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OLED時代On-Cell觸控感測器架構有望異軍突起

2020-08-15
來源:21ic

觸控感應器作為電容觸摸屏的重要電子元件,在TFT-LCD時代Out-Cell、In-Cell、On-Cell三分天下,這些技術都各有特點,In-Cell和On-Cell被蘋果和三星壟斷。隨著OLED的的逐漸壯大,未來哪種觸控感應器會成為主流?

TFT-LCD時代:Out-Cell、In-Cell、On-Cell三分天下

觸控感應器是電容式觸摸屏的重要電子元件,觸控感應器接收觸碰信號后,將其轉換為電信號并經FPC傳輸至觸控IC進行運算分析,從而得到觸碰點的坐標信號。目前電容式觸摸屏的感應器技術架構主要分為Out-Cell、In-Cell和On-Cell三種類型,其中Out-Cell又可分為G+G、G+F和OGS三種技術,幾類技術的主要差別在于ITO(氧化銦錫)鍍層載體和層數的不同以及觸控感應器所在位置的不同。

TFT-LCD時代,Out-Cell、In-Cell、On-Cell三分天下,其中G+F占比最高,2015年達到49.3%,其次是In-cell和On-Cell,合計達到40.6%。WitsView預計,In-cell和On-Cell的市占率將在2016年達到47.8%,而G+F將會降低至44.3%。

G+G、G+F:三層架構,主要搭載于中低端手機

G+G技術由蘋果公司開發,應用在iPhone的第一代手機上。G+G觸控感應器位于蓋板玻璃和顯示模組中間,其結構由一塊玻璃基板支撐,ITO導電涂層分別鍍在玻璃基板兩側,優點是透光率好(因為采用玻璃基板),缺點是厚度較厚,不符合智能手機“輕薄短小”的發展方向,目前,在中低端市場,G+G技術已基本被G+F技術取代;在高端智能手機和平板電腦市場,G+G技術已經基本被OGS、In-Cell和On-Cell技術取代。

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G+F觸控感應器同樣位于蓋板玻璃和顯示模組中間,其結構由PET薄膜基板支撐,ITO導電涂層鍍在PET薄膜表面,而根據ITO導電涂層鍍膜位置以及導電薄膜層數不同,又可分為GFF、GF2、G1F等多種規格,以GF2為例,其結構示意圖如下。

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G+F的優點:成本在所有觸控技術中最低且厚度較G+G薄(因為采用PET薄膜基板),目前透光率可以做到與G+G相近。G+F觸控技術主要占據了中低端手機的市場份額。

OGS、In-Cell、On-Cell:兩層架構,全貼合手機是發展方向

搭載G+G或G+F觸控模組的手機有三層架構:蓋板玻璃、觸控感應器、顯示模組。與之不同的是OGS、In-Cell、On-Cell三種技術架構,這三種技術將觸控感應器嵌入在蓋板玻璃或顯示模組內,因此只有“兩層”架構:蓋板玻璃和顯示模組,進而觸控面板會變得更薄。

具體來看,OGS技術直接將觸控功能感應線路蝕刻于蓋板玻璃之上,從而將觸摸屏模組中的蓋板玻璃和觸控感應器結合在一起,減少了一層玻璃或PET薄膜基板,進而達到提高透光率、減少貼合次數、降低觸摸屏模組厚度的效果。

In-Cell觸控技術將觸控感應線路搭載于顯示面板內部,在TFT陣列基板與彩色濾色膜之間形成的盒內部嵌入觸摸傳感器功能,能有效減少光學膠等多種材料的使用,增加透光性的同時減少顯示器件的厚度;On-Cell觸控技術將感應線路搭載于顯示面板的彩色濾光片玻璃上表面,通過在彩色濾光片和偏光片之間形成簡單的透明電極圖案嵌入觸摸屏。區別In-Cell和On-Cell的主要特征在于:In-Cell的觸控感應器位于彩色濾光片的下方,On-Cell的觸控感應器位于彩色濾光片的上方。

由于搭載OGS、In-Cell、On-Cell觸控技術的觸控面板只有“兩層”架構,符合智能手機向“短小輕薄”的發展方向,因此在TFT-LCD時代各占據一席地位。除“輕薄短小”的用戶需求外,全貼合需求的興起也引導觸控技術向OGS、In-Cell、On-Cell三者發展。

所謂全貼合,簡單理解就是將蓋板玻璃、觸控感應器、顯示模組三者“粘貼”在一起時是否會有“空隙”,如果有“空隙”,就稱為非全貼合,如果沒有“空隙”,就成為全貼合。“空隙”即空氣層,空氣層的存在容易導致手機屏幕進灰,同時會產生顯示效果不佳、費電等缺點。由于G+G和G+F技術有三層“架構”,因此無論怎樣“粘貼”也會產生一定的空氣層,盡管可以用OCA光學膠填補空氣層,但依然存在通透性不足,光線反射率增加的問題。而OGS、In-Cell、On-Cell三者技術只有兩層“架構”,采用全貼合技術時不會產生空氣層,是觸控面板未來的發展方向,也是在TFT-LCD時代高端智能手機的標準配置。


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