Savez-vous pourquoi l'écran tactile échoue sous l'eau?

      Savez-vous pourquoi les écrans tactiles ordinaires ne sont pas faciles à utiliser sous l'eau? S'il y a de l'eau à la surface d'un écran ordinaire, l'eau, en tant que conducteur, modifiera la valeur de capacité, ce qui entraînera de fausses touches ou de ne pas reconnaître. Par conséquent, l'écran tactile utilisé sous l'eau a besoin de matériaux qui peuvent résister à l'interférence de l'eau tout en maintenant la sensibilité tactile. Lorsque vous utilisez l'écran tactile sous l'eau, en raison de facteurs tels que la conductivité de l'eau, les changements dans les constantes diélectriques et la tension de surface, les écrans capacitifs ordinaires sont sujets à de fausses touches, à l'interférence du signal ou à l'échec de fonctionnement correctement. Par conséquent, les matériaux des écrans tactiles sous-marins doivent être spécialement conçus pour l'étanchéité, l'anti-interférence, la résistance à la corrosion et les propriétés optiques. Ce qui suit est une explication détaillée des deux aspects de la couche de matériaux de base et des matériaux de protection auxiliaires:

A. Exigences de matériaux de couche fonctionnelle de base

1. Couche de couverture (matériau de couverture)

La couche de couverture est l'interface qui contacte directement l'eau et les doigts, et doit répondre aux exigences de l'hydrophobicité, de la transmittance à haute lumière et de la résistance mécanique en même temps.

· Sélection des matériaux:

· Verre / plastique super-hydrophobe: les propriétés super-hydrophobes (angle de contact> 150 °) sont obtenues grâce à la nano-revêtement de surface (comme le fluorosilane, les microsphères de silice), de sorte que les gouttelettes d'eau se condensent rapidement en balles et les roulements, réduisant la zone de couverture du film d'eau et évitant les interférences de capacité causées par une propagation uniforme de la couche d'eau.

· Verre renforcée (comme le verre de gorille): Après le renforcement de l'échange d'ions, le verre de silicate à haut aluminium a une contrainte de compression de surface> 900 MPA, une forte résistance aux rayures et à l'impact, et convient aux scénarios de contact à haute fréquence sous l'eau.

· Plastique transparent (comme PET, PC): il doit être combiné avec un revêtement de durcissement (comme le revêtement de curage UV) pour améliorer la dureté et l'hydrophobicité, adaptés à des équipements flexibles ou à faible coût (tels que les caméras sous-marines, les montres de plongée).

· Indicateurs clés:

· Transmittance légère> 92% (près du verre ordinaire) pour éviter d'affecter l'effet d'affichage;

· Énergie de surface <20 mn / m (seuil super hydrophobe) pour garantir que les gouttelettes d'eau ne peuvent pas se propager;

· Résistance à la corrosion par pulvérisation saline (comme 5% d'immersion de la solution de NaCl pendant 500 heures sans anomalies).

2. Couche de capteur tactile (matériau d'électrode)

Le film ITO (Indium Tin Oxyde) de l'écran capacitif traditionnel est très cassant et a une mauvaise résistance à la corrosion (facilement oxydé par l'eau / électrolyte), il doit donc être remplacé par un matériau plus stable pour les scènes sous-marines:

· Fil de nanosilver (AGNW):

· Avantages: conductivité (conductivité ≈ 6 × 10⁷ s / m, proche de l'ITO), flexibilité (pliable), résistance à la corrosion (l'argent est stable dans un environnement inerte, et l'écart entre les nanofils est petit et n'est pas facilement pénétré par les électrolytes);

· Application: Les électrodes transparentes sont préparées par processus de revêtement, adapté aux écrans sous-marins flexibles (tels que les écrans intégrés du gant de plongée).

· Film de graphène:

· Avantages: structure de couche atomique unique, transmittance> 97% (presque dégagée), excellente conductivité (conductivité ≈ 10⁶ s / m), stabilité chimique extrêmement élevée (résistance à la corrosion acide et alcaline);

· Défis: Les coûts de préparation à grande échelle sont élevés et sont actuellement principalement utilisés dans des équipements sous-marins haut de gamme (tels que des panneaux plats imperméables pour la recherche scientifique).

· Grid Metal (avec / cr):

· Avantages: le cuivre a un faible coût et une bonne conductivité (conductivité ≈ 5,96 × 10⁷ s / m), et une transmittance élevée est obtenue par micro-accessoire (largeur de ligne <5 μm);

· Améliorations: le placage nickel / or à la surface empêche l'oxydation et améliore la résistance à la corrosion, adaptée aux équipements sous-marins à mi-parcours (comme les téléphones mobiles imperméables).

· Solution de capacité d'autospactions vs de capacité mutuelle:

La solution d'auto-réactualisation (détecter le changement de capacité entre l'électrode et le sol) est plus recommandée sous l'eau, car la capacité mutuelle (détectant la capacité entre deux électrodes) est facilement interférée par la constante diélectrique de l'eau (la constante diélectrique relative de la dérive de signal est de ≈80, ce qui est beaucoup plus élevé d'un aérien), résultant dans la dérive de signal.

3. Matériel de substrat (couche de support)

Le substrat doit répondre aux exigences de l'isolation, de la résistance à l'eau et du collage avec le capteur en même temps:

· Polyéthylène téréphtalate (TEP): faible coût, bonne flexibilité (roulable), mais résistance à la température moyenne (<80 ℃), adapté aux équipements sous-marins de la consommation;

· Polyimide (PI): résistance à haute température (> 300 ℃), résistance à la corrosion chimique, adaptée aux scénarios de haute pression de qualité industrielle ou à haute direction (comme les robots sous-marins);

· Résine époxy renforcée en fibre de verre (FR-4): résistance mécanique élevée, utilisée pour les dispositifs à écran épais qui nécessitent un support rigide (comme les cahiers imperméables).

B. Exigences pour les matériaux de protection auxiliaires

1. Matériaux d'étanchéité et de liaison

L'équipement sous-marin doit atteindre le niveau de protection IP68 / IP69K, la clé réside dans le scellement des bords et la liaison d'interface:

· Scellant en silicone: élasticité élevée, résistance au vieillissement (-50 ℃ ~ 200 ℃), peut combler le minuscule espace entre l'écran et la coquille pour empêcher la pénétration de l'eau;

· Gue en polyuréthane (PU): bonne résistance à l'hydrolyse, adaptée aux scénarios d'immersion à long terme (tels que l'équipement de plongée);

· Glue OCA de qualité optique: Utilisé pour ajuster la couche de couverture et la couche de capteur, il doit répondre à la fois à une transmittance de lumière élevée (＞ 99%) et à une imperméabilité (taux d'absorption d'eau ＜ 0,1%).

2. Anti-électrolyse et matériaux anti-corrosion

L'eau (en particulier l'eau salée) contient des électrolytes, qui peuvent facilement provoquer la corrosion des pièces métalliques ou un court-circuit de capteurs:

· Revêtement d'isolation: revêtement polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou revêtement en céramique à la surface des cadres métalliques ou des pièces structurelles pour bloquer le contact électrolyte;

· Alliage en acier inoxydable / titane: utilisé pour les pièces structurelles internes (telles que les interfaces de câble), l'acier inoxydable (316L) est résistant à la corrosion des ions chlorure, et l'alliage de titane a une forte résistance et une bonne biocompatibilité (adapté à la plongée des équipements médicaux).

3. Matériaux résistants à la pression de l'eau (scènes de la mer profonde)

La mer profonde (> 100 mètres) doit résister à la haute pression (tous les 10 mètres ≈ 1 atmosphère), et le matériau doit avoir une résistance à la déformation:

· Verre trempée + substrat PI: La dureté élevée du verre peut résister à la déformation de la pression de l'eau, et la flexibilité du substrat PI évite la fissuration du stress;

· Conception de la structure composite: L'adoption de la structure multicouche "du verre-élastomère-métal", l'élastomère (comme le caoutchouc de silicone) absorbe la déformation de la pression de l'eau et protège le circuit interne.

       La conception de matériaux des écrans tactiles sous-marines doit se concentrer sur les trois objectifs de base de "étanche et imperméable, résistant à la corrosion et non-failure, et touche sans erreur de jugement". La couche de couverture super-hydrophobe est utilisée pour réduire l'interférence de l'eau, les matériaux conducteurs résistants à la corrosion remplacent l'ITO traditionnel et les structures d'étanchéité de précision bloquent la pénétration de l'eau. De plus, la combinaison de matériaux appropriée est sélectionnée en combinaison avec les exigences de la scène (telles que la qualité des consommateurs / grade industriel / grade de profondeur). La technologie Shenzhen Hongjia peut coopérer avec les clients pour personnaliser les écrans tactiles capacitifs à usage sous-marin. Nous avons 12 ans d'expérience dans l'industrie et accueillons des clients pour nous envoyer un e-mail pour consultation.