راهکارهای لمسی LCD کوچک و متوسط

صفحه نمایش لمسی مقاومتی LCD یک دستگاه نمایشگر است که از حسگر فشار برای دستیابی به کنترل لمسی استفاده می‌کند. ساختار اصلی آن از دو لایه فیلم رسانای ITO و نقاط فاصله دهنده تشکیل شده است. هنگامی که نیرویی بین 10 تا 50 گرم اعمال می‌شود، لایه‌های رسانای بالایی و پایینی با هم تماس پیدا می‌کنند و یک مدار تقسیم ولتاژ تشکیل می‌دهند. کنترل‌کننده مختصات لمسی را از طریق تبدیل آنالوگ به دیجیتال محاسبه می‌کند. این دستگاه می‌تواند با هر جسمی کار کند و با محیط‌های خشن مانند گرد و غبار و روغن سازگار است. معمولاً در محیط‌های حساس به هزینه یا پیچیده مانند کنترل‌های از راه دور صنعتی و ترمینال‌های عملکرد ابزار ماشین استفاده می‌شود.

فناوری‌های مختلف لمسی LCD اصول و ویژگی‌های فنی منحصر به فرد خود را دارند. فناوری لمسی مقاومتی، یک راه‌حل قدیمی، دارای یک ساختار اصلی متشکل از یک فیلم رسانای ITO (اکسید قلع ایندیوم)، یک زیرلایه PET و نقاط ایزولاسیون است. هنگامی که نیرویی معادل 10 تا 50 گرم اعمال می‌شود، لایه‌های رسانای بالایی و پایینی با هم تماس پیدا می‌کنند و یک مدار تقسیم ولتاژ تشکیل می‌دهند. سپس کنترل‌کننده مختصات لمسی را از طریق تبدیل آنالوگ به دیجیتال محاسبه می‌کند. مزیت این فناوری در توانایی آن در لمس شدن توسط هر جسمی نهفته است. این فناوری هنوز هم در کنترل‌های از راه دور صنعتی (صفحه نمایش‌های 2-3 اینچی) و ترمینال‌های عملیاتی ماشین ابزار در محیط‌های غبارآلود کاربرد دارد. با این حال، 85٪ انتقال نور و طول عمر محدود 2 میلیون لمس آن منجر به حذف تدریجی آن از بازار لوازم الکترونیکی مصرفی شده است.

صفحه لمسی خازنی LCD یک دستگاه نمایشگر است که از حسگر جریان بدن انسان برای دستیابی به کنترل لمسی استفاده می‌کند. هسته آن ماتریسی از الکترودهای ITO است که روی یک سطح شیشه‌ای حک شده‌اند. وقتی انگشت نزدیک می‌شود، ظرفیت خازنی بین الکترودها تغییر می‌کند (معمولاً در محدوده 0.5-2pF). کنترل‌کننده محل لمس را از طریق تشخیص خودخازنی یا ظرفیت خازنی متقابل تعیین می‌کند. این صفحه نمایش دارای انتقال نور بالا، پشتیبانی از چند لمسی و عملکرد با دقت بالا (دقت لمس تا 2 میلی‌متر) و سرعت پاسخ سریع است. این صفحه نمایش می‌تواند الزامات عملکرد سریع نرخ تازه‌سازی 120 هرتز را در سناریوهایی مانند تجهیزات تشخیص پزشکی 7-12 اینچی برآورده کند و آن را به یکی از فناوری‌های لمسی اصلی در بازار فعلی تبدیل کند.

فناوری لمس خازنیِ برجسته (PCT) به جریان اصلی بازار تبدیل شده است. این فناوری شامل حکاکی ماتریسی از الکترودهای ITO روی یک سطح شیشه‌ای است. وقتی انگشت نزدیک می‌شود، ظرفیت خازنی بین الکترودها تغییر می‌کند (معمولاً در محدوده 0.5 تا 2 پیکوفاراد). محل لمس از طریق تشخیص ظرفیت خودی یا ظرفیت خازنی متقابل تعیین می‌شود. در حال حاضر، راه‌حل‌های پیشرفته از پنل‌های با وضوح 1920×1080 با نسبت تصویر 16:9 استفاده می‌کنند که از لمس 10 نقطه‌ای و دقت لمس 2 میلی‌متر پشتیبانی می‌کنند. در تجهیزات تشخیصی پزشکی 7 تا 12 اینچی، سرعت پاسخ می‌تواند به نرخ تازه‌سازی 120 هرتز برسد و نیاز پزشکان را برای تغییر سریع تصویر برآورده کند.

یک صفحه نمایش لمسی LCD درون سلولی، لایه حسگر لمسی را مستقیماً در صفحه نمایش LCD ادغام می‌کند و نیاز به یک پنل لمسی جداگانه متصل به سطح صفحه نمایش (مانند صفحه نمایش‌های لمسی خارجی سنتی GFF یا GG) را از بین می‌برد.

ویژگی کلیدی این فناوری این است که حسگر لمسی بین لایه پیکسل کریستال مایع LCD و فیلتر رنگ تعبیه شده است، یا مستقیماً روی زیرلایه شیشه‌ای پنل نمایشگر ساخته شده است، که به عملکردهای لمسی و نمایشگر اجازه می‌دهد برخی از لایه‌های ساختاری را به اشتراک بگذارند.

فناوری لمسی درون سلولی LCD، پیشرفتی پیشرو در صنعت محسوب می‌شود. این فناوری، حسگرهای لمسی را مستقیماً در ساختار پیکسل‌های LCD ادغام می‌کند و لایه شیشه‌ای مورد نیاز برای پنل‌های لمسی خارجی سنتی را حذف می‌کند. این امر ضخامت صفحه نمایش را 0.3 میلی‌متر کاهش می‌دهد و میزان انتقال نور را تا 92٪ افزایش می‌دهد. با تعبیه الکترودهای لمسی در فیلتر رنگ سلول کریستال مایع، این دستگاه به طراحی ضد آب و ضد گرد و غبار (رتبه IP67) دست می‌یابد. با این حال، این فناوری از نرخ بازده پایینی رنج می‌برد و در حال حاضر عمدتاً در پنل‌های کنترل خانه هوشمند 5 تا 8 اینچی رده بالا استفاده می‌شود.

اصل اساسی فناوری لمس درون سلولی، ادغام مستقیم حسگرهای لمسی در ساختار پیکسل‌های LCD و حذف لایه لمسی شیشه‌ای جداگانه مورد استفاده در راهکارهای لمسی خارجی سنتی است. این فناوری شامل حکاکی الکترودهای لمسی ITO در سمت فیلتر رنگ یا سمت زیرلایه آرایه سلول LCD است که به عملکردهای لمسی و نمایشگر اجازه می‌دهد فضای پنل یکسانی را به اشتراک بگذارند. هنگامی که انگشت صفحه را لمس می‌کند، ظرفیت خازنی بین الکترودها تغییر می‌کند. ماژول تشخیص لمس که در IC درایور پنل ادغام شده است، این سیگنال را دریافت کرده و از یک الگوریتم برای تعیین مختصات لمسی استفاده می‌کند. این طراحی به تلفیق عمیقی از نمایشگر و لمس دست می‌یابد و ضخامت صفحه را کاهش می‌دهد و در عین حال انتقال نور را بهبود می‌بخشد. با این حال، به دقت فرآیند بسیار بالا و تعادل بین تداخل بین نمایش پیکسل و سیگنال‌های لمسی نیاز دارد.