在工业控制、户外场景中,宸展光电(TES)对投射式电容(PCAP)传感器,有着严格的设计要求。如果您想要延长触摸显示器的使用寿命,提升长期运行可靠性,那么我们建议,不仅要优化触控电路,更关键的是要正确选择触控基板材质。
一、外挂式 PCAP 传感器基板,主要有哪些材质?
- 无机玻璃
- 有机薄膜
图1. PCAP 传感器类型
二、玻璃基板和 PET 薄膜基板,核心性能差异在哪?
两者的差距,直接决定工控触摸屏的耐用性,尤其是恶劣环境下的稳定性,具体看这 4 点:
1. 热膨胀系数(CTE)和氧化铟锡(ITO)微裂纹
玻璃基板:热膨胀系数极低,哪怕经过极端高低温的冷热冲击循环测试,尺寸也几乎不变。这样一来,附着在表面的 ITO 导电层,就能始终保持结构完整,不易损坏。
PET 薄膜基板:短板很明显,在高温、高湿环境下,极易热胀冷缩、发生形变。而 ITO 属于脆性无机陶瓷材料,基板一伸缩拉扯,ITO 层就很容易出现微裂纹(图2)。长期使用后,裂纹会不断扩大,导致线路阻抗升高,最终造成触控失灵、出现触控死区。
图2. ITO 微裂纹扫描电镜图像
2. 抗紫外线 UV 能力和光学衰减情况
玻璃基板:属于无机材质,天生就抗紫外线老化。即便长期暴晒,触摸屏的透光率和画面清晰度也不易下降,更加适配高亮度液晶面板的户外设备。
PET 薄膜基板:作为有机高分子材料,经紫外线长期照射,会持续老化变质。最直观的表现就是基板发黄、透光率下降,不仅降低显示屏的实际显示亮度,还会削弱用户的观看体验(图3)。
图3. 户外长期使用后的显示区别
3. 水汽渗透率和材料释气问题
玻璃基板:潮湿环境是触摸显示模组(TDM)的 “隐形杀手”,玻璃材质结构紧密,水蒸气透过率(WVTR)几乎为零。能完美阻挡外界水汽侵入 PCAP 模组内部,保护 OCA 光学胶性能稳定,避免因受潮,导致触控失灵。
PET 薄膜基板:本身就容易吸水,长期处于高温高湿环境下,薄膜内部会发生释气反应。释放的气体,会直接导致 OCA 光学贴合胶起泡,改变介质常数,甚至出现贴合层局部分层脱落,直接影响触控功能。
※. 小知识:PET为何容易老化?
户外长期使用时,PET 会同时发生光化学、热化学老化降解。分子链断裂后,会释放挥发性有机物(VOC)。而这种释气现象,正是 OCA 胶起泡、XY 触控线路微裂、阻抗数值不稳定的主要原因(图4)。
图4. PET 高分子化学成分
4. 加硬涂层引发的 PET 开裂副作用
为了提升制造良品率,多数 PET 表面都会增加一层硬化层。但如果涂层材质选用不当,长期日晒后,镀膜就会出现裂痕(图5)。这类故障,通常和 APTMS 疏水材料的选用有关(图6)。
图5. PET 硬化层开裂
图6. FTIR 红外检测结果
总结
工控、户外场景常面临高温、高湿、长期紫外线照射等恶劣环境。如果您想要确保触摸显示器长久、稳定、可靠运行,那么我们强烈建议您选用玻璃基板 PCAP 传感器,从源头入手,才能有效规避绝大多数触控故障,有效延长产品的使用寿命。







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