โซลูชันหน้าจอสัมผัส LCD ขนาดเล็กและขนาดกลาง

หน้าจอสัมผัสแบบ Resistive LCD เป็นอุปกรณ์แสดงผลที่ใช้การตรวจจับแรงกดเพื่อควบคุมการสัมผัส โครงสร้างแกนกลางประกอบด้วยฟิล์มนำไฟฟ้า ITO สองชั้นและจุดเว้นระยะ เมื่อออกแรง 10-50 กรัม ชั้นบนและชั้นล่างจะสัมผัสกัน เกิดเป็นวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า ตัวควบคุมจะคำนวณพิกัดสัมผัสผ่านการแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล สามารถใช้งานได้กับวัตถุทุกชนิดและปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ฝุ่นและน้ำมัน นิยมใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีค่าใช้จ่ายสูงหรือมีความซับซ้อน เช่น รีโมทคอนโทรลในอุตสาหกรรมและเทอร์มินัลควบคุมเครื่องจักร

เทคโนโลยีสัมผัส LCD ที่แตกต่างกันมีหลักการและคุณสมบัติทางเทคนิคที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว เทคโนโลยีสัมผัสแบบ Resistive ซึ่งเป็นโซลูชันที่มีมายาวนาน มีโครงสร้างแกนกลางประกอบด้วยฟิล์มนำไฟฟ้า ITO (อินเดียมทินออกไซด์) แผ่นรองรับ PET และจุดแยก เมื่อออกแรง 10-50 กรัม ชั้นบนและชั้นล่างของตัวนำจะสัมผัสกัน ก่อตัวเป็นวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า จากนั้นตัวควบคุมจะคำนวณพิกัดการสัมผัสผ่านการแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล ข้อได้เปรียบของเทคโนโลยีนี้คือความสามารถในการสัมผัสโดยวัตถุใดๆ ก็ได้ ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ยังคงถูกนำไปใช้ในรีโมทคอนโทรลอุตสาหกรรม (หน้าจอขนาด 2-3 นิ้ว) และเทอร์มินัลควบคุมเครื่องจักรในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละออง อย่างไรก็ตาม ด้วยค่าการส่งผ่านแสง 85% และอายุการใช้งานที่จำกัดเพียง 2 ล้านครั้ง ทำให้เทคโนโลยีนี้ค่อยๆ หายไปจากตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

หน้าจอสัมผัสแบบคาปาซิทีฟ LCD คืออุปกรณ์แสดงผลที่ใช้การตรวจจับกระแสไฟฟ้าจากร่างกายมนุษย์เพื่อควบคุมการสัมผัส แกนกลางของหน้าจอสัมผัสคือเมทริกซ์ของอิเล็กโทรด ITO ที่ฝังอยู่บนพื้นผิวกระจก เมื่อนิ้วเข้าใกล้ ความจุระหว่างอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนแปลง (โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0.5-2pF) ตัวควบคุมจะกำหนดตำแหน่งการสัมผัสผ่านการตรวจจับความจุด้วยตนเองหรือความจุร่วมกัน หน้าจอสัมผัสนี้มีการส่งผ่านแสงสูง รองรับการสัมผัสแบบมัลติทัชและการทำงานที่มีความแม่นยำสูง (ความแม่นยำในการสัมผัสสูงสุด 2 มม.) และมีความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว หน้าจอสัมผัสนี้สามารถตอบสนองความต้องการการทำงานที่รวดเร็วด้วยอัตราการรีเฟรช 120Hz ในสถานการณ์ต่างๆ เช่น อุปกรณ์วินิจฉัยทางการแพทย์ขนาด 7-12 นิ้ว ทำให้เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการสัมผัสกระแสหลักในตลาดปัจจุบัน

เทคโนโลยีสัมผัสแบบฉายภาพ (PCT) กำลังเป็นกระแสหลักในตลาด โดยอาศัยการกัดเมทริกซ์ของอิเล็กโทรด ITO ลงบนพื้นผิวกระจก เมื่อนิ้วเข้าใกล้ ความจุระหว่างอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนแปลง (โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 0.5-2pF) ตำแหน่งการสัมผัสจะถูกกำหนดผ่านการตรวจจับความจุด้วยตนเองหรือความจุร่วมกัน ปัจจุบัน โซลูชันระดับไฮเอนด์ใช้แผงความละเอียด 1920×1080 พิกเซล อัตราส่วนภาพ 16:9 รองรับการสัมผัส 10 จุด และความแม่นยำในการสัมผัส 2 มม. ในอุปกรณ์วินิจฉัยทางการแพทย์ขนาด 7-12 นิ้ว ความเร็วในการตอบสนองสามารถเข้าถึงอัตราการรีเฟรช 120Hz ซึ่งตอบสนองความต้องการของแพทย์ในการสลับภาพอย่างรวดเร็ว

หน้าจอสัมผัส LCD ในเซลล์จะผสานชั้นการตรวจจับการสัมผัสเข้ากับจอ LCD โดยตรง จึงไม่จำเป็นต้องมีแผงสัมผัสแยกต่างหากที่ติดอยู่กับพื้นผิวหน้าจอ (เช่นเดียวกับหน้าจอสัมผัส GFF หรือ GG ภายนอกแบบดั้งเดิม)

คุณสมบัติหลักของเทคโนโลยีนี้คือเซ็นเซอร์สัมผัสที่ฝังอยู่ระหว่างชั้นพิกเซลคริสตัลเหลวของจอ LCD และตัวกรองสี หรือประดิษฐ์ขึ้นโดยตรงบนพื้นผิวกระจกของแผงจอแสดงผล ช่วยให้ฟังก์ชันสัมผัสและการแสดงผลสามารถแบ่งปันชั้นโครงสร้างบางชั้นได้

เทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส LCD แบบ In-Cell ถือเป็นความก้าวหน้าล้ำสมัยในอุตสาหกรรม โดยผสานเซ็นเซอร์สัมผัสเข้ากับโครงสร้างพิกเซลของ LCD โดยตรง ทำให้ไม่ต้องใช้ชั้นกระจกเหมือนแผงสัมผัสภายนอกแบบดั้งเดิม ส่งผลให้ความหนาของหน้าจอลดลง 0.3 มม. และเพิ่มการส่งผ่านแสงเป็น 92% ด้วยการฝังอิเล็กโทรดสัมผัสไว้ภายในตัวกรองสีของเซลล์ผลึกเหลว ทำให้ตัวเครื่องกันน้ำและกันฝุ่นได้ (ระดับ IP67) อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังมีอัตราผลผลิตต่ำ และปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ในแผงควบคุมสมาร์ทโฮมระดับไฮเอนด์ขนาด 5-8 นิ้วเท่านั้น

หลักการสำคัญของเทคโนโลยีสัมผัสแบบ in-cell คือการผสานเซ็นเซอร์สัมผัสเข้ากับโครงสร้างพิกเซลของจอ LCD โดยตรง โดยไม่ต้องมีชั้นกระจกสัมผัสแยกต่างหากเหมือนโซลูชันสัมผัสภายนอกแบบเดิม เทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการกัดอิเล็กโทรดสัมผัส ITO บนด้านฟิลเตอร์สีหรือด้านซับสเตรตอาร์เรย์ของเซลล์ LCD ทำให้ฟังก์ชันการสัมผัสและการแสดงผลสามารถใช้พื้นที่แผงเดียวกันได้ เมื่อนิ้วสัมผัสหน้าจอ ความจุระหว่างอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนไป โมดูลตรวจจับการสัมผัสที่รวมอยู่ในไอซีไดรเวอร์แผงจะจับสัญญาณนี้และใช้อัลกอริทึมเพื่อกำหนดพิกัดการสัมผัส การออกแบบนี้ทำให้เกิดการผสมผสานอย่างลึกซึ้งระหว่างจอแสดงผลและการสัมผัส ลดความหนาของหน้าจอและเพิ่มการส่งผ่านแสง อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีความแม่นยำของกระบวนการที่สูงมาก และต้องมีความสมดุลระหว่างสัญญาณรบกวนระหว่างจอแสดงผลพิกเซลและสัญญาณสัมผัส