Incell and oncell与外挂式触控方案原理对比及性能选型介绍PPT精选文档
- 格式:ppt
- 大小:4.34 MB
- 文档页数:31
触控面板分类、原理及特点详解触控技术作为智能手机重要的交互方式为我们带来了许多便利,那么对于触控面板的概念、特点、分类及原理你是否了解?本文将全面介绍触控面板的基础知识,希望对你有所帮助。
什么是触控面板?触控面板也叫触摸屏(Touch Panel, or Touch Screen, or Touch Pad, etc),凡是电子设备都要用到屏幕,如果你不想让你的屏幕被无聊的键盘占据一半面积,就必须要使用触摸屏作为人机对话的媒介,触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。
它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
触控面板最早结缘于1965年E.A. Johnson一篇简短的描述电容触摸屏的文章,继而1967年深度发表有图有真相的文章。
再到1970年由两位CERN(European Council for Nuclear Research)的两位工程师在1970年代初期发明的透明触控面板,并且与1973年投入使用。
再后来到1975年一个美国人George Samuel Hurst发明了电阻式触控面板并拿到美国专利(#3,911,215),并与1982年投入商用。
1、触控面板的技术要点:从技术原理角度来讲,触摸屏是一套透明的绝对定位系统,首先它必须保证是透明的;其次它是绝对坐标,手指摸哪就是哪,不像鼠标需要一个光标作为相对定位用,所以很容易分散注意力,因为你要时时关注光标在哪里。
究其结构通常是在半反射式液晶面板上(ITO透明导电极)覆盖一层压力板,其对压力有高敏感度,当物体施压于其上时会有电流信号产生并且定出压力源位置,并可动态追踪。
这种就是我们媒体报道的on-cell技术。
现在亦有In cell Touch触控组件集成于显示面板之内,使面板本身就具有触控功能,不需另外进行与触控面板的贴合与组装即可达到触控的效果与应用,主要是Apple在研究。
效能/成本更具优势内嵌式触控面板将大行其道作者:Touchscreen 时间:2014-08-18内嵌式触控面板因具有轻薄、透光度佳及简化供应链等优点,其发展一直备受关注。
继苹果(Apple)iPhone採用内嵌式(In-cell)触控面板、三星(Samsung)Galaxy 智慧型手机採用有机发光二极体(AMOLED)On-Cell触控面板等知名桉例后,近期台湾面板厂商在液晶显示器(LCD)On-Cell触控面板也有较明显的进展,其产品已导入智慧型手机应用并陆续量产。
製程整合难度高面板良率待突破内嵌式触控面板(Embedded Touch Screen)是将触控感测器(Touch Sensor)製作于面板(Panel)内部;与将触控感测器置于面板外部的外挂式触控面板相较,内嵌式触控面板具备三项优势:首先,由于内嵌式触控在面板外部不须配置玻璃或薄膜基板,故可缩减厚度;第二,因为少了面板外部之玻璃或薄膜基板,可降低环境光反射,且若用面板内部既有的铟锡氧化物(ITO)层做为触控感测器,可使光穿透率相对外挂式触控面板较高,从而提升显示性能;第三,系统厂商若採用内嵌式触控面板,则毋须另外购买触控感测器,可简化採购或供应链管理。
再者,虽然将触控感测器整合至既有面板製程具有相当困难度,使得内嵌式触控面板开发初期良率偏低而成本偏高,但后续若能突破製程瓶颈,有效提升良率,内嵌式触控面板因为节省外部触控感测器之材料,在成本方面仍具相当优势。
在此背景之下,面板厂商纷纷投入开发内嵌式触控面板。
抢攻高阶市场In-Cell供货稳定度成关键内嵌式触控面板可分为In-Cell及On-Cell两类,In-Cell是将触控感测器做在薄膜电晶体前端阵列(TFT Array)上,On-Cell则是将触控感测器做在彩色滤光片玻璃(CF Glass)上,另有将触控感测器分别做在TFT Array及CF Glass之溷合型(Hybrid)架构,本文将其归在In-Cell类别。
不同应用领域触控技术发展差异分析| 来源:DisplaySearch | 2013年03月22日 |投射式电容触控屏幕从2007年被Apple运用于智能手机之后,如今在所有的触控型手机中,已经有了超过六成的出货比重。
若是再加上内嵌式触控(in-cell, on-cell),比重则高达八成。
不仅是手机,2010年的iPad问世后,开启了平板电脑时代,平板电脑在2012年创造了约1亿5千万台的市场,2013年更是预计将达2亿台;而且比起手机约七成的渗透率,所有的平板电脑都需要触控屏幕。
从手机到平板电脑,触控屏幕尺寸一路加大、产值不断创下新高,正因为这样蓬勃发展的前景,下一个被寄予厚望的就是笔记本电脑。
从手机、平板电脑到笔记本电脑,我们可以说行动运算已经成为我们日常生活的一部分。
移动宽带网络的普及、丰富易用的程序商店(apps)、易于使用的智能移动运算装置等,生态体系逐步完备使得行动运算的潮流已经渗入我们的日常生活,而不仅是一种有趣的流行。
触控屏幕使得这些行动运算装置更易于使用在行动的情境中,而行动运算装置的庞大市场也让触控成为重要的零组件产业。
不过,触控产业从发展至今,变动与演进动能不曾减慢。
从早期投射式电容与电阻的技术相争,到后来投射式电容的感应结构演变,所牵动到的不仅是技术发展,也包含供应链和竞争态势变化。
而驱动这些变动与演进最主要原因,就是来自行动运算装置市场的需求与成长。
图一、2012年与2018年智能手机、平板电脑及笔记本电脑按触控技术别市场份额预测数据源: NPD DisplaySearch Q4'12季度触控市场分析报告从手机应用来看,外挂式的投射式电容已经在2012年取得62%的出货比重,但是in-cell内嵌式触控在iPhone 5的加持下,就得到6%的份额,on-cell在Samsung旗舰手机出货成长的帮助下,更有将近13%的比重。
手机的生态体系比起平板电脑和笔记本电脑更为多样化,手机有很明显的地域性差异、电信商补贴刺激换机销售等,但是平板电脑和笔记本电脑并不明显。
触控面板格局:台湾on-cell、大陆OGS和苹果in-cell—在苹果和三星两大品牌带动之下,DisplaySearch预估,今年in cell占整体触控面板市占率将达10.8%、on cell市占率则为12.5%,合计两项技术市占率合计超过23%。
今年群创、华映、彩晶积极切入on cell触控,已经供货给酷派等大陆厂商,2014年成长强劲,预估到2014年,in cell和on cell触控技术合计市占率逼近24.9%。
因为苹果去年发表的iPhone 5采用in cell触控面板,今年又应用在iPhone 5S、5C 和iPod touch之上的带动,in cell触控面板出货量成长。
苹果目前是in cell触控面板大量应用的主要品牌,负责面板生产的三家面板厂夏普、JDI和LGD都是受苹果委托生产具有其专利的in cell触控面板,使得in cell触控技术非常依赖苹果的品牌效应。
DisplaySearch统计,2013年in cell触控技术最大应用项目为手机,出货量估约1.55亿片、年增率117%。
预估2014年in cell触控面板在手机应用出货量将增至1.73亿片,年增率估12%。
再加上其它应用,2014年全球in cell触控面板出货量可达1.86亿片,年成长率估10%。
至于on cell触控技术的发展主要依赖三星的Super AMOLED,而随着三星Galaxy S 系列及Galaxy Note系列的热卖,on cell触控面板出货量亦增长明显。
三星目前将on cell 触控传感器的制作工艺外包给华映(6代线)、和鑫(5.5代线)以及韩国Dongwoo(5.5代线)。
值得注意的是,今年台湾面板厂在on cell技术推广相当积极,群创推出on cell触控解决方案TOD技术,其搭载4.5寸720p分辨率的on cell触控液晶面板已出货给酷派手机产品。
群创后续规划有5寸FHD、5.56寸FHD、6寸FHD及7寸FHD的on cell触控面板在下半年和明年陆续量产。
触控技术网报道:in-cell/on-cell:两大阵营势均力敌提要:依据触控感应器所处基板位置,分为in-cell与on-cell两种方案,其中in-cell触控解决方案触控感应线路需制作于液晶面板两层基板玻璃间的液晶区域,而on-cell 触控解决方案感应线路则需制作于彩色滤光片玻璃基板的表层或底层。
依据触控感应器所处基板位置,分为in-cell与on-cell两种方案,其中 in-cell触控解决方案触控感应线路需制作于液晶面板两层基板玻璃间的液晶区域(通常位于TFT Array基板之上),而on-cell 触控解决方案感应线路则需制作于彩色滤光片玻璃基板的表层或底层(采用AMOLED架构的显示面板则需制作于其封装玻璃之上)。
In-cell触控解决方案的应用现状In-cell触控解决方案目前主要应用于手机领域,并因Apple 去年发表的 iPhone 5产品而取得迅速发展。
Apple在新近发表的 iPhone 5C及iPhone 5S 机种上采用了与iPhone 5相同规格之in-cell 触控面板,亦将带动in-cell触控面板出货量的进一步成长。
DisplaySearch指出,除此之外,Apple亦将此款 in-cell触控面板应用于其可携式媒体播放机 iPod touch产品之上。
然而,由于Apple目前依旧是in-cell触控面板大量应用的主要品牌,且目前负责面板生产之三家面板厂(Sharp、JDI和LGD)皆为受Apple委托生产具有其专利的in-cell触控面板,使得in-cell触控解决方案严重依赖于Apple的品牌效应。
目前手机领域中尚存在另外一种已实际出货之in-cell触控解决方案,即JDI (前Sony)的Pixel Eyes技术。
但其触控驱动线路及传感线路分别制作于IPS液晶面板的Array 基板与彩色滤光片玻璃基板之上,依据DisplaySearch之 in-cell定义仅能算作一种混合式结构,且因其2012年出货亦仅约为百万片,主要客户为Sony及HTC,影响力尚不足以比肩Apple。
In-Cell、On-Cell及OGS/Tol全贴合屏幕技术一、什么是全贴合?智能手机的竞争变得越来越激烈,许多厂商都希望通过硬件的差异化来凸显自己,什么IPS、SLCD、视网膜、ClearBlack等新名词不断的出现,很多时候在我们还未理解新技术的时候新的技术名词又诞生了。
最近又有不少手机厂商开始以“全贴合”这一技术来给自己的手机增加卖点?究竟这是什么,让我们来一起看看吧。
1、屏幕的结构从屏幕的结构上看,我们可以把屏幕大致分成3个部分,从上到下分别是保护玻璃,触摸屏、显示屏。
而这三部分是需要进行贴合的,一般来说需要两次贴合,在保护玻璃与触摸屏之间进行一次贴合,而另一次的贴合则是在显示屏与触摸屏之间。
按贴合的方式分可以分为全贴合和框贴两种。
2、框贴所谓框贴又称为口字胶贴合,即简单的以双面胶将触摸屏与显示屏的四边固定,这也是目前大部分显示屏所采用的贴合方式,其优点在于工艺简单且成本低廉,但因为显示屏与触摸屏间存在着空气层,在光线折射后导致显示效果大打折扣成为框贴最大的缺憾。
3、全贴合全贴合即是以水胶或光学胶将面板与触摸屏以无缝隙的方式完全黏贴在一起。
相较于框贴来说,可以提供更好的显示效果。
目前市场上常见的全贴合屏幕主要是以原有触控屏厂商为主导的OGS方案,以及由面板厂商主导的On Cell 和In Cell 技术方案。
全贴合优点:全贴合技术取消了屏幕间的空气,这有助于减少显示面板和玻璃之间的反光,可以让屏幕看起来更加通透,增强屏幕的显示效果。
目前一些手机像iPhone 4S、米2、Nexus 7、Ascend D1 四核也都采用了全贴合技术。
另外苹果最新推出的iMac也采用了全贴合的技术。
采用全贴合技术的iMac反光可以减少75%全贴合技术的另外一个好处是屏幕再也不会进灰了。
触控模块也因为与面板紧密结合让强度有所提升,除此之外,全贴合更能有效降低显示面板噪声对触控讯号所造成的干扰。
虽然说全贴合的优势巨大,但良品率相对较低,因为良率不佳而造成的表面玻璃和甚至面板于贴合过程中的消耗、报废,必然会造成成本的上升,因此脱泡与贴合良率的控制就会成为比材料成本更重要的因素。
On-cell嵌入式触控面板成主流发布时间:2014-12-11在触控晶片商与面板厂通力合作下,On-cell LCD嵌入式触控技术已顺利突破单层多点图案设计关卡,并开始挟低成本优势,在中低端智慧型手机市场攻城掠地,可望打破现今由In-cell和On-cell AMOLED主导嵌入式触控市场的局面。
自从触控面板成为行动装置最主要的人机介面后,几乎所有的面板厂也都跃跃欲试。
面板厂主观地认为将触控感应器(TouchSensor)整合进去面板之中,不仅可以减少堆叠(Stack)的厚度,而且还可以节省物料成本。
因此,约自2008年之后,在各大面板厂的未来产品蓝图中,均可以看到嵌入式(EmbeddedType)触控面板的规画。
然而,嵌入式触控面板却一直没有成为主流;直到三星(Samsung)在2010年将进阶主动式矩阵有机发光二极体(SuperAMOLED或On-cellAMOLED)应用于GalaxyS系列、苹果(Apple)在2012年将自有专利的内嵌式触控(In-cell)技术透过三家面板厂代工制造后,嵌入式触控面板终于得到了市场的注目。
但是除了三星和苹果这两家智慧型手机龙头品牌外,其他品牌并不算是热衷。
不过,就在2013年时,嵌入式触控面板又为面板厂重新燃起了希望;当前的技术成熟度、市场接受度与供应链,为嵌入式触控面板提供了更好的发展环境。
投射式电容跃居嵌入式触控面板技术主流早期面板厂在发展嵌入式触控面板时,大约可归类为三种技术:光学式(PhotoSensing)、电容式(ChargeSensing)与电压式(VoltageSensing),但是这三种技术其实多半没有真正量产过;而且有些在触控时还须要对面板施力、造成形变,以致不容易导入保护玻璃的设计,因此最终无法为市场所接受。
逐渐地,面板厂对触控技术的认同在投射式电容上得到了共识,而投射式电容自2007年苹果iPhone导入后,已经取代了原有的电阻式,成为触控技术的主流。
浅析触控面板技术趋势随着Apple iphone问世引爆触控风潮,目前投射电容触控屏已经主导市场,包括笔记本电脑,平板电脑、手机以及其它的应用终端。
然而随着屏幕尺寸的放大以及处理芯片效能提升,系统耗电量逐渐提高,为了维持产品电池续航力以及持续朝轻薄化发展,终端品牌、触控面板与TFT面板大厂已从触控屏幕结构的轻薄化,着手开发新触控技术以及材料,本文就各种技术动态展开分析,以期掌握触控技术发展的脉络。
1 三大技术趋势[1,2,6]投射电容触控屏就结构而言可以分为On cell(外挂式)以及In cell (内置式)两大类型,现阶段以On cell为主,In cell在成本、良率以及产能上尚不成熟。
另从成本分析的角度来看,典型的触控模组中,触控传感器占40%;保护玻璃占30%,触控IC占15%,电路板和其它材料占15%,本文将从成本占比最高的触控传感器以及保护玻璃来系统阐述触控业者的技术努力和革新。
1.1 趋势之一:触控传感器载体由薄膜式取代玻璃式[2,4,7]近年来,在苹果iPhone以及iPad产品的带动下,GG双片玻璃(上为保护玻璃,下为触控玻璃)方案率先量产,而GF(Glass/Film)比GG厚度减少0.4毫米且成本较低,也一直参与竞争。
GG方案在减薄和降低成本的推动下,触控屏厂商如TPK等推出了单片玻璃解决方案,简称OGS(One Glass Solution)即把触控玻璃(Sensor)与保护玻璃(Cover Lens)集成在一起,在保护玻璃内侧镀上ITO导电层,直接在保护玻璃上进行镀膜和光刻,这样可以节省一片玻璃和一次贴合,从而可将触摸屏做的更薄。
美中不足的是对于OGS制程而言,先将大片玻璃化学强化后再进行镀膜、蚀刻、异性切割以及二次强化的制程,强化玻璃切割良率和边缘强度备受考验。
与OGS不同,GF方案可以保全保护玻璃的强度。
苹果在新一代的iPad mini中采用全新的单片双层ITO薄膜式结构(Glass/DITO Film或GF2),以薄膜式触控传感器取代玻璃式触控传感器,以期同时改善厚度和重量。