當(dāng)前最普遍的In-cell觸控傳感器結(jié)構(gòu)被用于自電容(Self-Sensing)In-cell TFT LCD上。其觸控結(jié)構(gòu)是利用LCD 特有的Vcom層、予以圖案化,作為觸控傳感器線路。Vcom,這是一個(gè)混成詞,“V”取自單詞Voltage,另一部分取自單詞Common,這個(gè)特殊詞被當(dāng)作是「共享電極(Common Electrode) 」的縮寫。Vcom電極與像素電極搭配就可以驅(qū)動(dòng)液晶做出所要偏轉(zhuǎn)方式。
蘋果公司雖然也部署了自己專有的In-cell觸控傳感結(jié)構(gòu),同時(shí)也利用了Vcom層,但是采用的是護(hù)電容原理。對(duì)蘋果公司而言,其In-cell觸控解決方案采用不同于自電容in-cell觸控的線路設(shè)計(jì),看起來比較象是許多Tx和Rx的交錯(cuò),而不像自電容In-cell觸控線路的區(qū)塊設(shè)計(jì)。
在TFT LCD中,Vcom層被同時(shí)用于兩項(xiàng)不同的驅(qū)動(dòng)功能:一是用于顯示屏TFT線路驅(qū)動(dòng),控制和反轉(zhuǎn)液晶以使濾光片呈現(xiàn)正確的顏色;二是用于觸控傳感器驅(qū)動(dòng),被圖案化成為觸控傳感器單元。正是這種雙重功能的要求使顯示屏在提供更高分辨率時(shí)遇到了挑戰(zhàn)。因?yàn)楦叩姆直媛蚀砀嗟男畔鬏?,而處理顯示數(shù)據(jù)需要更多的時(shí)間;但是由于一物不能同時(shí)間兩用,所以顯示與觸控需要競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間資源。對(duì)面板廠來說,In-cell觸控技術(shù)仍然是一種有吸引力的解決方案,誘人之處在于可以更整合于前段Array制程中,把TFT顯示線路與觸控線路同時(shí)間完成。
TFT LCD的主流內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)是In-cell觸控,其中集成了觸控傳感器和TFT顯示電路,而AMOLED的主流內(nèi)嵌式技術(shù)則是On-cell觸控,其觸控傳感器線路位于上方封裝玻璃或是封裝層上。而且,由于On-cell觸控傳感器線路與TFT基板相區(qū)隔,因此兩者線路互不受影響。其結(jié)果就是,On-cell不會(huì)遇到In-cell觸控中所出現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間資源的問題。On-cell的觸控敏感度和性能通常也優(yōu)于In-cell,這是因?yàn)樗膫鞲衅鞲咏种浮?/span>
然而,在智能手機(jī)中On-cell TFT LCD的出貨量份額正在減少。在TFT LCD應(yīng)用上,與自電容In-cell觸控相比,On-cell觸控需要對(duì)彩色濾光片進(jìn)行額外的處理,因而增加了制造時(shí)間與制程上的協(xié)調(diào)問題。因此,TFT LCD面板廠更喜歡自電容In-cell觸控,而不是On-cell觸控。
從前絕無可能
自電容In-cell觸控的作法在智能手機(jī)的AMOLED顯示屏上還未出現(xiàn),主要是多數(shù)的AMOLED面板廠當(dāng)前的首要重點(diǎn)還是在致力于提高面板良率,而不是額外設(shè)計(jì)內(nèi)嵌式觸控線路導(dǎo)致總體良率受到影響。另外一個(gè)原因也是因?yàn)锳MOLED并沒有Vcom層可以利用。不過,這個(gè)情況目前已經(jīng)有所改變。友達(dá)作為面板廠與芯片供應(yīng)商瑞鼎正在嘗試將自電容in-cell觸控的線路整合到穿戴式所用的AMOLED顯示屏上。
從結(jié)構(gòu)上來看,自電容in-cell AMOLED的傳感器是位在封裝玻璃的下方,而on-cell AMOLED則是將傳感器放在封裝玻璃上方。另外,on-cell AMOLED采用的是互電容觸控線路,但是友達(dá)的這種in-cell AMOLED采用的是自電容線路。由于沒有Vcom層利用,自電容in-cell的線路必須是而外處理,也就是說封裝玻璃需要先進(jìn)行自電容in-cell 觸控線路后,再對(duì)AMOLED元件進(jìn)行封裝。
常見的on-cell觸控線路采用互電容原理,而驅(qū)動(dòng)電極(Tx)與感應(yīng)電極(Rx)又必須位在同一平面上(封裝玻璃上面),因此多利用架橋或跳接來達(dá)到共平面、但X-Y圖案彼此絕緣的線路。至于在友達(dá)這個(gè)自電容in-cell做法中,切割的自電容感應(yīng)方塊沒有架橋的問題,但是每一個(gè)方塊所牽連的引線卻有傳導(dǎo)的問題。位于封裝玻璃下面的自電容方塊引線需要再設(shè)計(jì)傳導(dǎo)線路,將之導(dǎo)引到下方的TFT基板上面,如此顯示線路與觸控線路就可以整合,并且由一顆TDDI(觸控與顯示驅(qū)動(dòng)整合芯片)來匯流處理。
友達(dá)似乎已經(jīng)在為其智能手表應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)做準(zhǔn)備,一些智能手表的制造商,像是Fibit,都表達(dá)了興趣。然而,考慮到往更大的尺寸顯示屏上實(shí)現(xiàn)時(shí),就會(huì)遇到明顯的挑戰(zhàn)。對(duì)于智能手機(jī)應(yīng)用來說,友達(dá)的In-cell觸控仍然尚未完全就緒。智能手表受限于顯示面積,并不需要很強(qiáng)的多點(diǎn)觸控能力,但智能手機(jī)對(duì)顯示屏的要求顯然更高,更大的面積會(huì)產(chǎn)生更多的方塊與引線需要處理,而處理時(shí)能否克服干擾等問題,都還需要時(shí)間改善與驗(yàn)證。
引線的處理是一個(gè)關(guān)鍵問題?;ル娙葑鞣óa(chǎn)生的引線是X加Y(通道數(shù)),但自電容作法產(chǎn)生的通道數(shù)是X乘Y。例如,一個(gè)6.0英寸的智能手機(jī)顯示屏,采用互電容作法可能產(chǎn)生14+28條引線,而自電容作法將產(chǎn)生14乘28(392)條引線。如果引線太多,In-cell觸控傳感器結(jié)構(gòu)很可能難以沿著屏邊緣或穿過有效顯示區(qū)域進(jìn)行引線布局,工藝和可見性問題將變得更加復(fù)雜。因此,較小的智能手表顯示屏比智能手機(jī)顯示屏更適合采用目前自電容In-cell傳感器結(jié)構(gòu)。
自電容In-cell TFT LCD確實(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì),除了與Array制程端的整合度高以外,在成本上也是有利的,特別是已經(jīng)使用于a-Si(非晶硅)的減光罩方案,無需增加光罩、或是僅增加一道,就可以同時(shí)處理TFT顯示線路與in-cell觸控線路。然而,自電容in-cell觸控作法用在AMOLED上,成本未必是主要原因。畢竟,AMOLED并沒有Vcom兼做觸控線路,而且觸控的區(qū)塊圖案化也不是與Array制程整合,反而還比較接近on-cell的制程??臻g的節(jié)省才比較是這種自電容in-cell AMOLED采用的原因。可能節(jié)省的部件包含一個(gè)芯片、一條柔性印刷電路板(FPC)和其他一些被動(dòng)源元件。當(dāng)用于智能手表時(shí),空間節(jié)省是極其寶貴的,尤其是對(duì)于圓形表面來說,這里的電路、出線可能比矩形更難處理。
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