이 기사에서는 정전식 터치 스크린에 대해 자세히 설명합니다.
이 기사에서는 다음 주제를 자세히 다룰 것입니다.
1. 정전식 터치스크린이란 무엇입니까?
2. 정전식 터치스크린의 작동
3. 정전식 터치스크린 유형
정전식 터치 스크린은 손가락 압력을 사용하여 상호 작용하는 장치의 디스플레이 화면입니다. 휴대용 정전식 터치스크린 장치는 일반적으로 휴대폰, PDA, 위성 내비게이션 시스템 등 다양한 구성 요소를 지원할 수 있는 아키텍처를 통해 네트워크나 컴퓨터에 연결됩니다. 인간의 터치는 정전식 터치스크린의 정전기장에 에너지를 공급하고 활성화하는 전기 전도체입니다. 반면에 정전기를 발생시키는 특수 스타일러스 펜이나 장갑을 사용할 수 있습니다. 태블릿 PC, 스마트폰, 일체형 컴퓨터는 정전식 터치스크린 입력 장치의 예입니다.
정전식 터치 스크린 (ITO)은 절연체와 유사한 유리 층으로 구성되며 인듐 주석 산화물과 같은 투명한 전도체로 덮여 있습니다. 터치스크린의 ITO는 액정을 압축하는 유리판에 접착됩니다. 화면이 활성화되면 전하가 생성되어 액정이 회전하게 됩니다.
터치 입력 기술은 처음에는 출력 디스플레이와 입력 터치 스크린을 결합하여 보다 편리한 그래픽 사용자 경험을 제공하도록 설계되었습니다. 정전식 터치 기술 외에도 다양한 기술 원리를 사용하여 터치 스크린에서 사용자 입력을 수집하는 다른 기술이 존재합니다. 이름에서 알 수 있듯이 정전 용량은 정전식 터치 스크린에서 사람의 터치 여부를 감지하는 데 사용됩니다.
특정 전압이 주어지면 기본 커패시터는 전압 소스가 분리되고 커패시터가 싱크에 연결될 때 방전되기 전에 완전히 충전되는 데 약간의 시간이 필요합니다. 이 충전 및 방전 시간 기간이 관찰되며 회로에 변경 사항이 없을 때 더욱 일정해집니다. 이 충방전 기간은 회로의 커패시턴스가 변함에 따라 달라집니다. 이것이 정전식 터치스크린의 기본 개념입니다.
사람의 손가락이 회로에 닿으면 정전 용량이 증가하여 시스템에 또 다른 커패시터가 추가됩니다. 인간은 유전 특성을 가지고 있습니다. 이 추가 커패시터는 회로의 충전 및 방전 시간은 물론 전체 정전 용량에도 영향을 미칩니다. 결과적으로 회로 전반에 걸친 충전-방전 기간의 변화는 사용자 접촉을 나타냅니다.
일반적으로 여기에는 회로의 충전-방전 기간의 변화를 검사하면서 용량성 스크린을 충전하는 전용 마이크로 컨트롤러가 포함됩니다. 이 값이 표준에서 벗어나면 마이크로 컨트롤러는 사용자가 입력을 제공했음을 메인 컨트롤러에 알립니다. 투명하고 투명한 터치스크린 디스플레이는 ITO(인듐 주석 산화물) 전도성 층과 유리 절연체 층을 결합하여 만들어집니다. 사람의 손가락이 여기에 닿으면 커패시터가 생성되고, 사람의 피부는 유전체 역할을 하여 회로의 전체 커패시턴스에 영향을 줍니다.
다음은 다양한 유형의 정전식 터치스크린입니다.
표면의 정전용량: 한쪽에는 얇은 전압 전도성 층이 있습니다. 해상도가 낮아 키오스크에서 흔히 사용됩니다.
PCT(Projected Capacitive Touch): 이 기술은 에칭된 전도성 레이어에 전극 그리드 패턴을 사용합니다. 이는 신뢰할 수 있는 아키텍처를 가지고 있으며 POS 거래에 자주 사용됩니다.
PCT 상호 용량: 커패시터는 각 그리드 교차점에서 전압으로 연결됩니다. 멀티 터치 상호 작용이 가능합니다.
PCT 자체 정전 용량: 전류 미터는 개별 열과 행을 제어합니다. 한 손가락만으로도 잘 작동하며 PCT 상호 정전 용량보다 더 강한 신호를 제공합니다.
이와 같은 감지는 근처 유전체가 회로의 정전 용량 역할을 하기 때문에 실제로 사물과 상호 작용하지 않고 항목 속성을 측정하는 데 사용됩니다. 결과적으로 이 개념은 조사 중인 물체를 만질 수 없는 경우에 사용됩니다. 결과적으로 정전식 터치스크린은 본질적으로 충전 및 방전하는 동시에 충전-방전 시간의 변화를 모니터링하는 커패시터 회로입니다. 세계에서 가장 인기 있는 터치스크린 기술이 저항막 방식을 넘어섰습니다. 통계에 따르면 정전식 기술은 현재 생산 중인 모든 터치 스크린의 90% 이상을 구동합니다. 그러나 표면 용량성 기술은 많은 기술 중 하나일 뿐입니다. 표면 용량성 기본 원리는 다른 용량성 기술의 기본 사항과 유사합니다. 터치 명령을 찾기 위해 일정한 전기장을 생성하고 이를 측정합니다. 터치 명령을 감지하기 위해 '표면 용량성' 터치 스크린 기술은 전기장과 전도성 코팅 층을 사용합니다. 표면 용량성 기능을 갖춘 터치 스크린에는 상단 레이어가 있습니다. 이 최상층은 전도성 물질로 덮여 있습니다. 활성화되면 표면 용량성 터치 스크린이 최상층에 전압을 가합니다. 결과적으로 손가락이 디스플레이 인터페이스에 닿거나 누르면 전압의 일부가 손가락으로 끌어당겨집니다.
정전식 표면 터치스크린은 수명이 깁니다. 터치 명령을 감지하기 위해 전기장을 사용하기 때문에 저항막 방식과 같은 다른 터치 스크린 기술과 마찬가지로 초기 고장이나 품질 저하가 발생하지 않습니다. 물론 저항막 방식 터치스크린의 작동은 기계적입니다. 그들은 기능을 위해 함께 누르는 여러 레이어를 가지고 있습니다. 표면 용량 방식 터치 스크린은 움직이는 부품이 없기 때문에 내구성이 매우 뛰어납니다.
모델에 따라 일부 표면 정전식 터치 스크린은 장갑과 함께 사용할 수 있습니다. 정전식 터치 스크린에서 터치 명령을 수행하려면 일반적으로 벌거벗은 손가락과 같은 전도성 물체가 필요합니다. 전도성 물체가 있는 경우 정전식 터치 스크린은 장치의 정전기장 중 일부를 그려 터치가 발생한 시기와 장소를 알 수 있습니다.
반면, 표면 정전식 터치 스크린에서는 얇은 장갑을 사용할 수 있는 경우가 많습니다. 얇은 장갑을 끼면 손가락과 해당 장치 사이에 작지만 식별 가능한 양의 전압이 전달됩니다. 대부분의 다른 정전식 터치스크린에서는 장갑 사용이 허용되지 않습니다. 장갑은 아무리 가벼워도 손가락에서 장치로의 전기 흐름을 차단합니다. 다행히 특정 표면 용량 방식 터치 스크린은 이 문제의 영향을 받지 않습니다.
정전식은 전기장(정전용량)의 변화를 감지하여 터치를 감지하는 반면, 저항식은 상단 및 하단 레이어를 함께 눌러 터치를 감지합니다. 스마트폰과 태블릿의 경우 정전식 디스플레이가 저항성 디스플레이보다 선호되는 경우가 많습니다. PCT 또는 PCAP라고도 알려진 투영형 정전식 터치는 정전식 터치 감지 기술의 한 유형입니다. 기존의 투영형 용량성 터치스크린 장치에서는 유리판에 전도성 물질의 행과 열이 교차되어 내장되어 있습니다. 제조업체에 따라 이러한 매트릭스 그리드는 행이나 열을 전도성 층에 에칭하거나 두 개의 다른 전도성 재료 층으로 형태를 형성하여 생성됩니다. 이 두 가지 접근 방식 간의 차이는 미미하며 장치의 성능에 거의 영향을 미치지 않습니다. 전도성 그리드는 투영된 용량성 터치스크린 장치에서 해당 행과 열에 걸쳐 일관된 정전기 전하를 적용하는 데 사용됩니다. 그리드는 전도성 물질로 만들어졌기 때문에 정전기 전하의 쉽고 제한 없는 이동이 가능합니다. 이 전하는 접촉을 감지하기 위해 투영된 용량성 장치에서 사용됩니다. 투영형 정전식 터치스크린은 사용자 자신의 신체에서 생성된 전하를 사용하여 기존 정전식 터치스크린과 동일한 방식으로 터치를 감지합니다. 이 장치는 맨손으로 인터페이스를 접촉함으로써 발생하는 정전기장 왜곡을 커패시턴스의 변화로 감지합니다. 교차하는 행과 열의 격자형 배열로 인해 장치는 터치가 발생한 시기와 위치를 확인할 수 있습니다. 사용자가 중앙에 있는 장치 인터페이스를 터치하면 이 영역의 행과 열이 휘어집니다. 이 뒤틀린 영역을 통해 장치는 터치가 발생한 위치를 확인할 수 있습니다.
투영형 정전식 터치스크린 기술의 장점 중 하나는 저렴한 비용입니다. 상단 레이어가 유리로 만들어졌기 때문에 저항막 방식 터치스크린 장치보다 가격이 저렴합니다. 투영형 정전식 터치스크린은 일반적인 정전식 장치와 달리 장갑을 낀 손가락이나 스타일러스를 사용하여 사용할 수 있습니다.
투영 정전식 터치 감지의 내구성 장점: PCT 스크린의 주요 장점 중 하나는 강도와 내구성입니다. 터치스크린은 상업용 애플리케이션에서 널리 사용될 것입니다. 올바르게 선택되고 구성된 정전식 터치 스크린에서는 먼지와 지문 얼룩이 문제가 되지 않습니다. 또한 움직이는 구성 요소가 없고 전면 코팅이 없으며 장착된 광학/변환기(다른 모든 터치 기술과 달리)가 없기 때문에 투영형 정전 용량 방식 터치 스크린은 특히 애플리케이션 요구 사항을 충족하도록 신중하게 선택하고 설계한 경우 장치 또는 시스템의 수명 동안 지속되어야 합니다.
마찬가지로 뒷면에 부착된 전도성 매트릭스가 손상되지 않는 한 긁힌 정전식 터치스크린은 계속해서 정상적으로 작동해야 합니다. 이 기능을 사용하면 손상된 경우에도 전기장의 변화를 계속 측정할 수 있습니다.
자연스러운 사용: 정전식 터치 스크린은 손가락이나 전도성 스타일러스에만 반응하는 매우 민감한 터치 기술입니다('잘못된 터치' 가능성 없음). 이것이 기술이 가전제품에서 상업용 및 산업용 애플리케이션으로 확산된 주요 이유 중 하나입니다. 광학 또는 음향 기반 터치스크린을 만지는 무생물이 문제(비, 나뭇잎, 넥타이, 소매 등)를 일으킬 수 있지만 정전식 터치스크린은 저항막 터치스크린보다 훨씬 적은 압력이 필요합니다.
이미지 선명도: 뒷면에 작은 도체 매트릭스가 있는 투명하고 코팅되지 않은 유리로 만들어졌기 때문에 투영형 정전식 터치스크린은 일반적으로 대부분의 다른 터치 기술보다 더 높은 품질의 이미지를 제공합니다. 결과적으로 용량성 패널은 OLED와 최신 HD 및 UHD 디스플레이에 적합합니다.
투영 정전용량 기술에는 상호 정전용량 터치스크린 기술이 포함됩니다. 반면, 상호 정전 용량은 열과 행의 그리드에 정전 용량을 생성한다는 점에서 기존의 투영 정전 용량과 다릅니다. 두 개의 터치 스크린 장치가 접촉되면 인접한 열과 행 사이에 흐르는 전류의 일부가 손가락으로 전달되어 특정 그리드 교차점의 정전 용량이 감소합니다.
상호 정전식 터치스크린은 열과 행이 합쳐지면 커패시터를 형성합니다. 결과적으로 224개의 커패시터가 14열 x 16행 상호 정전 용량 터치 스크린에 표시됩니다. 디스플레이를 터치하면 근처 교차점의 정전 용량이 자연스럽게 감소합니다.
상호 정전 용량은 그리드에서 생성되므로 상호 정전 용량 터치 스크린은 다중 터치를 허용할 수 있습니다. 즉, 상호 정전용량 터치스크린 장치에서 두 개 이상의 위치를 탭하거나 터치하여 명령을 시작할 수 있습니다. 멀티 터치 명령은 완전히 새로운 명령 가능성의 세계를 열어줍니다. 예를 들어, 화면을 터치하는 방식에 따라 확대 또는 축소가 가능합니다. 물론 상호 정전 용량 외에 다른 터치스크린 기술도 멀티 터치 명령을 지원합니다. 자체 정전 용량을 통해 두 개 이상의 접점을 동시에 사용할 수 있습니다.
다른 모든 유형의 투영 정전용량 터치스크린 기술과 마찬가지로 상호 정전용량 방식은 높은 터치 감도와 높은 터치 정확도를 모두 제공합니다. 결과적으로, 이러한 이유와 기타 이유로 인해 투영형 정전용량 터치스크린이 표면 정전용량 터치스크린보다 선호되는 경우가 많습니다.
여러 면에서 투영형 정전식 터치스크린은 표면 정전식 터치스크린과 다릅니다. 둘 다 정전 용량을 사용하여 터치 명령을 감지하지만 방식이 다릅니다.
투영형 정전식 터치스크린에는 지능형 처리 기능이 포함되어 있습니다. 터치 명령을 감지하기 위한 고감도 터치 센서가 있습니다. 반면에 예상되는 용량성 기술의 비용은 단점입니다. 프로젝션 정전식 터치스크린은 일반적으로 표면 정전식 터치스크린보다 가격이 더 비쌉니다.
