触摸显示屏专利技术综述

齐丽丽

摘 要：触摸显示屏由于操作的便利性、多功能性和良好的用户体验而大受欢迎。文章首先对触摸显示屏的技术路线进行了分析，介绍了触摸屏和显示屏的集成技术经历了GG结构、GFF/GF结构、OGS结构、On-Cell结构和In-Cell结构五个阶段。并对触摸屏显示屏集成方式的专利申请趋势、专利技术来源国、主要专利申请人做了详细分析，以期对我国专利申请人提供一些有益的借鉴。

关键词：触摸显示屏；OGS；In-Cell；On-Cell

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）09-0083-02

智能手机、平板等电子设备在日常生活中使用频繁，而触摸屏因为操作便利，功能多样成为智能手机和平板的首选输入方式。液晶显示屏是智能手机、平板等电子设备用户界面首选的输出设备。触摸屏和液晶屏需要集成为触摸显示屏，触摸显示屏可同时实现触摸输入功能和显示输出功能。触摸屏和液晶屏的集成方式对液晶显示的质量、触摸的灵敏度以及电子设备的边框大小、薄轻化都有很大影响[1]。

1 触摸显示屏结构发展概述

触摸显示屏大致经历了GG结构、GFF/GF结构、OGS结构、On-Cell结构和In-Cell结构五个阶段[2-4]。

1.1 GG结构

触摸显示屏的GG结构为保护玻璃、触摸屏和显示屏的三层结构。其中，保护玻璃和触摸屏之间需要使用光学透明胶进行贴合，触摸屏和显示屏之间也需要使用光学透明胶进行贴合，一块触摸显示屏需要进行两次贴合工序。

1.2 GFF/GF结构

GFF/GF结构的触摸传感器设置在透明基材上方，再将基材贴在顶部玻璃上。GF结构光学效果优于GFF结构光学效果，边框可以较窄，触摸传感器制作和贴合出问题可以进行返工，节约成本。GFF结构技术成熟，良品率高，成本较低。

1.3 OGS结构

OGS全称One glass solution，其是在保护玻璃上直接通过镀膜、蚀刻等技术得到ITO导电层。OGS结构与GG结构相比，少了一片玻璃层，并且只需要一次贴合工序，使得OGS触摸屏能够做得更薄并且成本也进一步减少。

1.4 On-Cell结构

On-Cell结构将触摸传感层嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间。

目前，On-Cell 多应用于三星AMOLED面板产品上，其中代表机型有三星Galaxy S2。

1.5 In-Cell结构

In-Cell触摸显示结构直接将触摸功能嵌到了液晶像素之中，这种结构的触摸显示屏更薄，边框更窄。但是，In-Cell结构的触摸显示屏需要嵌入与之配套的触摸芯片，否则触摸感测效果容易不理想，噪声过大。In-Cell 结构的触摸显示屏因为触摸传感器层位于LCD内，也会存在技术难度比较大，成本比较高昂的问题，技术难度大也进一步导致了In-cell结构触摸显示屏的良品率不高[4]。目前采用In-Cell 技术除了苹果的iPhone 5和诺基亚的Lumia920，还有华为的Ascend P6和谷歌Nexus5。

2 触摸显示屏专利申请的整体情况分析

本文对触摸显示屏领域的专利申请趋势、各国专利申请量和国内外主要申请人进行了统计分析。根据数据库搜集的文献量及分布特点对中文和外文数据库进行选择，其中中文数据库选择CNABS数据库，外文数据库选择VEN和SIPOABS数据库。考虑到本文所分析主题的领域特点，本文采用分类号（集中在G02F1/13及其下位点组、G06F3/041及其下位点组；最相关的CPC分类号为G02F 1/13338）结合关键词进行检索。

2.1 专利申请量趋势分析

各个时间触摸显示技术专利申请量的变化趋势图，如图1所示。

从图1可以看出，触摸显示屏专利申请从2003年到2006年专利申请量相对较少。

2007年开始，该领域的专利申请量呈现持续快速增长，这一节点恰逢苹果iPhone登场，智能手机市场的蓬勃发展之际。iPhone手机前所未有的用户体验，带动了智能手机硬件的全面发展。

2008～2010年三年间，触摸显示屏专利申请量增速放缓甚至出现下滑，一方面原因在于2008～2010年经济危机，全球经济出现不景气的现象；另一方面原因在于全贴合式触摸显示屏和嵌入式触摸显示屏技术上存在本质的区别，嵌入式触摸显示屏技术研发遇到较大困难。

2011～2013年得力于全球经济形势好转以及嵌入式技术研发逐渐成熟，期间专利申请量持续增长，并于2013年到达高点。

2.2 专利申请来源国申请量分析

专利申请来源国其实质是指技术原创国，国家拥有的原创技术数量和国家在这个技术领域的研发能力和实力呈正相关关系。触摸显示屏的专利申请来源国情况，如图2所示。

排名靠前的依次为日本、中国台湾地区，韩国。排名前三的申请量远远大于排名第四的美国。这一数据与日本拥有索尼、JDI、夏普、东芝、日立等大型企业、中国台湾地区为触摸面板主要厂商如友达、宸鸿、胜华集中地、韩国拥有三星、乐金等情况相符合。而美国3M、苹果公司，中国的京东方、欧菲光、天马微电子都是触摸显示屏领域不可小觑的研发力量。

2.3 国内外主要申请人分析

触摸显示技术最早出现于美国，截至到目前，在我国申请触摸显示专利的申请人主要集中在中国、美国、日本和韩国，专利申请统计分析，如图3所示。从专利申请量而言，排名前10的中国厂商（包括中国台湾地区）有六位，韩国厂商两位、日本厂商有一位，美国厂商有一位。由此可知，国内的触摸显示技术的发展迅速，中国的公司非常重视在该领域进行专利布局，专利布局竞争激烈。

3 结 语

本文对触摸显示屏集成的技术分支进行了较为全面的分析和研究，重点分析了该领域专利申请趋势、专利技术来源国、主要专利申请人。

从以上分析可知，我国触摸显示屏集成技术虽然起步较晚，但是在市场需求的推动下，公司对触摸显示屏集成技术的关键技术研发的投入，我国触摸显示企业的发展呈现繁荣之势，同时也十分注重专利保护和专利布局。

参考文献：

[1] 张逸.液晶屏LOCA全贴合工艺及改善[D].苏州：苏州大学，2013.

[2] 曾艳琳，钱京.触摸屏行业上市公司中国专利统计与分析[J].中国发明 与专利，2011，（3）.

[3] 张晋芳.拼“薄”-触摸屏和显示屏的阵地争夺战[J].科技创业，2012，（8）.

[4] 毛平.中国触摸屏行业[R].全球证券研究报告，2012.