Czy wiesz, dlaczego ekran dotykowy zawodzi pod wodą?

      Czy wiesz, dlaczego zwykłe ekrany dotykowe nie są łatwe w użyciu pod wodą? Jeśli na powierzchni zwykłego ekranu jest woda, woda, jako przewodnik, zmieni wartość pojemności, co powoduje fałszywe akcenty lub brak rozpoznania. Dlatego ekran dotykowy zastosowany pod wodą potrzebuje materiałów, które mogą odpierać zakłócenia wody przy jednoczesnym zachowaniu wrażliwości dotyku. Podczas korzystania z ekranu dotykowego pod wodą, ze względu na takie czynniki, jak przewodność wody, zmiany stałych dielektrycznych i napięcie powierzchniowe, zwykłe pojemnościowe ekrany są podatne na fałszywe dotknięcia, zakłócenia sygnału lub brak prawidłowego działania. Dlatego materiały podwodnych ekranów dotykowych muszą być specjalnie zaprojektowane pod kątem odporności na wodoodporność, anty-interferencję, odporność na korozję i właściwości optyczne. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie dwóch aspektów warstwy materiału rdzenia i pomocniczych materiałów ochronnych:

A. Podstawowe wymagania materiałowe warstwy funkcjonalnej

1. Warstwa pokrycia (materiał pokrywy)

Warstwa pokrycia to interfejs, który bezpośrednio styka się z wodą i palcami, i musi jednocześnie spełniać wymagania hydrofobowości, transmitancji o wysokiej światłach i wytrzymałości mechanicznej.

· Wybór materiałów:

· Superhydrofobowe szkło/plastik: Właściwości super-hydrofobowe (kąt styku> 150 °) osiąga się poprzez nano powłoki (takie jak fluorosilan, mikrosfery krzemionkowe), tak że krople wody szybko kondensują kulki i wtoczyli się w dół, redukując oparcie filmu wodnego i unikając zakłóceń związanych z rozprzestrzenianiem się siły wodnej.

· Wzmocnione szkło (takie jak szkło goryla): Po wzmocnieniu wymiany jonowej szkło krzemianowe o wysokiej zawartości aluminium ma powierzchniowe naprężenie ściskające> 900MPa, silny odporność na zarysowanie i uderzenie i jest odpowiednia do scenariuszy kontaktu o wysokiej częstotliwości pod wodą.

· Przezroczysty plastik (taki jak PET, PC): Należy połączyć z powłoką hartowania (taką jak powłoka wytwarzająca UV), aby poprawić twardość i hydrofobowość, odpowiedni dla elastycznego lub taniego sprzętu (takiego jak podwodne kamery, zegarki nurkowe).

· Key indicators:

· Przekazanie światła> 92% (blisko zwykłego szkła), aby uniknąć wpływu na efekt wyświetlania;

· Energia powierzchniowa <20 mn/m (próg superhydrofobowy), aby upewnić się, że krople wody nie mogą się rozprzestrzeniać;

· Odporność na korozję rozpylania solnego (takiego jak zanurzenie roztworu 5% na 500 godzin bez nieprawidłowości).

2. Warstwa czujnika dotykowego (materiał elektrody)

Film ITO (tlenek indumu) tradycyjnego ekranu pojemnościowego jest wysoce krucha i ma słabą odporność na korozję (łatwo utlenioną przez wodę/elektrolit), więc należy ją zastąpić bardziej stabilnym materiałem na podwodne sceny:

· Nanosilver Wire (AGNW):

· Zalety: przewodność (przewodność ≈ 6 × 10⁷ s/m, blisko ITO), elastyczność (zgięte), odporność na korozję (srebro jest stabilne w środowisku obojętnym, a szczelina między nanoprzewaniami jest niewielka i nie łatwo przenikać elektrolites);

· Zastosowanie: Przezroczyste elektrody są przygotowywane przez proces powlekania, odpowiedni do elastycznych podwodnych ekranów (takich jak zintegrowane rękawiczki nurkowania).

· Film grafenowy:

· Zalety: Pojedyncza struktura warstwy atomowej, transmitancja> 97% (prawie niezakłócona), doskonała przewodność (przewodność ≈ 10⁶ s/m), wyjątkowo wysoka stabilność chemiczna (odporność na korozję kwasu i alkalicznego);

· Wyzwania: Koszty przygotowania na dużą skalę są wysokie i są obecnie wykorzystywane głównie w wysokiej klasy podwodnych urządzeniach (takich jak wodoodporne płaskie panele do badań naukowych).

· Metal siatki (z/Cr):

· Zalety: Miedź ma niski koszt i dobrą przewodność (przewodność ≈ 5,96 × 10⁷ s/m), a wysokie przekazanie osiąga się poprzez mikro-maszyny (szerokość linii <5 μm);

· Ulepszenia: Nikiel/Gold Spating na powierzchni zapobiega utlenianiu i poprawia odporność na korozję, odpowiednią do podwodnego sprzętu podwodnego w połowie i niskiej klasy (takich jak wodoodporne telefony komórkowe).

· Self-copacitance Vs Mutual Pojemność Rozwiązanie:

Rozwiązanie samookaleczenia (wykrywanie zmiany pojemności między elektrodą a podłożem) jest bardziej zalecane pod wodą, ponieważ wzajemna pojemność (wykrywanie pojemności między dwiema elektrodami) jest łatwo zakłócane przez dielektryczną stałą wody (względna stała dielektryczna wody wynosi ≈80, która jest znacznie wyższa niż 1 powietrze), wynikającą z dryfu sygnału.

3. Materiał podłoża (warstwa nośna)

Podłoże musi jednocześnie spełniać wymagania izolacji, odporności na wodę i wiązanie z czujnikiem:

· Tereftalan polietylenowy (PET): niski koszt, dobra elastyczność (podnoszona), ale średnia odporność na temperaturę (<80 ℃), odpowiednia dla podwodnego sprzętu podwodnego klasy konsumenckiej;

· Poliimid (PI): Odporność na wysoką temperaturę (> 300 ℃), odporność na korozję chemiczną, odpowiednia do scenariuszy wysokiego ciśnienia w klasie przemysłowej lub głębinowej (takich jak roboty podwodne);

· Wzmocniona włókno żywica epoksydowa (FR-4): Wysoka wytrzymałość mechaniczna, stosowana do urządzeń o grubym ekranie, które wymagają sztywnego podparcia (takie jak wodoodporne notebooki).

B. Wymagania dotyczące pomocniczych materiałów ochronnych

1. Materiały uszczelniające i wiązania

Sprzęt podwodny musi osiągnąć poziom ochrony IP68/IP69K, klucz leży w uszczelnianiu krawędzi i wiązaniu interfejsu:

· Silikonowa uszczelniacz: Wysoka elastyczność, odporność na starzenie się (-50 ℃ ~ 200 ℃), może wypełnić niewielką szczelinę między ekranem a skorupą, aby zapobiec penetracji wody;

· Klej poliuretanowy (PU): dobra odporność na hydrolizę, odpowiednia do długoterminowych scenariuszy zanurzenia (takich jak sprzęt do nurkowania);

· Klej OCA klasy optyczny: stosowany do dopasowania warstwy pokrycia i warstwy czujnika, musi spełniać zarówno wysoką transmitancję światła (＞ 99%), jak i wodoodporność (szybkość absorpcji wody ＜ 0,1%).

2. Materiały przeciw elektrolizy i przeciwdziałania korozji

Woda (zwłaszcza słona woda) zawiera elektrolity, które mogą łatwo powodować korozję części metalowych lub zwarcie czujników:

· Powłoka izolacyjna: powłoka politetrafluoroetylen (PTFE) lub powłoka ceramiczna na powierzchni metalowych ramek lub części konstrukcyjnych w celu blokowania styku elektrolitów;

· Stop ze stali nierdzewnej/tytanu: stosowany do wewnętrznych części strukturalnych (takich jak interfejsy kablowe), stal nierdzewna (316L) jest odporna na korozję jonów chlorkowych, a stop tytanowy ma wysoką wytrzymałość i dobrą biokompatybilność (odpowiedni do nurkowania sprzętu medycznego).

3. Materiały odporne na ciśnienie wody (sceny głębinowe)

Morze głębokie (> 100 metrów) musi wytrzymać wysokie ciśnienie (co 10 metrów ≈ 1 atmosfera), a materiał musi mieć odporność na deformację:

· Podłoże hartowanego + Pi: Wysoka twardość szkła może oprzeć się deformacji ciśnienia wody, a elastyczność podłoża PI pozwala uniknąć pękania naprężenia;

· Projekt konstrukcji kompozytowej: Przyjęcie struktury wielowarstwowej „szklan-elastomer-metal”, elastomer (taki jak guma silikonowa) pochłania odkształcenie ciśnienia wody i chroni obwód wewnętrzny.

       Projekt materialny podwodnych ekranów dotykowych musi koncentrować się na trzech podstawowych celach „wodoodpornych i wodoodpornych, odpornych na korozję i nieokreślonych oraz dotyku bez błędnego osądu”. Super hydrofobowa warstwa pokrycia służy do zmniejszenia interferencji wody, oporne na korozję materiały przewodzące zastępują tradycyjne ITO, a precyzyjne struktury uszczelniające blokują penetrację wody. Ponadto odpowiednią kombinację materiałów jest wybierana w połączeniu z wymaganiami sceny (takimi jak ocena konsumpcyjna/ocena przemysłowa/ocena głębinowa). Technologia Shenzhen Hongjia może współpracować z klientami w celu dostosowania pojemnościowych ekranów dotykowych w celu użytku podwodnego. Mamy 12 -letnie doświadczenie w branży i witamy klientów, którzy wysyłają nas w celu konsultacji.