Touchscreen Systeme für Industrieanwendungen

Projective Capacitive Touchscreen (PCT- oder PCAP), Multitouch 5- und 10 Finger Bedienung

Einsatz für projiziert kapazitive Touch / PCAP Display Systeme

Durch die Verwendung von kompletten Einheiten mit TFT, PCAP und Coverglas lassen sich viele Applikationen besser realisieren.

Das Coverglas lässt sich bündig in die Gehäusefront integrieren und kann somit optimal eingepasst und abgedichtet werden. Anwendungen wie beispielsweise im Medizinbereich profitieren von der problemlosen Reinigung mit Feuchtigkeit und Desinfektionsmitteln denn die Front ist ja aus Glas.

Die Stärke des Glases kann zwischen 1mm und bis zu 6mm variieren. Selbst Kundenanforderungen mit dem sogenannten „Gorilla-Glas“ können angeboten werden. Also sind auch Kiosk- und Outdoor-Anwendungen mit dieser Technologie machbar. War es bisher ein großes Problem, ein Kiosk-System gegen Vandalismus zu schützen, so ist der Aufbau der PCAP-Module dafür geradezu prädestiniert. Also überall dort, wo „Kräfte sinnlos walten“ kann das PCAP trotzdem halten. Fitness-Studios oder Bedienterminals in öffentlichen Bereichen sind ebenfalls gute Anwendungsbeispiele.

Aber auch die Industrie hat die besonderen Design-Möglichkeiten für sich entdeckt. Staubige Fabrikhallen und rauhe Bedienung sind hier an der Tagesordnung. Gut wenn das Display direkt mit dem Sensor und dem Glas gebondet und verklebt ist. Das erspart eigene aufwendige Konstruktionen um die Bedieneinheit rüttel- und schüttelfest zu machen. Musste man bisher noch eine gesamte Gehäusefront mit gedrucktem Logo, Tasten extra bestellen, so könnte man dies mit einer Glasfront kundenspezifisch ab 50-100 Stück alles in allem realisieren.

Eine bündige Glasfront konnte mit bisherigen Touch-Systemen nicht oder nicht so einfach hergestellt werden. Ein großer Vorteil der PCAP-Sensoren.

Möglich geworden ist dies nicht nur durch die projiziert kapazitive Touch-Technologie sondern auch durch die Weiterentwicklung der entsprechenden Touch Controller. Mittlerweile gibt es die Möglichkeit, USB-Controller, abgestimmt auf bis zu 6mm Glasstärke + Feuchtigkeit auf dem Glas als COF (chip on foil) auf dem Tail aufgebondet zu bekommen. Das erspart zusätzlich ein externes Control-Board und die Aufnahme-Mechanik hierfür. Vom Extra-Preis ganz zu schweigen.

Komplette PCAP-Module werden also immer kompakter, können mehr und kosten weniger als ein auf resistiver oder herkömmlich kapazitiver Basis aufgebautes System aus TFT, Touch und Touch-Controller-PCB + Kabel. Darüber hinaus spart es auch Beschaffungskosten, da nur ein halb-Fertigerzeugnis disponiert werden muss anstatt sämtlicher Einzelkomponenten.

Lassen Sie die Distronik Ihre neue Bedienfront planen und sparen Sie an Zeit, Beschaffungskosten und Lagerhaltung.

PCAP-Sensoren - nicht nur eine Designfrage

Werden in vielen neuen Applikationen heute TFT-Displays mit PCAP wegen Ihrer optischen Werte eingesetzt, so überwiegen doch die Vorteile im technischen Bereich.

Allen Voran die Robustheit, die durch ein 2mm-4mm starkes Frontglas bei der Bedienung und beim Einbau gegeben ist. Auch verringert das überstehende Frontglas die Nachteile eines kapazitiven Touch Sensors, denn der Glas-Rahmen wird in die Front des Gerätes eingesetzt, nicht das Display selbst. Ungewollte Kapazitäten können daher nicht so leicht entstehen wie es bei der herkömmlichen kapazitiven Technologie bei unsachgemäßem Einbau vielleicht der Fall wäre.

Dank der rasant fortschreitenden Controller-Technologie können heute sogar 2-6mm Glasfronten angeboten werden, die darüber hinaus noch resistent gegen Feuchtigkeit (Wassertropfen, Luftfeuchtigkeit) sind. Medizinische Anwendungen, bei denen es um Hygiene und Genauigkeit geht, sind mit dieser Technologie wesentlich einfacher zu realisieren. Ein Coverglas lässt sich eben mit herkömmlichen Reinigern bearbeiten, ein klassisch resistiver oder klassisch kapazitiver Touch Sensor nicht.

Hinzu kommt die Design-Freiheit bei Projekten 50 Stück+. Bestimmen Sie selbst die Rahmenfarbe und lassen das eigene Logo mit aufdrucken und ersparen sich damit lästige Druckkosten der Frontplatte.

Vergleich der unterschiedlichen Touchscreen Technologien

Auswahl der richtigen Touch-Technologie 

Sie planen den Einsatz von Touchscreen zusammen mit einem TFT Display oder Sie wollen einen Industriemonitor um die Touch-Funktion erweitern? Hier an dieser Stelle möchten wir Ihnen mit unserer Touch-Technologie-Übersicht etwas Unterstützung + Tipps bei der Wahl des für Sie idealen Touchscreen-Technologie geben. Wir listen hier die einzelnen Touch-Techniken auf - Sie finden die Vor- und Nachteile.    

Touch Display - die einfachste Lösung 

Diesen Punkt stellen wir Ihnen bei Ihren Überlegungen an erster Stelle, da die Integration von Touchscreen-Sensoren, egal welche Touch-Technologie, auf ein TFT Display doch einiges an Erfahrung und Equipment voraussetzt. So benötigt man eine nahezu staubfreie Umgebung.
Es kann Ihnen Arbeit abgenommen werden, durch Teilsysteme, bei denen der Touch-Sensor bereits herstellerseitig unter Reinraumbedingungen auf das TFT Display verklebt ist. Sie erhalten funktionsgetestete Touch-Display-Einheiten. Wir nennen diese Produkte Touch-Display. Touch-Displays gibt es in den Ausführungen:  

• resistive Touch Display
• PCAP Displays (PCT, Projected Capacitive Touchscreen)       

Touch resistive

Das resistive Touchscreen System ist von allen Touch-Arten am einfachsten  zu verarbeiten und bietet fast alle Bedienbarkeiten. Deshalb ist der  Marktanteil sehr hoch. (technisches Prinzip resisitiver Touch)

Bedienbarkeit: sehr gut
Resistive Touchscreens können mit dem Finger, Stift und sogar mit Handschuhen bedient werden.

Optische Eigenschaften: mittel
Da auf dem Trägermaterial Glas eine Folie mit Abstandshaltern aufgebracht  ist, gibt es optische Einschränkungen. Die meisten Sensoren haben eine "geätzte" oder angeraute Oberfläche, bei der man die Spacer  (Abstandhalter) nicht sieht, jedoch bleibt dann maximal eine  Lichtdurchlässigkeit von 80% erhalten. Fingerprints sind kaum sichtbar. 
Fällt die Wahl auf eine klare Folie, geht die Lichtdurchlässigkeit auf ca.  90% rauf, die Spacer sind aber sichtbar. Bei einer klaren Oberfläche  bleiben auch Fingerabdrücke auf der Oberfläche.

Integrationslevel: leicht

Der Einbau stellt keine hohen technischen Anforderungen dar. Resistive  Systeme sind gegenüber elektrischen Strahlungen weitgehend resistent.  Die Touchsensoren können problemlos abgedichtet (z.B. IP65) werden.

Stabilität: gut

Die Touchfolie hat eine Oberflächenhärte von ca. 3H, das ist für normale  industrielle Anwendungsfelder absolut ausreichend. Es gibt verschiedene  Glasstärken, somit wird eine gute Gesamtstabilität erreicht. Jedoch kann die Touchoberfläche mit scharfkantigen Materialien zerkratzt oder  mutwillig zerstört werden.

Lebensdauer: gut

Die Hersteller geben meist je nach System (4- oder 5-Draht) eine Anzahl von 1-5 Mio Berührungen auf einer Stelle an. Für die Industrie mehr als  ausreichend.

Kosten: günstig

Resisitve  Touchsensoren werden in immens hohen Stückzahlen gefertigt, die  Fertigungsverfahren sind ausgereift und liefern gute Qualität zu  günstigen Stückpreisen. 

Touchscreen Surface Capacitive

Der kapazitive Touch hat gute optische Eigenschaften, fordert aber beim  Einbau einiges an technischem Wissen. (technisches Prinzip kapazitiver  Touchscreen)

Bedienbarkeit: eingeschränkt 

Das Trägerglas vom kapazitivem Touch ist mit einer ITO Beschichtung  versehen, die mit Strom versorgt wird. Zum Auslösen der Touch-Funktion  ist zwingend eine leitende Verbindung zur Masse (Erde/Ground) über den  Körper nötig. Daher funktioniert dieses Touch-Prinzip nur mit dem Finger oder einem speziellen Stift, der elektrisch leitend ist.

Optische Eigenschaften: sehr gut

Die ITO Schicht ist nahezu lichtdurchlässig - das Glas auch. Glas hat einen Lichtbrechungsindex von ca. 4%, somit bleibt eine Lichtdurchlässigkeit  von ca. 96%. Auf glatten Oberflächen bleiben Fingerprints sichtbar.

Integrationslevel: anspruchsvoll

Obwohl über der leitenden ITO-Schicht eine SiO2 -Beschichtung (Quarz)  aufgebracht ist, macht eine Nähe zu Metallen, die mit Masse verbunden  sind, Probleme. Das hat zur Folge, dass immer ein gebührender Abstand  des Touch-Sensors zur Metallfront eingehalten werden muss. Desweiteren  muss auf Kabelführung und ordentliche Masseverbindung geachtet werden.  Der kapazitive Touch lässt sich abdichten, jedoch nur mit Abstand zu  Metallflächen.

Stabilität: sehr gut

Glas ist stabil und kann in verschiedenen Stärken verarbeitet werden. Die  leitende ITO-Schicht ist mit einer Quarzschicht abgedeckt. Somit ist  dieser Touch weitgehend gegen Verkratzungen geschützt.

Lebensdauer: sehr gut

Glas und Quarz sind stabile Materialien (Oberflächenhärte 7H), daher sind weit mehr als 160 Berührungen an einer Stelle möglich.

Kosten: höheres Preissegment

Die Beschichtung ist aufwändig und erfordert höchste Präzision, zudem sind  die Stückzahlen nicht so hoch. Auch der Touch-Controller ist  komplizierter aufgebaut.    

Touchscreen Projected Capacitive

PCAP - Projected Capacitive Touch Screens, sind sehr stark im Kommen und in  aller Munde. Schon der Begriff "Multitouch" ist jedem geläufig. Diese  Technologie ist bei fast jedem Smartphone oder Tablet - Computer  verbaut. PCAP lässt viele Gehäusegestaltungsmöglichkeiten zu.

Bedienbarkeit: gut

Im Prinzip ist der PCAP dem normalen kapazitivem Touch ähnlich (nur  Fingerbedienung), jedoch gibt es ITO-Elektroden. Bei diesem System muss  der Strom auch gegen Masse fließen, jedoch ist eine  Handschuhbedienbarkeit teilweise möglich. Diesen Fall muss man vorher  berücksichtigen, da der Touch Controller entsprechend vorbereitet und  programmiert sein muss. Auch speziell leitende Stifte ermöglichen eine  Touchfunktion.

Optische Eigenschaften: sehr gut

Hohe Lichtdurchlässigkeit - somit ist ein brillantes Bild sicher. PCAP´s  lassen sich auch mit dem TFT Display optisch bonden. Das ist die beste  optische Möglichkeit.

Integrationslevel: mittel bis leicht

Wenn ein PCAP mit einem über die aktive Fläche hinausgehenden Coverglas  verbondet ist, ist die Integration einfach. Geräte können abgedichtet  werden, Metallfronten sind nicht in der Nähe der aktiven Fläche, somit  ist deren Einfluss über Masse gering. Komplizierter wird es, wenn kein  Coverglas gewünscht wird.

Stabilität: sehr gut

Hier gilt das Gleiche, wie beim kapazitiven Touchscreen, jedoch mit dem  Vorteil, dass ein zusätzliches Coverglas gebondet werden kann. das  bringt noch mehr Stabilität. Lebensdauer: sehr hochMit Coverglas deutlich mehr als 160 Mio Berührungen.

Kosten: je nach Kundenanforderung, von mittel bis teuer

Es gibt so viele Variationsmöglichkeiten, kundenspezifische  Coverglas-Front mit Siebdruck, eigenen Abmessungen - meist ist alles  kundenspezifisch. Die Stückkosten sind daher individuell.  

Auf diese Technik gehen wir nicht mehr tiefer ein, weil der Marktanteil  verschwindend klein ist. Bei manchen Bankterminal-Anwendungen wird der  Infrarot-Touch noch eingesetzt. Hauptsächlich, weil dort ein Filterglas den Betrachtungswinkel des Displays einschränkt. (Diskretion)    

Touch SAW (Surface Acoustic Wave) 

Die Oberflächen Schall Technik hat sich nicht durchgesetzt, weil es  schwierig ist, diesen Touch abzudichten. Vorteil wäre eine Z-Achse bei  der Bedienung.