Geïntegreerde foliedisplays

Uit Technotheek
Versie door Jet (Overleg | bijdragen) op 30 okt 2012 om 16:33
(wijz) ← Oudere versie | Huidige versie (wijz) | Nieuwere versie → (wijz)
Ga naar: navigatie, zoeken
Geïntegreerde foliedisplays
Foliedisplays.jpg
Eigenschappen
Categorie: Componenten
Originele auteur: Tjibbe van der Laan en Mattijs Stam
Jaar: 2010
Wikipedia link: Electronic visual display

Inhoud

Inleiding

Foliedisplays zijn producten die de communicatie tussen mens en machine tot stand brengen. De zogenaamde MMI (men machine interface). Membraandisplays zijn het eerste type foliedisplays, deze zijn doorontwikkeld tot touchscreens en piëzoschakelaars om aan verschillende eisen van de klant te voldoen.

Beschrijving

We beschrijven de eigenschappen van drie typen foliedisplays; membraandisplays, touchscreens en piëzoschakelaars. Membraandisplays zijn de basis voor de andere typen displays. Daarom wordt deze techniek meer uitgebreid behandeld.

Membraandisplays

Opbouw membraandisplay

Een membraandisplay bestaat uit verschillende lagen op elkaar gelijmd. Elke laag vervult een andere functie. De onderste laag is een kartonnen laag en is de basis voor de display. Daarna komt voor elke functie van de display een nieuwe laag. Voor LED’s en SMD-componenten is een aparte laag nodig. De LED-laag kan dienen als achtergrondverlichting van de knoppen. Voor knoppen zijn er drie lagen nodig. De eerste laag is een geleidingslaag. Deze wordt gemaakt van polyesterfolie met een zilverinkt gezeefdrukt geleidingspatroon. Daarna volgt er een spacer, die afstand houdt tussen de twee geleidingslagen. De spacer is gemaakt van karton. Als laatst volgt de tweede geleidingslaag. Deze opbouw is uitgewerkt in afbeelding 1. De knoppen werken doordat er op de bovenkant van de folie wordt gedrukt. Daardoor maken de twee geleidingslagen contact: de knop schakelt. Na de knoppen-laag volgt er een laag met metalen domes. Deze laag is optioneel, en zorgt voor een hoor- en voelbare klik. De werking van de dome is gelijk aan het klikken op een (jam)potdeksel. Dit effect kan ook worden gerealiseerd in de toplaag, zonder domes. Afbeelding 2 illustreert de metalen dome. Als laatst volgt de toplaag. Deze laag is een polyesterfolie met een grafische opdruk. Er zijn verschillende functies van de toplaag: Beschermen tegen chemicalïen, vocht en stof, en het geven van een klikgevoel doormiddel van het toevoegen van een reliëf aan het oppervlak.

Metalen dome

Touchscreens

Er zijn twee verschillende soorten touchscreens: de capacitieve en de resistieve. De grootste verschillen zijn dat capacitieve bestaat uit één laag, er een doorzichtige harde voorplaat mogelijk is en niet met handschoenen te gebruiken is. De resistieve bestaat uit twee geleidende lagen met een spacer. Bij deze techniek is er geen harde voorplaat mogelijk, wel is deze met handschoenen te gebruiken. De capacitieve touchscreen werkt doordat je vinger als aarde fungeert, waardoor er een klein stroompje weg kan vloeien via je vinger. De resistieve touchscreen werkt doordat twee geleidende lagen tegen elkaar worden gedrukt. Bij beide touchscreen rekent software de x, y positie op het scherm uit, met behulp van de gemeten weerstandwaarden.

Piëzoschakelaar

De opbouw van een piëzoschakelaar is nagenoeg hetzelfde als een membraanschakelaar. In plaats van de drie lagen voor de knoppen, is er één laag met piëzo-elementen toegevoegd. Wanneer een piëzo-element wordt ingedrukt, wordt er een stroompje afgegeven. Doordat een piëzo-element een miniem drukverschil kan waarnemen, is een metalen toplaag mogelijk.

Piëzoschakelaar

Toepassingen

De techniek is breed toepasbaar, omdat de folies niet gebonden zijn aan vaste formaten of vormen. De ontwerper is vrij om zijn interface in te delen zoals hij dat wil. Wel zit er verschil tussen het toepassen van de verschillende technieken.

  • Membraandisplays zijn het beste te gebruiken voor toepassingen met een simpele interface. Een aantal willekeurige voorbeelden zijn: CNC machines, frisdrankdispensers, medische apparaten etc. Een membraandisplay kan gecombineerd worden met een scherm.
  • Touchscreens zijn het beste te gebruiken voor een complexe interface met verschillende menu’s. Enkele voorbeelden zijn: treinkaartjes automaat, iPhone etc.
  • Piëzoschakelaars zijn bruikbaar voor duurzame en slijtvaste toepassingen. Voorbeelden zijn: parkeerautomaten of andere openbare interfaces.

Voordelen

Foliedisplays hebben een groot voordeel ten opzichte van losse schakelaars. De displays zijn dun en flexibel, waterdicht en bestand tegen chemicaliën. Het aantal, de rangschikking, vorm en grootte van de knoppen is geheel door de ontwerper te bepalen en op maat te maken voor de toekomstige toepassing. De vormvrijheid van het grafische aspect is dus groot. Per type zijn de voordelen opgesomd.

Membraandisplay

  • Folie neemt weinig ruimte in, en is daardoor gemakkelijk te integreren
  • Grote vrijheid in grafische vormgeving
  • LED’s, SMD-componenten en IC’s toepasbaar
  • Te combineren met een scherm
  • Bestand tegen chemicaliën, water
  • Mogelijkheid om logos in display te schuiven

Touchscreen – capacitief

  • Complexe interface mogelijk
  • Grote vrijheid in grafische vormgeving
  • Glazen voorkant mogelijk
  • Kras, vet en vochtvrij
  • Helder scherm (95%)

Touchscreen - resistief

Complexe interface mogelijk Grote vrijheid in grafische vormgeving Met handschoenen te gebruiken Duurzaam Bestand tegen vuil, vocht en chemicaliën

Piëzoschakelaar

Metalen front mogelijk Duurzaam; meer dan 50 miljoen schakelingen per knop Zeer geschikt voor openbare doeleinden Hoogwaardige uitstraling

Nadelen

Membraandisplay

  • Toplaag gemakkelijk te beschadigen (bijvoorbeeld met een mes)
  • Rangschikking van knoppen niet meer te wijzigen na productie
  • Minimale afstanden tussen componenten nodig, vanwege viscositeit geleidende lijm
  • Veel componenten resulteert tot een dikkere display
  • Component is niet te repareren

Touchscreen – capacitief

  • Niet met handschoenen te gebruiken
  • Geen klikgevoel
  • Relatief duur

Touchscreen – resistief

  • Lage helderheid scherm t.o.v. capacitieve touchscreen
  • Topfolie gemakkelijk te beschadigen
  • Relatief duur

Piëzoschakelaar

  • Geen klikgevoel
  • Duurder dan membraanschakelaar

Milieuaspecten

Zodra foliedisplays defect raken, moeten deze vervangen worden. De foliedisplays zijn gemaakt van polyesterfolies, elektrische componenten, lijmen en eventueel metalen die lastig geautomatiseerd van elkaar te scheiden zijn. Daardoor zijn de displays niet recyclebaar en dus slecht voor het milieu. Omdat echter de toepassingen een lange levensduur hebben, zeker de piëzoschakelaar, hoeven ze niet snel vervangen te worden. Normaliter heeft het product een kortere levensduur dan de foliedisplay.

Leveranciers en kenniscentra

Danielson Europe BV
De Nieuwe Haven 12
7772 BC Hardenberg
Nederland
T: +31 (0)523 281 200
W: Danielson

Dit bedrijf heeft zich gespecialiseerd in het produceren van bovengenoemde technieken. Het bedrijf gaat met de klant in overleg over het uiteindelijke product waardoor een optimaal resultaat wordt behaald.
Foliedisplays5.png

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen