آیا می دانید فناوری لمسی موبایتان چگونه عمل میکند؟ - کالارنا

شرح کار فناوری لمسی جدید

فناوری لمسی سال‌هاست که در دنیای فناوری وجود داشته و مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما در  سال‌های اخیر شاهد بهره‌برداری وسیع از آن در اسمارت‌فون‌ها و تبلت‌ها ها بوده‌ایم. با معرفی اولین آیفون اپل و اقبال گسترده آن، شاهد بودیم که اغلب شرکت‌ها به فناوری لمسی خازنی (capacitive touch) روی آوردند. قبل از اولین آیفون، تولید کننده‌گان معمولا از فناوری لمسی مقاومتی (resistive touch)  استفاده می‌کردند و برخی از صفحات لمسی خارج از دنیای موبایل هم از فناوری لمسی مادون قرمز بهره می‌بردند. لمس خازنی تقریبا در همه تبلت‌ها و اسمارت‌فون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابرین در این مقاله تمرکز ما بر فناوری لمس خازنی (capacitive touch)  و انواع جدید آن خواهد بود. البته قبل از شروع، بهتر است بدانیم که اصلا:

صفحه لمس خازنی چیست؟

یک صفحه لمسی خازنی، شبکه‌ای نازک و شفاف از الکترودها است. الکترودها به صورت رشته‌هایی در ردیف‌های عمودی و افقی قرار دارند و در هر نقطه‌ای که همپوشانی صورت بگیرد، یک خازن تشکیل می‌گردد. همانطور که می‌دانید بدن انسان یک رسانای الکتریسیته است و هنگامی که شما با انگشت‌تان صفحه را لمس می‌نمایید، این لمس قابل اندازه‌گیری می‌باشد. زیرا سنسور لمس می‌تواند نسبت به تغییر میدان الکترواستاتیکی واکنش نشان دهد. فناوری لمس خازنی قادر است اندازه‌گیری میزان لمس را مستقیما بر روی صفحه و همان نقطه لمس شده انجام دهد و برای مثال مانند فناوری لمس مادون قرمز برای این کار وابسته به اندازه‌گیری فاصله از کناره‌های صفحه نیست. لذا فناوری لمس خازنی قادر است از قابلیت چندلمسی هم پشتیبانی نماید. یعنی اینکه می تواند نقاط لمس شده همزمان روی لایه خازنی را ثبت و مشخص نماید. در تصویر می‌توانید شمای کلی یک صفحه لمس خازنی را ببینید. الگوی شبکه‌ای می‌تواند به شکل‌های گوناگونی ساخته شود و هنر آن، در این است که ۱۰۰ درصد نامرئی خواهد بود. در اکثر نمایشگرهای لمسی که امروزه تولید می‌گردند، لایه لمسی در میان پنل نمایشگر LCD در زیر و لایه محافظ بالایی (که معمولا گوریلا گلاس است) پیچیده می‌شود. معمولا میان پنل نمایشگر و لایه لمسی هم یک فاصله وجود دارد که با هوا پر شده و سبب می‌گردد میزان اطمینان از عدم تاثیر این دو لایه تا حد امکان بالا برود. همان طور که ملاحظه می‌فرمایید، لایه لمسی میان پنل LCD و لایه محافظ بیرونی قرار می‌گیرد. آنچه که تا به اینجا می‌دانیم، این است که فناوری لمسی خازنی نیازمند یک لایه اضافی بر روی صفحه واقعی موبایل می‌باشد. اما چرا فناوری لمس را مستقیم درون پنل نمایشگر نسازیم یا اینکه آن را با لایه شیشه‌ای بالایی ادغام نکنیم؟ خب، این همان چیزی است که قصد داریم در ادامه درباره‌اش بحث کنیم و دقیقا همان چیزی است که اکنون در صنعت با دو رویکرد کاملا متفاوت در حال وقوع می‌باشد. به تازگی عبارت in-cell را که در آیفون 5 مورد استفاده قرار گرفته زیاد می‌شنویم که اپل به آن تاچ مجتمع (integrated touch) می‌گوید و از سوی دیگرِ بازار اسمارت‌فون هم عبارت on-cell شنیده می‌شود که در اسمارت‌فون‌های LG و نمایشگرهای سوپر AMOLED سامسونگ مورد استفاده قرار گرفته و برخی هم آن را با نام G2 می‌شناسند. این دو فناوری لمسی، در واقع دو رویکرد کاملا متفاوت می‌باشند و البته تولید in-cell بسیار مشکل‌تر و پیچیده‌تر است، هر دو این رویکردها هم به نازک تر شدن قابل توجه نمایشگرها و همچنین بهبود اشباع رنگ ها کمک می‌نمایند.

فناوری In-Cell در برابر On-Cell

همان طور که در عکس بالا ملاحظه نمودید، تولیدکنندگان معمولا از سه لایه استفاده می‌کنند. چون ابتدا تولیدکنندگان LCD پنل‌های ال‌سی‌دی را می‌سازند. سپس کارخانه‌های سازنده سنسور لمسی، لایه صفحه لمسی را تولید می‌کنند و در انتها هم شرکت‌هایی مانند کورنینگ، شیشه‌های محافظ رویی مانند گوریلا گلاس را تولید می‌نمایند و آنگاه شرکت تولید کننده موبایل باید این سه لایه را در کنار هم قرار دهد. اما به جای این کار شما می‌توانید فناوری لمس را به داخل لایه شیشه‌ای بیرونی انتقال دهید. که به این روش on-cell یا G2 گفته می‌شود. شما همچنین انتخاب دیگری را هم پیش رو دارید که سنسورهای لمسی را به پنل نمایشگر اصلی منتقل نمایید. این شیوه را هم in-cell می‌نامند. خوشبختانه هر دو این لایه‌ها همراهان خوبی برای الکترودهای لمس می‌باشند. 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 لمسی درون شیشه بسیار مشکل تر از به کار بردن آن به صورت جداگانه و به شکل قدیم می‌باشد و البته این کار ممکن است از میزان تاثیر لمس هم بکاهد. اما با استفاده از in-cell الکترودها به جای لایه شیشه‌ای، درون پنل ال سی دی قرار می‌گیرند. اما در اینجا با دو چالش مهم روبرو هستیم. اول اینکه قرار دادن خازن‌های لمس که وابسته به الکترودها هستند درون نمایشگری که آن هم وابسته به الکترودها است می‌تواند باعث ایجاد نویز و اغتشاش شود، دوم اینکه هنگامی که لایه لمسی به صورت مستقیم با بخش نمایشگر ادغام می‌گردد، عیب در نمایشگر یا پیاده‌سازی تاچ باعث می‌شود که کل ماژول غیر قابل استفاده گردد. با on-cell هم شما تنها می‌توانید لایه شیشه ای را بیرون بیندازید، در حالی که قبلا هر یک از سه لایه در صورت معیوب بودن، به صورت جداگانه تعویض می‌گردند. با حذف لایه لمسی، پنل‌های نمایش می‌توانند بسیار نازک تر گردند تولید صفحات لمسی in-cell و on-cell اکنون در یک مرحله گذار قرار دارد و در ماه‌ها و سال‌های آینده خواهیم دید که چگونه تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها بر اساس این دو رویکرد، به شکل قابل توجهی نازک‌تر خواهند شد. در اینجا به ذکر نمونه‌هایی از سه رویکرد فعلی فناوری لمسی خازنی در بازار اسمارت‌فون‌ها می‌پردازیم: شیوه سه لایه: هنوز بخش قابل توجهی از تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها از این رویکرد قدیمی، اما به صرفه سه لایه‌ای استفاده می‌کنند. اغلب اسمارت‌فون‌های فعلی (از جمله آیفون 4 و 4S یا گلکسی اس دوم) را می توان جزو این گروه دانست. شیوه on-cell: از نمونه‌های خوب این رویکرد می‌توان به پنل‌های سوپر AMOLED سامسونگ اشاره نمود. به خاطر داشته باشید که صفحات AMOLED معمولی سامسونگ که لقب Super را یدک نمی‌کشند این گونه نیستند. سامسونگ محصولاتی چون گلکسی S3 و گلکسی نکسوس را به این صفحه نمایش مجهز نموده است. شیوه in-cell: در حال حاضر تلفن‌های بسیار محدودی از این تکنولوژی استفاده می‌نمایند. 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 از اولین اسمارت‌فون‌هایی است که از فناوری تاچ in-cell بهره برده است و این مورد یکی از دلایل نازکی خارق‌العاده آن می‌باشد.

آینده این فناوری لمسی چه خواهد بود؟

شما انتظار چه چیزی را خواهید داشت؟ اگر تلفن‌های بسیار نازک‌تر می‌خواهید؛ نه تنها صفحات لمسی به نمایشگرها نزدیکتر شده‌اند، 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 می‌توانید انتظار اشباع رنگ بهتری را داشته باشید و نور هم برای رسیدن به شما از لایه‌های کمتری عبور می‌نماید. بسته به شیوه پیاده‌سازی و اجرا هم، واکنش صفحه لمسی روز به روز دقیق‌تر می‌گردد. و در پایان، این دو تکنولوژی چنان احساسی را به وجود می‌آورند که گویی شما خود صفحه نمایش اصلی اسمارت فون را لمس می‌نمایید و خبری از صفحه بیرونی نیست. در پایان یک سوال باقی است: چرا تنها یکی از این دو رویکرد انتخاب نشوند؟ در حقیقت این سوالی درباره پول است. کارخانجات تولید کننده صفحه لمسی مانند Wintek و TPK که معمولا لایه‌های لمسی مجزا تولید می‌نمایند، می‌توانند با کمی تغییر به تولید گونه on-cell ادامه دهند. اما با استفاده از in-cell فناوری لمس به سمت نمایشگر منتقل می‌گردد. پس در اختیار کارخانجات سازنده پنل‌های نمایشگر همانند 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 نمود. لذا تولیدکنندگان صفحه لمسی فعلی به حمایت از on-cell ادامه می‌دهند و سازندگان نمایشگر هم ترجیح می‌دهند سراغ in-cell بروند. نظر شما در مورد این روند رو به رشد این صنعت چیست؟