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• TW 201243688 • 内嵌式触控面板 • 改善传统互电容感应变化小的问题 • 将 Vcom层图案化 • 用金属线 Vcom层的图案连接成单层式互电
容结构 Tx & Rx • 在上玻璃上方加上一层图案化的ITO来增加
互电容的感应变化量
113:Tx 114:Rx 142:金屬線 112:Pixel ITO 123:增加的ITO電極用來增Tx與Rx的觸控感應量
• 4 ms的时间给触控使用，会增加报点率的下降，让触控的 反应速度变慢。
• 须与LCD驱动IC配合作业，整合困难。 • 触控驱动讯号不能太高，否则会影响LCD的显示(漏电流)，
不够高SNR比又不够，影响讯号的判读，增加算法的复杂 度。 • 不是一种好的In Cell技术，需耗费庞大的资源才可成功， 只有Apple承担的起。
测的灵敏度面临严苛的挑战 • (五) 几乎找不到可用的触控IC供货商 • (六) 需要投入相当资源(高于Apple) ，来研发新
一代的触控IC • (七) 一但研发成功将摧毁现有的触控产业
使用于IPS的LCD
三星advance in cell 用于VA，TN LCD
• (一) Tx与Rx的距离会缩小到2~3微米(um) • (二) Tx的V com可以隔离Gate line 与 Data
可以确定 Apple 用的 就是上述的技术
关键问题
• Iphone 5的生产良率为什 么比较差?
三星 advance In Cell 技术
• (一) 使用 color filter层上的 黑色数组，图案 化后当做Rx使用
• (二) 使用V com层分为条状作为Tx • (三) LCD面板设计变动少，量产容易 • (四) 由于Tx与Rx距离太近，约10微米(um) ，侦
2013-1-11 上午
• TFT LCD 介绍 • Apple 内嵌式触控技术分析 • 各家内嵌式触控技术分析
LCD 面板厂要如何摆脱竞争
• 当面板厂纷纷转进中小尺寸时，竞争会更形剧烈，如何突围而出考验大家的 智慧。
• 谁能掌握”内嵌式触控”技术，才是赢家。 • “有”不表示”掌握”，还必须是”最好”。 • “最好”还不一定赢，还要加上”独家拥有”。
• TW 200947029
• 当触控sensor放置于 CF玻璃的下方时，控制电路的配置法
700:触控电路 701:触控讯号线 710:LCD驱动电路 702:LCD讯号线
310:触控sensor 320:CF 层
友达 In cell 三
112:touch Sensor(ITO) 132:Bridge 144:color filter 140:BM 180:Vcom
18:触控层 60:抗反射层 44:CF层 46:BM层 34:图案化Vcom 58:桥接线
12:基板 56:触控层 46:BM层 34:图案化的V com层
触控层的图案
AUO In cell touch
• TW 201201163
• 使用金属线图案化后配置在TFT的ITO电极层上 • 金属线宽0.1um~100um
142:Rx 141:Tx 123:上玻璃ITO 161:接觸孔 162:接觸孔2
TPK AMOLED In cell
• M420774 • 使用单层结构 • 用于RGB AMOLED 与 白光
AMOLED • 属于上游专利 • 评估专利权不稳(前案很多)
TPK 单层结构
TPK用于RGB AMOLED On cell
• Apple TW Patent 201031961 A1 • 优先日 2009-2-2
Apple In Cell 技术
• 使用于FFS的显示技术 (IPS) • 使用Xcom与Ycom导线 ，将 Vcom 电极细分后排
列组合连接成Sensor 的形状 • 与LCD驱动IC分时使用，LCD驱动使用12ms,触控
LGD Touch method
• TW 201227482 • 驱动触控传感器之设备与方法 • 可以切换自电容与互电容两种模式 • 先用自电容扫描确定大概位置在用互电容
来确定多指与坐标。 • 可以有效的节省时间，降低功耗 • 可行性很高
双模式的触控侦测技术
LGD Touch method
GL:Gate line CL:Com line
Samsung In cell touch
• TW 201209477
• 触控Sensor 以单层结构做成On cell
• 触控Sensor在BM，CF之下 • Sensor之下用金属线来降低ITO的电阻 • 与 AUO的专利类似，差别在Sensor ITO 于BM层之上或下
菱形区为ITO电极 金属线与 DL,GL,CL 同位置
18:BM 20:CF 14:基板 221,222:ITO Sensor 28:金属线
Apple 相同于 Sony 2
Apple 相同于 Sony 上下颠倒
关键问题
• 当上下颠倒时会不会影响 显示质量?
Apple 相同於 三星 1
Apple 相同於 三星 2
Apple in cell
Apple in cell
Apple 使用导电柱
总结
• ２００７年Apple就把可以用于内嵌式的触控 方法的各种可能性用概念式的方法提出专利 申请
• (一) Rx在上玻璃的上方与on cell相同，Tx在 两片玻璃之间同in cell，所以可称为in cell 与on cell 的混合设计
• (二) 在上玻璃上方只做Rx层的ITO良率上会比 On cell容易许多
• (三) Tx与Rx相隔一片玻璃，对触控IC的设计上 相对简单
• (四) 仍须要一层 ITO，光学特性较差，连带耗 电也较差
触控用的Tx讯号 • (四) LCD 驱动IC必须配合设计Timing • (五) 用于IPS的LCD时有液晶电容所产生的噪声，
与数据线，驱动线所产生的干扰讯号难处理 • (六) 不用与LCD分时作业
用于TN VA型的LCD
用于IPS型的LCD
上层感应层，下层驱动层
Sony advance in cell 结论
• 不管技术是否可行其目的是为了防止其他厂 商先申请专利
• 上下颠倒的目的是为防止手指接触时静电会 影响显示的质量
• 但上下颠倒会对显示质量有关色彩的部分产 生影响，相信Apple 不会采用
Iphone 5 In Cell 技術
网络上流传的 Apple in cell
Apple 内嵌式触控技术分析
130:TFT基板 172,162:网状电极 156:开口 168:桥接线
165:触控单元 158:保护层
170:串行 172,162:网状电极 156:开口 168:桥接线 165:触控单元
170:串行 172,162:网状电极 156:开口 168:桥接线 165:触控单元
AUO In cell touch
TPK用于RGB AMOLED In cell touch
TPK用于 白光AMOLED On cell
TPK用于 白光AMOLED in cell touch
TPK In cell touch
• TW201100909
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的上方，下方，上下方 • 范围包含所有的in cell 与 on cell
LCD 的驱动原理
LCD結構圖
Coloe filter 的结构
LCD驱动的重点
• 液晶电容上的”电压绝对值”决定光透过的程度 • 表示数据线将电荷存入液晶电容可以是比V com 层的电压高，也可以低，只
要电压差相同就可以 • 为了让液晶不产生形变惯性，驱动电路必须处理极性变换
• 评估专利取得困难 (前案太多)
TPK In cell touch
TPK 勇于争取上游专利 可看出上游专利的重要性
AUO In cell touch
• I376627
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的下方
300:电极1 303:电极2
AUO In cell touch
• I380089
• 案中Apple所提的概念A，与Sony所提的混合On Cell与In Cell的技术相同
• 概念B与三星使用BM层作Rx，V com层作Tx相同 • Apple是先进内嵌式技术的原创
Apple On Cell方法一
Apple On Cell方法二
Apple On Cell方法二
Apple 相同于 Sony 1
友达 In cell 三
群创 In cell touch
• TW 201229619
• 以On cell 的结构申请专利 • 上游专利，只要使用On cell都在权利范围 • 核准机会不高(前案太多)
240:触控层 230:CF 210:TFT
华映 In cell touch
• TW 201115440
使用 4ms • 三层的立体结构 • 将Vcom层图案化为SITO的结构 • 触控与LCD驱动的线路分离不共享
用于IPS的LCD
Tx 與 Rx 之間有留空隙
Apple advance in cell 结论
• 很复杂的立体结构考验LCD生产的能力，当分辨率越高时 结构会越复杂，相对良率就会越低。
line讯号的干扰 • (三)源自也不会有液晶电容的噪声，液晶电容的
ITO电极在下玻璃，Vcom(Tx)在上玻璃 • (四) 触控的灵敏度会降到更低，更找不到可
用的触控IC • (五) 所以成功的关键在 ”触控IC”
Apple 最新的专利申请
• Apple也提出了类似三星的先进内嵌式触控技术.
• 可参考台湾专利申请pn-201229855号内容
线所在的位置，是否在保护玻璃与上玻璃之间 • Sony已经使用的方法，Apple不会使用 • 今年初Apple付义隆500万美金取得自电容的专利授权 • LGD申请多项专利用于生产Apple的内嵌式屏幕 • Apple 申请多项专利来保护其内嵌式屏幕
看过Iphone 5由背面向 正面方向拍摄的
50倍晶相放大照片后
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的下方 • 在BM的范围内加上金属层来降低ITO sensor 的电阻
108:ITO 电极1 110:ITO电极2 118,120:在BM上的金属层图案
AUO In cell touch
• TW 201022761
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的下方，BM的上方，使用金属层 • Sensor之上有抗反射层 • ITO层下有相反图案的 Vcom层 • 可以有效的降低自电容 • 非常值得参考的专利
• (五) 有量产的产品
LG advance In Cell
• 将 V com 层切成独立小区域电极 • 使用自电容的技术 • 触控 IC与LCD驱动IC须分时作业 • 与 SuperC – Touch的提案类似 • 可以使用SuperC – Touch所开发的触控IC • 可行性很高
用于IPS的LCD
Apple 内嵌式触控技术分析
• Apple US Patent No. 8,243,027 • 申请日 2007-6-8 • Apple TW Patent 201031961 A1 • 优先日 2009-2-2
Apple's U.S. Patent
No. 8,243,027
• 本专利于 2012-8-14 获证，原申请案号为 US2008/0062140 A1，公告日为 2008-5-13，申请 日为 2007-6-8
Iphone 5 所用的In cell触控技术的证据
• Iphone 5 比 Iphone 4S 屏幕显示亮度好 • 有使用者反应碰触时会有画面变化的现象 • 拆解Iphone 5并未发现其他厂牌的触控IC • 使用上下颠倒的方法，可以在显微镜下观察屏幕显示
全黑时，Color filter的颜色是否看的到。 • 使用工研院的同步干涉仪可以测出不同层的ITO或金属
• 当Apple与三星同时都看好同一种技术时,成为未 来主流的机会就大增.
关键问题
• 使用自三星内嵌式结构时，触控IC最难的部分是什么?
Sony advance In Cell 技术
• (一) 将感应层作在上玻璃的上方 • (二) 将 Vcom 电极分条后做为触控的驱动层 • (三) 使用已经写完液晶电容数据的V com条，产生
容结构 Tx & Rx • 在上玻璃上方加上一层图案化的ITO来增加
互电容的感应变化量
113:Tx 114:Rx 142:金屬線 112:Pixel ITO 123:增加的ITO電極用來增Tx與Rx的觸控感應量
• 4 ms的时间给触控使用，会增加报点率的下降，让触控的 反应速度变慢。
• 须与LCD驱动IC配合作业，整合困难。 • 触控驱动讯号不能太高，否则会影响LCD的显示(漏电流)，
不够高SNR比又不够，影响讯号的判读，增加算法的复杂 度。 • 不是一种好的In Cell技术，需耗费庞大的资源才可成功， 只有Apple承担的起。
测的灵敏度面临严苛的挑战 • (五) 几乎找不到可用的触控IC供货商 • (六) 需要投入相当资源(高于Apple) ，来研发新
一代的触控IC • (七) 一但研发成功将摧毁现有的触控产业
使用于IPS的LCD
三星advance in cell 用于VA，TN LCD
• (一) Tx与Rx的距离会缩小到2~3微米(um) • (二) Tx的V com可以隔离Gate line 与 Data
可以确定 Apple 用的 就是上述的技术
关键问题
• Iphone 5的生产良率为什 么比较差?
三星 advance In Cell 技术
• (一) 使用 color filter层上的 黑色数组，图案 化后当做Rx使用
• (二) 使用V com层分为条状作为Tx • (三) LCD面板设计变动少，量产容易 • (四) 由于Tx与Rx距离太近，约10微米(um) ，侦
2013-1-11 上午
• TFT LCD 介绍 • Apple 内嵌式触控技术分析 • 各家内嵌式触控技术分析
LCD 面板厂要如何摆脱竞争
• 当面板厂纷纷转进中小尺寸时，竞争会更形剧烈，如何突围而出考验大家的 智慧。
• 谁能掌握”内嵌式触控”技术，才是赢家。 • “有”不表示”掌握”，还必须是”最好”。 • “最好”还不一定赢，还要加上”独家拥有”。
• TW 200947029
• 当触控sensor放置于 CF玻璃的下方时，控制电路的配置法
700:触控电路 701:触控讯号线 710:LCD驱动电路 702:LCD讯号线
310:触控sensor 320:CF 层
友达 In cell 三
112:touch Sensor(ITO) 132:Bridge 144:color filter 140:BM 180:Vcom
18:触控层 60:抗反射层 44:CF层 46:BM层 34:图案化Vcom 58:桥接线
12:基板 56:触控层 46:BM层 34:图案化的V com层
触控层的图案
AUO In cell touch
• TW 201201163
• 使用金属线图案化后配置在TFT的ITO电极层上 • 金属线宽0.1um~100um
142:Rx 141:Tx 123:上玻璃ITO 161:接觸孔 162:接觸孔2
TPK AMOLED In cell
• M420774 • 使用单层结构 • 用于RGB AMOLED 与 白光
AMOLED • 属于上游专利 • 评估专利权不稳(前案很多)
TPK 单层结构
TPK用于RGB AMOLED On cell
• Apple TW Patent 201031961 A1 • 优先日 2009-2-2
Apple In Cell 技术
• 使用于FFS的显示技术 (IPS) • 使用Xcom与Ycom导线 ，将 Vcom 电极细分后排
列组合连接成Sensor 的形状 • 与LCD驱动IC分时使用，LCD驱动使用12ms,触控
LGD Touch method
• TW 201227482 • 驱动触控传感器之设备与方法 • 可以切换自电容与互电容两种模式 • 先用自电容扫描确定大概位置在用互电容
来确定多指与坐标。 • 可以有效的节省时间，降低功耗 • 可行性很高
双模式的触控侦测技术
LGD Touch method
GL:Gate line CL:Com line
Samsung In cell touch
• TW 201209477
• 触控Sensor 以单层结构做成On cell
• 触控Sensor在BM，CF之下 • Sensor之下用金属线来降低ITO的电阻 • 与 AUO的专利类似，差别在Sensor ITO 于BM层之上或下
菱形区为ITO电极 金属线与 DL,GL,CL 同位置
18:BM 20:CF 14:基板 221,222:ITO Sensor 28:金属线
Apple 相同于 Sony 2
Apple 相同于 Sony 上下颠倒
关键问题
• 当上下颠倒时会不会影响 显示质量?
Apple 相同於 三星 1
Apple 相同於 三星 2
Apple in cell
Apple in cell
Apple 使用导电柱
总结
• ２００７年Apple就把可以用于内嵌式的触控 方法的各种可能性用概念式的方法提出专利 申请
• (一) Rx在上玻璃的上方与on cell相同，Tx在 两片玻璃之间同in cell，所以可称为in cell 与on cell 的混合设计
• (二) 在上玻璃上方只做Rx层的ITO良率上会比 On cell容易许多
• (三) Tx与Rx相隔一片玻璃，对触控IC的设计上 相对简单
• (四) 仍须要一层 ITO，光学特性较差，连带耗 电也较差
触控用的Tx讯号 • (四) LCD 驱动IC必须配合设计Timing • (五) 用于IPS的LCD时有液晶电容所产生的噪声，
与数据线，驱动线所产生的干扰讯号难处理 • (六) 不用与LCD分时作业
用于TN VA型的LCD
用于IPS型的LCD
上层感应层，下层驱动层
Sony advance in cell 结论
• 不管技术是否可行其目的是为了防止其他厂 商先申请专利
• 上下颠倒的目的是为防止手指接触时静电会 影响显示的质量
• 但上下颠倒会对显示质量有关色彩的部分产 生影响，相信Apple 不会采用
Iphone 5 In Cell 技術
网络上流传的 Apple in cell
Apple 内嵌式触控技术分析
130:TFT基板 172,162:网状电极 156:开口 168:桥接线
165:触控单元 158:保护层
170:串行 172,162:网状电极 156:开口 168:桥接线 165:触控单元
170:串行 172,162:网状电极 156:开口 168:桥接线 165:触控单元
AUO In cell touch
TPK用于RGB AMOLED In cell touch
TPK用于 白光AMOLED On cell
TPK用于 白光AMOLED in cell touch
TPK In cell touch
• TW201100909
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的上方，下方，上下方 • 范围包含所有的in cell 与 on cell
LCD 的驱动原理
LCD結構圖
Coloe filter 的结构
LCD驱动的重点
• 液晶电容上的”电压绝对值”决定光透过的程度 • 表示数据线将电荷存入液晶电容可以是比V com 层的电压高，也可以低，只
要电压差相同就可以 • 为了让液晶不产生形变惯性，驱动电路必须处理极性变换
• 评估专利取得困难 (前案太多)
TPK In cell touch
TPK 勇于争取上游专利 可看出上游专利的重要性
AUO In cell touch
• I376627
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的下方
300:电极1 303:电极2
AUO In cell touch
• I380089
• 案中Apple所提的概念A，与Sony所提的混合On Cell与In Cell的技术相同
• 概念B与三星使用BM层作Rx，V com层作Tx相同 • Apple是先进内嵌式技术的原创
Apple On Cell方法一
Apple On Cell方法二
Apple On Cell方法二
Apple 相同于 Sony 1
友达 In cell 三
群创 In cell touch
• TW 201229619
• 以On cell 的结构申请专利 • 上游专利，只要使用On cell都在权利范围 • 核准机会不高(前案太多)
240:触控层 230:CF 210:TFT
华映 In cell touch
• TW 201115440
使用 4ms • 三层的立体结构 • 将Vcom层图案化为SITO的结构 • 触控与LCD驱动的线路分离不共享
用于IPS的LCD
Tx 與 Rx 之間有留空隙
Apple advance in cell 结论
• 很复杂的立体结构考验LCD生产的能力，当分辨率越高时 结构会越复杂，相对良率就会越低。
line讯号的干扰 • (三)源自也不会有液晶电容的噪声，液晶电容的
ITO电极在下玻璃，Vcom(Tx)在上玻璃 • (四) 触控的灵敏度会降到更低，更找不到可
用的触控IC • (五) 所以成功的关键在 ”触控IC”
Apple 最新的专利申请
• Apple也提出了类似三星的先进内嵌式触控技术.
• 可参考台湾专利申请pn-201229855号内容
线所在的位置，是否在保护玻璃与上玻璃之间 • Sony已经使用的方法，Apple不会使用 • 今年初Apple付义隆500万美金取得自电容的专利授权 • LGD申请多项专利用于生产Apple的内嵌式屏幕 • Apple 申请多项专利来保护其内嵌式屏幕
看过Iphone 5由背面向 正面方向拍摄的
50倍晶相放大照片后
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的下方 • 在BM的范围内加上金属层来降低ITO sensor 的电阻
108:ITO 电极1 110:ITO电极2 118,120:在BM上的金属层图案
AUO In cell touch
• TW 201022761
• 将触控sensor放置于 CF玻璃的下方，BM的上方，使用金属层 • Sensor之上有抗反射层 • ITO层下有相反图案的 Vcom层 • 可以有效的降低自电容 • 非常值得参考的专利
• (五) 有量产的产品
LG advance In Cell
• 将 V com 层切成独立小区域电极 • 使用自电容的技术 • 触控 IC与LCD驱动IC须分时作业 • 与 SuperC – Touch的提案类似 • 可以使用SuperC – Touch所开发的触控IC • 可行性很高
用于IPS的LCD
Apple 内嵌式触控技术分析
• Apple US Patent No. 8,243,027 • 申请日 2007-6-8 • Apple TW Patent 201031961 A1 • 优先日 2009-2-2
Apple's U.S. Patent
No. 8,243,027
• 本专利于 2012-8-14 获证，原申请案号为 US2008/0062140 A1，公告日为 2008-5-13，申请 日为 2007-6-8
Iphone 5 所用的In cell触控技术的证据
• Iphone 5 比 Iphone 4S 屏幕显示亮度好 • 有使用者反应碰触时会有画面变化的现象 • 拆解Iphone 5并未发现其他厂牌的触控IC • 使用上下颠倒的方法，可以在显微镜下观察屏幕显示
全黑时，Color filter的颜色是否看的到。 • 使用工研院的同步干涉仪可以测出不同层的ITO或金属
• 当Apple与三星同时都看好同一种技术时,成为未 来主流的机会就大增.
关键问题
• 使用自三星内嵌式结构时，触控IC最难的部分是什么?
Sony advance In Cell 技术
• (一) 将感应层作在上玻璃的上方 • (二) 将 Vcom 电极分条后做为触控的驱动层 • (三) 使用已经写完液晶电容数据的V com条，产生