همه چیز درباره Touch screen

تاچ اسکرین چیست؟ این پرسشی ست که به رغم پاسخ ساده ای که برای آن در نگاه اول وجود دارد در عمل با تعابیر گوناگون و متنوعی روبرو می گردد که به تکنولوژِی های متفاوت در ساخت صفحات لمسی باز می گردد. در مقاله پیش رو، قصد داریم تا با نگاهی به تکنولوژی Touch Screen به معرفی روش های مختلف ساخت صفحه نمایش های لمسی با تکیه بر نمونه های موبایلی بپردازیم. با ما همراه شوید.

فناوری که امروزه ما آن را به نام Touch Screen و یا صفحه نمایش های لمسی می شناسیم نخستین بار در سال 1971 و در مرکز تحقیقات دانشگاه کنتاکی آمریکا پا در عرصه وجود گذاشت جائیکه دکتر Samuel Hurst در جریان کار بروی رساله های پایان نامه دانشجویان این مرکز بعلت عملیات وقت گیری که بررسی داده های مختلف به همراه داشت با اختراع اولین حس گر لمسی به روش ساده تری برای ورود اطلاعات دست یافت این حس گر که دکتر هرست آن را Elograph نامید (Electronics Graphics) به مانند نمونه های امروزی شفاف و حساس نبود ولی بعدها پایه ای برای تاسیس شرکتی تحت نام Elographics برای کار بروی این تکنولوژی نوظهور گردید. سه سال بعد نمونه شفاف این تکنولوژی در سال 1974 ارائه شد و در سال 1977 شرکت Elographics موفق به ساخت نمونه شفاف مقاومتی پنج سیمه (5-Wire resistive) شد که تا به امروز نیز یکی از کارامد ترین روش های ساخت صفحه نمایش های لمسی به حساب می آید.
در مجموع سه روش مشخص برای ساخت صفحات لمسی وجود دارد که در یک نگاه گذرا عبارتند از صفحات لمسی مقاومتی، صفحات خازنی و نمونه های مبتنی بر اشعه مادون قرمز که در ادامه به بررسی هر کدام از این سه روش می پردازیم:

1-صفحه نمایش های لمسی مقاومتی: این روش ساخت که با نام صفحات فشاری نیز شناخته می شوند گسترده ترین نوع صفحات لمسی هستند که از تکنولوژِی ساخت ساده تر و در نتیجه ارزان تری نسبت به رقبا برخوردار بوده و بیش از همه در نمونه های مبتنی بر ویندوز موبایل (همانند HTC Touch Diamond و یا HTC TyTNΙΙ) دیده می شود.
تکنولوژی ساخت این گونه صفحه نمایش ها شامل سه روش می شود که عبارتند از نمونه های چهار سیمه، پنج سیمه و هشت سیمه که نمونه 5 سیمه آن از دیگر موارد کاربرد بیشتر و گسترده تری دارد در این روش گذشته از لایه های حفاظتی و خش گیر صفحه نمایش، از سه لایه مختلف برای اجرای عملیات استفاده می شود بطوریکه دو لایه حاوی جریان الکتریکی یکی در رو و دیگری در زیر جای گرفته است و در میان این دو نیز لایه اضافه دیگری دیده می شود که بروی این لایه میانی قطعات پلاستیکی نقطه نقطه ای در فواصل معین جای گرفته اند که مانع از تماس دو لایه روئی و زیری در مواقعی که تماسی صورت نگرفته است می شوند اما در هنگام لمس شدن صفحه نمایش بعلت فشار وارده بر صفحات دو لایه روئی و زیرین بهم می چسبند که با چسبیدن این دولایه به یکدیگر، بعلت باردار بودن هر دو لایه، مداری الکتریکی بسته می شود که با محاسبه میزان بار الکتریکی جریان یافته بین صفحات به راحتی می توان محل دقیق تماس را در آن بدست آورد. این روش ساده و موثر اما در عین حال چند مشکل کوچک و بزرگ نیز دارد که از آن میان می توان به عدم امکان لمس چندین نقطه در یک زمان، کاهش نور ارسالی صفحه نمایش به 85 درصد میزان واقعی و خش پذیری سریع آن اشاره کرد. سادگی، کاهش هزینه ها و امکان فشردن صفحه نمایش با هر وسیله دلخواه از نقاط قوت این فناوری هستند. این صفحات در برابر آب و گرد و خاک مقاوم بوده و عمر مفیدی در حدود 35 میلیون کلیک دارند.


2-صفحه نمایش های خازنی یا الکترواستاتیک: اینگونه صفحه نمایش ها که حیات دوباره خود را مدیون سوپر استار فوق محبوبی چون Apple iPhone می دانند از تکنولوژی پیشرفه تر و درنتیجه کاملا گرانتری در قیاس با روش قبلی برخوردارند که بر این اساس نشان آنها را تنها در نمونه های گرانقیمت بازار می توان پیدا کرد. در مجموع تاکنون دو روش مختلف در ساخت این فناوری ارائه شده است که شامل انواع Multi Touch و نمونه های فاقد آن می باشد که از آن میان محبوب ترین موارد حاضر در دسته اول شامل Apple iPhone و iPod Touch بوده و از مدل های ساده این فناوری نیز می توان به LG Prada اشاره کرد.
در ساخت اینگونه صفحات بر خلاف دسته اول تنها از یک لایه استفاده شده است که این لایه بطور کامل از مواد هادی جریان الکتریکی پوشانده شده (عمدتا اکسید ایندیوم) و جریان الکتریکی مستمر و دائمی در آن برقرار می باشد و درهنگام تماس دست با این صفحه نمایش بعلت وجود بار الکتریکی در بدن انسان تغییر مشخص و مشهودی در جریان این لایه بوجود آمده و این همان نکته ای ست که برای تشخیص دقیق نقطه تماس مورد استفاده قرار می گیرد. از نقاط مثبت این فناوری می توان به امکان لمس بیش از یک تقطه در یک زمان، مقاومت در برابر خش، رطوبت و گرد و خاک، عمر بسیار طولانی (225 میلیون کلیک) و امکان عبور درصد بیشتری از نور تولید شده (در حدود 92 درصد) اشاره کرد اما در سوی مقابل مشکلات پیش روی این فناوری عبارت است از هزینه بالای تولید و اجبار در تماس مستقیم دست با صفحه نمایش (حتی بدون دستکش).


3-صفحات لمسی بر پایه تکنولوژِی مادون قرمز: این تکنولوژی بعلت گرانی بیش از اندازه نسبت به سایرین بسیار کمیاب تر است و اصولا نشان آنها را تنها در اجزای لمسی همانند کلیدهای لمسی می توان پیدا کرد و تقریبا نمونه ای وجود ندارد که از این فناوری در ساخت صفحه نمایش استفاده کند. دو شیوه ساخت در این فناوری عبارتند از سنسور حرارتی و حس گر نوری که از بنیان با یکدیگر متفاوتند. در تکنولوژی حرارتی که نمونه آن را در مدل هایی U600 از سامسونگ و K850 از سونی اریکسون می توان پیدا کرد، مبنای حس شدن کلیدها میزان حرارتی ست که جسم برقرار کننده تماس (مانند انگشت دست) تولید می کند که از همین ابتدا بزرگترین مشکل اینگونه کلیدها مشخص می شود بطوریکه اگر با دست سرد اینگونه کلیدها را بفشارید اتفاق خاصی نمی افتد. دومین شیوه اجرای این فناوری یعنی حس گر نوری که تنها نمونه حال حاضر آن را در محصولی تحت نام N2 از شرکت Neonode می توان پیدا کرد بر این مبنا عمل می کند که در محل تماس سنسوری قرار گرفته است که دائما در حال ارسال اشعه مادون قرمز که برای چشم انسان قابل رویت نیست بوده و بدین ترتیب با حس کردن این قسمت توسط هر شی ء دلخواه بدلیل قطع شدن ارسال موج (چیز شبیه دزدگیرهای نوری که در فیلم های پلیسی دیده می شود)، دستگاه متوجه تماس می گردد. این روش همانطور که می توانید حدس بزنید گرانترین نوع اجرای فناوری لمسی بوده و به همین علت بسیار به ندرت استفاده می شود. بزرگترین حسن این روش در عمر بالای آن (عملا بیش از هفت سال) و عدم تاثیر در روشنای صفحه نمایش است و مشکلات پیش روی آن بجز عدم امکان لمس بیش از یک نقطه در یک زمان، تاثیر پذیری و کاهش کیفیت آن در نور شدید می باشد.