Incell-and-oncell与外挂式触控方案原理对比及性能选型介绍

Incellandoncell与外挂式触控方案原理对比及性能选型介绍Qingfeng.Hu日期：2016.9.16目录一。CTP基本组成及结构二。投射式电容屏分类简介三。外挂式TP简介及特性结构对比介绍：四。内嵌式TP简介及特性结构对比介绍：A.内嵌式TP之Oncell简介及特性：B.内嵌式TP之Incell简介及特性：一.CTP基本组成及结构CTP主要由三部分组成:CoverLens对CTP模组进行保护当手指触摸时,与sensor之间形成一定的距离,以让手指与sensor形成电容Sensor接收controlIC发出的脉冲信号,以在整个平面上形成RC网络当手指靠近时形成电容FPC连接Sensor与ControlIC连接ControlIC与主机投射式电容屏分类显示模组架构外挂式TP内嵌式TPCTP结构G/G(Sito、Dito）G/F，P/FG/F/FG1FGFM纳米银、MetalmashOGSOncellIncell触摸原理互容自容互容互容互容互容互容互容互容/自容触摸功能单层多点，双面多点分区两点多层多点两面多点单层多点（毛毛虫，架桥）多层多点单层多点（毛毛虫，架桥）单层多点（毛毛虫）两面多点单面多点代表手机厂商苹果4、HTC低端市场三星，魅族平板中端手机中大尺寸终端小米三星苹果5华为G/G（DIto）Iphone4OGS（SIto）Xiaomi二。投射式电容屏分类简介OCAOCAOCAOCACoverGlassSensor走线G/G结构G/F/F结构G/F或GFM结构OGS结构G/F特点:使用单层FilmSensor，ITO图案一般为三角形，支持手势但不支持多点触摸。优点:成本低、时间短；透光性好，sensor总厚度薄。缺点以单点为主，不能实现多点触控，抗干扰能力较差。GFM特点:相比GF，为互容毛毛虫，可以实现5点，结构厚度与GF相当，相比GFF成本优势；但AA通道间盲区大，触摸效果比GFF稍差。GFF特点此结构使用两层FilmSensor，ITO图案一般为菱形和矩形，支持真实多点。优点：准确度较高，手写效果好，支持真实多点；sensor可以做异形，开模成本低，时间短；抗干扰能力强。缺点透过率没有G+G的高。G/G特点使用一层GlassSensor，ITO图案一般为菱形和矩形，支持真实多点。优点准确度高，透光性高，手写效果好缺点开模成本高，打样周期长，可替代性差；受撞击Glasssensor易损坏无触摸，并且Glasssensor不能做异形；厚度较厚.OGS：在CG上直接形成ITO导电传感器的技术。使CG同时起到保护和触摸传感器的双重作用。优势：节省了一层玻璃或film成本和减少了一次贴合成本;减轻了重量;增加了透光度。缺点：大片强化造成單片玻璃边缘強化不足，跌落容易破；后期发展为TOL小片镀膜及强化技术，但良率低；相比GFF，玻璃光罩开模较贵；由于sensor线路镀与lens上，跌落lens破裂后，走线破坏，触摸失灵。三。外挂式TP简介及特性结构对比介绍：名称厚度材质盖板0.55/0.7mmGLASSOCA0.125mm光学胶ITO0.125mmPET基材film名称厚度材质盖板0.55/0.7mmGLASSOCA0.125mm光学胶ITO0.05mmPET基材filmOCA0.05mm光学胶ITO0.05mmPET基材film名称厚度材质盖板0.55/0.7mmGLASSOCA0.175mm光学胶ITO0.4mmGlass名称厚度材质盖板0.44/0.55/0.7mmGLASS保护膜0.1mmPET基材IncellOnCellArrayPolarizarGlasscolorfilterLiquidCrystalTxRxTxRxTxRxTxRxTxRxGlassPolarizarCoverLensPolarizarGlasscolorfilterLiquidCrystalGlassarrayPolarizarTxRxTxRxTxRxTxRxTxRxCoverLensA.内嵌式TP之Incell和Oncell一般层叠结构图：iPhone5POP4-5可以看出Incell/oncell与外挂式TP总体区别在于TX/RX位于偏光片内侧，也即TP线路做在LCM内部不同位置四。内嵌式TP简介及特性结构对比介绍：Oncell触摸屏定义：将sensor线路镀膜制作在LCD的前导电玻璃（CF）表面，则称为On-cell：B.内嵌式TP之Oncell简介及特性：LCM搭配oncellAmoled搭配oncellONCELL方案设计特点：与其他外挂触控方案对比:有更佳透光率、较薄、窄边框设计、ID设计简洁；ITO位于LCD表面，跌落LENS破裂后不影响功能；可以实现5点触摸与GFM类似；供应链更简单，TP模块(LCM+sensor)生产，由LCM厂全部独立完成。Oncell触摸原理：Syaptics1T2R多点互容ITO走线图：CF表面Oncell触摸感应原理：手指靠近，通过计算被吸收的感应量计算位置Oncell绑定区图示：偏光片OncellITO绑定区COGFOG绑定显示区ITO走线Oncell实现方案：ITO走线方式有三种方案：互容搭桥方式，互容单层多点毛毛虫（最多），自容方案：Oncell不同方案客观性能对比介绍：主要IC方案厂商：B.内嵌式TP之Oncell简介及特性：Oncell方案设计选型要点：相关内容选型通用标准ITO图案单层多点架桥尺寸单层多点：支持≦Size7“架桥：支持≦Size8“ITO方阻单层多点：40±10ohm架桥：：40±20ohmLCDCF厚度要求0.2-0.4mmLens厚度要求0.5-0.7mm；油墨绝缘阻抗500M欧姆/cm偏光片阻抗片材PSA中选用无加AS抗静电材料，阻抗需≥1013偏光片厚度0.1-0.2mm贴合方案框贴：gap≦0.3mm；全贴：OCA0.125-0.2mmVDD供电电压3.3V最佳节点电容0.5-5pfTX/RX对地电容建议小于170pf触摸性能提升触摸性能方式：增大differ感应量（减薄介质，降低方阻，提高介电常数）降低noise（CF厚度增加）；软件修改增益及base修改；工艺设计要求POL贴附只能选用水洗研磨方式；绑定使用低温ACF；绑定粒子聚集微短问题；B.内嵌式TP之Oncell简介及特性：GF&GFM&GFF&ONCELL结构选型对比：从结构方面对比总体上，On-cell技术优势有：1）更佳透光率、较薄、较轻、窄边框设计、ID设计简洁；触摸性能与GFM相当；2）同时供应链上更简单，TP模块(LCM+sensor)生产，由LCD厂全部完成，免除生产中备料(玻璃、sensor)及外部贴合工序，长期看有成本优势；B.内嵌式TP之Oncell简介及特性：GF（分区两点-三角形）GFM（单层多点）GFF（双层多点）GF&GFM&GFF&ONCELL性能对比ONCELL方案与其他外挂触控方案对比：1)采用单层毛毛虫图案，pattern直接做在LCDCF上,可实现多点触控，与GFM\GFF一致；2）触控性能排序：GFF＞GFM＞ONCELL＞GF，ONCELL方案在客观测试及防水方面稍差些，同时由于与LCD一体，容易受noise干扰，方案选择调试重要；ONCELL（单层多点-毛毛虫）Pattern在LCDCF上B.内嵌式TP之Oncell简介及特性：C.内嵌式TP之Incell简介及特性：Incell触摸屏定义：触摸线路直接制作在面板（Cell）的前后导电玻璃之间（也就是在Cell里面），则称为In-cell。目前简要分有四种技术结构：一。Iphone5in-cell：使用Xcom与Ycom导线，将Vcom电极细分后排列组合连接成Sensor的形状；RX感应/TX驱动走线均做在LCD的TFT的Array面；并且TX与RX交叉的地方通过架桥绝缘的方式；此结构属于单层互容结构：Iphone5in-cell方案特点：更佳透光率、较薄、窄边框设计、sensorITO位于LCD内部，跌落LENS破裂后不影响触摸功能；可以实现10点触摸；缺点：TX/RX做在同一层且苹果分辨率高，线宽线距很窄，良率低；驱动上与LCD驱动IC分时使用，触控的反应速度变慢，增加了系统算法的困难；TXRX发射接收在同一层，手指触摸感应量不足，触摸效果稍差与Hybrid方案。ArrayPolarizarGlasscolorfilterLiquidCrystalTxRxTxRxTxRxTxRxTxRxGlassPolarizarCoverLens二。Sony/JDIadvanceInCell技术：此技术又称为Hybrid技术，也即意思为属于on-cell与in-cell混合设计：将感应层RX作在上玻璃的上方CF面（oncell设计方式）；将LCD内部的Vcom电极分条后做为触控的驱动层TX,产生触控用的Tx讯号；那么就会衍生两种结构的此种incell技术；因为TN屏与IPS屏VCOM电极分别位于CF面以及TFT面，如下图：Sony/JDIadvanceInCell技术特点：1.在上玻璃上方只做Rx层的ITO良率会比Oncell方案高；不用与LCD分时作业，算法简便；2.Tx与Rx相隔一片玻璃，触控IC的设计上相对简单，TX位于CF面的噪声干扰小；3.CF表面仍须要一层ITO，光学特性较差（反光可以看到ITO图案），连带耗电稍差；4.用于IPS的LCD时，TX位于TFT面，有液晶电容所产生的噪声，与TX/RX所产生的干扰讯号难处理；5.目前国内应用较多的方案，如华为荣耀6，荣耀7JDI技术；报道乐视的BOE玻璃也有此技术1.用于TNVA型的LCD的incell设计：PS:VCOM在CF面内侧，所以TX做在CF面内侧，RX做在CF上表面：2.用于IPS型的LCD的incell设计：PS:VCOM在TFT面，所以TX做在TFT面内侧，RX做在CF上表面：CF面绑定RX走线C.内嵌式TP之Incell简介及特性：三。LGadvanceInCell技术：将Vcom电极层切成独立小区域电极，使用自电容的技术来实现触摸功能，所以LGincell技术特点就是触摸感应线路在同一层（CF或TFT面）LGadvanceInCell技术特点：触控IC与LCD驱动IC整合到一起进行运行，须分时作业，与Apple技术相似。触控IC与LCD驱动IC分时作业图示红框时段：LCDgate扫描及source写入；绿框时段：触控驱动时段；四。三星advanceInCell技术：使用colorfilter层上的BM黑色矩阵，图案化后当做Rx使用；同时使用Vcom电极层分为条状作为Tx；此种技术可以看到当为IPS玻璃时TX则在TFT面，RX在CF面；当为TN玻璃时，TX/RX则都会在CF面：三星advanceInCell技术特点：1.IPSLCD：面板设计变动少，量产容易；由于Tx与Rx距离太近，约10微米，侦测的灵敏度面临严苛的挑战；目前可用的触控IC方案少；2.TNLCD:Tx与Rx距离缩小到2~3微米,触控的灵敏度不高；Tx的Vcom可以隔离LCDGateline与Dataline讯号干扰，所以此结构noise干扰最小。使用于IPS的LCD：TX/RX相对排列，距离10um：TX讯号层使用于TN的LCD：TX/RX同侧，距离2-3um：C.内嵌式TP之Incell简介及特性：TestItemsAppleiPhone5incell互容AppleiPhone4G/GSamsungGalaxyS3OncellHybrid技术Linearity1.33mm0.60mm0.50mm0.70mmFingerJitter1.00mm0.60mm0.58mm0.50mmFingerSeparation10.8mm10.8mm14.6mm10mm(9mmslugs)ChargeNoiseGreatGreatGreatGeneralIncell、oncell技术与外挂TP代表机型性能对比：C.内嵌式TP之Incell简介及特性