In-Cell、On-Cell 与 G+G — 触摸集成结构解释

在电容式触摸显示器中，显示面板和触摸传感器之间的集成方法直接影响光学性能、机械可靠性、信号稳定性、可修复性和制造良率。

目前最常见的结构包括 G+G（玻璃 + 玻璃） , On-Cell和 In-Cell.
虽然它们通常主要通过厚度进行比较，但真正的工程差异要更深层次。

本文总结了这三种结构在构造、性能行为和适用应用方面的差异。

1. 结构概述

G+G（玻璃+玻璃）

• 触摸传感器被构建为独立的玻璃面板

• 用粘合在显示屏顶部 OCA / LOCA

• 显示和触摸是两个独立的功能层

典型堆叠：盖板玻璃 → 传感器玻璃 → OCA → 显示面板

内嵌式

• 触摸传感器集成在显示面板表面（通常在TFT顶部玻璃上）

• 仍然是一个单独的传感器层，但没有额外的传感器玻璃

典型堆栈：盖玻片 → 传感器层（显示屏上）→ 显示面板

内嵌式

• 触摸传感器电极直接嵌入 TFT 阵列层内部

• 显示像素和触摸传感器作为一个集成结构制造

典型堆栈：盖玻片 → 带有嵌入式触摸传感器 的 TFT 面板

2. 主要技术差异

3. 光学和机械行为

格+格

• 额外的玻璃和粘合层增加了反射和视差

• 最高的机械刚性

• 对振动、冲击和温度循环的最佳耐受性

典型行为：

• 光透过率稍低

• 在恶劣环境下非常稳定

内嵌式

• 与 G+G 相比，消除了一层玻璃

• 提高透射率并减少反射

• 机械强度很大程度上取决于盖板玻璃设计

典型行为：

• 平衡的光学性能

• 中等强度的机械应力抵抗力

内嵌式

• 最少的层数 → 最高的光学清晰度

• 最低视差和反射

• 机械强度完全依赖于TFT基板和盖板玻璃

典型行为：

• 出色的视觉表现

• 对弯曲应力和热失配更敏感

4. 信号完整性和噪声敏感性

格+格

• 长信号路由路径

• 更高的寄生电容

• 更好地隔离显示噪声

表现：

• 在 EMI 严重或高噪声环境中保持稳定

• 降低显示干扰的风险

内嵌式

• 比 G+G 更短的布线

• 与显示信号适度耦合

表现：

• 灵敏度和稳定性之间的良好平衡

• 在工业环境中需要仔细屏蔽

内嵌式

• 触摸电极共享TFT环境

• 与像素驱动信号强耦合

表现：

• 出色的灵敏度潜力

• 显示噪声耦合的风险较高

• 需要高级固件过滤和时序控制

5. 制造和可靠性考虑

格+格

• 成熟的供应链

• 高产

• 轻松更换损坏的传感器玻璃

优点：

• 成本稳定

• 长期现场可靠性

内嵌式

• 产量取决于显示器供应商的能力

• 传感器缺陷影响整个面板

优点：

• 减少物料清单

• 适度减薄

内嵌式

• 成品率对 TFT 工艺控制高度敏感

• 传感器缺陷导致整个显示面板报废

挑战：

• 更高的制造风险

• 供应商基础更加有限

• 现场修复难度更大

6. 典型应用适用性

最适合 G+G

• 工业HMI

• 室外终端

• 高振动或冲击环境

• 长生命周期设备

最适合 On-Cell

• 嵌入式面板

• 医疗设备

• 半工业码头

• 平衡厚度与坚固性设计

最适合 In-Cell

• 手持式工业设备

• 紧凑型嵌入式系统

• 重量敏感设计

• 消费与工业交叉产品

不建议在以下情况下使用：

• 存在剧烈振动

• 预计会出现极端温度循环

• 长期可修复性至关重要

7. 选型总结

8. 最后的注释

在 G+G、On-Cell 和 In-Cell 之间进行选择不应仅由厚度决定。
机械应力、EMI 环境、维修策略、生命周期预期和供应商能力通常是比光学性能更关键的因素。

在工业和嵌入式系统中，长期稳定性通常比最小厚度更重要。
在设计阶段尽早了解这些权衡有助于避免以后代价高昂的重新设计。