¿Sabes por qué la pantalla táctil falla bajo el agua?

      ¿Sabes por qué las pantallas táctil ordinarias no son fáciles de usar bajo el agua? Si hay agua en la superficie de una pantalla ordinaria, el agua, como conductor, cambiará el valor de capacitancia, lo que resulta en falsos toques o una falla en reconocer. Por lo tanto, la pantalla táctil utilizó materiales bajo el agua que pueden resistir la interferencia del agua mientras mantienen la sensibilidad táctil. Al usar la pantalla táctil bajo el agua, debido a factores como la conductividad del agua, los cambios en las constantes dieléctricas y la tensión superficial, las pantallas capacitivas ordinarias son propensas a toques falsos, interferencia de señal o falla para funcionar correctamente. Por lo tanto, los materiales de las pantallas táctiles submarinas deben diseñarse especialmente para impermeabilización, anti-interferencia, resistencia a la corrosión y propiedades ópticas. La siguiente es una explicación detallada de los dos aspectos de la capa de material central y los materiales de protección auxiliar:

A. Requisitos de material de capa funcional de núcleo

1. Capa de cubierta (material de cubierta)

La capa de cobertura es la interfaz que contacta directamente con agua y dedos, y debe cumplir con los requisitos de hidrofobicidad, alta transmitancia de luz y resistencia mecánica al mismo tiempo.

· Selección de material:

· El vidrio/plástico superhidrofóbico: las propiedades superhidrofóbicas (ángulo de contacto> 150 °) se logran a través de la superficie de recubrimiento de la superficie (como fluorosilano, microesferas de sílice), de modo que las gotas de agua se condensan rápidamente en bolas y rodar hacia abajo, reduciendo el área de cobertura de la película de agua de agua y evitando la intermediación de la capacidad causada por la extensión uniforme de la capa de agua.

· El vidrio reforzado (como el vidrio de gorila): después del fortalecimiento del intercambio de iones, el vidrio de silicato de alto aluminio tiene una tensión de compresión de superficie> 900MPa, una fuerte resistencia a los rasguños y al impacto, y es adecuado para escenarios de contacto de alta frecuencia bajo el agua.

· Plástico transparente (como PET, PC): debe combinarse con un recubrimiento de endurecimiento (como el recubrimiento de curado UV) para mejorar la dureza y la hidrofobicidad, adecuada para equipos flexibles o de bajo costo (como cámaras submarinas, relojes de buceo).

· Indicadores clave:

· Transmisión de luz> 92% (cerca del vidrio ordinario) para evitar afectar el efecto de visualización;

· Energía superficial <20 mn/m (umbral superhidrofóbico) para garantizar que las gotas de agua no puedan propagarse;

· Resistencia a la corrosión de pulverización de sal (como la inmersión en la solución de NaCl al 5% durante 500 horas sin anormalidades).

2. Toque Capa del sensor (material de electrodo)

La película ITO (óxido de lata de indio) de la pantalla capacitiva tradicional es muy frágil y tiene una resistencia de corrosión deficiente (fácilmente oxidado por agua/electrolito), por lo que debe reemplazarse con un material más estable para escenas submarinas:

· Cable de nanosilver (Agnw):

· Ventajas: conductividad (conductividad ≈ 6 × 10⁷ s/m, cerca de ITO), flexibilidad (flexible), resistencia a la corrosión (la plata es estable en un entorno inerte, y el espacio entre los nanocables es pequeño y no se penetra fácilmente por los electrolitos);

· Aplicación: los electrodos transparentes se preparan mediante el proceso de recubrimiento, adecuado para pantallas submarinas flexibles (como pantallas integradas de guantes de buceo).

· Película de grafeno:

· Ventajas: estructura de capa atómica única, transmitancia> 97% (casi sin obstáculos), excelente conductividad (conductividad ≈ 10⁶ s/m), estabilidad química extremadamente alta (resistencia ácida y corrosión alcalina);

· Desafíos: los costos de preparación a gran escala son altos, y actualmente se usa principalmente en equipos submarinos de alta gama (como paneles planos impermeables para la investigación científica).

· Metal de cuadrícula (con/Cr):

· Ventajas: el cobre tiene bajo costo y buena conductividad (conductividad ≈ 5.96 × 10⁷ s/m), y se logra una alta transmitancia mediante micro-maquinamiento (ancho de línea <5 μm);

· Mejoras: el recubrimiento de níquel/oro en la superficie evita la oxidación y mejora la resistencia a la corrosión, adecuada para equipos subacuáticos de gama media y baja (como teléfonos móviles impermeables).

· Solución de autocapacitancia vs capacitancia mutua:

La solución de autocapacitancia (detectar el cambio de capacitancia entre el electrodo y la tierra) es más recomendada bajo el agua, ya que la capacitancia mutua (detectar la capacitancia entre dos electrodos) es fácilmente interferida por la constante dieléctrica del agua (la constante dieléctrica relativa del agua es ≈80, que es mucho mayor que 1 de aire), resulta en la droga de la señal.

3. Material de sustrato (capa de soporte)

El sustrato debe cumplir con los requisitos de aislamiento, resistencia al agua y unión con el sensor al mismo tiempo:

· Tereftalato de polietileno (PET): bajo costo, buena flexibilidad (enrollable), pero resistencia a la temperatura promedio (<80 ℃), adecuada para equipos submarinos de grado de consumo;

· Poliimida (PI): resistencia a alta temperatura (> 300 ℃), resistencia a la corrosión química, adecuada para escenarios de alta presión de grado industrial o de alta mar (como robots submarinos);

· Resina epoxi reforzada con fibra de vidrio (FR-4): alta resistencia mecánica, utilizada para dispositivos de pantalla gruesa que requieren soporte rígido (como cuadernos impermeables).

B. Requisitos para materiales de protección auxiliar

1. Materiales de sellado y unión

El equipo submarino debe alcanzar el nivel de protección IP68/IP69K, la clave se encuentra en el sellado de borde y la unión de interfaz:

· Sellador de silicona: alta elasticidad, resistencia al envejecimiento (-50 ℃ ~ 200 ℃), puede llenar el pequeño espacio entre la pantalla y la concha para evitar la penetración de agua;

· Glue de poliuretano (PU): buena resistencia a la hidrólisis, adecuada para escenarios de inmersión a largo plazo (como el equipo de buceo);

· Glue OCA de grado óptico: utilizado para ajustar la capa de cubierta y la capa del sensor, debe cumplir con la transmitancia de alta luz (＞ 99%) e impermeabilización (tasa de absorción de agua ＜ 0.1%).

2. Materiales anti-electrólisis y anticorrosión

El agua (especialmente el agua salada) contiene electrolitos, que pueden causar fácilmente la corrosión de las partes metálicas o el cortocircuito de los sensores:

· Recubrimiento de aislamiento: recubrimiento de politetrafluoroetileno (PTFE) o recubrimiento de cerámica en la superficie de marcos de metal o partes estructurales para bloquear el contacto con electrolitos;

· Aleación de acero inoxidable/titanio: se usa para piezas estructurales internas (como interfaces de cables), el acero inoxidable (316L) es resistente a la corrosión de iones de cloruro, y la aleación de titanio tiene alta resistencia y buena biocompatibilidad (adecuada para equipos médicos de buceo).

3. Materiales resistentes a la presión del agua (escenas de aguas profundas)

El mar profundo (> 100 metros) necesita soportar alta presión (cada 10 metros ≈ 1 atmósfera), y el material debe tener resistencia a la deformación:

· Substrato de vidrio templado + PI: la alta dureza del vidrio puede resistir la deformación de la presión del agua, y la flexibilidad del sustrato de PI evita el agrietamiento del estrés;

· Diseño de la estructura compuesta: la adopción de la estructura multicapa "elastómero de vidrio-metal", el elastómero (como el caucho de silicona) absorbe la deformación de la presión del agua y protege el circuito interno.

       El diseño de material de las pantallas táctiles submarinas debe centrarse en los tres objetivos centrales de "impermeables y a prueba de agua, resistente a la corrosión y no fallado, y tacto sin juicio erróneo". La capa de cubierta superhidrofóbica se usa para reducir la interferencia del agua, los materiales conductores resistentes a la corrosión reemplazan la ITO tradicional y las estructuras de sellado de precisión bloquean la penetración de agua. Además, la combinación de material apropiada se selecciona en combinación con los requisitos de escena (como el grado de consumo/grado industrial/grado de mar profundo). La tecnología Shenzhen Hongjia puede cooperar con los clientes para personalizar pantallas táctil capacitivas para uso submarino. Tenemos 12 años de experiencia en la industria y damos la bienvenida a los clientes para enviarnos un correo electrónico para consultar.