Małe i średnie rozwiązania dotykowe LCD

Rezystancyjny ekran dotykowy LCD to urządzenie wyświetlające, które wykorzystuje czujnik nacisku do sterowania dotykiem. Jego struktura rdzenia składa się z dwóch warstw folii przewodzącej ITO oraz punktów dystansowych. Po przyłożeniu siły 10–50 gramów górna i dolna warstwa przewodząca stykają się, tworząc obwód dzielnika napięcia. Sterownik oblicza współrzędne dotyku poprzez konwersję analogowo-cyfrową. Może być obsługiwany z dowolnym obiektem i jest przystosowany do trudnych warunków, takich jak pył i olej. Jest powszechnie stosowany w środowiskach wrażliwych na koszty lub złożonych, takich jak przemysłowe systemy zdalnego sterowania i terminale obsługowe obrabiarek.

Różne technologie dotykowe LCD mają swoje własne, unikalne zasady i cechy techniczne. Technologia dotyku rezystancyjnego, długoletnie rozwiązanie, ma strukturę rdzenia składającą się z warstwy przewodzącej ITO (tlenku indu i cyny), podłoża PET i punktów izolacji. Po przyłożeniu siły 10–50 gramów górna i dolna warstwa przewodząca stykają się, tworząc obwód dzielnika napięcia. Sterownik oblicza następnie współrzędne dotyku poprzez konwersję analogowo-cyfrową. Zaletą tej technologii jest możliwość dotknięcia dowolnym obiektem. Nadal znajduje zastosowanie w przemysłowych pilotach zdalnego sterowania (ekranach 2–3-calowych) i terminalach obsługowych obrabiarek w zapylonych środowiskach. Jednak jej 85-procentowa przepuszczalność światła i ograniczona żywotność do 2 milionów dotknięć doprowadziły do ​​jej stopniowego wyeliminowania z rynku elektroniki użytkowej.

Pojemnościowy ekran dotykowy LCD to urządzenie wyświetlające, które wykorzystuje czujnik prądu w ciele człowieka do sterowania dotykiem. Jego rdzeniem jest matryca elektrod ITO wytrawionych na szklanej powierzchni. Po zbliżeniu palca zmienia się pojemność między elektrodami (zwykle w zakresie 0.5-2 pF). Kontroler określa lokalizację dotyku poprzez samopojemność lub detekcję pojemności wzajemnej. Charakteryzuje się wysoką przepuszczalnością światła, obsługuje wielodotyk i wysoką precyzję (dokładność dotyku do 2 mm) oraz charakteryzuje się szybkim czasem reakcji. Spełnia wymagania dotyczące szybkości działania i częstotliwości odświeżania 120 Hz w zastosowaniach takich jak 7-12-calowy sprzęt diagnostyczny, co czyni go jedną z głównych technologii dotykowych na obecnym rynku.

Technologia dotykowa pojemnościowa (PCT) stała się powszechna na rynku. Polega ona na wytrawieniu matrycy elektrod ITO na szklanej powierzchni. Po zbliżeniu palca zmienia się pojemność między elektrodami (zwykle w zakresie 0.5-2 pF). Lokalizacja dotyku jest określana poprzez detekcję pojemności własnej lub wzajemnej. Obecnie zaawansowane rozwiązania wykorzystują panele o rozdzielczości 1920×1080 i proporcjach ekranu 16:9, obsługujące 10 punktów dotyku i dokładność dotyku 2 mm. W medycznym sprzęcie diagnostycznym o przekątnej 7-12 cali, częstotliwość odświeżania może sięgać 120 Hz, co zaspokaja potrzeby lekarzy w zakresie szybkiego przełączania obrazów.

Ekran dotykowy LCD typu in-cell posiada warstwę wykrywającą dotyk bezpośrednio zintegrowaną z wyświetlaczem LCD, co eliminuje potrzebę stosowania oddzielnego panelu dotykowego przymocowanego do powierzchni ekranu (jak w tradycyjnych zewnętrznych ekranach dotykowych GFF lub GG).

Najważniejszą cechą tej technologii jest to, że czujnik dotykowy jest osadzony pomiędzy warstwą pikseli ciekłokrystalicznych wyświetlacza LCD a filtrem kolorów lub jest bezpośrednio wykonany na szklanym podłożu panelu wyświetlacza, dzięki czemu funkcje dotykowe i wyświetlające korzystają ze wspólnych warstw strukturalnych.

Technologia dotykowa In-Cell LCD stanowi przełomowy postęp w branży. Integruje ona czujniki dotykowe bezpośrednio w strukturze pikseli LCD, eliminując warstwę szkła wymaganą w tradycyjnych zewnętrznych panelach dotykowych. Zmniejsza to grubość ekranu o 0.3 mm i zwiększa przepuszczalność światła do 92%. Dzięki osadzeniu elektrod dotykowych w filtrze koloru komórki ciekłokrystalicznej, urządzenie jest wodoodporne i pyłoszczelne (stopień ochrony IP67). Technologia ta charakteryzuje się jednak niską wydajnością i jest obecnie stosowana głównie w zaawansowanych panelach sterowania inteligentnym domem o przekątnej od 5 do 8 cali.

Podstawową zasadą technologii dotykowej w komórkach LCD jest integracja czujników dotykowych bezpośrednio ze strukturą pikseli wyświetlacza LCD, eliminując tym samym konieczność stosowania oddzielnej szklanej warstwy dotykowej, stosowanej w tradycyjnych, zewnętrznych rozwiązaniach dotykowych. Technologia ta polega na wytrawianiu elektrod dotykowych ITO po stronie filtra koloru lub po stronie podłoża matrycy komórki LCD, co pozwala na współdzielenie przestrzeni panelu przez funkcje dotykowe i wyświetlacz. Gdy palec dotyka ekranu, zmienia się pojemność między elektrodami. Moduł detekcji dotyku zintegrowany z układem scalonym sterownika panelu przechwytuje ten sygnał i wykorzystuje algorytm do określenia współrzędnych dotyku. Taka konstrukcja zapewnia głębokie połączenie wyświetlacza i dotyku, zmniejszając grubość ekranu i poprawiając przepuszczalność światła. Wymaga jednak niezwykle wysokiej precyzji procesu i równowagi między interferencjami między sygnałami wyświetlacza pikselowego a sygnałami dotykowymi.