智能设备的触控屏幕 你了解多少？

电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。凭借着先天的优势，电容屏在厂商中的地位越来越重要。当前以多点式触控应用为诉求的投射电容式触控面板主要技术分为薄膜式(filmtype)及玻璃式(glasstype)两种，具体下来则苹果阵营采用玻璃投射式电容(glasstype)，而非苹阵营则以薄膜投射式电容filmtypePET为主。目前主流的薄膜式结构是将ITO通过光刻或印刷在PET薄膜上，外层为保护玻璃称为GFF(Glass-Film-Film)结构；而主流的玻璃式结构系将触控传感器做在ITO玻璃上，外层加上一片保护玻璃是为GG(Glass-Glass)结构。尽管电容式技术已经主宰消费 电子触控市场，但为了拓展触控的应用层面，带给消费者更好的使用者体验，今天的电容式触控技术仍然存在着一些需要改善的关键因素，包括降低成本、实现手指悬浮控制、手套控制、杂讯管理、在手指或表面湿滑时亦能操控、更快的反馈和响应、节省电池电力、更灵敏的压力感测、主动式手写笔支援、良好的软／硬件整合等。


这些目标为触控方案供应商带来了许多崭新挑战，首先在降低成本方面便会遭遇从材料到制程的诸多问题。就目前状况而言，GFF结构受限于高阶ITO薄膜材料掌握在少数日商手中，而GG贴合良率普遍偏低，这也是造成投射电容触控模块成本居高不下的主因。


这样促使厂家利用更便宜的金属网格（Metal mesh）、银纳米线（Silver nanowires）、碳纳米管、导电高分子、石墨烯和ITO墨水等取代ITO材料的情况，但由于产业链未够完善和其他的问题，就导致了新材料取代ITO还正在一个筹备阶段，而不是真正实施。随着众多ITO替代材料竞相发展，未来几年内势必会有愈来愈多的投射电容式感测器开始采用新型ITO替代材料。无是对面板和触控模组供应商来说，ITO替代材料都代表着新的市场竞争，却也带来了崭新的机遇。


In-cell、On-cell和OGS


具体到触控模块的厂商方面，现在主要分为三个主要类型，外挂式的OGS和将传感器做在显示器内的In-cell和On-Cell两种。这三种不同的方案，OGS有着明显的价格优势，最重要的是技术当前是比较成熟的，这就吸引了***的宸鸿、胜华、达鸿和国内欧菲光等厂家深耕这个技术；而in-cell与on-cell两种技术，受制于良率和成本高等缺点，就导致只有高端厂家才能采用。那么我们应该从哪些方面来分析这三个方案呢？
首先我们先了解一下这三种不同方案的原理和优缺点：
首先先介绍In-Cell，这种技术是指将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法，即在显示屏内部嵌入触摸传感器功能，这样能使屏幕变得更加轻薄。同时In-Cell屏幕还要嵌入配套的触控IC，否则很容易导致错误的触控感测讯号或者过大的噪音。因此，对任一显示面板厂商而言，切入In-Cell/On-Cell式触控屏技术的门槛的确相当地高，仍需要过良品率偏低这一难关。
目前采用In-Cell 技术除了苹果的iPhone 5，还有诺基亚的Lumia920。其中iPhone5 屏幕的厚度估计为2.54mm，In-Cell薄化贡献为0.44mm，约占到厚度下降1.7mm的25%。

虽然说目前有苹果这一巨头大力推动In-Cell 技术，但是在未来几年内仍仅限于高端智能手机领域，主要问题还是良品率，因为In-Cell一旦损坏损失的不仅仅是触摸屏， 显示屏也将连同一起报废，因此厂商对In-Cell良率要求更高。其次，On Cell是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间的方法，即在液晶面板上配触摸传感器，相比In Cell技术难度降低不少。三星、日立、LG等厂商在On-Cell结构触摸屏上进展较快，目前，On Cell多应用于三星Amoled面板产品上，技术上尚未能克服薄型化、触控时产生的颜色不均等问题。



最后说的OGS技术就是把触控屏与保护玻璃集成在一起，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，由于节省了一片玻璃和一次贴合，触摸屏能够做的更薄且成本更低。目前国内手机品牌厂商中如天宇大黄蜂1代、金立风华、小米2已都采用了OGS技术。不过OGS仍面临着强度和加工成本的问题。由于OGS保护玻璃和触摸屏是集成在一起的，通常需要先强化，然后镀膜、蚀刻，最后切割。这样在强化玻璃上切割是非常麻烦的，成本高、良率低，并且造成玻璃边沿形成一些毛细裂缝，这些裂缝降低了玻璃的强度，目前强度不足成为制约OGS发展的重要因素。如上所言，三种不同的方案，互有长短，各有千秋。作为生产厂商，根据自身的需要选择一个合适的方案，才是正确的选择。当然，从小编与行业相关人员沟通得知，他们普遍看好苹果主导的in-cell方案，因为它可以将触控屏幕做得很薄，这样的话也就可以将手机做得更加薄，这也是他们支持这个技术的出发点。但考虑到其将触控与屏幕的整合而杜绝的阳光折射视差， 高精确度。这也是看好in-cell的另一个方面。

触控屏的未来该如何走


得益于这几年的发展，人们对触控产品的要求体现在高精度、高可靠醒、更快的反应速度、更薄的触控方案等多个方面追求。因此，以上是触控产品的基本大方向；同时显示驱动器IC与触控功能集成、整合的解决方案越来越受欢迎。从未来新一阶段的触控产业趋势看，集成化都将大行其道，这也是其未来发展的方向之一。现在市面上还有一些厂家推出的凌空触控、虚拟触控等概念也颇为热炒。相信在不久的将来，我们会看到处处皆触控，处处能交互的情况。这就使《钢铁侠》中的片段成为现实。真的会有这么一天，只争迟或早。


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