تکنولوژی لمسی در تلفن های هوشمند چگونه کار می کند؟

آیا تلفن های هوشمند امروزی را بدون قابلیت لمسی می توانید تصور کنید؟ اصلا این تکنولوژی چگونه کار می کند و در اسمارت فون ها و تبلت های امروزی از چه فناوری لمسی استفاده شده است؟ چه چیزی باعث افتراق میان تکنولوژی تاچ مورد استفاده در یک تلفن هوشمند با تلفن دیگر می شود؟ اینکه اپل می گوید در آیفون 5 از in-cell touch استفاده شده یعنی چه؟ و on-cell touch به کار رفته در نمایشگرهای Super AMOLED سامسونگ به چه معنایی است؟

در این مقاله سعی داریم به صورت خلاصه، اما تا حد لازم گویا به توضیح تکنولوژی لمسی مدرن مورد استفاده در ابزارهای همراه دور و اطراف مان بپردازیم که روز به روز و ماه به ماه نازک تر، سبک تر و حساس تر می شوند.

اگر شما هم به این موضوع علاقه مند بوده و به دنبال جوابی برای سوالات بالا می گردید، در ادامه مطلب با ما همراه باشید.

 

شرح کار تکنولوژی لمسی نوین

فناوری لمسی سالیان درازی است که در دنیای تکنولوژی وجود داشته و مورد استفاده قرار می گیرد، اما در ۵-۴ سال اخیر شاهد موج عظیم استفاده از آن در اسمارت فون ها و تبلت ها ها بوده ایم. با معرفی اولین آیفون اپل، دیدیم که اغلب شرکت ها به تکنولوژی capacitive touch یا لمسی خازنی روی آوردند. قبل از آیفون، کارخانه ها معمولا از تکنولوژی resistive touch یا لمسی مقاومتی استفاده می کردند و برخی از صفحات لمسی خارج از دنیای موبایل هم از تکنولوژی لمسی مادون قرمز بهره می بردند.

لمس خازنی امروزه تبدیل به یک هنجار و قاعده مرسوم شده است و تقریبا در تمامی تبلت ها و اسمارت فون ها مورد استفاده قرار می گیرد. بنابرین ما هم در مقاله مان تمرکز را بر تکنولوژی capacitive touch یا لمس خازنی و انواع جدید آن می گذاریم که باعث تحول این صنعت شدند. البته قبل از شروع داستان، بهتر است بدانیم که اصلا صفحه لمس خازنی چیست؟

به طور ساده، یک صفحه لمسی خازنی، شبکه ای نازک و شفاف از الکترود ها است. الکترودها به صورت رشته هایی در ردیف های عمودی و افقی قرار گرفته اند و در هر نقطه ای که همپوشانی صورت بگیرد، یک خازن تشکیل می شود.

بدن انسان یک رسانای الکتریسیته است و هنگامی که شما با انگشت تان صفحه را لمس می کنید، این لمس قابل اندازه گیری است. زیرا سنسور لمس می تواند نسبت به تغییر میدان الکترواستاتیکی واکنش نشان دهد.

تکنولوژی لمس خازنی می تواند اندازه گیری میزان لمس را مستقیما بر روی صفحه و همان نقطه لمس شده انجام دهد و برای مثال مانند تکنولوژی لمس مادون قرمز برای این کار وابسته به اندازه گیری فاصله از کناره های صفحه نیست. لذا تکنولوژی لمس خازنی می تواند از قابلیت چندلمس هم پشتیبانی کند. یعنی اینکه می تواند نقاط لمس شده همزمان روی لایه خازنی را ثبت و مشخص نماید.

در تصویر می توانید شمای کلی یک صفحه لمس خازنی را ببینید. الگوی شبکه ای می تواند به شکل های گوناگونی ساخته شود و هنر آن، در این است که ۱۰۰ درصد نامرئی خواهد بود.

در بیشتر نمایشگرهای لمسی که امروزه تولید می شوند، لایه لمسی در میان پنل نمایشگر LCD در زیر و لایه محافظ بالایی (که معمولا گوریلا گلاس است) پیچیده می شود. معمولا میان پنل نمایشگر و لایه لمسی هم یک فاصله وجود دارد که با هوا پر شده و باعث می شود میزان اطمینان از عدم تاثیر این دو لایه تا حد امکان بالا رود.

 

همان طور که می بینید، لایه لمسی میان پنل ال سی دی و لایه محافظ بیرونی قرار می گیرد. 

آنچه که تا به اینجا آموختیم، این است که تکنولوژی لمسی خازنی نیازمند یک لایه اضافی بر روی صفحه واقعی موبایل است. اما چرا تکنولوژی لمس را مستقیما درون پنل نمایشگر نسازیم یا اینکه آن را با لایه شیشه ای بالایی ادغام نکنیم؟ خب، این همان چیزی است که قصد داریم در ادامه داستان درباره اش صحبت کنیم. و دقیقا همان چیزی است که اکنون در صنعت با دو رویکرد کاملا متفاوت در حال وقوع است.

به تازگی عبارت in-cell را زیاد می شنویم که در آیفون 5 مورد استفاده قرار گرفته و اپل به آن «تاچ مجتمع» یا integrated touch می گوید. و از سمت دیگرِ بازار اسمارت فون هم عبارت on-cell شنیده می شود که در اسمارت فون های ال جی و نمایشگرهای سوپر AMOLED سامسونگ مورد استفاده قرار گرفته و برخی هم آن را با نام G2 می شناسند.

این دو تکنولوژی لمسی، در واقع دو رویکرد کاملا متفاوت هستند و البته تولید in-cell بسیار مشکل تر و پیچیده تر است. هر دو این رویکردها هم به نازک تر شدن قابل توجه نمایشگرها و همچنین بهبود اشباع رنگ ها کمک می کنند.

In-Cell در مقابل On-Cell

همان طور که در عکس بالا دیدید، کارخانه ها معمولا از سه لایه استفاده می کنند. چرا؟ خب، زیرا تولید کنندگان LCD پنل های ال سی دی را می سازند. سپس کارخانه های سازنده سنسور لمسی، لایه صفحه لمسی را می سازند و در انتها هم شرکت هایی شیشه های محافظ رویی مانند گوریلا گلاس را تولید می کنند. و آنگاه شرکت موبایل ساز باید این سه لایه را در کنار هم قرار دهد!

اما به جای این کار شما می توانید تکنولوژی لمس را به داخل لایه شیشه ای بیرونی انتقال دهید. که به این شیوه on-cell یا G2 می گویند. شما همچنین انتخاب دیگری را هم پیش رو دارید که سنسور های لمسی را به پنل نمایشگر اصلی منتقل کنید. این شیوه را هم in-cell می نامند. خوشبختانه هر دو این لایه ها همراهان و ملازمان خوبی برای الکترودهای لمس هستند.

سامسونگ از تکنولوژی لمسی on-cell در نمایشگرهای سوپر AMOLED خود استفاده کرده است و محصولاتی همچون Galaxy SIII از این شیوه بهره می برند.

با استفاده از on-cell چالش پیش رو این است که چگونه الکترودها را درون گوریلا گلاس قرار دهیم که مشکلی برای استحکام این شیشه محافظ پیش نیاید. پس از عبور از قدم اول و حل مشکل استحکام، قدم بعدی این است که استفاده از تکنولوژی تاچ درون شیشه بسیار مشکل تر از به کار بردن آن به صورت جداگانه و به شکل قدیم است. و البته این کار ممکن است از میزان تاثیر لمس هم بکاهد.

با استفاده از in-cell الکترودها به جای لایه شیشه ای، درون پنل ال سی دی قرار می گیرند. اما در اینجا با دو چالش مهم روبرو هستیم. اول اینکه قرار دادن خازن های لمس که وابسته به الکترودها هستند درون نمایشگری که آن هم وابسته به الکترودها است می تواند باعث ایجاد نویز و اغتشاش شود. دوم اینکه هنگامی که لایه لمسی به صورت مستقیم با بخش نمایشگر ادغام می شود، عیب در نمایشگر یا پیاده سازی تاچ باعث می شود که کل ماژول غیر قابل استفاده گردد. با on-cell هم شما تنها می توانید لایه شیشه ای را بیرون بیندازید، در حالی که قبلا هر یک از سه لایه در صورت معیوب بودن، به صورت جداگانه تعویض می شد.

 

با حذف لایه لمسی، پنل های نمایش می توانند بسیار نازک تر شوند.

تولید صفحات لمسی in-cell و on-cell اکنون در یک مرحله گذار قرار دارد و در ماه ها و سال های آینده خواهیم دید که چگونه اسمارت فون ها و تبلت ها بر اساس این دو رویکرد تکنولوژیک، به شکل قابل توجهی نازک تر خواهند شد. در اینجا به ذکر نمونه هایی از سه رویکرد فعلی تکنولوژی لمسی خازنی در بازار اسمارت فون ها می پردازیم:

سه لایه: هنوز بخش زیادی از تلفن های هوشمند و تبلت ها از این شیوه قدیمی، اما به صرفه سه لایه ای استفاده می کنند. اغلب اسمارت فون های فعلی (از جمله آیفون 4 و 4S یا گلکسی اس دوم) را می توان جزو این گروه دانست.

on-cell: از نمونه های خوب این رویکرد می توان به پنل های سوپر AMOLED سامسونگ اشاره کرد. به خاطر داشته باشید که صفحات AMOLED معمولی سامسونگ که لقب Super را یدک نمی کشند این گونه نیستند. سامسونگ محصولاتی چون گلکسی اس سوم و گلکسی نکسوس را به این صفحه نمایش مجهز کرده است.

in-cell: فعلا تلفن های بسیار محدودی از این تکنولوژی استفاده می کنند. در این میان شاید تنها بتوان اکسپریا p سونی و آیفون 5 اپل را جزو سردمداران استفاده از رویکرد صفحات in-cell دانست.

 

آیفون ۵ یکی از اولین اسمارت فون هایی است که از تکنولوژی تاچ in-cell بهره می برد و این مورد یکی از دلایل نازکی خارق العاده آن است.

آینده، هم اکنون اینجا است

خب، شما منتظر چه هستید و انتظار چه چیزی را خواهید داشت؟ اگر تلفن های بسیار نازک تر می خواهید؛ نه تنها صفحات لمسی به نمایشگرها نزدیکتر شده اند، بلکه نمایشگرها هم نازکتر شده و حتی گوریلا گلاس هم در حال نازک تر شدن است. با هر دو تکنولوژی in-cell و on-cell شما می توانید انتظار اشباع رنگ بهتری را داشته باشید و نور هم برای رسیدن به شما از لایه های کمتری عبور می کند.

بسته به شیوه پیاده سازی و اجرا هم، واکنش صفحه لمسی روز به روز دقیق تر می شود. و در آخر، این دو تکنولوژی چنان احساسی را به وجود می آورند که انگار شما خود صفحه نمایش اصلی اسمارت فون را لمس می کنید و خبری از صفحه بیرونی نیست.

و البته در پایان یک سوال باقی می ماند: چرا تنها یکی از این دو رویکرد انتخاب نشوند؟ در حقیقت این سوالی درباره پول است. کارخانجات تولید کننده صفحه لمسی همچون Wintek و TPK که معمولا لایه های لمسی مجزا تولید می کنند، می توانند با کمی تغییر به تولید گونه on-cell ادامه دهند. اما با استفاده از in-cell تکنولوژی لمس به سمت نمایشگر منتقل می شود. پس در اختیار کارخانجات سازنده پنل های نمایشگر همچون سامسونگ، ال جی، شارپ و ژاپن دیسپلی قرار خواهد گرفت.

در نتیجه این کار پول بیشتری برای صنعت نمایشگر به ارمغان خواهد آورد و صنعت صفحات لمسی را هم تعطیل خواهد کرد. لذا کارخانه های صفحه لمسی فعلی به حمایت از on-cell ادامه می دهند و کارخانه های سازنده نمایشگر هم ترجیح می دهند سراغ in-cell بروند.

منبع : نارنجی

i