Qu'est-ce qu'un affichage en cellule ? Comment fonctionne le contact dans la cellule

Un L'affichage In-Cell intègre une fonctionnalité de détection tactile dans la structure de la cellule d'affichage plutôt que d'utiliser un capteur tactile séparé assemblé sur le dessus de l'écran LCD.

Cela change la façon dont les fonctions d’affichage et tactiles sont conçues et intégrées. Au lieu de traiter l’écran LCD et le capteur tactile comme deux composants indépendants, la structure de détection tactile devient partie intégrante de la cellule d’affichage elle-même.

Cela ne signifie pas qu’un écran In-Cell est automatiquement plus fin, plus réactif ou mieux adapté à chaque application. Le résultat réel dépend de l'architecture de l'écran, de la mise en œuvre de la détection tactile, du contrôleur, du verre de protection et de la conception complète du module.

Pour comprendre où s’inscrit la technologie In-Cell, il est utile de commencer par la structure elle-même.

Qu'est-ce qu'un affichage en cellule ?

In-Cell est une architecture d'intégration tactile dans laquelle la fonction de détection est intégrée à la cellule d'affichage.

Dans un écran utilisant un écran tactile séparé, l'écran LCD et le capteur tactile sont développés en tant que composants distincts puis assemblés en un module d'écran tactile complet.

Grâce à la technologie In-Cell, les éléments tactiles sont intégrés dans la cellule d'affichage pendant le processus de fabrication de l'écran.

Une représentation simplifiée est :

Structure tactile séparée

Verre de protection → Capteur tactile → LCD → Rétroéclairage

Structure dans la cellule

Verre de protection → LCD avec détection tactile intégrée → Rétroéclairage

Ces diagrammes sont volontairement simplifiés. Les structures In-Cell réelles peuvent différer par la disposition des électrodes, l’architecture de détection et la construction des couches.

La distinction importante n’est pas le nombre exact de couches. C'est là que la fonction de détection tactile est implémentée.

Avec In-Cell, il fait partie de la cellule d'affichage plutôt que d'un panneau tactile fabriqué séparément.

Comment fonctionne le contact intra-cellulaire ?

Pour les implémentations capacitives In-Cell, le toucher est détecté en mesurant les changements d'un champ électrique ou d'une capacité provoqués par un doigt.

Un chemin de signal simplifié ressemble à ceci :

Toucher → Structure de détection intégrée → Contrôleur tactile → Système hôte

Le processus peut être décomposé en plusieurs étapes :

L'image affichée suit un chemin de signal différent.

Typiquement:

Système hôte → Interface d'affichage → Pilote d'affichage → LCD

tandis que les informations tactiles voyagent dans la direction opposée :

Contrôleur tactile → Interface tactile → Système hôte

Cette distinction est importante lors de l’intégration d’un écran In-Cell dans un système industriel. Les données d'affichage et les données tactiles sont des fonctions distinctes , même si la structure de détection tactile est intégrée dans la cellule d'affichage.

Comment le tactile est-il intégré à l’écran LCD ?

La principale différence entre In-Cell et un écran tactile séparé réside dans l'emplacement de la structure de détection.

Avec une solution tactile séparée conventionnelle, le capteur tactile est fabriqué indépendamment de l'écran LCD. Les deux composants sont ensuite combinés lors de l'assemblage du module.

Dans une conception In-Cell, la cellule d'affichage elle-même intègre des structures qui remplissent la fonction de détection tactile requise.

Cela signifie que la cellule d'affichage doit remplir deux fonctions :

• Générer et contrôler l'image

• Détection des changements associés au toucher de l'utilisateur

Cela crée une relation plus étroite entre la conception d’affichage et la conception tactile.

La structure de détection doit fonctionner dans un environnement qui contient déjà les circuits et l'activité électrique nécessaires pour piloter les pixels LCD.

Pour cette raison, In-Cell n'est pas simplement un écran LCD conventionnel doté d'un capteur tactile « déplacé à l'intérieur ». L'architecture d'affichage elle-même doit prendre en charge la fonction de détection intégrée.

Une structure d'affichage simplifiée dans la cellule

La structure physique exacte varie selon les technologies et les fabricants, donc un diagramme de couches générique ne doit pas être interprété comme la construction de chaque écran In-Cell.

Une structure conceptuelle simplifiée est la suivante :

Verre de protection │ ▼ Écran / Cellule tactile ├─ Circuits de pixels ├─ Électrodes d'affichage └─ Structure de détection tactile intégrée │ ▼ TFT / Cellule d'affichage │ ▼ Rétroéclairage

Des composants supplémentaires peuvent être présents dans un module réel, notamment des polariseurs, des adhésifs, des FPC, matériaux de liaison optique , verre de protection et autres structures mécaniques.

C'est pourquoi il est utile de distinguer l'architecture In-Cell du module d'affichage complet.

In-Cell vous explique comment la détection tactile est intégrée. Il ne décrit pas toutes les autres couches du produit fini.

Détection tactile dans la cellule et cellule d'affichage

L’un des principaux défis techniques réside dans le fait que les fonctions d’affichage et tactiles partagent le même environnement physique.

Un écran LCD contrôle en permanence ses pixels pour produire une image. Dans le même temps, le système tactile doit détecter des changements électriques relativement mineurs provoqués par un doigt.

Ces deux opérations peuvent interagir électriquement.

Le système tactile doit donc distinguer un véritable signal tactile de l'activité électrique associée au fonctionnement de l'écran et au système environnant.

C’est l’une des raisons pour lesquelles le contrôleur tactile et l’architecture de détection sont si importants.

Une déclaration telle que :

'Il s'agit d'un écran In-Cell, il offre donc une meilleure sensibilité tactile.'

est trop large pour être techniquement utile.

Les performances tactiles réelles peuvent dépendre de la mise en œuvre de la détection, du contrôleur, du micrologiciel, du verre de protection, des conditions environnementales et de la conception électrique au niveau du système.

In-Cell décrit l'architecture ; il ne garantit pas un niveau particulier de performances tactiles.

Quels composants sont impliqués dans un écran tactile intégré à la cellule ?

Bien que la fonction de détection tactile soit intégrée à la cellule d'affichage, le module complet contient toujours plusieurs composants.

Il s'agit d'une distinction importante : le toucher intégré ne signifie pas qu'un module d'affichage est constitué d'un seul composant.

La fonction tactile peut être intégrée à la cellule, mais le reste du système d'affichage doit encore être conçu autour d'elle.

Que fait le contrôleur tactile ?

Le contrôleur tactile est le lien entre la structure de détection intégrée et le système hôte.

Son travail de base consiste à convertir les changements électriques détectés par la structure de détection en informations tactiles utilisables.

Une séquence simplifiée est la suivante :

Détection → Traitement du signal → Position tactile → Communication

En fonction de la solution spécifique, le contrôleur peut également gérer le filtrage, le rejet du bruit, le traitement multi-touch et d'autres fonctions liées au toucher.

Les informations tactiles résultantes sont ensuite transmises au système hôte via l'interface de communication prise en charge.

C’est pourquoi le contrôleur tactile ne doit pas être considéré comme une réflexion après coup.

Deux écrans peuvent tous deux utiliser la technologie In-Cell tout en ayant des contrôleurs tactiles différents et donc des caractéristiques au niveau du système différentes.

Affichage intégré à la cellule ou écran tactile séparé

La différence la plus fondamentale est le point d'intégration.

Cela ne signifie pas qu’une architecture est universellement meilleure.

Un écran tactile séparé peut offrir une flexibilité utile pour certaines applications personnalisées. In-Cell peut être attrayant lorsqu'une architecture d'affichage/tactile plus intégrée répond aux exigences du produit.

Le choix approprié dépend du système réel plutôt que du seul nom de la technologie.

Pourquoi l'architecture d'affichage est importante

Lors de l’évaluation d’un affichage In-Cell, il est facile de se concentrer sur une seule affirmation :

'Le toucher est intégré à l'écran LCD.'

Cela explique l'architecture, mais cela ne vous dit pas si l'affichage fonctionnera bien dans un produit particulier.

Le système complet doit encore répondre aux exigences suivantes :

• Résolution d'affichage

• Luminosité

• Contraste

• Angle de vision

• Performances tactiles

• Lamelle de verre

• Interfaces d'affichage et tactiles

• Température de fonctionnement

• Dimensions mécaniques

• Performances optiques

• Compatibilité du système

Par exemple, l'intégration du toucher dans la cellule d'affichage peut réduire le besoin d'un capteur tactile assemblé séparément, mais cela ne garantit pas automatiquement une luminosité plus élevée ou de meilleures performances tactiles.

Ces caractéristiques dépendent de la construction complète de l'écran.

Pour les applications industrielles, la question la plus utile n’est donc pas simplement :

'In-Cell est-il meilleur ?'

C'est:

'Cette architecture In-Cell particulière répond-elle aux exigences d'affichage, tactiles, optiques, mécaniques et électriques du produit ?'

Cette question nous amène aux considérations pratiques de sélection et d’intégration d’un écran In-Cell, que nous examinerons dans la partie suivante.

Considérations et applications relatives à l'ingénierie de l'affichage dans la cellule

Comprendre comment In-Cell Touch est intégré dans la cellule d’affichage n’est que la première étape. Pour un produit réel, la question la plus importante est de savoir si l'écran In-Cell complet peut répondre aux exigences mécaniques, optiques, électriques et tactiles de l'application.

Une architecture In-Cell peut simplifier certains aspects de l’intégration de l’affichage, mais elle ne supprime pas le besoin d’ingénierie au niveau du système.

Quelles sont les considérations pratiques d’ingénierie pour les écrans In-Cell ?

Les performances d'un écran In-Cell sont déterminées par le module complet, et non par l'architecture In-Cell seule.

C'est pourquoi un écran In-Cell doit être évalué comme un module d'affichage , et pas simplement comme une technologie tactile.

In-Cell rend-il un écran plus fin ?

Cela peut réduire le nombre de composants assemblés séparément dans la pile d'écrans, mais il n'est pas correct de supposer que chaque écran In-Cell aura un avantage spécifique en termes d'épaisseur.

L'épaisseur finale dépend de la construction complète, notamment :

• Lamelle de verre

• Polariseurs

• Cellule d'affichage

• Couches adhésives

• Liaison optique

• Rétroéclairage

• Châssis mécanique

• Disposition des FPC et des connecteurs

Par exemple, si un produit utilise un verre de protection relativement épais, le module total peut toujours être important même si la fonction tactile est intégrée dans la cellule d'affichage.

Par conséquent, lorsque l'épaisseur est une exigence critique, comparez les dimensions complètes du module , et pas seulement l'architecture tactile.

In-Cell améliore-t-il les performances optiques ?

Potentiellement, mais encore une fois, il n’existe pas de garantie universelle de performance.

Un écran tactile séparé introduit du matériel et des interfaces supplémentaires dans la pile optique. Selon la construction, ces interfaces peuvent contribuer à la réflexion ou réduire la quantité de lumière atteignant l'utilisateur.

Une architecture In-Cell peut réduire le besoin d’une couche de détection tactile distincte, ce qui peut simplifier une partie de la structure optique.

Cependant, le résultat visuel réel dépend toujours de l’ensemble du module.

Les facteurs importants comprennent :

• Luminosité de l'écran LCD

• Lamelle de verre

• Liaison optique

• Traitement de surface

• Polariseurs

• Lumière ambiante

• Contrôle de la réflexion

Pour une application extérieure ou à forte luminosité ambiante, par exemple, choisir In-Cell seul ne suffit pas à créer un affichage lisible au soleil.

La conception optique doit encore être évaluée dans son ensemble.

Les écrans intégrés peuvent-ils prendre en charge Glove Touch ?

C’est possible, mais la technologie In-Cell ne garantit pas à elle seule les performances au toucher des gants.

Le fonctionnement des gants dépend du système tactile complet.

Les variables importantes peuvent inclure :

• Architecture à détection tactile

• Contrôleur tactile

• Micrologiciel du contrôleur

• Matériau des gants

• Épaisseur du gant

• Lamelle de verre

• Sensibilité tactile

• Bruit électrique environnemental

Un doigt nu et un gant industriel épais présentent des conditions électriques très différentes de celles d'un système tactile capacitif.

Par conséquent, si le port de gants est une exigence, elle doit être spécifiée et testée comme une exigence d'application plutôt que déduite du terme « In-Cell ».

Les écrans intégrés peuvent-ils prendre en charge le contact humide ?

Le même principe s'applique à l'eau ou à l'humidité.

Un écran In-Cell peut être conçu pour les applications où un fonctionnement par contact humide est requis, mais In-Cell lui-même ne rend pas automatiquement un écran tactile étanche ou compatible avec un contact humide..

L'eau peut modifier les conditions électriques autour de la surface tactile et créer des signaux que le contrôleur doit distinguer des contacts intentionnels.

Le résultat réel dépend du capteur tactile, du contrôleur, du micrologiciel, du verre de protection, du traitement de surface et des conditions environnementales.

Pour les équipements industriels utilisés à l’extérieur, dans les cuisines, les environnements médicaux ou dans d’autres conditions humides, les performances au toucher humide doivent donc être validées sur la configuration réelle de l’écran.

Un affichage dans la cellule peut-il être personnalisé ?

Cela dépend fortement de la plate-forme d'affichage spécifique.

Certains aspects d'un module In-Cell peuvent être personnalisés autour de la cellule d'affichage sélectionnée, tandis que la modification de l'architecture d'affichage sous-jacente peut nécessiter un processus de développement beaucoup plus important.

Les domaines de personnalisation potentiels peuvent inclure :

• Dimensions d'affichage

• Résolution

• Luminosité

• Lamelle de verre

• Configuration tactile

• Longueur et forme du FPC

• Connecteur

• Interface

• Dimensions mécaniques

• Liaison optique

Cependant, ces paramètres ne sont pas toujours indépendants.

Par exemple, changer le FPC est fondamentalement différent du changement de cellule d'affichage. L'augmentation de l'épaisseur du verre de protection peut également affecter les performances tactiles et peut donc nécessiter une validation du système tactile.

C'est pourquoi le développement d'écrans In-Cell personnalisés doit commencer par les exigences complètes du produit , plutôt que par une liste de spécifications isolées.

Qu'en est-il du FPC et du connecteur ?

Le FPC est facile à ignorer car il n’affecte pas ce que l’utilisateur voit sur le devant de l’écran.

Toutefois, du point de vue de l’intégration, cela peut devenir une limitation pratique.

Le FPC standard peut ne pas correspondre :

• Longueur requise

• Sens de sortie

• Emplacement du connecteur

• Type de connecteur

• Brochage

• Espace d'installation disponible

• Chemin de courbure requis

Pour un produit standard, cela ne pose peut-être pas de problème.

Pour un affichage industriel personnalisé , le FPC devra peut-être être adapté au PCB et au boîtier réels.

Ceci est particulièrement important lorsque les fonctions d'affichage et tactiles utilisent des chemins de signal différents ou lorsque le module utilise une interface d'affichage à grande vitesse.

Un écran peut donc être électriquement fonctionnel sur un banc de test et nécessiter néanmoins une personnalisation FPC avant de pouvoir être intégré dans le produit final.

Où les affichages en cellule sont-ils utilisés ?

Les écrans In-Cell peuvent être envisagés pour les applications qui nécessitent un écran intégré et une interface tactile.

Les domaines d'application typiques comprennent :

Il s’agit de catégories d’applications plutôt que de garanties que In-Cell est l’architecture préférée.

Le choix réel doit être basé sur la taille de l'écran, les conditions environnementales, les exigences tactiles, la structure mécanique, le niveau de personnalisation et l'interface système.

Dans quels cas le mode In-Cell pourrait-il ne pas être le bon choix ?

In-Cell n'est pas automatiquement la meilleure solution pour chaque application à écran tactile.

Une architecture tactile distincte peut s'avérer plus logique lorsque le projet nécessite une structure de capteur tactile particulière, une configuration de verre de protection inhabituelle ou un niveau de personnalisation qui ne correspond pas à la plate-forme In-Cell disponible.

Voici quelques points de décision courants :

Il s'agit d'une distinction importante entre la sélection technologique et la sélection de produits..

Une architecture In-Cell peut être techniquement attrayante, mais la plate-forme d'affichage disponible doit encore correspondre au projet réel.

In-Cell vs. Separate Touch : que devraient réellement comparer les ingénieurs ?

Au lieu de se demander quelle technologie est « la meilleure », il est plus utile de comparer les solutions complètes aux exigences du produit.

Les deux dernières lignes sont particulièrement importantes.

Aucune des deux architectures ne garantit à elle seule de meilleures performances. La décision technique doit être basée sur l' écran spécifique, le contrôleur tactile, la structure mécanique, la pile optique et les exigences environnementales..

L'affichage dans la cellule est une architecture d'intégration, pas une garantie de performances

C’est le point qu’il convient de garder à l’esprit lors de l’évaluation de la technologie In-Cell.

In-Cell vous indique comment la détection tactile est intégrée à l'écran. Il ne définit pas les performances complètes de l’écran.

Un écran In-Cell peut offrir des avantages en matière d'intégration de modules, mais les performances réelles dépendent toujours de l'ensemble du système.

Par exemple:

• In-Cell ne garantit pas automatiquement le toucher des gants.

• In-Cell ne garantit pas automatiquement un contact humide.

• In-Cell ne garantit pas automatiquement une luminosité plus élevée.

• In-Cell ne garantit pas automatiquement un module fini plus fin.

• In-Cell ne fournit pas automatiquement une personnalisation illimitée.

Il s’agit de résultats techniques qui dépendent de la mise en œuvre spécifique.

Pour un projet d'affichage industriel, la bonne approche consiste à commencer par les exigences de l'application, puis à déterminer si l'architecture In-Cell disponible peut les satisfaire.

Conclusion

Un écran In-Cell intègre une fonctionnalité de détection tactile dans la cellule d'affichage au lieu d'utiliser un panneau de détection tactile séparé.

Cela modifie l'architecture du module d'affichage et permet une intégration plus étroite des fonctions d'affichage et tactiles.

Mais In-Cell ne doit pas être traité comme une spécification de performances autonome.

Le résultat final dépend de l'interaction entre la cellule d'affichage, la structure de détection tactile, le contrôleur tactile, le verre de protection, la pile optique, le FPC, les interfaces, la conception mécanique et l'environnement d'exploitation.

Pour les applications industrielles, la question la plus utile n’est donc pas :

'In-Cell est-il meilleur qu'un écran tactile séparé ?'

C'est:

'La configuration spécifique de l'affichage In-Cell répond-elle aux exigences du produit final ?'

Cela inclut les exigences en matière de performances d'affichage, de comportement tactile, de performances optiques, d'intégration mécanique, de compatibilité électrique et de conditions environnementales.

Foire aux questions

Le toucher In-Cell est-il identique au toucher capacitif ?

Pas exactement. In-Cell décrit l'endroit où la fonction de détection tactile est intégrée dans l'architecture d'affichage, tandis que le toucher capacitif décrit le principe de détection. De nombreuses implémentations In-Cell utilisent la détection capacitive, mais les deux termes ne sont pas interchangeables.

In-Cell Touch nécessite-t-il un contrôleur tactile séparé ?

Le système complet nécessite toujours une fonctionnalité de contrôle tactile pour traiter les signaux de détection et communiquer les informations tactiles au système hôte. Le fait que le contrôleur soit implémenté en tant que composant séparé ou intégré dans une autre partie du système dépend de l'architecture spécifique.

In-Cell réduit-il le nombre de couches d'affichage ?

Cela peut éliminer le besoin d’un composant de détection tactile assemblé séparément, mais cela ne signifie pas que toutes les couches situées au-dessus de l’écran disparaissent. Des verres de protection, des adhésifs, des polariseurs, des matériaux de liaison optique et d'autres composants du module peuvent encore être présents.

Le toucher In-Cell est-il adapté aux IHM industrielles ?

Il peut convenir aux IHM industrielles lorsque l'écran sélectionné répond à la luminosité, au comportement tactile, à la plage de température, aux dimensions mécaniques, aux interfaces et aux conditions environnementales requis. L’architecture In-Cell à elle seule ne suffit pas à déterminer l’adéquation.

Les écrans In-Cell peuvent-ils utiliser la liaison optique ?

Oui. Ces technologies abordent différents aspects de l’affichage. In-Cell décrit l'intégration tactile dans la cellule d'affichage , tandis que la liaison optique décrit la façon dont les couches d'affichage sont liées entre elles . Ils peuvent donc être utilisés dans la même solution d'affichage.

Quelles informations doivent être fournies lors de la sélection d’un affichage In-Cell ?

Au minimum, le projet doit définir la taille d'écran requise, la résolution, la luminosité, l'interface, les exigences tactiles, la vitre de protection, les dimensions mécaniques, l'environnement d'exploitation et la connexion au système hôte. Pour les projets personnalisés, les exigences FPC, connecteurs, montage et optiques peuvent également devoir être définies.