Los módulos LCD STN con función táctil suelen utilizar una estructura 3 en 1 que integra una placa PCB de control, un LCD STN y un panel táctil resistivo (RTP) o capacitivo (CTP), tal como se muestra en la Figura 1. Otra configuración posible combina la placa PCB de control, el LCD STN y un teclado de membrana, como se muestra en la Figura 2.

[Figura 1]

[Figura 2]

WINSTAR ha desarrollado un diseño 2 en 1 que integra la placa PCB de control y el LCD STN. Las teclas táctiles se incorporan dentro del área de visualización (VA) del LCD para mejorar la sensibilidad táctil, tal como se muestra en la Figura 3.

[Figura 3]

Características del producto

1. Compatible con LCD TN, STN, FSTN y VATN.
2. Tensión de funcionamiento: de 2,2 V a 5,5 V.
3. Salida directa pin a pin, con posibilidad de seleccionar funcionamiento activo a nivel alto (active-high) o a nivel bajo (active-low).
4. Estructura sencilla y de bajo coste.
5. Compatible con diferentes IC ADC para la función táctil.
6. Bajo consumo de energía en modo de espera.
7. Permite conectar un condensador externo para ajustar la sensibilidad táctil.
8. Permite seleccionar diferentes IC para funcionamiento single-touch o multi-touch en función de los requisitos de la aplicación.
9. Conmutación automática entre el modo de espera y el modo de funcionamiento.
10. El IC incorpora una función de autocalibración para obtener automáticamente el valor de referencia.
11. El diseño con PCB y conexión mediante pines permite su aplicación en módulos LCD STN de mayor tamaño.

La Figura 4 muestra, como ejemplo de este concepto, un módulo LCD STN tipo ICON con teclas táctiles capacitivas. En la parte superior del área de visualización, los patrones ICON se controlan mediante el controlador o driver IC para mostrar los gráficos correspondientes.

La parte inferior del LCD incorpora cinco patrones ICON en color realizados mediante serigrafía, cada uno de ellos asociado a una tecla táctil capacitiva. Como se muestra en la Figura 5, las teclas utilizan capas conductoras transparentes de ITO formadas sobre el vidrio como pads sensores rectangulares. Sobre estos pads se coloca un polarizador con gráficos fijos y serigrafía en color, tal como se muestra en la Figura 6. Durante el proceso de laminación, los gráficos impresos en el polarizador deben quedar alineados con precisión con los pads sensores rectangulares de ITO. En los LCD de modo positivo, la serigrafía se aplica sobre el polarizador inferior, mientras que en los LCD de modo negativo se realiza sobre el polarizador superior. Tras la impresión, se añade una película protectora transparente sobre el polarizador para evitar que los gráficos impresos se deterioren o se desprendan debido al contacto repetido.

La placa PCB de control y el LCD STN se conectan mediante pines, mientras que los pads sensores utilizan un diseño táctil capacitivo tipo ICON. Esta estructura permite utilizar módulos LCD STN de diferentes dimensiones, incluidos formatos de mayor tamaño. En estos módulos, sin embargo, los pads sensores táctiles y las áreas de visualización de los ICON deben situarse en posiciones diferenciadas y no pueden superponerse.

[Figura 4]

[Figura 5]	[Figura 6]

Requisitos de diseño para LCD STN con ICON Touch

1. Dimensiones de las teclas táctiles

Las teclas táctiles pueden diseñarse con diferentes formas, aunque por criterios ergonómicos normalmente se utilizan diseños rectangulares. La sensibilidad táctil está relacionada con el tamaño y el espesor del pad sensor de ITO. En general, cuanto mayor sea el área del sensor, mayor será la sensibilidad. Sin embargo, cuando el tamaño del pad de ITO supera el área de contacto de un dedo, aumentar aún más su superficie aporta una mejora limitada. Se recomienda un tamaño aproximado de 8–15 mm para el pad sensor de ITO y evitar dimensiones inferiores a 8 x 8 mm para reducir el riesgo de problemas de detección.

2. Separación entre teclas táctiles

En diseños con varias teclas táctiles, es necesario mantener una separación adecuada entre los pads sensores para minimizar posibles interferencias. Se recomienda una separación mínima de al menos 2 mm, como se muestra en la Figura 7.

[Figura 7]

3. Distribución y diseño de las pistas de las teclas táctiles

La correcta combinación entre la resistencia del circuito y el IC controlador táctil es fundamental. Una menor resistencia facilita el ajuste de la sensibilidad táctil, mientras que una resistencia elevada limita el margen de ajuste y puede impedir alcanzar la sensibilidad requerida. Como se muestra en la Figura 8, la resistencia del ITO (Rito) es considerablemente mayor que la de las pistas conductoras.

De acuerdo con la ley de Ohm, las pistas más cortas o anchas presentan una menor resistencia. Sin embargo, una pista excesivamente ancha puede provocar problemas de detección táctil y dificultar el ajuste de la sensibilidad. Por este motivo, se recomienda mantener las pistas tan cortas como sea posible para minimizar estos efectos. Cuando se utilizan pistas más estrechas, su resistencia debe seguir cumpliendo los requisitos necesarios para la transmisión de la señal táctil.

[Figura 8]

En el diseño de las señales táctiles, las pistas conductoras deben mantener longitudes y valores de resistencia iguales o lo más similares posible para garantizar señales de detección estables y uniformes. Lo ideal es situar los pads sensores de ITO fuera del área de visualización del LCD y próximos a la zona de salida de pines, es decir, cerca de la interfaz. La Figura 9 muestra un ejemplo de distribución recomendada, mientras que la Figura 10 presenta una configuración que conviene evitar, ya que puede generar señales táctiles inestables.

[Figura 9]

[Figura 10]

Para LCD STN de menor tamaño con función táctil, como displays ICON de menos de 4,6 pulgadas o displays gráficos de menos de 3,5 pulgadas, WINSTAR ofrece una solución más integrada mediante un driver IC que combina las funciones de visualización y control táctil. El IC se monta directamente sobre el panel LCD STN mediante tecnología COG (Chip-on-Glass), como se muestra en las Figuras 11 a 13. En estos ejemplos, el área marcada en azul corresponde a la zona de visualización con serigrafía, el área verde corresponde a la tecla táctil con serigrafía y el área roja integra la zona de visualización del ICON y la tecla táctil.

Este diseño altamente integrado combina las funciones de ADC táctil y visualización en un único COG IC, eliminando la necesidad de utilizar por separado una placa PCB de control, un panel táctil, un IC de display y un IC táctil. Al reducir la longitud del recorrido de las señales hasta el driver IC, la estructura COG también permite mejorar el rendimiento tanto de la función táctil como de la visualización.

WINSTAR dispone de su propia línea de producción COG y ofrece servicios OEM/ODM ágiles y de alta calidad para proyectos de displays personalizados. Gracias a la fabricación integrada y a los servicios OEM/ODM, WINSTAR puede contribuir a acortar los ciclos de desarrollo, reducir costes, aportar mayor valor al producto y mejorar su competitividad.

[Figura 11 COG STN-LCD]

[Figura 12]

[Figura 13]