Ecrane tactile: cum funcționează ecranele tactile. Ecranul tactil al telefonului dvs.: rezistiv, capacitiv sau capacitiv proiectat

Astăzi, nimeni nu poate fi surprins de un telefon cu ecran tactil. Comenzile manuale au devenit la modă, dar puțini oameni se gândesc la ce se întâmplă când atingeți afișajul. Voi aborda modul în care funcționează cele mai comune tipuri de ecrane tactile. Comoditatea și productivitatea lucrului cu tehnologia digitală depind în primul rând de dispozitivele de introducere a informațiilor utilizate, cu ajutorul cărora o persoană controlează echipamentul și descarcă date. Cel mai răspândit și universal instrument este tastatura, care este acum larg răspândită. Cu toate acestea, nu este întotdeauna convenabil să îl utilizați. De exemplu, dimensiunile telefoanelor mobile nu permit instalarea de chei mari, drept urmare viteza de introducere a informațiilor este redusă. Această problemă a fost rezolvată prin utilizarea ecranelor tactile. În doar câțiva ani, au făcut o adevărată revoluție pe piață și au început să fie implementate peste tot - de la telefoane mobile și cărți electronice până la monitoare și imprimante.

Începutul boom-ului senzorial

Cumpărând noi smartphone, al cărui corp nu are un singur buton sau joystick, este puțin probabil să vă gândiți cum îl veți controla. Din punctul de vedere al utilizatorului, nu este nimic complicat în asta: doar atingeți pictograma de pe ecran cu degetul, ceea ce va duce la o acțiune - deschiderea unei ferestre pentru introducerea unui număr de telefon, SMS sau agenda de adrese. Între timp, acum 20 de ani se putea doar visa la astfel de oportunități.

Ecranul tactil a fost inventat în SUA în a doua jumătate a anilor 60 a secolului trecut, dar până la începutul anilor 90 a fost folosit în principal în echipamente medicale și industriale pentru a înlocui dispozitivele tradiționale de intrare, a căror utilizare este plină de dificultăți în anumite condiții. conditii de operare. Pe măsură ce dimensiunea computerelor a scăzut și au apărut PDA-urile, a apărut întrebarea cu privire la îmbunătățirea sistemelor lor de control. În 1998, a apărut primul handheld cu ecran tactil și sistem de introducere și recunoaștere a scrisului de mână Mesaje Apple Newton, și în curând comunicatori cu ecrane tactile.

În 2006, aproape toți marii producători au început să producă smartphone-uri cu ecrane tactile, iar după apariție Apple iPhoneîn 2007, a început un adevărat boom tactil - afișaje de acest tip au apărut în imprimante, e-readere, diferite tipuri de computere etc. Ce se întâmplă când atingeți un ecran tactil și cum „știe” dispozitivul unde exact ați apăsat?

Principiul de funcționare al ecranului tactil rezistiv

De-a lungul istoriei de 40 de ani a ecranelor tactile, au fost dezvoltate mai multe tipuri de aceste dispozitive de intrare, pe baza diferitelor principii fizice care sunt folosite pentru a determina locația atingerii. În prezent, două tipuri de afișaje sunt cele mai răspândite - rezistive și capacitive. În plus, există ecrane care pot înregistra mai multe clicuri simultan ( Atingere multiplă) sau doar unul.

Ecranele realizate folosind tehnologia rezistivă constau din două părți principale - un strat superior flexibil și un strat inferior rigid. Ca prima se pot folosi diverse folii de plastic sau poliester, iar a doua este din sticlă. Straturi dintr-o membrană flexibilă și un material rezistiv (care are rezistență electrică) care conduce curentul electric sunt aplicate pe părțile interioare ale ambelor suprafețe. Spațiul dintre ele este umplut cu un dielectric.

La marginile fiecărui strat există plăci metalice subțiri - electrozi. În stratul posterior cu material rezistiv sunt amplasate vertical, iar în stratul frontal - orizontal. În primul caz, li se aplică o tensiune constantă și un curent electric trece de la un electrod la altul. În acest caz, apare o cădere de tensiune proporțională cu lungimea secțiunii ecranului.

Când atingeți ecranul tactil, stratul frontal se îndoaie și interacționează cu stratul din spate, ceea ce permite controlerului să determine tensiunea de pe acesta și să calculeze coordonatele folosindu-l puncte de atingere orizontal (axa X). Pentru a reduce influența rezistenței stratului rezistiv frontal, electrozii aflați în acesta sunt legați la pământ. Apoi se efectuează operația inversă: se aplică tensiune electrozilor stratului frontal, iar cei aflați în stratul posterior sunt împămânțiți - așa este posibil să se calculeze coordonata verticală a punctului de atingere (axa Y). Acesta este principiul de funcționare al unui ecran tactil rezistiv cu patru fire (numit după numărul de electrozi).

Pe lângă cele cu patru fire, există și ecrane tactile cu cinci și opt fire. Acestea din urmă au un principiu de funcționare similar, dar mai mare precizia de pozitionare.

Principiul de funcționare și designul ecranelor tactile rezistive cu cinci fire sunt oarecum diferite de cele descrise mai sus. Stratul de acoperire rezistiv frontal este înlocuit cu un strat conductiv și este utilizat numai pentru citirea valorii tensiunii pe stratul rezistiv posterior. Are patru electrozi încorporați în colțurile ecranului, al cincilea electrod este ieșirea stratului conductor frontal. Inițial, toți cei patru electrozi ai stratului posterior sunt alimentați, iar pe stratul frontal este zero. De îndată ce un astfel de ecran tactil este atins, straturile de sus și de jos sunt conectate la un anumit punct, iar controlerul simte schimbarea tensiunii pe stratul frontal. Acesta este modul în care detectează că ecranul a fost atins. Apoi, cei doi electrozi din stratul din spate sunt împămânțiți, se calculează coordonatele axei X a punctului de atingere, apoi ceilalți doi electrozi sunt împămânțiți și se calculează coordonatele axei Y a punctului de atingere.

Principiul de funcționare al ecranului tactil capacitiv

Principiul de funcționare al ecranelor tactile capacitive se bazează pe capacitatea corpului uman de a conduce curentul electric, ceea ce indică prezența capacității electrice. În cel mai simplu caz, un astfel de ecran constă dintr-un substrat de sticlă durabil pe care se aplică un strat de material rezistiv. Patru electrozi sunt plasați în colțurile sale. Materialul rezistiv este acoperit deasupra cu un film conductor.

La toți cei patru electrozi se aplică o tensiune alternativă mică. Când o persoană atinge ecranul, o sarcină electrică trece prin piele către corp, creând un curent electric. Valoarea sa este proporțională cu distanța de la electrod (colțul panoului) la punctul de contact. Controlerul măsoară puterea curentului la toți cei patru electrozi și, pe baza acestor valori, calculează coordonatele punctului de atingere.

Precizia de poziționare a ecranelor capacitive este aproape aceeași cu cea a ecranelor rezistive. În același timp, acestea transmit mai multă lumină (până la 90%) emisă de dispozitivul de afișare. Iar absența elementelor supuse deformării le face mai fiabile: ecranul capacitiv poate rezista la peste 200 de milioane de clicuri la un moment dat și poate funcționa la temperaturi scăzute (până la -15 ° C). Cu toate acestea, stratul conductor frontal utilizat pentru determinarea poziției este sensibil la umiditate, deteriorări mecanice și contaminanți conductivi. Capacitiv ecrane Ele sunt declanșate doar atunci când sunt atinse de un obiect conducător (cu o mână fără mănuși sau un stylus special). De asemenea, ecranele de acest tip realizate folosind tehnologia clasică nu sunt capabile să urmărească mai multe clicuri în același timp.

Ecranele tactile capacitive proiectate, care sunt utilizate în iPhone-uri și dispozitive similare, au această capacitate. Are o structură mai complexă în comparație cu ecranele capacitive convenționale. Două straturi de electrozi sunt aplicate pe un substrat de sticlă, separate de un dielectric și formând o rețea (electrozii din stratul inferior sunt amplasați vertical, iar în stratul superior - orizontal). Grila de electrozi împreună cu corpul uman formează un condensator. În punctul de contact cu degetul, are loc o modificare a capacității acestuia, controlerul detectează această schimbare, determină la ce intersecție a electrozilor a avut loc și calculează coordonatele punctului de contact din aceste date.

Astfel de ecrane au, de asemenea, înalte transparenţăși sunt capabile să funcționeze la temperaturi chiar mai scăzute (până la -40 °C). Contaminanții conductivi de electricitate îi afectează într-o măsură mai mică; ei reacționează la o mână înmănușată. Sensibilitatea ridicată permite utilizarea unui strat gros de sticlă (până la 18 mm) pentru a proteja astfel de ecrane.

Principiul de funcționare al ecranului tactil rezistiv cu patru fire

1. Stratul rezistiv superior se îndoaie și intră în contact cu cel inferior.
2. Controlerul detectează tensiunea la punctul de atingere de pe stratul inferior și calculează coordonatele axei X a punctului de atingere.
3. Controlerul detectează tensiunea la punctul de atingere de pe stratul superior și determină coordonatele punctului de atingere de-a lungul axei Y.

Principiul de funcționare al ecranului tactil rezistiv cu cinci fire

1. Ecranul poate fi atins cu orice obiect dur.
2. Stratul conductor superior se îndoaie și intră în contact cu partea de jos, ceea ce indică atingerea ecranului.
3. Doi dintre cei patru electrozi ai stratului inferior sunt legați la pământ, controlerul determină tensiunea în punctul de contact și calculează coordonatele punctului de-a lungul axei X.
4. Ceilalți doi electrozi sunt legați la pământ, controlerul determină tensiunea la punctul de contact și calculează coordonatele punctului de-a lungul axei Y.

Avantaje

• Cost scăzut
• Rezistență ridicată la pete
• Poate fi atins de orice obiect dur

Defecte

• Durabilitate redusă (1 milion de clicuri la un moment dat pentru un cu patru fire, 35 de milioane de clicuri pentru unul cu cinci fire) și rezistență la vandalism
• Transmisie scăzută a luminii (nu mai mult de 85%)
• Nu acceptă Multitouch

Exemple de dispozitive

• Telefoane (de exemplu, Nokia 5800, NTS Touch Diamond), PDA-uri, computere (de exemplu, MSI Wind Top AE1900), echipamente industriale și medicale.

Principiul de funcționare

1. Ecranul este atins cu un obiect conductiv (deget, stilou special).
2. Curentul trece de la ecran la obiect.
3. Controlerul măsoară curentul în colțurile ecranului și determină coordonatele punctului de atingere.

Avantaje

• Durabilitate ridicată (până la 200 de milioane de clicuri), capacitatea de a funcționa la temperaturi scăzute (până la -15 ° C)

Defecte

• Susceptibil la umiditate, contaminanți conductivi
• Nu acceptă Multitouch

Exemple de dispozitive

• Telefoane, touchpad-uri (de exemplu, în playerul iRiver VZO), PDA-uri, bancomate, chioșcuri.

Principiul de funcționare

1. Un obiect conductiv este atins sau apropiat de ecran, formând cu el un condensator.
2. La punctul de contact, capacitatea electrică se modifică.
3. Controlerul înregistrează modificarea și determină la ce intersecție a electrozilor a avut loc. Pe baza acestor date, sunt calculate coordonatele punctului de atingere.

Avantaje

• Durabilitate ridicată (până la 200 de milioane de clicuri), capacitatea de a funcționa la temperaturi scăzute (până la -40 °C)
• Rezistență ridicată la vandal (ecranul poate fi acoperit cu un strat de sticlă de până la 18 mm grosime)
• Transmitență ridicată a luminii (mai mult de 90%)
• Multitouch acceptat

Defecte

• Reacționează doar la atingerea unui obiect conducător (deget, stilou special)

Exemple de dispozitive

• Telefoane (de exemplu, iPhone), touchpad-uri, ecrane de laptop și computer (de exemplu, HP TouchSmart tx2), chioșcuri electronice, bancomate, terminale de plată.

Windows 7

A devenit posibil să controlați computerul folosind gesturile „Defilare”, „Înainte/înapoi”, „Rotire” și „Zoom”. Sistemul de operare Windows 7 este mult mai bine adaptat pentru a funcționa cu ecrane tactile decât toate versiunile anterioare. 06 acest lucru este evidențiat de interfața și bara de activități modificate, în care au apărut pictograme pătrate în locul butoanelor dreptunghiulare care simbolizează programele care rulează - sunt mult mai convenabile de apăsat cu degetul. În plus, a apărut o nouă caracteristică - listele de salt, permițându-vă să găsiți rapid fișiere deschise recent sau articole lansate frecvent. Pentru a activa această funcție, pur și simplu trageți pictograma programului pe Desktop.

Pentru prima dată, la sistemul de operare Windows a fost adăugată o opțiune de recunoaștere a gesturilor tactile, care sunt asociate cu execuția funcțiilor individuale. Astfel, în Windows 7, a apărut derularea la atingere și, la fel ca, de exemplu, la Apple iPhone, posibilitatea de a mări imagini sau documente prin mișcarea a două degete în direcții diferite. A existat și mișcare responsabilă de rotirea imaginii. Operațiuni precum copierea, ștergerea și lipirea pot fi, de asemenea, atribuite gesturi separate. Butoanele tastaturii de pe ecran se aprind atunci când sunt atinse, ceea ce face mai ușor de utilizat pe un ecran tactil. Iar capacitatea de a recunoaște textul scris de mână vă permite să introduceți rapid mesaje mici.

Omenirii i-a plăcut întotdeauna să fie împărțită în grupuri: catolici și protestanți, vegetarieni și mâncători de carne, fani ai ecranelor tactile și cei care nu au nicio poftă specială pentru ele. Din fericire, este puțin probabil ca techno-geeks să înceapă un război sau o cruciada împotriva celor care nu împărtășesc punctul lor de vedere, în ciuda faptului că armata de adepți ai interfețelor „orientate pe degete” crește cu viteza de dezvoltare a tehnologiei în sine. . Cum funcționează totul?

Smartphone-uri și tablete: cum funcționează ecranul?

Primul ecran tactil a apărut acum 40 de ani în SUA. O grilă de raze IR, constând din blocuri de 16x16, a fost instalată în sistemul informatic Plato IV. Primul televizor cu ecran tactil a fost prezentat la Târgul Mondial din 1982, iar un an mai târziu a fost prezentat primul computer personal, HP-150. Ecranele tactile au apărut în telefoane mult mai târziu: în 2004, la Congresul 3GSM (cum era numită expoziția Mobile World Congress la acea vreme), Philips a prezentat jurnaliştilor trei modele (Philips 550, 755 și 759). La acea vreme, operatorii de telefonie mobilă aveau mari speranțe în serviciul MMS, așa că principalele funcții ale ecranului tactil se limitau la divertisment: pentru a face MMS-ul mai emoționant, dezvoltatorii ofereau utilizatorilor să proceseze fotografii folosind un stylus - semnează, desenează detalii - și abia apoi trimiteți destinatarului.

În același timp, a devenit posibilă utilizarea unei tastaturi virtuale, dar din moment ce toate modelele aveau o tastatură digitală, iar ecranul tactil a crescut semnificativ costul dispozitivelor, acestea au fost uitate pentru o vreme. Un an mai târziu, a apărut Fly X7 - o bară de bomboane complet touchscreen fără tastatură, din păcate, cu o serie de defecte hardware, care, împreună cu obscuritatea de atunci a mărcii, l-au îngropat printre modele neremarcabile. Și acestea nu au fost singurele încercări de a crea ceva nou, totuși, în ciuda mai multor predecesori, primele modele cu drepturi depline „orientate pe degete” pot fi numite doar Apple iPhone, LG KE850 PRADA și linia HTC Touch, care a apărut. pe piata in 2007. Au marcat începutul erei telefoanelor tactile.

Strict vorbind, elementul tactil nu este un ecran - este o suprafață conductoare care funcționează în tandem cu ecranul și vă permite să introduceți date folosind un deget sau alt obiect.

Cum recunoaște ecranul atingerea?

Există multe tipuri de ecrane tactile, dar ne vom concentra doar pe cele care sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele mobile: smartphone-uri și tablete.

Un afișaj rezistiv constă dintr-o membrană de plastic flexibilă și un panou de sticlă, cu spațiul dintre ele umplut cu microizolatori care izolează suprafața conductoare. Când apăsați ecranul cu degetul sau stiloul, panoul și membrana se închid, iar controlerul înregistrează modificarea rezistenței, pe baza căreia electronica inteligentă determină coordonatele presei. Principalele avantaje sunt costul redus și ușurința de fabricare, ceea ce reduce costul de piață al dispozitivului final.

Un alt avantaj neîndoielnic este că ecranul răspunde la orice presiune - atunci când lucrați cu el, nu este necesar să folosiți un stilou sau un deget conductiv special; un stilou sau orice alt obiect cu care puteți apăsa pe un anumit punct de pe ecran este destul de potrivit pentru asta. Ecranul rezistiv este rezistent la murdărie. O serie de operațiuni pot fi efectuate chiar și cu o mână înmănușată - de exemplu, răspunsul la un apel în sezonul rece. Cu toate acestea, nu a fost lipsit de dezavantajele sale. Un ecran rezistiv se zgâria ușor, așa că este indicat să îl acoperiți cu o folie de protecție specială, care la rândul său nu are cel mai bun efect asupra calității imaginii. Mai mult, aceste zgârieturi tind să crească în dimensiune.

Ecranul are o transparență redusă - transmite doar 85% din lumina care emană de pe afișaj. La temperaturi scăzute, ecranul „îngheață” și răspunde mai puțin la apăsare și nu este foarte durabil (35 de milioane de clicuri pe un singur punct). Precursorii ecranelor rezistive au fost ecranele tactile matriceale, a căror bază era o rețea tactilă: pe sticlă se aplicau conductori orizontali, iar pe membrană se aplicau conductori verticali. Când ați atins ecranul, ghidajele s-au închis și au indicat coordonatele punctului. Această tehnologie este folosită și astăzi, dar cu greu o mai vezi pe smartphone-uri.

Circuit de ecran rezistiv

Tehnologia ecranelor capacitive se bazează pe faptul că o persoană are o capacitate electrică mare și este capabilă să conducă curentul. Pentru ca totul să funcționeze, pe ecran este aplicat un strat conductiv subțire și este furnizat un curent alternativ slab de magnitudine mică în fiecare dintre cele patru colțuri. Când atingeți ecranul, apare un punct de scurgere, care depinde de cât de departe de colțul afișajului a avut loc atingerea. Această valoare este folosită pentru a determina coordonatele punctului. Astfel de ecrane sunt mai rezistente la zgârieturi, nu permit trecerea lichidului, sunt mai durabile (aproximativ 200 de milioane de clicuri) și mai transparente în comparație cu cele rezistive și, de asemenea, răspund la cele mai ușoare atingeri. Cu toate acestea, acest lucru are și dezavantajele sale - în timpul unei conversații puteți atinge stângaci telefonul la ureche și puteți lansa cu ușurință o aplicație; nu puteți răspunde la apel cu o mână înmănușată - conductivitatea electrică nu este aceeași. Costul mai mare al ecranului, desigur, afectează prețul dispozitivului.

Circuit de ecran capacitiv

Cum funcționează iPhone-ul meu?

Tipurile mai avansate de ecrane capacitive includ ecranele capacitive de proiecție. Un electrod este aplicat pe suprafața interioară a sticlei; o persoană acționează ca al doilea electrod. Când atingeți ecranul, se formează un condensator, prin măsurarea capacității căreia puteți determina coordonatele atingerii. Deoarece electrodul este aplicat pe suprafața interioară a ecranului, este foarte rezistent la contaminare; Stratul de sticlă poate ajunge la 18 mm, ceea ce poate crește semnificativ durata de viață a afișajului și rezistența la deteriorarea mecanică.

Una dintre cele mai interesante caracteristici ale ecranelor capacitive proiectate este suportul pentru tehnologia multi-touch. De asemenea, au o sensibilitate mare și au o gamă relativ largă de temperatură de funcționare, dar totuși nu interacționează foarte bine cu o mână înmănușată. S-ar părea că acest lucru i-ar putea deruta pe potențialii cumpărători, dar în urmă cu câțiva ani, unul dintre antreprenorii fani coreeni de iPhone s-a gândit să folosească un cârnați obișnuit ca stilou, a cărui conductivitate electrică făcea posibil să răspundă la un apel. Tendința controversată a provocat o furtună de încântare pe forumuri și a atras atenția producătorilor de accesorii, care au lansat spre vânzare un stylus special pentru cârnați. Are cel puțin un avantaj față de un cârnați obișnuit - nu lasă urme grase pe ecranul dispozitivului.

Diagrama ecranului capacitiv proiectiv

Indiferent de tehnologia ecranului, acesta are o serie de caracteristici tipice. Pe lângă rezoluție, principalele caracteristici ale ecranului includ unghiul de vizualizare și redarea culorilor, care depind de tipul de afișare. Conceptul de reproducere a culorii este indisolubil legat de „profunzimea culorii”, un termen care se referă la cantitatea de memorie în numărul de biți folosiți pentru stocarea și transmiterea culorii. Cu cât sunt mai multe biți, cu atât culorile sunt mai profunde. Ecranele LCD moderne de pe smartphone-uri și tablete afișează culori pe 18 biți (mai mult de 262 de mii de nuanțe). Maximul posibil în acest moment este TrueColor pe 24 de biți, care este capabil să reproducă peste 16 milioane de nuanțe în matrice AMOLED și IPS.

Unghiul de vizualizare, ca orice unghi, este măsurat în grade și caracterizează valoarea la care luminozitatea și lizibilitatea ecranului scade de cel mult de două ori atunci când îl privești direct perpendicular. Ecranele LCD au această caracteristică, dar nu OLED.

Comparația playerelor media: argumente pro și contra

ZOOM.CNews

Tipuri de ecrane pentru smartphone și tablete

În prezent, producția de smartphone-uri și tablete utilizează de obicei fie afișaje LCD, fie OLED.

Ecranele LCD au la bază cristale lichide, care nu au propria strălucire, așa că necesită absolut o lumină de fundal. Sub influență externă (temperatură sau electrică), cristalele pot schimba structura și devin opace. Controlând curentul, puteți crea inscripții sau imagini pe afișaj.

Circuit de pixeli LCD

Ecranele cu cristale lichide utilizate în smartphone-uri și tablete sunt în mare parte cu matrice activă (TFT). TFT-urile folosesc tranzistori transparente cu peliculă subțire care sunt situate chiar sub suprafața ecranului. Un tranzistor separat este responsabil pentru fiecare pixel al imaginii, astfel încât imaginea este actualizată rapid și ușor.

Odată cu apariția matricelor LCD TFT, timpul de răspuns al afișajului a crescut semnificativ, dar rămân probleme cu redarea culorilor, unghiurile de vizualizare și pixelii morți.

Circuit de pixeli LCD

Cele mai comune matrice TFT sunt TN+film și IPS. TN+film este cea mai simplă tehnologie. Filmul este un strat suplimentar care este folosit pentru a mări unghiul de vizualizare. Avantajele unor astfel de matrici sunt timpul scurt de răspuns și costul redus, dezavantajele sunt redarea slabă a culorilor și, din păcate, unghiurile de vizualizare (120-140 de grade). În matricele IPS (In-Plane-Switchin), a fost posibil să creșteți unghiul de vizualizare la 178 de grade, să creșteți contrastul și reproducerea culorii la 24 de biți și să obțineți o culoare neagră profundă: în această matrice, al doilea filtru este întotdeauna perpendicular pe primul , deci lumina nu trece prin el. Dar timpul de răspuns este încă mic. Super-IPS este un succesor direct al IPS cu timp de răspuns redus.

Matricea PLS (Plain-to-Line Switchin) a apărut în măruntaiele Samsung ca o alternativă la IPS. Avantajele sale includ o densitate mai mare de pixeli decât IPS, luminozitate ridicată și reproducere bună a culorilor, consum redus de energie și unghiuri mari de vizualizare. Timpul de răspuns este comparabil cu Super-IPS. Printre deficiențe se numără iluminarea neuniformă. Următoarea generație, Super-PLS, a depășit IPS la unghiurile de vizualizare cu 100% și cu 10% în contrast. De asemenea, aceste matrici s-au dovedit a fi mai ieftin de produs cu până la 15%.

În producția de afișaje OLED, se folosesc diode organice emițătoare de lumină, care își emit propria strălucire atunci când sunt expuse la electricitate. În comparație cu afișajele LCD, OLED are multe avantaje. În primul rând, nu folosesc iluminare suplimentară de fundal, ceea ce înseamnă că bateria smartphone-ului nu se consumă la fel de repede ca în cazul LCD-ului. În al doilea rând, ecranele OLED sunt mai subțiri. Grosimea și designul dispozitivului depind direct de această caracteristică. În plus, afișajele OLED pot fi flexibile, ceea ce este de bun augur pentru evoluțiile viitoare. OLED nu are un astfel de parametru precum „unghiul de vizualizare” - imaginea este clar vizibilă din orice unghi. OLED conduce, de asemenea, în luminozitate și contrast (1.000.000:1).

Este lăudat pentru culorile sale vibrante și bogate și, separat, pentru negrul profund. Dar există, desigur, dezavantaje. Una dintre principalele este fragilitatea: compușii organici sunt instabili pentru mediu și tind să se estompeze, iar unele culori ale spectrului suferă mai mult decât altele. Deși dacă îți schimbi telefonul la fiecare trei ani, este puțin probabil ca acesta să fie un argument împotriva achiziției. În plus, OLED-ul este încă mai scump de fabricat decât LCD-ul.

Circuit OLED

Ecranele OLED de a doua generație au, de asemenea, în mare parte matrice activă TFT. Se numesc AMOLED. Principalul avantaj este consumul de energie și mai mic, dezavantajele sunt imposibilitatea de citire a imaginii în lumina puternică a soarelui.

Circuit AMOLED

Următorii pași în dezvoltarea tehnologiei au fost ecranele SuperAMOLED, pe care Samsung a început să le folosească. Diferența lor fundamentală față de AMOLED este că filmele cu tranzistori activi (TFT) sunt integrate într-un film de semiconductori. Acest lucru oferă o creștere cu 20% a luminozității, o reducere cu 20% a consumului de energie și o creștere a lizibilității la lumina soarelui cu până la 80%!

Circuit SUPERAMOLED

Nu confundați ecranele realizate folosind tehnologia OLED cu ecranele cu iluminare din spate LED - acestea sunt lucruri complet diferite. În acest ultim caz, un afișaj LCD obișnuit primește iluminare din spate sau laterală cu LED-uri, ceea ce, desigur, îmbunătățește calitatea imaginii, dar încă nu ajunge la AMOLED sau SuperAMOLED.

Ce ne rezervă viitorul?

În acest moment, cele mai clare și mai previzibile perspective așteaptă ecranele OLED. Deja acum pe Internet puteți găsi informații despre tehnologia viitorului apropiat QLED - LED-uri bazate pe puncte cuantice (nanocristal semiconductor care strălucește atunci când este expus la curent sau lumină). Punctele forte ale acestei tehnologii sunt luminozitatea ridicată, costul redus de producție, o gamă largă de culori, consumul redus de energie. Punctele cuantice, care formează baza noii tehnologii, au o altă proprietate importantă - sunt capabile să emită culori pure din punct de vedere spectral. Deja, se prevede că această tehnologie va avea un viitor strălucit. Samsung a dezvoltat deja un ecran QLED color de 4 inchi, dar nu se grăbește să lanseze noul produs în producție de masă.

Prototip de afișaj QLED

Dar Samsung a confirmat că producția în masă de afișaje OLED flexibile va începe anul acesta. Primele dispozitive vor fi probabil smartphone-urile și tabletele. Grosimea mică a ecranului și proprietățile fizice ale panoului vor crește semnificativ suprafața utilizabilă a ecranului și vor elibera mâinile tehno-designerilor.

O altă tehnologie promițătoare este IGZO, care este dezvoltată de Sharp. Se bazează pe cercetările profesorului Hideo Hosono, care a decis să arunce o privire mai atentă asupra semiconductorilor alternativi și, ca urmare, a dezvoltat tehnologia TAOS (Transparent Amorphe Oxide Semiconductors) - semiconductori de oxid amorf transparent care conțin oxizi de indiu, galiu și zinc (InGaZnO) , prescurtat ca IGZO. Diferența dintre amestec și siliciu amorf, care a fost folosit în producția de TFT, poate reduce semnificativ timpul de răspuns, poate crește semnificativ rezoluția ecranului, îl face mai luminos și mai contrastat. Apple a devenit foarte interesat de perspectivele acestei tehnologii și a investit un miliard de dolari în producția de display-uri IGZO.

Când discutați despre telefoane mobile, smartphone-uri sau tablete, este posibil să auziți cuvântul touchscreen. Din context se poate înțelege că ecranul tactil este cumva conectat la ecranul dispozitivului, dar nu toată lumea știe ce fel de piesă este și ce funcții îndeplinește. În acest articol vă vom spune ce este un ecran tactil pe un telefon sau smartphone, de ce este necesar și cum funcționează.

Ecran tactil sau ecran tactil este un dispozitiv care vă permite să introduceți informații într-un computer prin atingerea ecranului acestuia cu ajutorul unui stilou special sau pur și simplu folosind degetele. Această tehnologie elimină nevoia de butoane hardware suplimentare, ceea ce îmbunătățește gradul de utilizare și poate reduce costul întregului dispozitiv.

Această metodă de introducere a informațiilor a fost inventată în SUA în anii 70 ai secolului trecut. Primul computer cu ecran tactil a fost sistemul PLATO IV, care a apărut în 1972. Ecranul tactil a funcționat pe baza unei grile de raze infraroșii. Aproximativ în aceeași perioadă, primul ecran tactil cu tehnologie rezistivă a fost dezvoltat de Samuel Hearst. Și în 1982 a apărut primul televizor cu ecran tactil rezistiv.

Tehnologia de fabricare a ecranelor tactile s-a dezvoltat și la începutul anilor 2000 a început să fie utilizată activ în producția de dispozitive mobile. Mai întâi au apărut computerele de buzunar cu ecran tactil, apoi telefoanele, smartphone-urile și tabletele. Utilizarea ecranului tactil a extins semnificativ capacitățile dispozitivelor mobile, ceea ce a devenit impulsul unei creșteri semnificative în această industrie.

Acum, ecranul tactil este folosit peste tot, este încorporat în telefoane, smartphone-uri, tablete, laptopuri, PC-uri all-in-one și monitoare. Ecranele tactile sunt, de asemenea, utilizate în mod activ în industria auto, medicale, industriale și electrocasnice. De fapt, orice dispozitiv care necesită introducerea de informații poate fi echipat cu un astfel de ecran.

Cum funcționează ecranul tactil?

Există mai multe tehnologii pentru producerea ecranelor tactile, care se bazează pe principii complet diferite. Una dintre cele mai vechi și mai comune opțiuni este tehnologia rezistivă.

Ecran tactil rezistiv constă dintr-o suprafață din plastic moale și un panou de sticlă, pe care se aplică un strat rezistiv special. Când apăsați pe ecran, suprafața moale superioară atinge panoul de sticlă și circuitul electric este închis. Acest contact vă permite să măsurați rezistența și să determinați punctul în care două suprafețe au fost conectate.

Principiul de funcționare al unui ecran tactil rezistiv.

În trecut, ecranele rezistive erau principala tehnologie pentru producția de ecrane tactile. În special, acestea au fost utilizate în dispozitivele mobile (PDA-uri, telefoane și smartphone-uri). Dar, din cauza fiabilității scăzute și a transmisiei slabe a luminii, acestea sunt acum din ce în ce mai mult înlocuite cu ecrane tactile capacitive.

Ecran tactil capacitiv se bazează pe faptul că atunci când atingeți ecranul cu degetul, curentul se scurge. Această scurgere poate fi măsurată și punctul în care s-a produs scurgerea poate fi determinat. Designul ecranului tactil capacitiv constă dintr-un panou de sticlă, care este acoperit cu un strat rezistiv special. Electrozii sunt atașați la colțurile ecranului; aceștia aplică o tensiune mică pe ecran. În momentul în care atingeți ecranul, apare o scurgere de curent, care este detectată în toate cele patru colțuri ale panoului de sticlă. Informațiile primite sunt transmise controlorului, care determină coordonatele scurgerii.

Principiul de funcționare al ecranului tactil capacitiv.

Datorită designului lor mai simplu, ecranele tactile capacitive sunt mult mai fiabile. Ele pot rezista până la 200 de milioane de clicuri (față de 35 de milioane pentru modelele rezistive), ceea ce este mai mult decât suficient pentru orice dispozitiv. De asemenea, un ecran tactil capacitiv permite imagini de calitate superioară, ceea ce este deosebit de important pentru telefoane și smartphone-uri, care sunt adesea folosite pentru realizarea de fotografii și vizualizarea fotografiilor.

Datorită acestor avantaje, tehnologia capacitivă este acum predominantă. 100% dintre toate dispozitivele mobile folosesc tehnologia cu ecran tactil capacitiv. Monitoarele, laptopurile și computerele all-in-one folosesc, de asemenea, predominant ecrane tactile capacitive. În momentul de față, ecranele rezistive se găsesc doar în echipamentele medicale și industriale, precum și în terminalele de autoservire.

Ecranul tactil și defecțiunile acestuia

După cum am menționat deja, ecranul tactil capacitiv, care este folosit în telefoane și smartphone-uri, este destul de fiabil. Prin urmare, cu o utilizare adecvată, va dura atât timp cât este necesar. Dar, datorită faptului că este construit pe un panou de sticlă, este destul de vulnerabil la impacturi. Chiar și un mic impact poate provoca o fisură, care va face ecranul tactil inutilizabil.

Ecran tactil de la un telefon Samsung.

Într-o astfel de situație, doar înlocuirea ecranului tactil va ajuta. La modelele de telefoane mai vechi, această parte ar putea fi schimbată, lăsând ecranul vechi. Acest lucru a făcut ca înlocuirea să fie destul de simplă și ieftină. Dar acum ecranul tactil este cel mai adesea parte a ecranului în sine și nu poate fi înlocuit separat, ceea ce crește semnificativ costul reparațiilor.

Pentru a evita astfel de cheltuieli, vă puteți proteja telefonul în avans. Pentru a face acest lucru, trebuie să lipiți o sticlă de protecție peste ecranul tactil. O astfel de sticlă nu afectează în niciun fel performanța panoului tactil, dar o poate salva dacă dispozitivul cade.

Tabletele, multe smartphone-uri, precum și monitoarele și afișajele de pe aparatele de uz casnic sunt echipate cu ecrane tactile. Această tehnologie mulțumește, în primul rând, cu designul său atractiv și, în al doilea rând, cu funcționalitatea și simplitatea. În plus, acum nu mai este nevoie să pierdeți spațiu la plasarea butoanelor, ceea ce este și foarte convenabil. Citiți despre tipurile de ecrane, structura lor, principiile de funcționare, argumente pro și contra în articolul nostru.

Cele mai populare tipuri de senzori

Senzori rezistivi

Senzorul rezistiv este format dintr-o membrană de plastic (primul strat) și un panou din sticlă (al doilea strat). Între aceste straturi este așezat un microizolator, conceput pentru a proteja suprafețele conductoare una de cealaltă. Electrozii sunt amplasați pe suprafețele straturilor (în primul strat rulează orizontal, în al doilea – vertical). Apăsând pe ecran, provoci închiderea straturilor; un senzor special vă citește presa și o transformă într-un semnal care este transmis procesorului. Drept urmare, ecranul reacționează la sarcina stabilită prin atingere - de exemplu, pornește un videoclip, deschide un document etc.

Această tehnologie este considerată destul de simplă și, prin urmare, nu se cheltuiesc prea mulți bani pentru producția de ecrane rezistive. Ca urmare, produsele cu ele ajung adesea în segmentul de preț bugetar, care este principalul avantaj al echipamentelor cu ecrane rezistive. Echipamentele cu display-uri rezistive sunt prezentate in cantitati mari si sortiment. Printre dezavantajele acestui tip de senzori se numără lipsa suportului pentru gesturi multiple, vizibilitatea slabă la soare/în lumină puternică, rezistența scăzută la uzură și precizia scăzută.

Senzori capacitivi

Această tehnologie este mai avansată - acceptă multi-touch, are vizibilitate decentă în lumină puternică, rezistență mai bună la uzură și un nivel mai ridicat de precizie. Dezavantajele includ prețul mai mare al dispozitivelor cu ecrane capacitive și o reacție negativă la expunerea la lichide.

Cum funcționează acest tip de ecran tactil? Rolul cheie aici este jucat de electrozii amplasați în colțurile afișajului și care transmit fluxuri alternative de electricitate unul către celălalt. Ca urmare, se formează un fel de rețea de curent. Prin apăsarea pe ecran, o persoană schimbă direcția curentului, ceea ce permite sistemului să determine locația presei și, în consecință, să calculeze și să execute comanda necesară. În acest caz, corpul uman, împreună cu ecranul însuși, acționează ca conductori de curent. Ecranul este format din sticlă acoperită cu un material rezistiv care asigură un contact electric eficient.

Senzori cu infrarosu

Rama ecranului (din sticlă) include receptori și emițători de raze infraroșii. Când lucrează, ele formează o rețea în infraroșu pe suprafața afișajului. Făcând clic pe ecran, vom bloca accesul la anumite raze - sistemul va calcula această locație și va calcula sarcina corespunzătoare pe care va trebui să o îndeplinească.

Dezavantajele includ acuratețea nu foarte mare (mai ales în lumină puternică), „teama” de contaminare și costul ridicat al produselor cu afișaje cu infraroșu. Printre avantaje se numără vizibilitatea bună la soare și durabilitatea.

Tipuri mai puțin populare de senzori

Senzori matrici

Sistemul de matrice este similar cu modul în care senzorul funcționează în modelele de afișaj rezistiv. Pe membrană sunt aplicați numai conductori de curent verticali, iar pe sticlă se aplică conductori de curent orizontali. Apăsarea cauzează o închidere, pe care sistemul o calculează și apoi o transformă în realizarea unei anumite sarcini.

Ecranele matrice sunt rar folosite astăzi, deoarece sunt considerate foarte inexacte și, prin urmare, neproductive.

Ecrane cu unde acustice de suprafață

Traductoarele piezoelectrice sunt încorporate în diferite colțuri ale panoului de sticlă. De-a lungul perimetrului afișajului există senzori care primesc și reflectă semnale. Un controler special asigură generarea de semnal de înaltă frecvență. Apăsarea pe afișaj inițiază execuția unei sarcini.

În acest articol ne vom uita la diferite tipuri de ecrane tactile, caracteristicile lor, avantajele și dezavantajele tehnologiei.

"Atingere multiplă"

Această tehnologie vă permite să recunoașteți mai multe atingeri în diferite puncte de pe ecran în același timp. Acest lucru deschide noi posibilități în gestionarea dispozitivelor. Un exemplu de tehnologie multi-touch este Apple iPhone.

Ecrane tactile capacitive

De exemplu: HTC Wildfire

Elementul sensibil al unui ecran tactil capacitiv este acoperit cu sticlă cu un compus conductor transparent (de obicei un aliaj de oxid de indiu și oxid de staniu). La colțurile panoului sunt patru electrozi care aplică o mică tensiune alternativă stratului conductor.

Atunci când un deget (sau alt obiect conductiv) atinge un astfel de ecran, se formează un cuplaj capacitiv între deget și ecran (scurgere de curent), care provoacă un impuls de curent către punctul de contact. Controlerul ecran măsoară puterea curentului generat în toți cei patru electrozi. Curentul electric din fiecare colț al ecranului este proporțional cu distanța până la punctul de atingere, astfel încât controlerul poate compara pur și simplu acești curenți pentru a determina unde se face atingerea.

Pro: Ecran de încredere, transparent, cu timp de răspuns rapid, rezistență și durabilitate ridicate.

Dezavantajele unui astfel de ecran sunt că poate fi controlat doar cu degetele sau cu un stylus special cu capacitate electrică. Prin urmare, iarna puteți uita să folosiți un astfel de ecran cu mănuși. Și în plus, la temperaturi scăzute, caracteristicile electrice ale senzorului se schimbă și, uneori, este posibil să nu funcționeze corect (de la determinarea incorectă a coordonatelor presei până la inoperabilitatea completă).

Ecrane capacitive proiectate

De exemplu: Apple iPhone

Există un alt tip de senzor capacitiv - un ecran capacitiv proiectat. Pe partea din spate este aplicată o rețea de electrozi, căreia îi este furnizat un curent slab, iar locul de contact este determinat de puncte cu capacitate crescută.

Astfel de ecrane, pe lângă transparența și durabilitatea ridicate, au două avantaje mai importante - substratul de sticlă poate fi realizat atât de puternic cât se dorește (și destul de gros) și permit, de asemenea, utilizarea tehnologiei multi-touch, pe care ecranele capacitive convenționale ar putea nu-și permit.

Dezavantajul poate fi o precizie puțin mai scăzută în determinarea coordonatelor clicului.

Ecrane tactile rezistive

De exemplu: HTC Touch Diamond

Ecranul rezistiv răspunde doar la presiune. Ecranul este un afișaj cu cristale lichide din sticlă pe care este aplicată o membrană flexibilă. Pe laturile de contact se aplică o compoziție rezistivă, iar spațiul dintre planuri este împărțit de un dielectric.

Când apăsați ecranul cu degetul (sau cu orice alt obiect), acesta intră în contact cu membrana, iar curentul începe să curgă în punctul de contact. Pentru a determina locația atingerii, controlerul ecranului măsoară tensiunea în perechi între electrozii aflați la marginile panoului. Un astfel de ecran se numește 4 fire (există și 5-6-7 fire, care au unele diferențe).

Particularitatea ecranului rezistiv este că necesită efort fizic pentru a funcționa și recunoaște presiunea cu unghia mai bine decât cu un tampon și reacționează la orice obiecte care ating suprafața. Dispozitivele cu ecrane rezistive sunt adesea echipate cu stilouri. Un astfel de afișaj oferă un control de precizie mai mare (cu un stylus puteți lovi literalmente un pixel, în timp ce cu un deget pe un ecran capacitiv puteți lovi doar o zonă destul de mare), dar datorită contactului constant cu obiecte dure, membrana flexibilă devine rapid acoperite cu zgârieturi. Majoritatea dispozitivelor mobile sunt echipate cu ecrane rezistive.

Dezavantajele ecranelor rezistive includ și transmisia scăzută a luminii - nu mai mult de 70-85%, ceea ce necesită o luminozitate crescută a luminii de fundal.

Dar aceste ecrane sunt extrem de ieftine de produs, ceea ce explică distribuția lor largă.