インセルディスプレイとは何ですか?インセルタッチの仕組み

インセル ディスプレイは、 LCD の上に組み立てられた別個のタッチ センサーを使用するのではなく、タッチ センシング機能をディスプレイ セル構造に統合します。

これにより、ディスプレイとタッチ機能の設計と統合の方法が変わります。 LCD とタッチ センサーを 2 つの独立したコンポーネントとして扱う代わりに、タッチ センシング構造はディスプレイ セル自体の一部になります。

これは、In-Cell ディスプレイが自動的に薄くなったり、応答性が向上したり、あらゆるアプリケーションに適したものになったりすることを意味するものではありません。実際の結果は、ディスプレイ アーキテクチャ、タッチ センシングの実装、コントローラー、カバー ガラス、および完全なモジュール設計によって異なります。

In-Cell テクノロジーがどこに適合するかを理解するには、構造そのものから始めると役立ちます。

インセルディスプレイとは何ですか?

In-Cell は、 センシング機能が表示セルに組み込まれた タッチ統合アーキテクチャです。

別個のタッチ パネルを使用するディスプレイでは、LCD とタッチ センサーが別個のコンポーネントとして開発され、完全なタッチスクリーン モジュールに組み立てられます。

インセル技術では、タッチセンシング要素がディスプレイの製造プロセス中にディスプレイセルに統合されます。

簡略化した表現は次のとおりです。

セパレートタッチ構造

カバーガラス → タッチセンサー → LCD → バックライト

セル内構造

カバー ガラス → 統合タッチ センシング付き LCD → バックライト

これらの図は意図的に簡略化されています。実際のセル内構造は、電極配置、センシング構造、層構造が異なる場合があります。

重要な違いは、レイヤーの正確な数ではありません。です タッチセンシング機能が実装されている場所.

インセルでは、個別に製造されたタッチセンシング パネルではなく、ディスプレイ セルの一部になります。

インセルタッチはどのように機能しますか?

容量性セル内実装の場合、指によって引き起こされる電界または静電容量の変化を測定することによってタッチが検出されます。

簡略化された信号パスは次のようになります。

タッチ → 統合センシング構造 → タッチコントローラ → ホストシステム

このプロセスはいくつかの段階に分かれています。

表示画像は別の信号経路をたどります。

通常：

ホストシステム → ディスプレイインターフェース → ディスプレイドライバー → LCD

タッチ情報は逆方向に伝達されます。

タッチコントローラー → タッチインターフェース → ホストシステム

この違いは、In-Cell ディスプレイを産業システムに統合するときに重要になります。 タッチセンシング構造が表示セルに統合されている場合でも、表示データとタッチデータは別個の機能です。

タッチはどのようにして LCD に統合されますか?

In-Cell と別個のタッチ パネルの主な違いは、感知構造の位置です。

従来の別個のタッチ ソリューションでは、タッチ センサーは LCD とは独立して製造されていました。次に、モジュールの組み立て中に 2 つのコンポーネントが結合されます。

インセル設計では、ディスプレイセル自体に、必要なタッチセンシング機能を実行する構造が組み込まれています。

つまり、表示セルには次の 2 つの機能が必要です。

• 画像の生成と制御

• ユーザーのタッチに伴う変化の検出

これにより、ディスプレイとタッチ デザインの間に密接な関係が生まれます。

感知構造は、LCD ピクセルの駆動に必要な回路と電気的活動がすでに含まれている環境内で動作する必要があります。

そのため、In-Cell は単に従来の LCD に「内部に移動した」タッチ センサーを搭載したものではありません。ディスプレイ アーキテクチャ自体が統合されたセンシング機能をサポートする必要があります。

簡素化されたセル内ディスプレイ構造

正確な物理構造はテクノロジーやメーカーによって異なるため、一般的なレイヤー図をすべてのセル内ディスプレイの構造として解釈すべきではありません。

簡略化された概念構造は次のとおりです。

カバーガラス │ ▼ ディスプレイ / タッチセル │ ▼ ディスプレイ / タッチセル │ ▼ 画素回路 │ ▼ 表示電極 │ ▼ TFT / ディスプレイセル │ ▼ バックライト

実際のモジュールには、偏光子、接着剤、FPC、 光学結合 材料、保護ガラス、その他の機械構造などの追加コンポーネントが存在する場合があります。

これが区別することが役立つ理由です。 、インセル アーキテクチャ と完全なディスプレイ モジュールを

In-Cell は、タッチ センシングがどのように統合されているかを示します。最終製品の他のすべての層については説明しません。

セル内タッチセンシングとディスプレイセル

エンジニアリング上の主な課題の 1 つは、ディスプレイとタッチ機能が同じ物理環境を共有することです。

LCD はピクセルを継続的に制御して画像を生成します。同時に、タッチ システムは指によって引き起こされる比較的小さな電気的変化を検出する必要があります。

これら 2 つの操作は電気的に相互作用する可能性があります。

したがって、タッチ システムは、ディスプレイ操作や周囲のシステムに関連する電気的活動から、本物のタッチ信号を区別する必要があります。

これが、タッチ コントローラーとセンシング アーキテクチャが非常に重要である理由の 1 つです。

次のようなステートメント:

「これはセル内ディスプレイなので、タッチ感度が優れています。」

範囲が広すぎて技術的に役に立ちません。

実際のタッチ パフォーマンスは、センシングの実装、コントローラー、ファームウェア、カバー ガラス、環境条件、システム レベルの電気設計によって異なります。

In-Cell はアーキテクチャを説明します。特定のレベルのタッチ パフォーマンスを保証するものではありません。

インセルタッチディスプレイにはどのようなコンポーネントが含まれていますか?

タッチセンシング機能はディスプレイセルに統合されていますが、完全なモジュールには依然として複数のコンポーネントが含まれています。

これは重要な違いです。 一体型タッチとは、ディスプレイ モジュールが 1 つのコンポーネントのみで構成されているという意味ではありません。

タッチ機能はセルに統合される可能性がありますが、ディスプレイ システムの残りの部分はそれを中心に設計する必要があります。

タッチコントローラーは何をするのですか?

タッチ コントローラーは、統合されたセンシング構造とホスト システムの間のリンクです。

その基本的な役割は、感知構造によって検出された電気的変化を使用可能なタッチ情報に変換することです。

簡略化したシーケンスは次のとおりです。

センシング→信号処理→タッチ位置→通信

特定のソリューションに応じて、コントローラーはフィルタリング、ノイズ除去、マルチタッチ処理、およびその他のタッチ関連機能も処理する場合があります。

結果として得られるタッチ情報は、サポートされている通信インターフェイスを介してホスト システムに送信されます。

このため、タッチ コントローラーを後付けとして扱うべきではありません。

2 つのディスプレイはどちらも In-Cell テクノロジーを使用できますが、タッチ コントローラーが異なるため、システム レベルの特性も異なります。

インセルディスプレイと個別のタッチパネルの比較

最も根本的な違いは 統合点です.

これは、 1 つのアーキテクチャが普遍的に優れているという意味では ありません。

個別のタッチ パネルは、特定のカスタマイズされたアプリケーションに便利な柔軟性を提供します。より統合されたディスプレイ/タッチ アーキテクチャが製品要件に適合する場合、In-Cell は魅力的になります。

適切な選択は、テクノロジー名だけではなく、実際のシステムによって異なります。

ディスプレイのアーキテクチャが重要な理由

In-Cell ディスプレイを評価するときは、次の 1 つのステートメントに注目するのが簡単です。

「タッチは LCD に統合されています。」

これでアーキテクチャは説明できますが、ディスプレイが特定の製品で適切に動作するかどうかはわかりません。

完全なシステムは、次の要件を満たす必要があります。

• ディスプレイ解像度

• 輝度

• 対比

• 視野角

• タッチ性能

• カバーガラス

• ディスプレイとタッチインターフェイス

• 動作温度

• 機械的寸法

• 光学性能

• システムの互換性

たとえば、タッチをディスプレイ セルに統合すると、個別に組み立てられたタッチ センサーの必要性が軽減される可能性がありますが、自動的に高い輝度や優れたタッチ パフォーマンスが保証されるわけではありません。

これらの特性は、完全なディスプレイ構造に依存します。

したがって、産業用途の場合、より有益な質問は単純に次のようなものではありません。

「インセルのほうが良いですか?」

それは次のとおりです。

「この特定のセル内アーキテクチャは、製品のディスプレイ、タッチ、光学、機械、電気の要件を満たしていますか?」

この質問は、インセル ディスプレイの選択と統合に関する実際的な考慮事項につながります。これについては、次のパートで検討します。

インセルディスプレイエンジニアリングの考慮事項とアプリケーション

In-Cell タッチがどのようにディスプレイ セルに統合されるかを理解することは、最初のステップにすぎません。実際の製品の場合、より重要な問題は、完全な In-Cell ディスプレイがアプリケーションの機械的、光学的、電気的、およびタッチ要件を満たせるかどうかです。

In-Cell アーキテクチャはディスプレイ統合の一部の側面を簡素化できますが、システムレベルのエンジニアリングの必要性がなくなるわけではありません。

インセルディスプレイに関する実際的なエンジニアリング上の考慮事項は何ですか?

In-Cell ディスプレイのパフォーマンスは、In-Cell アーキテクチャだけではなく、完全なモジュールによって決まります。

これが、インセル ディスプレイが 単なるタッチ テクノロジとしてではなく、ディスプレイ モジュールとして評価されるべき理由です。

インセル化によりディスプレイは薄くなりますか?

これにより、ディスプレイ スタック内で個別に組み立てられるコンポーネントの数を減らすことができますが、すべての In-Cell ディスプレイに特定の厚さの利点があると想定するのは正しくありません。

最終的な厚さは、次のような完全な構造によって異なります。

• カバーガラス

• 偏光子

• 表示セル

• 接着層

• オプティカルボンディング

• バックライト

• メカニカルフレーム

• FPCとコネクタの配置

たとえば、製品に比較的厚い保護カバー ガラスが使用されている場合、タッチ機能がディスプレイ セルに統合されている場合でも、合計モジュールは依然として相当なものになる可能性があります。

したがって、厚さが重要な要件である場合は、 タッチ アーキテクチャだけでなく、モジュール全体の寸法を比較してください。

インセルは光学性能を向上させますか?

可能性はありますが、普遍的なパフォーマンス保証はありません。

別個のタッチ パネルにより、追加の材料とインターフェースが光学スタックに導入されます。構造によっては、これらのインターフェイスが反射に寄与したり、ユーザーに届く光の量が減少したりする可能性があります。

インセルアーキテクチャにより、個別のタッチセンシング層の必要性が軽減され、光学構造の一部が簡素化される可能性があります。

ただし、実際の視覚的な結果は依然としてモジュール全体に依存します。

重要な要素には次のようなものがあります。

• 液晶画面の明るさ

• カバーガラス

• オプティカルボンディング

• 表面処理

• 偏光子

• 環境光

• 反射制御

たとえば、屋外または周囲光が強いアプリケーションの場合、 ディスプレイを太陽光で読み取れるようにするには、In-Cell を選択するだけでは十分ではありません。.

光学設計はまだ総合的に評価する必要があります。

インセルディスプレイはグローブタッチをサポートできますか?

可能ですが、In-Cell テクノロジー自体はグローブタッチのパフォーマンスを保証しません。

グローブの操作は完全なタッチ システムに依存します。

重要な変数には次のものが含まれます。

• タッチセンシングアーキテクチャ

• タッチコントローラー

• コントローラーファームウェア

• 手袋の素材

• 手袋の厚さ

• カバーガラス

• タッチ感度

• 環境電気ノイズ

裸の指と分厚い工業用手袋では、静電容量式タッチ システムに対して非常に異なる電気的状態が生じます。

したがって、手袋操作が要件である場合は、「セル内」という用語から推測するのではなく、アプリケーション要件として指定およびテストする必要があります。

インセルディスプレイはウェットタッチをサポートできますか?

同じ原理が水や湿気にも当てはまります。

In-Cell ディスプレイは、ウェットタッチ操作が必要なアプリケーション向けに設計されている可能性がありますが、 In-Cell 自体では、タッチスクリーンが自動的に防水またはウェットタッチ対応になるわけではありません。.

水はタッチ表面周囲の電気的状態を変化させ、コントローラーが意図的なタッチと区別するために必要な信号を生成する可能性があります。

実際の結果は、タッチセンサー、コントローラー、ファームウェア、カバーガラス、表面処理、環境条件によって異なります。

したがって、屋外、キッチン、医療環境、またはその他の湿った環境で使用される産業機器の場合、ウェットタッチ性能は実際のディスプレイ構成で検証する必要があります。

インセルディスプレイはカスタマイズできますか?

これは、特定のディスプレイ プラットフォームに大きく依存します。

In-Cell モジュールの一部の側面は、選択した表示セルを中心にカスタマイズできますが、基礎となる表示アーキテクチャを変更するには、より実質的な開発プロセスが必要になる場合があります。

潜在的なカスタマイズ領域には次のものが含まれます。

• 表示寸法

• 解決

• 輝度

• カバーガラス

• タッチ設定

• FPCの長さと形状

• コネクタ

• インタフェース

• 機械的寸法

• オプティカルボンディング

ただし、これらのパラメータは常に独立しているわけではありません。

たとえば、FPC の変更は、ディスプレイ セルの変更とは根本的に異なります。カバー ガラスの厚みを増やすとタッチ パフォーマンスにも影響する可能性があるため、タッチ システムの検証が必要になる場合があります。

このため、カスタムの In-Cell ディスプレイ開発は、 個別の仕様のリストではなく、完全な製品要件から始める必要があります。

FPCとコネクタはどうなるのでしょうか？

FPC はディスプレイの前面に表示されるものに影響を与えないため、見落とされがちです。

ただし、統合の観点から見ると、これが実際的な制限となる可能性があります。

標準 FPC は次のものと一致しない可能性があります。

• 必要な長さ

• 出口方向

• コネクタの位置

• コネクタの種類

• ピン配列

• 設置可能スペース

• 必要な曲げパス

標準的な製品の場合、これは問題にならない可能性があります。

カスタマイズされた産業用ディスプレイ の場合、FPC を実際の PCB およびエンクロージャに適合させる必要がある場合があります。

これは、ディスプレイ機能とタッチ機能が異なる信号パスを使用する場合、またはモジュールが高速ディスプレイ インターフェイスを使用する場合に特に重要です。

したがって、ディスプレイはテストベンチで電気的に機能しても、最終製品に統合する前に FPC のカスタマイズが必要になります。

インセルディスプレイはどこで使用されますか?

インセル ディスプレイは、統合されたディスプレイとタッチ インターフェイスを必要とするアプリケーションに検討できます。

一般的な応用分野には次のようなものがあります。

これらはアプリケーション カテゴリであり、In-Cell が推奨されるアーキテクチャであることを保証するものではありません。

実際の選択は、ディスプレイのサイズ、環境条件、タッチ要件、機械構造、カスタマイズ レベル、システム インターフェイスに基づいて行う必要があります。

インセルが適切な選択ではないのはどのような場合ですか?

In-Cell は、すべてのタッチスクリーン アプリケーションにとって自動的に最適なソリューションになるわけではありません。

プロジェクトで特定のタッチ センサー構造、珍しいカバー ガラス構成、または利用可能な In-Cell プラットフォームに合わないレベルのカスタマイズが必要な場合は、別個のタッチ アーキテクチャの方が合理的である可能性があります。

一般的な決定ポイントは次のとおりです。

これは、の重要な違いです。 テクノロジーの選択 と 製品の選択.

In-Cell アーキテクチャは技術的には魅力的かもしれませんが、利用可能なディスプレイ プラットフォームが実際のプロジェクトに適合する必要があります。

インセルとセパレートタッチ: エンジニアは実際に何を比較すべきですか?

どのテクノロジーが「優れている」かを問うのではなく、完全なソリューションを製品要件と比較する方が有益です。

最後の 2 行は特に重要です。

どちらのアーキテクチャも、それ自体でパフォーマンスの向上を保証するものではありません。エンジニアリング上の決定はに基づいて行う必要があります。 、特定のディスプレイ、タッチ コントローラー、機械構造、光学スタック、および環境要件.

インセルディスプレイは統合アーキテクチャであり、パフォーマンスを保証するものではありません

これは、In-Cell テクノロジーを評価する際に留意する価値のある点です。

In-Cell は、タッチ センシングがどのようにディスプレイに統合されているかを示します。ディスプレイの完全なパフォーマンスを定義するものではありません。

In-Cell ディスプレイはモジュールの統合に利点をもたらしますが、実際のパフォーマンスは完全なシステムに依存します。

例えば：

• In-Cell はグローブタッチを自動的に保証するものではありません。

• In-Cell はウェットタッチを自動的に保証するものではありません。

• In-Cell は自動的に高い輝度を保証するものではありません。

• In-Cell は、完成したモジュールの薄さを自動的に保証するものではありません。

• In-Cell では、無制限のカスタマイズが自動的に提供されるわけではありません。

これらは、特定の実装に依存するエンジニアリングの結果です。

産業用ディスプレイ プロジェクトの場合、適切なアプローチは、アプリケーションの要件から始めて、利用可能なインセル アーキテクチャがそれらの要件を満たすことができるかどうかを判断することです。

結論

インセル ディスプレイは、別個のタッチ センシング パネルを使用するのではなく、タッチ センシング機能をディスプレイ セルに統合します。

これにより、ディスプレイ モジュールのアーキテクチャが変更され、ディスプレイとタッチ機能をより緊密に統合できるようになります。

ただし、In-Cell をスタンドアロンのパフォーマンス仕様として扱うべきではありません。

最終的な結果は、ディスプレイ セル、タッチ センシング構造、タッチ コントローラー、カバー ガラス、光学スタック、FPC、インターフェイス、機械設計、および動作環境の間の相互作用によって異なります。

したがって、産業用途の場合、最も有益な質問は次のようなものではありません。

「インセルは個別のタッチ ディスプレイよりも優れていますか?」

それは次のとおりです。

「特定のセル内ディスプレイ構成は最終製品の要件を満たしていますか?」

これには、ディスプレイのパフォーマンス、タッチ動作、光学的パフォーマンス、機械的統合、電気的互換性、および環境条件の要件が含まれます。

よくある質問

In-Cell タッチは静電容量式タッチと同じですか?

正確には違います。 インセルは 、ディスプレイ アーキテクチャ内のタッチ センシング機能が統合される場所を表し、静電容量式タッチはセンシング原理を表します。多くのセル内実装では容量性センシングが使用されますが、この 2 つの用語は互換性がありません。

In-Cell タッチには別のタッチ コントローラーが必要ですか?

完全なシステムには、感知信号を処理し、タッチ情報をホスト システムに伝達するためのタッチ コントロール機能が必要です。コントローラーが別個のコンポーネントとして実装されるか、システムの別の部分に統合されるかは、特定のアーキテクチャによって異なります。

In-Cell では表示レイヤーの数が減りますか?

これにより、タッチセンシングコンポーネントを個別に組み立てる必要がなくなりましたが、ディスプレイ上のすべてのレイヤーが消えるわけではありません。カバー ガラス、接着剤、偏光子、光学結合材料、およびその他のモジュール コンポーネントがまだ存在している可能性があります。

In-Cell タッチは産業用 HMI に適していますか?

選択したディスプレイが必要な明るさ、タッチ動作、温度範囲、機械的寸法、インターフェイス、環境条件を満たしている場合、産業用 HMI に適しています。 In-Cell アーキテクチャだけでは適合性を判断するのに十分ではありません。

In-Cell ディスプレイはオプティカルボンディングを使用できますか?

はい。これらのテクノロジーは、ディスプレイのさまざまな側面に対応します。インセルは ディスプレイセル内でのタッチ統合を表し、オプティカルボンディングは ディスプレイ層がどのように接着されるかを表します。したがって、同じディスプレイ ソリューションで使用できます。

インセルディスプレイを選択する際にはどのような情報を提供する必要がありますか?

プロジェクトでは、少なくとも、必要なディスプレイ サイズ、解像度、明るさ、インターフェイス、タッチ要件、カバー ガラス、機械的寸法、動作環境、およびホスト システムの接続を定義する必要があります。カスタマイズされたプロジェクトの場合、FPC、コネクタ、取り付け、および光学要件も定義する必要がある場合があります。