G2與In-cell觸屏技術(shù)解析

改編自 電子工程世界

LG于2013年8月25日發(fā)布的一款采用四核驍龍S4 Pro處理器的旗艦機(jī)參數(shù)中，提到一項(xiàng)比較重要的特性，就是全新的觸屏技術(shù)。相對(duì)來說，這是第一款LG采用的超薄觸控屏，名為G2 Touch Hybrid Display（觸摸顯示混合型屏幕）。LG表示，其一體式設(shè)計(jì)令屏幕的厚度減少了30%?？雌饋恚@與LG早前開始量產(chǎn)的In-cell觸控屏很像，這種In-cell技術(shù)傳言也會(huì)用于下一代iPhone手機(jī)。

不過遺憾的是，上面這段聲明似乎并不準(zhǔn)確。G2和in-cell是兩種截然不同的屏幕構(gòu)造，而且在移動(dòng)的屏幕制造中，這兩者未來誰將更加流行仍是未知數(shù)。

首先，我們來看看多點(diǎn)觸控屏到底是如何工作以及他們的相關(guān)構(gòu)造。

電容屏是由一種幾近透明的金屬線（或電極）置于一層玻璃薄膜層之上構(gòu)成的。這種金屬線之所以幾乎透明是因?yàn)樗梢环N名為ITO的材料制成（銦錫氧化物，納米級(jí)的金屬氧化物）。這種電極以橫縱兩種方式交疊排布。橫縱的每一次交疊都形成一個(gè)電容點(diǎn)。觸控屏控制芯片連接到重疊的橫縱行的矩陣中。當(dāng)手指觸摸經(jīng)過這些電容點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)阻斷電容的電場(chǎng)，這種有效的阻斷可被屏幕控制器感應(yīng)到。

要形成這些電容點(diǎn)，電極之間就需要保持一定的距離。于是，橫行的電極被置于薄膜玻璃的底部，而縱行電極則被置于薄膜玻璃上方。

這樣，我們就得到了一片薄薄的玻璃，ITO金屬線分布于這塊玻璃的兩面。要完成整張屏幕的制造，還需要將這塊薄膜玻璃置于兩個(gè)層之間：下面一層是顯示層，而上面一層是位于屏幕表面的覆蓋玻璃。上面的這一層覆蓋玻璃通常都使用很多人所熟知的高強(qiáng)度玻璃——康寧公司的大猩猩玻璃。這種形式被稱作“GG”堆疊，因?yàn)樵陲@示層上面還覆蓋了兩層玻璃。這種方式的屏幕應(yīng)用相當(dāng)廣泛，例如iPad。為了使顯示效果更好，減少顯示時(shí)各層的影響，觸摸層的玻璃通常都通過一個(gè)墊圈與顯示層的玻璃捆綁在一起，這樣在顯示層和觸摸層的電極之間就會(huì)形成空隙。

如果你仔細(xì)觀察上面這個(gè)三層夾心的示意圖（上層玻璃，觸摸層玻璃，顯示層），就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)構(gòu)造還是過于復(fù)雜了一點(diǎn)。中間的觸摸層玻璃顯得非常累贅，這種構(gòu)造對(duì)于手機(jī)和平板屏幕的制造來說只會(huì)令屏幕厚度更大。另外，上面還有一層覆蓋玻璃（大猩猩玻璃）。那么能不能僅用一塊玻璃就解決這些問題呢？

回答是肯定的，實(shí)際上，除觸摸層外的任一層都足以承載用于觸摸的電極。如果把這種觸摸電極置于上層覆蓋玻璃的話，那么這種技術(shù)就叫做G2觸控屏（也就是上面LG的這種屏幕，G2表示整個(gè)屏幕只用一塊布滿橫縱電極的玻璃，無需用兩塊）。如果把觸摸電極置于顯示層上，那么這種技術(shù)就叫In-cell觸控屏。

下面這張圖，展示了傳統(tǒng)GG堆疊方式（左邊）與G2堆疊（右邊）的差異。這兩者最大的直觀區(qū)別莫過于屏幕厚度的降低。

不管采用G2還是In-cell，OEM廠商都可以把他們的設(shè)備做得更薄，這兩者都是把中間原本的觸摸層玻璃去除了。這么做也可以讓設(shè)備在重量上更輕。由于最上層的玻璃也已經(jīng)變得越來越?。ù笮尚刹ＡФ穸葍H0.55mm，一代大猩猩玻璃厚度為1.0mm）。所以未來，我們可以用上更為輕便的手機(jī)和平板。目前OEM廠商還在想辦法把底層顯示層與上層覆蓋玻璃間的空隙徹底去掉，類似于把這兩層黏在一起。這么做不僅令屏幕厚度更薄，而且屏幕顯示效果也會(huì)更好。iPhone 4/4S以及HTC One X就采用了這種壓制方法。

G2和In-cell的實(shí)現(xiàn)并沒有想象得那么簡(jiǎn)單。比如G2觸控屏，要把ITO橫縱行電極置于大猩猩玻璃之上的技術(shù)也相當(dāng)有挑戰(zhàn)性。把傳統(tǒng)的玻璃換成大猩猩玻璃就需要額外的處理方法，還有如何隔離橫縱行的問題等等。

對(duì)In-cell來說，把觸摸電極插入到顯示層上實(shí)際上也很麻煩，因?yàn)檫@極易造成電場(chǎng)間的相互影響。原本在傳統(tǒng)GG堆疊方式時(shí)，消除這種不同層的影響對(duì)觸控屏控制器已經(jīng)是一個(gè)比較麻煩的問題了，現(xiàn)在把兩層放在一起令這個(gè)問題更加復(fù)雜。In-cell技術(shù)還有一個(gè)潛在的問題，那就是觸控屏可能會(huì)變得沒有那么敏銳，但目前大家都在想盡辦法解決這些問題，相信很快就能得到解決。

由于G2和In-cell技術(shù)都存在挑戰(zhàn)和問題，所以仍不清楚哪一種會(huì)成為未來的主流。贏的一方也將贏得更多商機(jī)。顯示屏供應(yīng)商，如Samsung Mobile Display、LG Display以及夏普都在期望In-cell獲得勝利。另一方面，觸控屏制造公司如TPK、Wintek則不希望看到顯示屏供應(yīng)商直接把原本觸摸層的電極應(yīng)用于觸控屏，讓他們被掃地出門，所以他們支持G2。不管將來哪一方獲勝，真正的贏家永遠(yuǎn)是消費(fèi)者。