Công nghệ gì mà bạn không nhìn thấy nhưng được dùng nhiều trong các điện thoại thông minh , máy tính bảng và các thiết bị mobile khác , và ước tính mang lại 16 tỉ USD doanh thu trong năm nay [ theo DisplaySearch ] ?
Câu trả lời đó là những màn hình trình duyệt đa điểm , đã làm ngòi nổ tăng trưởng cho thị trường mobile .
Bạn đang xem: Touch screen là gì
Cách đây không lâu người ta sử dụng PalmPilot với một cái bút nhỏ hoặc dùng ngón tay di chuyển trên bàn phím nhỏ của BlackBerry . Sau đó , trong tháng 1/2007 Apple giới thiệu iPhone và bắt đầu mọi thứ thay đổi . Đột nhiên người dùng thích dùng ngón tay của mình di chuyển trên màn hình , giãn hoặc co lại những hình ảnh và thực hiện các thao tác mà trước kia chưa từng làm với giao diện của điện thoại thông minh .
Chúng ta không chỉ dùng một ngón tay để điều khiển mà còn có thể sử dụng nhiều ngón tay trên màn hình TouchScreen đa điểm . Điều gì đã làm nên cuộc cách mạng với màn hình TouchScreen .
Có nhiều công nghệ Touch khác nhau được các kỹ sư thiết kế thực hiện .
Geoff Walker là chuyên gia công nghiệp Touch của Walker Mobile , có khoảng 18 công nghệ Touch khác nhau . Một số dùng ánh sáng nhìn thấy hoặc hồng ngoại , một số khác dùng sóng âm và một số dùng những bộ cảm biến lực . Tất cả đều có những ưu khuyết điểm riêng của nó như kích thước , độ chính xác , độ tin cậy , độ bền , số lượng cảm biến Touch và cả giá thành .
Kết cục có hai công nghệ hoàn toàn khác nhau chiếm chủ đạo trong thị trường TouchScreen trong suốt được dùng cho màn hình hiển thị trong thiết bị mobile . Một đòi hỏi những bộ phận di chuyển trong khi công nghệ kia là hợp thể thống nhất . Một dựa vào điện trở để cảm nhận Touch còn công nghệ kia lại dựa vào điện dung tụ điện . Một là analog còn kia là digital , analog được biến đổi thành giá trị số như điện áp , còn công nghệ digital dựa vào giá trị nhị phân giữa có hay không có tín hiệu .
Cảm ứng điện trở
Khi ấn xuống trên màn hình cảm ứng , tiếp điểm được tạo ra giữa lưới trên kính và lưới trên lớp màng mỏng . Điện áp của mạch điện được đo , và những tọa độ X và Y của vị trí tiếp điểm được tính toán dựa trên tổng trở tại điểm tiếp xúc .
Điện áp analog này được xử lí thông qua bộ chuyển đổi ADC [analog-to-digital converter] để tạo ra tín hiệu số để mạch điều khiển của thiết bị có thể dùng như là tín hiệu đầu vào từ người dùng .
Có gì đặc biệt với Gorilla Glass
Nhiều nhà cung cấp đã nhanh chóng thông báo dùng Gorilla Glass của Corning trong sản phẩm của mình . Đó là lớp kính được dùng để bảo vệ lớp ngoài cùng của nhiều thiết bị từ điện thoại thông minh tới những TV có kích thước lớn . Những điều gì làm cho Gorilla Glass tạo nên sự khác biệt ?
Câu trả lời nằm trong thành phần của lớp kính . Hầu hết kính màn hình có công thức Nhôm Silicate Al2[SiO3]3 , nhưng kính lại có chứa những ion Natri [ Na ] trong cả vật liệu . Và đây là sự khác biệt bắt đầu .
Kính được đặt trong bồn chứa Kali [K] nóng chảy khoảng 400o . Các ion K đẩy các ion Na . Đó là quá trình làm giảm ion Na trên bề mặt kính bằng ion K nhưng vào sâu bên trong thì sự thay thế này càng ít đi .
Na có số nguyên tử là 11 , K có số nguyên tử là 19 , nên nguyên tử K lớn hơn so với nguyên tử Na . Bán kính nguyên tử Na là 180 picomet , của K là 220 picomet do đó K lớn hơn Na 20% .
Hãy tưởng tượng bạn có hộp chứa những quảng bóng Tennis . Điều gì sẽ xảy ra nếu bỏ lớp bóng bên ngoài và thay thế chúng bằng những quản bóng lớn hơn . Bóng sẽ bóp chặt lại với nhau hơn và rất khó để có thể lấy một quá bóng ra .
Điều gì sẽ xảy ra với lớp kính khi những ion K chiếm chỗ những ion Na khi ấy tạo nên lớp kính chặt chẽ hơn khó bị nứt vỡ điều đó làm cho kính chắc chắn hơn .
Thật may có cách làm tốt hơn so với cảm biến điện trở và hiện nay được dùng nhiều trong các thiết bị mobile dùng công nghệ điện dung hoặc được viết tắt là p-cap hoặc pro-cap . Theo những nguồn phân tích khác nhau thì công nghệ TouchScreen bằng điện trở đang mất thị phần vào tay công nghệ pro-cap và dự kiến sẽ còn tiếp tục mất trong tương lai .
Pro-cap là công nghệ ở trạng thái hợp nhất không có thành phần chuyển động , không như công nghệ cảm biến điện trở . Thay bằng việc dựa trên điện trở mà công nghệ pro-cap dựa vào điện dung của tụ điện .
Ví dụ khi bạn đi bộ trên thảm bằng giày đế cao su vào mùa đông thì những điện tử được nạp vào trong cơ thể của bạn do nhiễm điện ma sát . Nếu bạn chạm thay vào một vật dẫn điện thì những điện tử sẽ truyền qua cơ thể của bạn để tới vật thể này thậm chí còn tạo ra cả tia lửa điện .
Nếu bạn nạp điện tới một chất dẫn điện và mang một chất dẫn điện khác tới gần , vật dẫn điện thứ hai sẽ lấy một số điện tích từ vật dẫn đầu tiên và đó là hiện tượng nhiễm điện do cảm ứng . Nếu như biết lượng điện nạp đầu tiên thì có thể xác định khi nào lượng điện nạp thay đổi . Đó là nguyên tắc dùng trong màn hình TouchScreen bằng công nghệ điện dung pro-cap .
Những công nghệ điện dung đầu tiên yêu cầu bạn phải chạm thực sự tới lớp dẫn điện nhưng cách thức này khiến cho lớp dẫn điện này dễ bị hỏng nên ngày nay không còn được dùng . Hiện tại công nghệ TouchScreen bằng điện dung dựa vào trường điện từ áp lên phía trên tấm Panel của lớp cảm biến dẫn điện . Bạn có thể phủ lên module Touch lớp kính mỏng nhưng vẫn nhạy khi một chất dẫn điện tới gần .
Màn hình cảm biến điện dung pro-cap dùng 2 lớp dẫn điện đặt cách rời nhau bằng chất cách điện [ như lớp kinh mỏng hoặc có thể dùng lớp cách điện khác ] . Phần dẫn điện thông thường được làm bằng ITO trong suốt , như của cảm biến điện trở . Tuy nhiên lớp dẫn điện không bao giờ bị cong nên không bị hỏng như màn hình công nghệ cảm biến điện trở .
Các dây dẫn trong mỗi lớp được tách rời do đó có thể đo được điện dung tại mỗi vị trí riêng biệt . Như Panel cảm biến điện trở , các dây dẫn chạy vuông góc với lớp dưới do đó thiết bị có thể xác định được vị trí tọa độ X, Y mỗi khi chạm vào . Sự khác là các dây dẫn riêng biệt được quét tuần tự với tốc độ cao do đó tất cả những vị trí được đo nhiều lần trong mỗi giây .
Khi bạn chạm vào màn hình bằng đầu ngón tay , nó lấy một ít điện tử từ mỗi lớp của dây dẫn tại điểm đó . Những điện tử này có cường độ rất nhỏ nên đó là lí do tại sao bạn không hề có cảm giác gì khi chạm tới bề mặt màn hình , nhưng mặc dù ít vẫn đủ để nhận ra sự thay đổi . Bởi vì mỗi dây dẫn được kiểm tra riêng biệt nên có thể nhận dạng được nhiều điểm chạm cùng một lúc .
Cách thứ nhất để thực hiện OGS có tên gọi cảm biến trên ống kính - sensor on lens . Lens ở đây được hiểu là lớp kính phủ . Đặt lớp ITO vào mặt sau của kính phủ và từng mẩu dây dẫn tạo thành những điện cực . Thêm lớp cách điện mỏng phía dưới và sau đó đặt lớp ITO thứ hai phía sau tạo thành những điện cực chạy vuông góc với lớp ITO đầu tiên . Module này được ép tới Panel LCD chuẩn .
Với công nghệ Sensor-on-Lens , nhưng nhà sản xuất công nghệ Touch sẽ kiếm lời nhờ bán những module Touch .
Cách thứ hai có tên gọi On-Cell pro-cap , Cell ở đây là màn hình LCD . Một lớp dẫn điện ITO được đặt trực tiếp lên lớp kính đầu tiên của Panel LCD và những mẩu dây dẫn tạo thành điện cực . Một lớp cách điện mỏng được gắn tiếp theo , rồi lớp ITO thứ hai cùng với những điện cực thứ hai . Cuối cùng là lớp phân cực trên cùng và màn hình có thêm lớp kính phủ ngoài để bảo vệ .
Với công nghệ On-Cell thì những nhà sản xuất Panel cần thêm lớp Touch này vào Panel của mình và những nhà lắp ráp màn hình chỉ cần mua lớp kính phủ bảo vệ đơn giản để hoàn thành một màn hình đầy đủ . Khi đó những nhà sản xuất module Touch không được xơ múi gì trong việc này .
Cho tới giờ có vẻ như Sensor-on-Lens chiếm nhiều ưu thế hơn so với On-Cell . Với On-Cell , những nhà sản xuất LCD phải có hai model riêng biệt nhau cho mỗi Panel : một với Touch và một không có Touch . Điều này làm tăng chi phí sản xuất trong khi mức lãi ngày càng giảm . Bên cạnh đó On-Cell bị hạn chế bởi kích thước của Panel LCD , trong khi đó Sensor-on-Lens có thể lớn hơn Panel LCD cung cấp đủ chỗ cho những điểm Touch riêng biệt và là một phần trong nhiều thiết kế điện thoại thông minh .