Weet je waarom het touchscreen onderwater mislukt?

      Weet u waarom gewone aanraakschermen niet eenvoudig te gebruiken onder water zijn? Als er water op het oppervlak van een gewoon scherm is, zal water als geleider de capaciteitswaarde veranderen, wat resulteert in valse aanrakingen of niet herkennen. Daarom heeft het onderwateraanraakscherm materialen nodig die de interferentie van water kunnen weerstaan ​​met behoud van de aanraakgevoeligheid. Bij gebruik van het aanraakscherm onder water, vanwege factoren zoals de geleidbaarheid van water, zijn veranderingen in diëlektrische constanten en oppervlaktespanning, gewone capacitieve schermen vatbaar voor valse aanrakingen, signaalinterferentie of falen om goed te werken. Daarom moeten de materialen van onderwateraanraakschermen speciaal zijn ontworpen voor waterdichtheid, anti-interferentie, corrosieweerstand en optische eigenschappen. Het volgende is een gedetailleerde uitleg uit de twee aspecten van de kernmateriaallaag en hulpmaterialen:

A. Kernfunctionele laagmateriaalvereisten

1. Bedeklaag (afdekmateriaal)

De deklaag is de interface die direct in contact komt met water en vingers, en moet voldoen aan de vereisten van hydrofobiciteit, hoog lichtverzending en mechanische sterkte tegelijkertijd.

· Materiaalselectie:

· Super-hydrofobe glas/plastic: superhydrofobe eigenschappen (contacthoek> 150 °) worden bereikt door oppervlakte-nano-coating (zoals fluorosilaan, siliciumdiaalmicrosferen), zodat waterdruppeltjes snel condenseren in ballen en rollen die snel in ballen worden ingesteld in ballen.

· Versterkt glas (zoals gorilla-glas): na versterken van ionenuitwisseling heeft het hoog-aluminium silicaatglas een oppervlakte-drukspanning> 900mpa, sterke kras- en impactweerstand en is geschikt voor hoogfrequente contactscenario's onder water.

· Transparant plastic (zoals PET, PC): het moet worden gecombineerd met een verhardingscoating (zoals UV-curure coating) om de hardheid en hydrofobiciteit te verbeteren, geschikt voor flexibele of goedkope apparatuur (zoals onderwatercamera's, duikhorloges).

· Belangrijkste indicatoren:

· Lichttransmissie> 92% (dicht bij gewoon glas) om te voorkomen dat het display -effect beïnvloedt;

· Oppervlakte-energie <20mn/m (superhydrofobe drempel) om ervoor te zorgen dat waterdruppeltjes zich niet kunnen verspreiden;

· Zoutspraycorrosieweerstand (zoals 5% NaCl -oplossing onderdompeling gedurende 500 uur zonder afwijkingen).

2. Touch -sensorlaag (elektrodenmateriaal)

De ITO -film (indium tin -oxide) van het traditionele capacitieve scherm is zeer bros en heeft een slechte corrosieweerstand (gemakkelijk geoxideerd door water/elektrolyt), dus het moet worden vervangen door een stabieler materiaal voor onderwaterscènes:

· Nanosilver -draad (AGNW):

· Voordelen: geleidbaarheid (geleidbaarheid ≈ 6 × 10⁷ s/m, dicht bij ITO), flexibiliteit (buigbaar), corrosiebestendigheid (zilver is stabiel in een inerte omgeving en de kloof tussen nanodraden is klein en niet gemakkelijk door te penetreren door elektrolyten);

· Toepassing: transparante elektroden worden bereid door het coatingproces, geschikt voor flexibele onderwaterschermen (zoals geïntegreerde schermen met duikhandschoen).

· Grafeenfilm:

· Voordelen: enkele atoomlaagstructuur, transmissie> 97% (bijna vrij), uitstekende geleidbaarheid (geleidbaarheid ≈ 10⁶ s/m), extreem hoge chemische stabiliteit (zuur- en alkali -corrosieweerstand);

· Uitdagingen: grootschalige voorbereidingskosten zijn hoog en het wordt momenteel meestal gebruikt in hoogwaardige onderwaterapparatuur (zoals waterdichte platte panelen voor wetenschappelijk onderzoek).

· Rastermetaal (met/cr):

· Voordelen: koper heeft lage kosten en goede geleidbaarheid (geleidbaarheid ≈ 5,96 × 10⁷ S/m), en een hoge transmissie wordt bereikt door micro-machining (lijnbreedte <5μm);

· Verbeteringen: nikkel/goudplating op het oppervlak voorkomt oxidatie en verbetert de corrosieweerstand, geschikt voor middele onderwaterapparatuur in het midden en low-end (zoals waterdichte mobiele telefoons).

· Zelf-bekwaamheid versus wederzijdse capaciteitsoplossing:

Zelf-capaciteitsoplossing (het detecteren van de capaciteitsverandering tussen de elektrode en de grond) is meer aanbevolen onder water, omdat wederzijdse capaciteit (het detecteren van de capaciteit tussen twee elektroden) gemakkelijk wordt verstoord door de diëlektrische constante van water (de relatieve diëlektrische constante constante van water is ≈80, die veel hoger is dan 1 van air), resulterend in signaalafdrijf.

3. Substraatmateriaal (ondersteuningslaag)

Het substraat moet tegelijkertijd voldoen aan de vereisten van isolatie, waterweerstand en binding met de sensor:

· Polyethyleendereftalaat (PET): lage kosten, goede flexibiliteit (rolbaar), maar gemiddelde temperatuurweerstand (<80 ℃), geschikt voor onderwaterapparatuur onder water;

· Polyimide (PI): hoge temperatuurweerstand (> 300 ℃), chemische corrosieweerstand, geschikt voor industriële of diepzee hogedrukscenario's (zoals onderwaterrobots);

· Glasvezelversterkte epoxyhars (FR-4): hoge mechanische sterkte, gebruikt voor dikke schermapparaten die rigide ondersteuning vereisen (zoals waterdichte notebooks).

B. Vereisten voor hulpmaterialen

1. Afdichtings- en bindingsmaterialen

Onderwaterapparatuur moet IP68/IP69K beschermingsniveau bereiken, de sleutel ligt in randafdichting en interfacebinding:

· Siliconen afdichtmiddel: hoge elasticiteit, verouderingsweerstand (-50 ℃ ~ 200 ℃), kan de kleine opening tussen het scherm en de schaal vullen om waterpenetratie te voorkomen;

· Polyurethaanlijm (PU): goede hydrolyseweerstand, geschikt voor langdurige onderdompelingsscenario's (zoals duikapparatuur);

· OCA -lijm van optische kwaliteit: gebruikt om de deklaag en de sensorlaag te passen, moet deze voldoen aan zowel hoog lichtverzending (＞ 99%) als waterdichtheid (waterabsorptiesnelheid ＜ 0,1%).

2. Anti-elektrolyse en anti-corrosiematerialen

Water (vooral zout water) bevat elektrolyten, die gemakkelijk corrosie van metalen onderdelen of kortsluiting van sensoren kunnen veroorzaken:

· Isolatiecoating: coating polytetrluorethyleen (PTFE) of keramische coating op het oppervlak van metalen frames of structurele onderdelen om elektrolytcontact te blokkeren;

· Roestvrij staal/titaniumlegering: gebruikt voor interne structurele onderdelen (zoals kabelinterfaces), roestvrij staal (316L) is bestand tegen chloride -ionencorrosie en titaniumlegering heeft hoge sterkte en goede biocompatibiliteit (geschikt voor duik medische apparatuur).

3. Waterdrukbestendige materialen (diepe zescènes)

De diepe zee (> 100 meter) moet bestand zijn tegen hoge druk (om de 10 meter ≈ 1 atmosfeer), en het materiaal moet vervormingsweerstand hebben:

· Tempered Glass + Pi -substraat: de hoge hardheid van glas kan de vervorming van de waterdruk weerstaan ​​en de flexibiliteit van PI -substraat voorkomt spanningsscheuren;

· Composietstructuurontwerp: het aannemen van de "glas-elastomeer-metaal" meerlagige structuur, het elastomeer (zoals siliconenrubber) absorbeert waterdrukvervorming en beschermt het interne circuit.

       Het materiaalontwerp van onderwateraanraakschermen moet zich concentreren op de drie kerndoelen van "waterdicht en waterdicht, corrosiebestendig en niet-failure, en aanraken zonder verkeerde inschatting". De superhydrofobe deklaag wordt gebruikt om waterinterferentie te verminderen, corrosiebestendige geleidende materialen vervangen traditionele ITO en precisieafdichtingsstructuren blokkeren waterpenetratie. Bovendien wordt de juiste materiaalcombinatie geselecteerd in combinatie met scènevereisten (zoals consumentenkwaliteit/industriële kwaliteit/diepe zeekwaliteit). Shenzhen Hongjia -technologie kan samenwerken met klanten om capacitieve aanraakschermen aan te passen voor onderwatergebruik. We hebben 12 jaar ervaring in de branche en verwelkomen klanten om ons een e -mail te sturen voor overleg.