Was ist In-Cell- und On-Cell-Technologie?

Im iterativen Prozess der globalen Display-IndustrieTFT-Display (Dünnschichttransistor-Display)war schon immer der Mainstream- und Kern-Displayträger in Bereichen wie Unterhaltungselektronik, fahrzeugmontierte Displays und Industrieterminals. Das herkömmliche TFT-Anzeigemodul verfügt über eine gestapelte Struktur, bei der die Touch-Schicht und die Display-Schicht getrennt sind, was viele Nachteile wie übermäßige Dicke, unzureichende Lichtdurchlässigkeit, Touch-Offset und redundante Struktur mit sich bringt, was es schwierig macht, die aktuellen Anforderungen an leichtes, hochauflösendes und High-Touch-Erlebnis bei der Produktentwicklung zu erfüllen. Um die technischen Engpässe des herkömmlichen Moduls zu beheben, hat sich die Branche nach und nach zu zwei integrierten Touch-Display-Lösungen entwickelt: In-Cell-Technologie und On-Cell-Technologie.

Bei einem TFT-Display handelt es sich um einen Aktivmatrix-Bildschirm, der von Dünnschichttransistoren angetrieben wird. Seine Kernstruktur umfasst ein TFT-Substrat, eine Flüssigkristallschicht, einen Farbfilter, einen Polarisator, ein Schutzglas und andere Kerneinheiten. Mit seiner schnellen Reaktionsgeschwindigkeit, dem hohen Kontrastverhältnis und der stabilen Bildqualität hat es sich zur Kerntechnologiebasis von LCD-Displays entwickelt und ist außerdem der kompatible Träger für In-Cell- und On-Cell-Technologien.

Das herkömmliche TFT-LCD-Touchmodul verfügt über eine getrennte Struktur wie G+G und G+F. Das Anzeigefeld und der Berührungssensor sind unabhängige Komponenten, die durch optischen Kleber zusammengefügt werden. Die Gesamtzahl der Schichten ist groß und die Stapeldicke hoch. Dies wirkt sich nicht nur auf die Dünnheit des Geräts aus, sondern führt auch leicht zu Problemen wie Parallaxe, Lichtreflexion und Berührungsverzögerung. Der zentrale Durchbruch der In-Cell-Technologie und der On-Cell-Technologie besteht darin, die berührungsempfindlichen Elektroden direkt in die interne Struktur des TFT-Displays zu integrieren, wodurch das unabhängige Touchpanel entfällt und die Integration von Display und Touch erreicht wird.

Was ist On-Cell-Technologie?

Die On-Cell-Technologie gehört zur mittelintegrierten Touch-Lösung. Das technische Prinzip besteht darin, berührungsempfindliche Elektroden auf der oberen Schicht des Farbfilters des TFT-Displays und auf der unteren Schicht des Polarisators herzustellen. Die Touch-Schicht ist an der Oberflächenstruktur des Displays befestigt, ohne in den Kernbereich des Flüssigkristalls einzudringen. Diese Struktur behält die vollständige Flüssigkristallanzeigeeinheit und die TFT-Antriebsarchitektur des TFT-Displays bei, wobei nur die berührungsempfindliche Struktur auf der Außenseite der Displayschicht liegt. Es weist moderate Integrationsschwierigkeiten und eine hohe strukturelle Stabilität auf und dient als Übergangsoptimierungslösung zwischen traditioneller separater Touch-Funktion und High-End-In-Cell-Touch-Funktion.

Was ist In-Cell-Technologie?

Die In-Cell-Technologie ist eine hochintegrierte Touch-Display-Technologie und derzeit die am stärksten integrierte Touch-Lösung in der LCD-Branche. Bei dieser Technologie werden berührungsempfindliche Elektroden und berührungsempfindliche Scanlinien direkt in die Flüssigkristallzelle des TFT-Displays eingebettet und so tief in die TFT-Pixel-Ansteuerschaltung und die Flüssigkristallschicht integriert. Die Touch-Sensing-Einheit und die Display-Pixel-Einheit teilen sich einige zugrunde liegende Strukturen, wodurch die Anzahl der Bildschirmstapelschichten deutlich reduziert wird. Im Vergleich zur On-Cell-Technologie verfügt In-Cell über eine tiefere Integrationsdimension, eine schlankere Struktur und eine umfassende Verbesserung der optischen Leistung und Berührungsgenauigkeit. Es sind jedoch höhere Standards erforderlichHerstellungsprozesse und Ausbeutekontrolle von TFT-Panels.

Die Vorteile der On-Cell-Technologie

Die Struktur ist stromlinienförmig, wodurch eine leichte Aufwertung des Bildschirms erreicht wird.

Das herkömmliche separate TFT-Touchsensormodul besteht aus mehreren Schichten wie Schutzglas, Touchsensor, optischem Kleber und Anzeigefeld. Die Gesamtdicke beträgt im Allgemeinen mehr als 1,8 mm und nimmt viel Platz im Inneren des Geräts ein. Die On-Cell-Technologie macht das unabhängige Touch-Glassubstrat überflüssig und fertigt die Touch-Elektroden direkt auf der Oberflächenschicht des TFT-Display-Farbfilters, wodurch die Anzahl der Bildschirmstapelschichten und der Laminierungsprozess erheblich reduziert werden. Das optimierte On-Cell-TFT-Anzeigemodul kann auf eine Dicke von weniger als 1,5 mm gesteuert werden, gleichzeitig wird das Gesamtgewicht des Geräts um 10 bis 15 % reduziert.

Der Prozess ist ausgereift und stabil, mit kontrollierbaren Produktionskosten.

Im LCD-Produktionssystem weist die On-Cell-Technologie eine äußerst hohe Prozesskompatibilität auf. An der herkömmlichen Produktionslinie für TFT-Displays sind keine groß angelegten Renovierungen erforderlich. Erst die Hinzufügung von Berührungselektrodenbeschichtungs- und Ätzprozessen nach der Farbfilterproduktion kann die Integration abschließen. Im Vergleich zur komplexen In-Cell-Technologie ist die Produktionsausbeute von On-Cell höher, die Prozessfehlertoleranz höher und die Produktionsstabilität wurde durch jahrelange Markttests bestätigt.

Die Struktur weist eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen auf und die Gesamtzuverlässigkeit ist höher.

Die On-Cell-Touch-Schicht befindet sich auf der Oberflächenstruktur des TFT-Displays und ist unabhängig von der internen Flüssigkristallschicht und der TFT-Treiberschaltung. Dadurch entsteht eine natürliche Schutzstruktur. Wenn der Bildschirm äußerer Kraftkompression, leichten Stößen oder Biegebeanspruchung ausgesetzt ist, stößt die berührungsempfindliche Schicht nicht direkt auf die Kernanzeigeeinheit und schützt so die Flüssigkristallschicht und den TFT-Pixelschaltkreis wirksam vor Beschädigungen. Gleichzeitig vermeidet diese Technologie das Luftspaltproblem des herkömmlichen Klebeverfahrens, reduziert Phänomene wie Delaminierung und Blasenbildung und die Druck- und Biegefestigkeitsleistung des Bildschirms ist den frühen integrierten Lösungen deutlich überlegen und eignet sich für komplexe Nutzungsszenarien wie Fahrzeuge und Industrien.

Die Touch-Leistung ist ausgewogen und für alle Einsatzszenarien geeignet.

Die Touch-Elektroden der On-Cell-Technologie befinden sich nahe der Bildschirmoberfläche. Der Berührungserfassungsabstand ist kurz und der Signalübertragungsverlust gering. Im Vergleich zu herkömmlichen getrennten Bildschirmen ist die Reaktionsgeschwindigkeit bei Berührungen schneller und die Positionierungsgenauigkeit höher, wodurch Probleme wie Berührungsversatz und Ausfälle effektiv reduziert werden.

Der Vorteil der In-Cell-Technologie

Ultradünnes Design, das die Obergrenze der Bildschirmstruktur neu definiert.

Die In-Cell-Technologie integriert die Berührungssensoreinheit vollständig in die Flüssigkristallbox des TFT-Displays und integriert die TFT-Pixel-Treiberschaltung und die Flüssigkristallschicht miteinander. Es eliminiert die unabhängige Touch-Schicht und die redundante Verbindungsstruktur vollständig und ist derzeit die technische Lösung mit den wenigsten Stapelschichten und der kompaktesten Struktur für TFT-LCD-Bildschirme.

Erstklassige optische Leistung für ein verlustfreies Bildqualitätserlebnis.

Die optische Leistung ist der wichtigste Vorteil der In-Cell-Technologie. Da das äußere Touch-Glas und die anhaftende Klebeschicht vollständig entfallen, gibt es keine zusätzlichen optischen Medien im Inneren des Bildschirms, wodurch der Verlust der Lichtdurchlässigkeit auf ein Minimum reduziert wird. Die Lichtdurchlässigkeit kann 88–92 % erreichen und liegt damit weit über der von On-Cell- und herkömmlichen Touchscreens.

Das Touch-Erlebnis ist extrem flüssig und die Reaktionsgenauigkeit ist branchenweit führend.

Die Touch-Elektroden der In-Cell-Technologie sind tief in die Displaypixel integriert, wodurch der Erfassungsabstand auf ein extremes Maß reduziert wird. Der Übertragungsweg des Berührungssignals ist der kürzeste und weist den geringsten Verlust auf. Im Vergleich zur On-Cell-Technologie hat sich die Touch-Reaktionsgeschwindigkeit um mehr als 20 % erhöht, bei geringerer Reaktionsverzögerung, wodurch Touch-Lag- und Trägheitsphänomene vollständig eliminiert werden.

Mit der kontinuierlichen Modernisierung der globalen Display-Industrie hält die On-Cell-Technologie aufgrund ihrer ausgereiften und stabilen Leistung sowie ihrer hohen Kosteneffizienz weiterhin einen dominanten Anteil auf dem Display-Markt der Mittelklasse und unterstützt die iterative Modernisierung von Unterhaltungselektronik und industriellen Display-Geräten; Während die In-Cell-Technologie dank ihrer beispiellosen Leistungsvorteile kontinuierlich Prozessengpässe überwindet. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Produktionsausbeute und der schrittweisen Kostensenkung dringt es nach und nach in weitere Szenarien vor, wie z. B. Fahrzeuge der mittleren bis oberen Preisklasse, Smart-Home-Geräte und tragbare Terminals.

Aus langfristiger Branchenperspektive bleiben die Kernrichtungen für TFT-Displays Schlankheit, hohe Auflösung, geringer Stromverbrauch und hohe Berührungsgenauigkeit. Die beiden Arten integrierter Touch-Technologien „In-Cell“ und „On-Cell“ stehen nicht in einer Substitutionsbeziehung, sondern bilden vielmehr ein komplementäres und symbiotisches Industrietechnologiesystem. Jeder von ihnen deckt unter Nutzung seiner Kernvorteile das gesamte Spektrum an Display-Bedürfnissen ab, vom mittleren zivilen und industriellen kommerziellen Bereich bis hin zu High-End-Flaggschiffprodukten, treibt kontinuierlich technologische Innovationen und Produkt-Upgrades in der LCD-Display-Branche voran und dient außerdem als zentrale technische Unterstützung für den künftigen differenzierten Wettbewerb bei intelligenten Display-Terminals.