultrachiaro (per mantenere i colori reali).

L’altro aspetto è la sicurezza del vetro. Questo parametro si ottiene rafforzando il vetro nel processo di post-produzione. Le prestazioni più diffuse sono il rafforzamento chimico (fino a 3 mm) e la tempra termica (eseguita per vetri di spessore superiore a 3 mm). Il vetro trattato termicamente è considerato più sicuro perché si rompe in piccoli pezzi granulari non taglienti (quindi meno pericolosi).

L’ultimo passo per garantire la sicurezza del vetro è il taglio a C dei bordi del vetro di copertura. Questo trattamento protegge i bordi da tagli e ammaccature.

Come detto nel paragrafo precedente, un’alternativa al vetro sono i materiali sintetici, come il PMMA o il policarbonato. La scelta dei materiali di copertura si adatta alle condizioni di lavoro e all’ambiente.

Sensore del pannello tattile capacitivo

Indipendentemente dal materiale di cui è composta la finestra di copertura, la struttura fondamentale dei sensori sensori utilizza due strati dielettrici separati con ITO (ossido di indio-stagno). Questi strati sono configurati in righe e colonne posizionate perpendicolarmente, creando una matrice.

La funzionalità è ottenuta mediante scansione lungo ogni asse, identificando le linee di alta capacità. Quindi, la posizione è determinata dall’intersezione di queste linee (ad alta capacità):

Display 101 Perno del sensore tattile Riverdi

Come già detto, un sensore tattile è realizzato principalmente con vetro ITO a doppia faccia. Il modello del sensore viene creato durante il processo di incisione.

Vale la pena ricordare che esiste una tecnica per ottenere un sensore tattile con un vetro ITO a singolo strato (SITO). Si realizza incidendo il modello del sensore su un lato e successivamente incollando particolari elettrodi X o Y, come mostrato nel disegno sottostante.

Schede di controllo del pannello tattile capacitivo

Il sensore termina con gli elettrodi: per raccogliere e gestire i dati provenienti dagli elettrodi è necessario il controller.

La scelta del controllore deve essere in linea con l’applicazione del modulo e con le circostanze in cui verrà utilizzato. Ci sono molti fattori da prendere in considerazione. Il primo passo è la comunicazione: occorre impostare l’interfaccia del touch panel. Le interfacce più diffuse sono SPI e I2C. I controllori tattili Riverdi comunicano tramite SPI/I2C .

Considerate poi le dimensioni, l’efficienza e la sicurezza della scheda di controllo. In questo caso, analizzare la compatibilità elettromagnetica (quindi anche le scariche elettrostatiche e la suscettibilità alle radiazioni).

Il circuito integrato può svolgere diverse funzioni che si adattano ai requisiti dell’applicazione. È possibile trovare i circuiti integrati per le prestazioni in acqua o in ambienti salati, nonché quelli che supportano il lavoro con i guanti e i gesti speciali.

Il controllore standard Riverdi supporta vetri di copertura fino a 2 mm. Anche se conosciamo bene le tecnologie che supportano lo spessore del vetro di copertura fino a 5 mm.

Ci auguriamo che questo articolo di Display 101 vi sia stato utile.

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