In-Cell vs. On-Cell vs. G+G – Touch-Integrationsstrukturen erklärt

Bei kapazitiven Touch-Displays hat die Integrationsmethode zwischen dem Anzeigefeld und dem Touch-Sensor einen direkten Einfluss auf die optische Leistung, mechanische Zuverlässigkeit, Signalstabilität, Reparierbarkeit und Fertigungsausbeute.

Zu den heute am häufigsten verwendeten Strukturen gehören G+G (Glas + Glas) , On-Cell und In-Cell. .
Obwohl sie oft hauptsächlich anhand der Dicke verglichen werden, gehen die tatsächlichen technischen Unterschiede viel tiefer.

Dieser Artikel fasst zusammen, wie sich diese drei Strukturen in Aufbau, Leistungsverhalten und geeigneten Anwendungen unterscheiden.

1. Struktureller Überblick

G+G (Glas + Glas)

• Der Berührungssensor ist als unabhängige Glasscheibe aufgebaut

• Oben auf dem Display mit OCA/LOCA verklebt

• Display und Touch sind zwei separate Funktionsschichten

Typischer Stapel: Deckglas → Sensorglas → OCA → Anzeigefeld

On-Cell

• Berührungssensor ist auf der Oberfläche des Displaypanels integriert (normalerweise auf dem TFT-Oberglas)

• Immer noch eine separate Sensorschicht, aber kein zusätzliches Sensorglas

Typischer Stapel: Deckglas → Sensorschicht (auf dem Display) → Anzeigefeld

In der Zelle

• Berührungssensorelektroden sind direkt in die TFT-Array-Schicht eingebettet

• Anzeigepixel und Berührungssensoren werden als eine integrierte Struktur hergestellt

Typischer Stapel: Deckglas → TFT-Panel mit integriertem Touch-Sensor

2. Wichtige technische Unterschiede

3. Optisches und mechanisches Verhalten

G+G

• Eine zusätzliche Glas- und Klebeschicht erhöht Reflexion und Parallaxe

• Höchste mechanische Steifigkeit

• Beste Toleranz gegenüber Vibrationen, Stößen und Temperaturschwankungen

Typisches Verhalten:

• Etwas geringere optische Durchlässigkeit

• Sehr stabil unter rauen Umgebungsbedingungen

On-Cell

• Im Vergleich zu G+G entfällt eine Glasschicht

• Verbesserte Transmission und reduzierte Reflexion

• Die mechanische Festigkeit hängt stark von der Gestaltung des Deckglases ab

Typisches Verhalten:

• Ausgewogene optische Leistung

• Mäßige Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung

In der Zelle

• Minimale Schichtanzahl → höchste optische Klarheit

• Geringste Parallaxe und Reflexion

• Die mechanische Festigkeit hängt vollständig vom TFT-Substrat und dem Deckglas ab

Typisches Verhalten:

• Hervorragende visuelle Leistung

• Empfindlicher gegenüber Biegebeanspruchung und thermischer Fehlanpassung

4. Signalintegrität und Rauschempfindlichkeit

G+G

• Langer Signalweg

• Höhere parasitäre Kapazität

• Bessere Isolierung von Displaygeräuschen

Leistung:

• Stabil in EMI-starken oder geräuschintensiven Umgebungen

• Geringeres Risiko von Anzeigestörungen

On-Cell

• Kürzere Anfahrt als G+G

• Mäßige Kopplung mit Anzeigesignalen

Leistung:

• Gute Balance zwischen Empfindlichkeit und Stabilität

• Erfordert eine sorgfältige Abschirmung in Industrieumgebungen

In der Zelle

• Touch-Elektroden teilen sich die TFT-Umgebung

• Starke Kopplung mit Pixel-Treibersignalen

Leistung:

• Ausgezeichnetes Empfindlichkeitspotential

• Höheres Risiko der Kopplung von Anzeigerauschen

• Erfordert erweiterte Firmware-Filterung und Zeitsteuerung

5. Überlegungen zur Herstellung und Zuverlässigkeit

G+G

• Ausgereifte Lieferkette

• Hoher Ertrag

• Einfacher Austausch beschädigter Sensorgläser

Vorteile:

• Stabile Kosten

• Langfristige Feldzuverlässigkeit

On-Cell

• Der Ertrag hängt von der Leistungsfähigkeit des Display-Anbieters ab

• Sensordefekte betreffen das gesamte Panel

Vorteile:

• Reduzierte Stückliste

• Moderate Dickenreduzierung

In der Zelle

• Der Ertrag reagiert sehr empfindlich auf die TFT-Prozesssteuerung

• Sensordefekte zerstören das gesamte Anzeigefeld

Herausforderungen:

• Höheres Herstellungsrisiko

• Begrenztere Lieferantenbasis

• Schwierigere Reparatur vor Ort

6. Typische Anwendungseignung

Passt am besten zu G+G

• Industrielle HMIs

• Außenterminals

• Umgebungen mit starken Vibrationen oder Stößen

• Geräte mit langer Lebensdauer

Beste Passform für On-Cell

• Eingebettete Panels

• Medizinprodukte

• Halbindustrielle Terminals

• Ausgewogene Dicke vs. Robustheitsdesigns

Beste Passform für In-Cell

• Handheld-Industriegeräte

• Kompakte eingebettete Systeme

• Gewichtsempfindliche Designs

• Crossover-Produkte zwischen Verbraucher und Industrie

Nicht empfohlen, wenn:

• Es liegen starke Vibrationen vor

• Es wird mit extremen Temperaturwechseln gerechnet

• Entscheidend ist die langfristige Reparierbarkeit

7. Zusammenfassung der Auswahl

8. Schlussbemerkungen

Die Wahl zwischen G+G, On-Cell und In-Cell sollte nicht allein von der Dicke abhängen.
Mechanische Beanspruchung, EMI-Umgebung, Reparaturstrategie, Lebenszykluserwartungen und Lieferantenfähigkeit sind oft kritischere Faktoren als die optische Leistung.

In industriellen und eingebetteten Systemen überwiegt in der Regel die Langzeitstabilität gegenüber der minimalen Dicke.
Wenn Sie diese Kompromisse frühzeitig in der Entwurfsphase verstehen, können Sie später kostspielige Neukonstruktionen vermeiden.