คุณรู้หรือไม่ว่าทำไมหน้าจอสัมผัสจึงล้มเหลวใต้น้ำ?

      คุณรู้หรือไม่ว่าทำไมหน้าจอสัมผัสธรรมดาจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะใช้ใต้น้ำ? หากมีน้ำบนพื้นผิวของหน้าจอธรรมดาน้ำในฐานะตัวนำจะเปลี่ยนค่าความจุส่งผลให้เกิดการสัมผัสที่ผิดพลาดหรือไม่สามารถรับรู้ได้ ดังนั้นหน้าจอสัมผัสที่ใช้วัสดุใต้น้ำต้องการวัสดุที่สามารถต้านทานการรบกวนของน้ำในขณะที่ยังคงความไวต่อการสัมผัส เมื่อใช้หน้าจอสัมผัสใต้น้ำเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นค่าการนำไฟฟ้าของน้ำการเปลี่ยนแปลงค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและแรงตึงผิวหน้าจอ capacitive ทั่วไปมีแนวโน้มที่จะสัมผัสเท็จสัญญาณรบกวนสัญญาณหรือความล้มเหลวในการทำงานอย่างถูกต้อง ดังนั้นวัสดุของหน้าจอสัมผัสใต้น้ำจำเป็นต้องได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการกันน้ำการต่อต้านการแทรกซึมความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติทางแสง ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดจากสองด้านของชั้นวัสดุหลักและวัสดุป้องกันเสริม:

A. ความต้องการวัสดุเลเยอร์การทำงานหลัก

1. ชั้นครอบคลุม (วัสดุปก)

ชั้นฝาครอบเป็นอินเทอร์เฟซที่สัมผัสกับน้ำและนิ้วมือโดยตรงและจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของความไม่ชอบน้ำการส่งผ่านแสงสูงและความแข็งแรงเชิงกลในเวลาเดียวกัน

·การเลือกวัสดุ:

·แก้ว/พลาสติกไฮโดรโฟบิกซุปเปอร์: คุณสมบัติพิเศษแบบไฮโดรโฟบิก (มุมสัมผัส> 150 °) ทำได้ผ่านการเคลือบพื้นผิวนาโน (เช่นฟลูออโรซิเลียนซิลิกาไมโครสเฟียร์) เพื่อให้หยดน้ำไหลเข้ามาอย่างรวดเร็ว

·แก้วเสริมความแข็งแรง (เช่นแก้วกอริลลา): หลังจากการเพิ่มความเข้มแข็งของการแลกเปลี่ยนไอออนแก้วซิลิเกตอลูมิเนียมสูงมีความเครียดจากการบีบอัดพื้นผิว> 900mpa, รอยขีดข่วนที่แข็งแกร่งและความต้านทานต่อแรงกระแทกและเหมาะสำหรับสถานการณ์การสัมผัสความถี่สูงใต้น้ำ

·พลาสติกโปร่งใส (เช่น PET, PC): มันจะต้องรวมกับการเคลือบแข็ง (เช่นการเคลือบ UV-bure-burch) เพื่อปรับปรุงความแข็งและความไม่ชอบน้ำเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่นหรือราคาถูก (เช่นกล้องใต้น้ำนาฬิกาดำน้ำ)

·ตัวบ่งชี้สำคัญ:

·การส่งผ่านแสง> 92% (ใกล้กับกระจกธรรมดา) เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อผลการแสดงผล

·พลังงานพื้นผิว <20mn/m (เกณฑ์ระดับไฮโดรโฟบิก) เพื่อให้แน่ใจว่าหยดน้ำไม่สามารถแพร่กระจายได้

·ความต้านทานการกัดกร่อนของสเปรย์เกลือ (เช่นการแช่สารละลาย NaCl 5% เป็นเวลา 500 ชั่วโมงโดยไม่มีความผิดปกติ)

2. ชั้นเซ็นเซอร์สัมผัส (วัสดุอิเล็กโทรด)

ฟิล์ม ITO (อินเดียมดีบุกออกไซด์) ของหน้าจอ capacitive แบบดั้งเดิมนั้นมีความเปราะสูงและมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่ดี

· Nanosilver Wire (AGNW):

·ข้อดี: การนำไฟฟ้า (การนำไฟฟ้า≈ 6 ×10⁷ S/M ใกล้กับ ITO), ความยืดหยุ่น (โค้งงอ), ความต้านทานการกัดกร่อน (เงินมีความเสถียรในสภาพแวดล้อมเฉื่อยและช่องว่างระหว่างนาโนมีขนาดเล็กและไม่ถูกเจาะด้วยอิเล็กโทรไลต์);

·แอปพลิเคชัน: ขั้วไฟฟ้าโปร่งใสจัดทำขึ้นโดยกระบวนการเคลือบเหมาะสำหรับหน้าจอใต้น้ำที่ยืดหยุ่น (เช่นหน้าจอรวมของถุงมือดำน้ำ)

·ฟิล์มกราฟีน:

·ข้อดี: โครงสร้างชั้นอะตอมเดี่ยว, การส่งผ่าน> 97% (เกือบไม่มีสิ่งกีดขวาง), การนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม (การนำไฟฟ้า≈10⁶ S/M), ความเสถียรทางเคมีที่สูงมาก (ความต้านทานการกัดกร่อนของกรดและอัลคาไล);

·ความท้าทาย: ค่าใช้จ่ายในการเตรียมการขนาดใหญ่สูงและปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์ใต้น้ำระดับสูง (เช่นแผงกันน้ำกันน้ำสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์)

·โลหะกริด (พร้อม/cr):

·ข้อดี: ทองแดงมีต้นทุนต่ำและค่าการนำไฟฟ้าที่ดี (การนำไฟฟ้า≈ 5.96 ×10⁷ S/m) และการส่งผ่านสูงทำได้ผ่านการฉีดขนาดเล็ก (ความกว้างของเส้น <5μm);

·การปรับปรุง: การชุบนิกเกิล/ทองบนพื้นผิวป้องกันการเกิดออกซิเดชันและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนเหมาะสำหรับอุปกรณ์ใต้น้ำกลางและต่ำ (เช่นโทรศัพท์มือถือกันน้ำ)

·ความแปรปรวนของตนเองเทียบกับโซลูชันความจุร่วมกัน:

การแก้ปัญหาความแปรปรวนของตนเอง (การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความจุระหว่างอิเล็กโทรดและพื้นดิน) แนะนำให้ใช้ใต้น้ำมากขึ้นเนื่องจากความจุซึ่งกันและกัน (การตรวจจับความจุระหว่างอิเล็กโทรดสองตัว) นั้นถูกรบกวนได้อย่างง่ายดายโดยค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของน้ำ

3. วัสดุพื้นผิว (เลเยอร์สนับสนุน)

สารตั้งต้นจำเป็นต้องตอบสนองความต้องการของฉนวนกันความร้อนความต้านทานน้ำและพันธะด้วยเซ็นเซอร์ในเวลาเดียวกัน:

· polyethylene terephthalate (PET): ต้นทุนต่ำความยืดหยุ่นที่ดี (หมุนได้) แต่ความต้านทานอุณหภูมิเฉลี่ย (<80 ℃) เหมาะสำหรับอุปกรณ์ใต้น้ำเกรดผู้บริโภค

· polyimide (PI): ความต้านทานอุณหภูมิสูง (> 300 ℃), ความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมี, เหมาะสำหรับสถานการณ์ความดันสูงระดับอุตสาหกรรมหรือทะเลลึก (เช่นหุ่นยนต์ใต้น้ำ);

·เรซิ่นอีพ็อกซี่เสริมใยแก้ว (FR-4): ความแข็งแรงเชิงกลสูงใช้สำหรับอุปกรณ์หน้าจอหนาที่ต้องการการรองรับอย่างเข้มงวด (เช่นโน้ตบุ๊กกันน้ำ)

B. ข้อกำหนดสำหรับวัสดุป้องกันเสริม

1. การปิดผนึกและวัสดุพันธะ

อุปกรณ์ใต้น้ำจะต้องไปถึงระดับการป้องกัน IP68/IP69K กุญแจสำคัญอยู่ในการปิดผนึกขอบและการเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซ:

·ซิลิโคนซีลแรนต์: ความยืดหยุ่นสูงความต้านทานต่อริ้วรอย (-50 ℃ ~ 200 ℃) สามารถเติมช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างหน้าจอและเปลือกเพื่อป้องกันการเจาะน้ำ

·กาวโพลียูรีเทน (PU): ความต้านทานการไฮโดรไลซิสที่ดีเหมาะสำหรับสถานการณ์การแช่ในระยะยาว (เช่นอุปกรณ์ดำน้ำ);

·กาวเกรดออปติคัล OCA: ใช้เพื่อให้พอดีกับชั้นฝาครอบและชั้นเซ็นเซอร์มันจะต้องตรงกับการส่งผ่านแสงสูง (＞ 99%) และกันน้ำ (อัตราการดูดซับน้ำ ＜0.1%)

2. วัสดุต่อต้านอิเล็กโทรไลซิสและการกัดกร่อน

น้ำ (โดยเฉพาะน้ำเค็ม) มีอิเล็กโทรไลต์ซึ่งสามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะหรือการลัดวงจรของเซ็นเซอร์:

·ฉนวนกันความร้อน: การเคลือบ polytetrafluoroethylene (PTFE) หรือการเคลือบเซรามิกบนพื้นผิวของเฟรมโลหะหรือชิ้นส่วนโครงสร้างเพื่อป้องกันการสัมผัสอิเล็กโทรไลต์;

·โลหะผสมสแตนเลส/ไทเทเนียม: ใช้สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างภายใน (เช่นอินเทอร์เฟซสายเคเบิล), สแตนเลส (316L) สามารถทนต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ไอออนและโลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแรงสูงและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี (เหมาะสำหรับอุปกรณ์การแพทย์ดำน้ำ)

3. วัสดุทนความดันน้ำ (ฉากทะเลลึก)

ทะเลลึก (> 100 เมตร) จำเป็นต้องทนต่อแรงดันสูง (ทุก 10 เมตร≈ 1 บรรยากาศ) และวัสดุต้องมีความต้านทานการเสียรูป:

·กระจกอุณหภูมิ + PI พื้นผิว: ความแข็งของแก้วสูงสามารถต้านทานการเปลี่ยนรูปแรงดันน้ำและความยืดหยุ่นของสารตั้งต้น PI ช่วยหลีกเลี่ยงการแตกร้าวของความเครียด

·การออกแบบโครงสร้างคอมโพสิต: การใช้โครงสร้างหลายชั้น "แก้ว-elastomer-metal", elastomer (เช่นยางซิลิโคน) ดูดซับการเปลี่ยนรูปของแรงดันน้ำและปกป้องวงจรภายใน

       การออกแบบวัสดุของหน้าจอสัมผัสใต้น้ำจะต้องมุ่งเน้นไปที่เป้าหมายหลักสามประการของ "กันน้ำและกันน้ำทนต่อการกัดกร่อนและไม่ล้มเหลวและสัมผัสโดยไม่ต้องพิจารณาผิด" ชั้นฝาครอบไฮโดรโฟบิกซุปเปอร์ใช้เพื่อลดการรบกวนจากน้ำวัสดุนำไฟฟ้าที่ทนต่อการกัดกร่อนแทนที่ ITO แบบดั้งเดิมและโครงสร้างการปิดผนึกที่แม่นยำบล็อกการเจาะน้ำ นอกจากนี้การผสมผสานวัสดุที่เหมาะสมถูกเลือกร่วมกับความต้องการของฉาก (เช่นเกรดผู้บริโภคเกรด/เกรดอุตสาหกรรม/ระดับทะเลลึก) เทคโนโลยีเซินเจิ้นฮงเจียสามารถร่วมมือกับลูกค้าในการปรับแต่งหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive สำหรับการใช้ใต้น้ำ เรามีประสบการณ์ในอุตสาหกรรม 12 ปีและยินดีต้อนรับลูกค้าที่ส่งอีเมลถึงเราเพื่อขอคำปรึกษา