集成觸摸控制器IC和顯示驅動器IC

　　控制觸控功能和顯示功能的IC以前分別由不同的供應商提供。盡管使用獨立的疊層式顯示面板和外嵌式顯示屏時，這兩種獨立的IC可以集成到一起，但是好處有限，工作比較復雜，因為涉及到多家供應商。相比之下，采用內嵌式集成時，將觸摸控制器和顯示驅動器集成到單個IC中更容易實現，而且好處也顯著增多。

　　現有智能手機和平板電腦的顯示功能可能是由單一顯示驅動器IC（DDIC）控制的，而觸控功能則可能由獨立的觸摸控制器IC控制。在采用外嵌式顯示屏的設計中，DDIC總是位于TFT玻璃上，這種方式稱為（Chip-On-Glass，簡稱COG），而觸摸控制器IC通常位于柔性印刷電路板（FPC或flex）上，這種方式稱為柔性印刷電路板外嵌芯片（Chip-On-Flex，簡稱COF）。在這類設計中，在主機和顯示面板之間通常有兩塊FPC：一個用于TFT玻璃上的DDIC；另一個用于觸摸控制器。

　　采用全面多點內嵌式顯示屏設計的智能手機和平板電腦僅需要一個FPC，就可以連接顯示屏和觸控傳感器，如圖3所示。既然可以僅用一個FPC，那么將觸摸控制器和顯示驅動器集成到一個IC中，也就十分合理了，這種僅用一個IC的方式稱為觸控與顯示驅動器集成（TDDI）。因為該IC本身有一個CPU（用于觸控信號處理），而且該IC安裝在TFT玻璃上，所以這種集成式解決方案有時又稱為TDDI助力的“智能顯示屏”。

　　圖3 – 采用全面多點內嵌式設計時，僅需要一塊柔性印刷電路板（FPC）。

　　請注意，TDDI還可用于混合多點內嵌式解決方案。在這種解決方案中，通常會采用第二塊FPC，以將（TFT玻璃上的TDDI芯片的）接收器引腳連至濾色玻璃上的接收器電極，如圖3所示。這第二塊FPC僅含有信號選路電路，其上沒有任何有源組件。

　　TDDI解決方案的架構設計和實現絕非微不足道。為了提高顯示噪聲管理和電容檢測性能，現在的最新設計在觸控檢測功能和顯示更新功能之間實現了協調和同步。這樣的設計不再像獨立的疊層式顯示面板和外嵌式顯示屏那樣受到諸多限制，后者的觸控功能和顯示功能通常是相互獨立運行的。

　　顯示集成解決方案的優勢

　　在內嵌式顯示屏和IC層面集成觸控和顯示功能，可以產生一些顯著優勢。這些優勢可以劃分成兩類：有利于工程、制造和支持工作的優勢；提升智能手機或平板電腦設計品質的優勢。

　　工程、制造和支持方面的優勢

　　在顯示屏疊層和IC層面集成觸控功能和顯示功能，可簡化設計工作，有助于加速新設備上市，這在快速變化的市場上，可為設備制造商帶來顯著的競爭優勢。

　　由于所需組件減少，供應鏈效率提高，因此制造成本最大限度地降低了。在全面多點內嵌式集成中，少用了一塊FPC，還少用了一個IC。LCD制造商交付的顯示面板具備全面集成的觸控功能，因此由分離式傳感器貼合過程導致的產量損失問題實際上不復存在了。隨著組件和供應商減少，組裝步驟也減少了，相應地組裝中可能出現的問題也減少了，而且設備停留于在制過程的時間也減少了。圖4比較了不同疊層式顯示面板的價格，其中全面多點內嵌式/TDDI設計的價格是最低的。

　　圖4 – 與分離式GFF參考設計相比，顯示集成技術可顯著降低成本。全面多點內嵌式集成與TDDI相結合，構成了目前成本最低的解決方案。

　　由一個供應商負責提供觸控屏顯示面板從左到右、從上到下的所有組件，就可實現簡化的“一站購齊”式供應鏈，這有益于工程、制造，尤其是持續不斷的支持服務。由單一供應商全面負責提供觸控和顯示功能，還可簡化故障排除工作。

　　設備設計方面的優勢

　　同時在顯示屏和IC層面集成觸控和顯示功能，可實現優美簡潔的設計，使設備線條更加流暢，功能更加豐富。與分離式設計相比，采用全面多點內嵌式顯示屏，顯示面板更薄。顯示屏的邊框也更窄，因為無需在顯示面板側邊或頂面增加布線空間。顯示面板更薄，就可以實現更薄的設備，或者為其他功能提供更多空間，例如增加內存或電池容量。同時顯示屏邊框較窄，玻璃鑲嵌凹槽就可以更窄，而這正是從設備的全尺寸無邊框顯示屏所需要的。

　　內嵌式技術與TDDI相結合，還提高了性能，因為能夠隔離和同步顯示更新功能與觸控檢測功能，因此顯示屏可以更快地響應觸控。此外，由于觸控和顯示功能同步，所以基本消除了干擾觸控檢測的顯示屏噪聲。這種噪聲問題如果未得到適當解決，就有可能引起功能問題。如圖5所示，由于沒有獨立的觸控傳感器層衰減光線，所以內嵌式顯示屏亮度提高大約10%，或者換一種說法，內嵌式顯示屏可以用較弱的背光照明提供同樣的亮度，從而延長了電池壽命。

　　圖 5 – 將觸控傳感器直接集成到顯示屏疊層中，可以實現更薄、更亮的顯示屏，還可以簡化供應鏈。

　　最后，因為觸控與顯示功能集成簡化了設備的設計和制造，所以這種集成還提高了設備的總體可靠性，因為無需貼合多個功能層，減少了可能產生的故障或失效情況。相比之下，在貼合分離式疊層顯示面板中，當出現設計本身的問題時，由于需要涉及多家供應商，因此難以及時解決問題。

　　結論

　　觸控屏已成為智能手機和平板電腦的標配，而且由于用戶希望設備使用簡捷便利，所以觸控屏正日益成為筆記本電腦和一體化臺式PC的常見配置。盡管對于怎樣將觸控和顯示功能納入觸控屏，現在有很多不同技術可用，不過在主流移動市場上，采用TDDI的內嵌式顯示屏正在迅速成為新設備的首選。

　　圖6 – 分離式疊層顯示面板正讓位于基于顯示集成的設計

　　以前的疊層式顯示面板的設計和制造方式引起了一些問題，內嵌式/TDDI設計之所以迅速普及，是因為這種設計能夠解決這些問題。由不同公司自主決定怎樣給顯示屏增加觸控傳感器，以及分離式疊層顯示面板的多個層由不同公司提供，可能導致設計比較復雜、成本上升、運行可靠性下降。觸控和顯示功能的全面集成和同步解決了這些問題，并帶來了其他一些優勢，可實現更薄、更智能的設備，并因此讓用戶更滿意。