I moduli LCD STN con funzionalità touch utilizzano comunemente una struttura 3-in-1 che integra una scheda PCB di pilotaggio, un display LCD STN e un pannello touch resistivo (RTP) oppure capacitivo (CTP), come illustrato nella Figura 1. Un'altra configurazione prevede invece l'integrazione della scheda PCB di pilotaggio e del display LCD STN con un interruttore a membrana (membrane switch), come mostrato nella Figura 2.

[Figura 1]

[Figura 2]

WINSTAR ha sviluppato una soluzione 2-in-1 che integra la scheda PCB di pilotaggio e il display LCD STN. I tasti touch sono integrati direttamente nell'area di visualizzazione (VA) del display per migliorare la sensibilità al tocco, come illustrato nella Figura 3.

[Figura 3]

Caratteristiche del prodotto

1. Tipologie di LCD compatibili: TN, STN, FSTN e VATN.
2. Tensione di esercizio: da 2,2 V a 5,5 V.
3. Uscita diretta pin-to-pin, con possibilità di selezionare il funzionamento active-high o active-low.
4. Struttura semplice e costi contenuti.
5. Supporta diversi IC ADC per la gestione del touch.
6. Basso consumo energetico in modalità standby.
7. Possibilità di collegare un condensatore esterno per regolare la sensibilità del touch.
8. Disponibilità di diverse soluzioni IC per applicazioni single-touch o multi-touch, selezionabili in base ai requisiti applicativi.
9. Commutazione automatica tra modalità standby e modalità operativa.
10. Funzione di autocalibrazione dell'IC per l'acquisizione automatica del valore di riferimento.
11. La configurazione con PCB e collegamento tramite pin consente l'impiego anche con moduli LCD STN di dimensioni maggiori.

La Figura 4 mostra un modulo LCD STN di tipo ICON con tasti touch capacitivi, utilizzato come esempio di questa soluzione. Nella parte superiore del display, le icone vengono gestite dal controller o dal driver IC per visualizzare i relativi simboli grafici.

Nella parte inferiore del display sono presenti cinque icone colorate realizzate mediante serigrafia, ciascuna delle quali integra un tasto touch capacitivo. Come mostrato nella Figura 5, i tasti utilizzano strati conduttivi trasparenti in ITO, realizzati sul vetro sotto forma di pad sensore rettangolari. Sopra i pad sensore viene applicato un polarizzatore con grafica fissa e serigrafia a colori, come illustrato nella Figura 6. Durante la laminazione, la grafica stampata sul polarizzatore deve essere allineata con precisione ai pad sensore rettangolari in ITO. Nei display LCD in modalità positiva, la serigrafia viene applicata sul polarizzatore inferiore; nei display in modalità negativa viene invece applicata sul polarizzatore superiore. Dopo la stampa, sul polarizzatore viene applicata una pellicola protettiva trasparente per evitare che la grafica serigrafata si deteriori o si distacchi a causa dei ripetuti tocchi.

La scheda PCB di pilotaggio e il display LCD STN sono collegati tramite pin, mentre i pad sensore adottano una configurazione touch capacitiva di tipo ICON. Questa struttura non limita la soluzione ai moduli di piccole dimensioni e consente quindi di utilizzare anche display LCD STN di formato maggiore. In questo caso, tuttavia, i pad sensore e le aree di visualizzazione delle icone devono essere posizionati in modo sfalsato, evitando qualsiasi sovrapposizione.

[Figura 4]

[Figura 5]	[Figura 6]

Requisiti di progettazione per LCD STN con touch ICON

1. Dimensioni dei tasti touch

I tasti touch possono essere realizzati in diverse forme, anche se, per ragioni ergonomiche, viene generalmente preferita una geometria rettangolare. La sensibilità al tocco dipende dalle dimensioni e dallo spessore del pad sensore in ITO. In generale, aumentando l'area del pad aumenta anche la sensibilità. Tuttavia, quando le dimensioni del pad in ITO superano quelle del polpastrello, un ulteriore aumento dell'area produce benefici limitati in termini di sensibilità. Le dimensioni consigliate per il pad sensore in ITO sono di circa 8–15 mm; si raccomanda inoltre di non scendere al di sotto di 8 x 8 mm per ridurre il rischio di problemi di rilevamento.

2. Distanza tra i tasti touch

Nelle applicazioni con più tasti touch è necessario mantenere una distanza adeguata tra i pad sensore per ridurre al minimo le interferenze. Si raccomanda una distanza minima di almeno 2 mm, come illustrato nella Figura 7.

[Figura 7]

3. Layout dei tasti touch e progettazione delle piste

Il corretto abbinamento tra la resistenza delle piste e l'IC touch è un aspetto fondamentale del progetto. Una resistenza più bassa offre maggiore flessibilità nella regolazione della sensibilità al tocco. Al contrario, valori di resistenza più elevati riducono il margine di regolazione e possono impedire di raggiungere il livello di sensibilità richiesto. Come mostrato nella Figura 8, la resistenza dell'ITO (Rito) è significativamente superiore a quella delle piste conduttive.

In base alla legge di Ohm, piste più corte o più larghe presentano una resistenza inferiore. Tuttavia, piste eccessivamente larghe possono causare problemi nel rilevamento del tocco e rendere più complessa la regolazione della sensibilità. È quindi consigliabile mantenere le piste quanto più corte possibile, in modo da ridurre l'influenza di questi fattori. Se si utilizzano piste più strette, la relativa resistenza deve comunque rimanere entro valori compatibili con i requisiti di trasmissione del segnale touch.

[Figura 8]

Nel layout dei segnali touch, è consigliabile mantenere lunghezze e valori di resistenza delle piste uguali o il più possibile uniformi, così da garantire segnali di rilevamento stabili e coerenti. Idealmente, i pad sensore in ITO dovrebbero essere posizionati all'esterno dell'area di visualizzazione dell'LCD e il più vicino possibile alla zona di uscita dei pin, ossia in prossimità dell'interfaccia. La Figura 9 mostra un esempio di layout consigliato, mentre la Figura 10 illustra una configurazione da evitare, poiché può causare instabilità dei segnali touch.

[Figura 9]

[Figura 10]

Per gli LCD STN di piccole dimensioni con funzionalità touch, ad esempio display ICON inferiori a 4,6 pollici o display grafici inferiori a 3,5 pollici, WINSTAR propone una soluzione più efficiente basata su un driver IC che integra sia le funzioni di visualizzazione sia quelle touch. L'IC viene montato direttamente sul pannello LCD STN mediante tecnologia COG (Chip-on-Glass), come illustrato nelle Figure da 11 a 13. Negli esempi, l'area blu indica la zona di visualizzazione realizzata mediante serigrafia, l'area verde identifica il tasto touch serigrafato, mentre l'area rossa combina la zona di visualizzazione dell'ICON con il tasto touch.

Questa soluzione ad alto livello di integrazione riunisce le funzioni ADC touch e di visualizzazione in un unico IC COG, eliminando la necessità di una scheda PCB di pilotaggio, di un pannello touch, di un IC dedicato al display e di un IC touch separati. La riduzione della lunghezza del percorso dei segnali verso il driver IC, resa possibile dalla struttura COG, contribuisce inoltre a migliorare le prestazioni sia del touch sia del display.

WINSTAR dispone di una propria linea produttiva COG e offre servizi OEM/ODM rapidi e di elevata qualità per soddisfare specifiche esigenze di personalizzazione dei display. Grazie alla produzione verticalmente integrata e ai servizi OEM/ODM, WINSTAR può contribuire a ridurre i tempi di sviluppo e i costi, aumentando al contempo il valore e la competitività del prodotto finale.

[Figura 11 COG STN-LCD]

[Figura 12]

[Figura 13]