¿Qué es una pantalla dentro de la celda? Cómo funciona el contacto en la celda

Un La pantalla In-Cell integra la funcionalidad de detección táctil en la estructura de la celda de la pantalla en lugar de utilizar un sensor táctil separado ensamblado en la parte superior de la pantalla LCD.

Esto cambia la forma en que se diseñan e integran la pantalla y las funciones táctiles. En lugar de tratar la pantalla LCD y el sensor táctil como dos componentes independientes, la estructura del sensor táctil se convierte en parte de la propia celda de visualización.

Eso no significa que una pantalla In-Cell sea automáticamente más delgada, más receptiva o mejor adaptada a cada aplicación. El resultado real depende de la arquitectura de la pantalla, la implementación de la detección táctil, el controlador, la cubierta de vidrio y el diseño completo del módulo.

Para comprender dónde encaja la tecnología In-Cell, es útil comenzar con la estructura misma.

¿Qué es una pantalla dentro de la celda?

In-Cell es una arquitectura de integración táctil en la que la función de detección se incorpora a la celda de visualización.

En una pantalla que utiliza un panel táctil independiente, la pantalla LCD y el sensor táctil se desarrollan como componentes distintos y luego se ensamblan en un módulo de pantalla táctil completo.

Con la tecnología In-Cell, los elementos táctiles se integran en la celda de la pantalla durante el proceso de fabricación de la pantalla.

Una representación simplificada es:

Estructura táctil separada

Cubierta de vidrio → Sensor táctil → LCD → Retroiluminación

Estructura dentro de la celda

Cubierta de vidrio → LCD con sensor táctil integrado → Retroiluminación

Estos diagramas están intencionalmente simplificados. Las estructuras reales dentro de la celda pueden diferir en la disposición de los electrodos, la arquitectura de detección y la construcción de las capas.

La distinción importante no es el número exacto de capas. Es donde se implementa la función de detección táctil..

Con In-Cell, es parte de la celda de visualización en lugar de un panel táctil fabricado por separado.

¿Cómo funciona el contacto en la celda?

Para implementaciones capacitivas In-Cell, el tacto se detecta midiendo los cambios en un campo eléctrico o capacitancia causados ​​por un dedo.

Una ruta de señal simplificada se ve así:

Táctil → Estructura de detección integrada → Controlador táctil → Sistema host

El proceso se puede dividir en varias etapas:

La imagen de visualización sigue una ruta de señal diferente.

Típicamente:

Sistema host → Interfaz de pantalla → Controlador de pantalla → LCD

mientras que la información táctil viaja en dirección opuesta:

Controlador táctil → Interfaz táctil → Sistema host

Esta distinción es importante a la hora de integrar una pantalla In-Cell en un sistema industrial. Los datos de visualización y los datos táctiles son funciones separadas , aunque la estructura de detección táctil está integrada en la celda de visualización.

¿Cómo se integra el tacto en la pantalla LCD?

La diferencia clave entre In-Cell y un panel táctil independiente es la ubicación de la estructura de detección.

Con una solución táctil independiente convencional, el sensor táctil se fabrica independientemente de la pantalla LCD. Luego, los dos componentes se combinan durante el montaje del módulo.

En un diseño In-Cell, la propia celda de visualización incorpora estructuras que realizan la función de detección táctil requerida.

Eso significa que la celda de visualización debe cumplir dos funciones:

• Generar y controlar la imagen.

• Detectar cambios asociados con el toque del usuario.

Esto crea una relación más estrecha entre la pantalla y el diseño táctil.

La estructura de detección tiene que operar dentro de un entorno que ya contenga los circuitos y la actividad eléctrica necesarios para controlar los píxeles de la pantalla LCD.

Por esa razón, In-Cell no es simplemente una pantalla LCD convencional con un sensor táctil 'movido hacia adentro'. La arquitectura de la pantalla en sí tiene que admitir la función de detección integrada.

Una estructura de visualización simplificada en la celda

La estructura física exacta varía entre tecnologías y fabricantes, por lo que un diagrama de capas genérico no debe interpretarse como la construcción de cada pantalla In-Cell.

Una estructura conceptual simplificada es:

Cubierta de vidrio │ ▼ Pantalla/Celda táctil ├─ Circuitos de píxeles ├─ Electrodos de pantalla └─ Estructura integrada de detección táctil │ ▼ TFT/Celda de pantalla │ ▼ Luz de fondo

Es posible que haya componentes adicionales en un módulo real, incluidos polarizadores, adhesivos, FPC, materiales de unión óptica , vidrio protector y otras estructuras mecánicas.

Por eso es útil distinguir la arquitectura In-Cell del módulo de visualización completo.

In-Cell le explica cómo se integra la detección táctil. No describe todas las demás capas del producto terminado.

Sensor táctil en la celda y celda de visualización

Uno de los principales desafíos de ingeniería es que la pantalla y las funciones táctiles comparten el mismo entorno físico.

Una pantalla LCD controla continuamente sus píxeles para producir una imagen. Al mismo tiempo, el sistema táctil necesita detectar cambios eléctricos relativamente pequeños provocados por un dedo.

Estas dos operaciones pueden interactuar eléctricamente.

Por lo tanto, el sistema táctil necesita distinguir una señal táctil genuina de la actividad eléctrica asociada con el funcionamiento de la pantalla y el sistema circundante.

Ésta es una de las razones por las que el controlador táctil y la arquitectura de detección son tan importantes.

Una declaración como:

'Esta es una pantalla In-Cell, por lo que tiene mejor sensibilidad táctil.'

es demasiado amplio para ser técnicamente útil.

El rendimiento táctil real puede depender de la implementación de la detección, el controlador, el firmware, el cubreobjetos, las condiciones ambientales y el diseño eléctrico a nivel del sistema.

In-Cell describe la arquitectura; no garantiza un nivel particular de rendimiento táctil.

¿Qué componentes intervienen en una pantalla táctil dentro de la celda?

Aunque la función de detección táctil está integrada en la celda de visualización, el módulo completo aún contiene múltiples componentes.

Esta es una distinción importante: el tacto integrado no significa que un módulo de visualización consta de un solo componente.

La función táctil puede estar integrada en el celular, pero el resto del sistema de visualización aún debe diseñarse en torno a ella.

¿Qué hace el controlador táctil?

El controlador táctil es el vínculo entre la estructura de detección integrada y el sistema anfitrión.

Su trabajo básico es convertir los cambios eléctricos detectados por la estructura sensora en información táctil utilizable.

Una secuencia simplificada es:

Detección → Procesamiento de señales → Posición táctil → Comunicación

Dependiendo de la solución específica, el controlador también puede manejar el filtrado, el rechazo de ruido, el procesamiento multitáctil y otras funciones relacionadas con el tacto.

La información táctil resultante luego se transmite al sistema host a través de la interfaz de comunicación compatible.

Por este motivo, el controlador táctil no debe considerarse una idea de último momento.

Dos pantallas pueden utilizar la tecnología In-Cell y al mismo tiempo tener diferentes controladores táctiles y, por lo tanto, diferentes características a nivel de sistema.

Pantalla en la celda versus un panel táctil separado

La diferencia más fundamental es el punto de integración..

Esto no significa que una arquitectura sea universalmente mejor.

Un panel táctil independiente puede proporcionar una flexibilidad útil para determinadas aplicaciones personalizadas. In-Cell puede resultar atractivo cuando una arquitectura de pantalla/táctil más integrada se adapta a los requisitos del producto.

La elección adecuada depende del sistema real y no sólo del nombre de la tecnología.

Por qué es importante la arquitectura de la pantalla

Al evaluar una pantalla In-Cell, es fácil centrarse en una afirmación:

'La función táctil está integrada en la pantalla LCD.'

Eso explica la arquitectura, pero no indica si la pantalla funcionará bien en un producto en particular.

El sistema completo aún debe cumplir con los requisitos de:

• Resolución de pantalla

• Brillo

• Contraste

• Ángulo de visión

• Rendimiento táctil

• cubreobjetos

• Interfaces de pantalla y táctiles.

• Temperatura de funcionamiento

• Dimensiones mecánicas

• Rendimiento óptico

• Compatibilidad del sistema

Por ejemplo, integrar el tacto en la celda de la pantalla puede reducir la necesidad de un sensor táctil ensamblado por separado, pero no garantiza automáticamente un mayor brillo o un mejor rendimiento táctil.

Esas características dependen de la construcción completa de la pantalla.

Por lo tanto, para aplicaciones industriales, la pregunta más útil no es simplemente:

'¿Es mejor In-Cell?'

Es:

'¿Esta arquitectura In-Cell en particular cumple con los requisitos de visualización, táctiles, ópticos, mecánicos y eléctricos del producto?'

Esa pregunta conduce a las consideraciones prácticas de selección e integración de una pantalla In-Cell, que examinaremos en la siguiente parte.

Consideraciones y aplicaciones de ingeniería de pantallas en celdas

Comprender cómo se integra In-Cell touch en la celda de visualización es solo el primer paso. Para un producto real, la pregunta más importante es si la pantalla In-Cell completa puede cumplir con los requisitos mecánicos, ópticos, eléctricos y táctiles de la aplicación.

Una arquitectura In-Cell puede simplificar algunos aspectos de la integración de pantallas, pero no elimina la necesidad de ingeniería a nivel de sistema.

¿Cuáles son las consideraciones prácticas de ingeniería para las pantallas dentro de las celdas?

El rendimiento de una pantalla In-Cell está determinado por el módulo completo, no solo por la arquitectura In-Cell.

Es por eso que una pantalla In-Cell debe evaluarse como un módulo de pantalla , no simplemente como una tecnología táctil.

¿In-Cell hace que una pantalla sea más delgada?

Puede reducir la cantidad de componentes ensamblados por separado en la pila de pantalla, pero no es correcto suponer que cada pantalla In-Cell tendrá una ventaja de grosor específica.

El espesor final depende de la construcción completa, incluyendo:

• cubreobjetos

• Polarizadores

• Mostrar celda

• Capas adhesivas

• Unión óptica

• Iluminar desde el fondo

• Marco mecánico

• Disposición de FPC y conector

Por ejemplo, si un producto utiliza una cubierta protectora de vidrio relativamente gruesa, el módulo total puede seguir siendo sustancial incluso si la función táctil está integrada en la celda de visualización.

Por lo tanto, cuando el grosor sea un requisito crítico, compare las dimensiones completas del módulo , no solo la arquitectura táctil.

¿In-Cell mejora el rendimiento óptico?

Potencialmente, pero nuevamente, no existe una garantía de desempeño universal.

Un panel táctil independiente introduce material e interfaces adicionales en la pila óptica. Dependiendo de la construcción, estas interfaces pueden contribuir a la reflexión o reducir la cantidad de luz que llega al usuario.

Una arquitectura In-Cell puede reducir la necesidad de una capa de detección táctil separada, lo que puede simplificar parte de la estructura óptica.

Sin embargo, el resultado visual real todavía depende de todo el módulo.

Los factores importantes incluyen:

• Brillo de la pantalla LCD

• cubreobjetos

• Unión óptica

• Tratamiento superficial

• Polarizadores

• Luz ambiental

• Control de reflexión

Para una aplicación en exteriores o con mucha luz ambiental, por ejemplo, elegir In-Cell por sí solo no es suficiente para hacer una pantalla legible a la luz del sol.

El diseño óptico aún debe evaluarse en su conjunto.

¿Pueden las pantallas dentro de la celda admitir el tacto con guantes?

Pueden hacerlo, pero la tecnología In-Cell por sí sola no garantiza el rendimiento al tacto del guante.

El funcionamiento del guante depende del sistema táctil completo.

Las variables importantes pueden incluir:

• Arquitectura táctil

• Controlador táctil

• Firmware del controlador

• Material del guante

• Grosor del guante

• cubreobjetos

• Sensibilidad táctil

• Ruido eléctrico ambiental

Un dedo desnudo y un guante industrial grueso presentan condiciones eléctricas muy diferentes a las de un sistema táctil capacitivo.

Por lo tanto, si el uso de guantes es un requisito, se debe especificar y probar como un requisito de aplicación en lugar de inferirlo del término 'In-Cell'.

¿Pueden las pantallas dentro de las celdas soportar el contacto húmedo?

El mismo principio se aplica al agua o la humedad.

Se puede diseñar una pantalla In-Cell para aplicaciones donde se requiere operación de tacto húmedo, pero In-Cell en sí no hace que una pantalla táctil sea impermeable o con capacidad de tacto húmedo automáticamente..

El agua puede cambiar las condiciones eléctricas alrededor de la superficie táctil y crear señales que el controlador debe distinguir de los toques intencionales.

El resultado real depende del sensor táctil, el controlador, el firmware, el cubreobjetos, el tratamiento de la superficie y las condiciones ambientales.

Por lo tanto, para equipos industriales utilizados en exteriores, cocinas, entornos médicos u otras condiciones húmedas, el rendimiento al tacto húmedo debe validarse en la configuración de pantalla real.

¿Se puede personalizar una pantalla dentro de la celda?

Esto depende en gran medida de la plataforma de visualización específica.

Algunos aspectos de un módulo In-Cell se pueden personalizar en torno a la celda de visualización seleccionada, mientras que cambiar la arquitectura de visualización subyacente puede requerir un proceso de desarrollo mucho más sustancial.

Las áreas potenciales de personalización pueden incluir:

• Dimensiones de visualización

• Resolución

• Brillo

• cubreobjetos

• Configuración táctil

• Longitud y forma del FPC

• Conector

• Interfaz

• Dimensiones mecánicas

• Unión óptica

Sin embargo, estos parámetros no siempre son independientes.

Por ejemplo, cambiar el FPC es fundamentalmente diferente a cambiar la celda de visualización. El aumento del grosor del cubreobjetos también puede afectar el rendimiento táctil y, por lo tanto, puede requerir la validación del sistema táctil.

Es por eso que el desarrollo de pantallas In-Cell personalizadas debe comenzar con los requisitos completos del producto , en lugar de una lista de especificaciones aisladas.

¿Qué pasa con el FPC y el conector?

El FPC es fácil de pasar por alto porque no afecta lo que el usuario ve en el frente de la pantalla.

Sin embargo, desde una perspectiva de integración, puede convertirse en una limitación práctica.

Es posible que el FPC estándar no coincida:

• Longitud requerida

• dirección de salida

• Posición del conector

• Tipo de conector

• Configuración de pines

• Espacio de instalación disponible

• Ruta de curvatura requerida

Para un producto estándar, esto puede no ser un problema.

por un pantalla industrial personalizada , es posible que sea necesario adaptar el FPC a la PCB y al gabinete reales.

Esto es especialmente importante cuando la pantalla y las funciones táctiles utilizan diferentes rutas de señal o cuando el módulo utiliza una interfaz de pantalla de alta velocidad.

Por lo tanto, una pantalla puede ser eléctricamente funcional en un banco de pruebas y aún requerir personalización FPC antes de poder integrarse en el producto final.

¿Dónde se utilizan las pantallas dentro de las celdas?

Las pantallas In-Cell se pueden considerar para aplicaciones que requieren una pantalla integrada y una interfaz táctil.

Las áreas de aplicación típicas incluyen:

Estas son categorías de aplicaciones en lugar de garantías de que In-Cell sea la arquitectura preferida.

La elección real debe basarse en el tamaño de la pantalla, las condiciones ambientales, los requisitos táctiles, la estructura mecánica, el nivel de personalización y la interfaz del sistema.

¿Cuándo podría no ser In-Cell la opción correcta?

In-Cell no es automáticamente la mejor solución para todas las aplicaciones de pantalla táctil.

Una arquitectura táctil separada puede tener más sentido cuando el proyecto requiere una estructura de sensor táctil particular, una configuración de cubierta de vidrio inusual o un nivel de personalización que no se ajusta a la plataforma In-Cell disponible.

Algunos puntos de decisión comunes son:

Esta es una distinción importante entre selección de tecnología y selección de productos..

Una arquitectura In-Cell puede ser técnicamente atractiva, pero la plataforma de visualización disponible aún tiene que coincidir con el proyecto real.

In-Cell versus Touch separado: ¿Qué deberían comparar realmente los ingenieros?

En lugar de preguntar qué tecnología es 'mejor', es más útil comparar las soluciones completas con los requisitos del producto.

Las dos últimas filas son particularmente importantes.

Ninguna arquitectura garantiza por sí sola un mejor rendimiento. La decisión de ingeniería debe basarse en la pantalla específica, el controlador táctil, la estructura mecánica, la pila óptica y los requisitos ambientales..

La pantalla en la celda es una arquitectura de integración, no una garantía de rendimiento

Este es el punto que vale la pena tener en cuenta al evaluar la tecnología In-Cell.

In-Cell le indica cómo se integra la detección táctil en la pantalla. No define el rendimiento completo de la pantalla.

Una pantalla In-Cell puede ofrecer ventajas en la integración de módulos, pero el rendimiento real aún depende del sistema completo.

Por ejemplo:

• In-Cell no garantiza automáticamente el contacto con los guantes.

• In-Cell no garantiza automáticamente el contacto húmedo.

• In-Cell no garantiza automáticamente un mayor brillo.

• In-Cell no garantiza automáticamente un módulo con acabado más delgado.

• In-Cell no proporciona automáticamente una personalización ilimitada.

Estos son resultados de ingeniería que dependen de la implementación específica.

Para un proyecto de visualización industrial, el enfoque correcto es comenzar con los requisitos de la aplicación y luego determinar si la arquitectura In-Cell disponible puede satisfacerlos.

Conclusión

Una pantalla In-Cell integra la funcionalidad de detección táctil en la celda de la pantalla en lugar de utilizar un panel de detección táctil separado.

Esto cambia la arquitectura del módulo de visualización y permite integrar más estrechamente las funciones táctiles y de visualización.

Pero In-Cell no debe tratarse como una especificación de rendimiento independiente.

El resultado final depende de la interacción entre la celda de visualización, la estructura de detección táctil, el controlador táctil, el cubreobjetos, la pila óptica, el FPC, las interfaces, el diseño mecánico y el entorno operativo.

Por tanto, para aplicaciones industriales, la pregunta más útil no es:

'¿Es In-Cell mejor que una pantalla táctil separada?'

Es:

'¿La configuración específica de la pantalla In-Cell cumple con los requisitos del producto final?'

Eso incluye los requisitos de rendimiento de la pantalla, comportamiento táctil, rendimiento óptico, integración mecánica, compatibilidad eléctrica y condiciones ambientales.

Preguntas frecuentes

¿El tacto In-Cell es lo mismo que el tacto capacitivo?

No exactamente. In-Cell describe dónde se integra la función de detección táctil dentro de la arquitectura de la pantalla, mientras que el tacto capacitivo describe el principio de detección. Muchas implementaciones In-Cell utilizan detección capacitiva, pero los dos términos no son intercambiables.

¿In-Cell Touch requiere un controlador táctil independiente?

El sistema completo aún requiere la funcionalidad de control táctil para procesar las señales de detección y comunicar información táctil al sistema host. Si el controlador se implementa como un componente separado o se integra en otra parte del sistema depende de la arquitectura específica.

¿In-Cell reduce la cantidad de capas de visualización?

Puede eliminar la necesidad de un componente de detección táctil ensamblado por separado, pero eso no significa que todas las capas encima de la pantalla desaparezcan. Es posible que todavía haya cubreobjetos, adhesivos, polarizadores, materiales de unión óptica y otros componentes del módulo.

¿In-Cell Touch es adecuado para HMI industriales?

Puede ser adecuado para HMI industriales cuando la pantalla seleccionada cumple con el brillo, el comportamiento táctil, el rango de temperatura, las dimensiones mecánicas, las interfaces y las condiciones ambientales requeridas. La arquitectura In-Cell por sí sola no es suficiente para determinar la idoneidad.

¿Pueden las pantallas In-Cell utilizar enlace óptico?

Sí. Estas tecnologías abordan diferentes aspectos de la pantalla. In-Cell describe la integración táctil dentro de la celda de la pantalla , mientras que la unión óptica describe cómo se unen las capas de la pantalla . Por lo tanto, se pueden utilizar en la misma solución de visualización.

¿Qué información se debe proporcionar al seleccionar una pantalla In-Cell?

Como mínimo, el proyecto debe definir el tamaño de pantalla requerido, la resolución, el brillo, la interfaz, los requisitos táctiles, el cubreobjetos, las dimensiones mecánicas, el entorno operativo y la conexión del sistema host. Para proyectos personalizados, es posible que también sea necesario definir FPC, conectores, montaje y requisitos ópticos.