[Discovery] Màn hình cảm ứng hoạt động như thế nào?


Tinhte-Man-Hinh-Cam-Ung01.

Hiện nay, những chiếc smartphone, tablet đã trở thành thiết bị rất phổ biến trong cuộc sống của chúng ta. Nó cho phép chúng ta duyệt web, đọc tin tức, chơi game, nhắn tin với bạn bè,… Và tất cả những tính năng đó đều được thực hiện thông qua màn hình cảm ứng. Đó là bộ phận hết sức quan trọng trên một thiết bị thông minh và dường như, đây là cách mà chúng ta tương tác với thế giới kỹ thuật số. Vậy thật ra, màn hình cảm hoạt động như thế nào? Mời các bạn theo dõi video bên dưới nhé.

Trước khi iPhone được giới thiệu, đã có nhiều chiếc điện thoại với các công nghệ màn hình cảm ứng khác nhau. Tuy nhiên, 1 công nghệ màn hình cảm ứng phổ biến nhất thời bấy giờ là cảm ứng điện trở. Nói một cách đơn giản, bạn chỉ cần dùng tay, bút stylus hay một vật nhọn nào đó tác động lên màn hình để 2 lớp có thể dính lại với nhau. Lớp phía trên là điện trở và lớp bên dưới có chức năng dẫn điện.

Khi bạn nhấn vào và 2 lớp chạm vào nhau, điện thế tại điểm đó sẽ thay đổi và hệ thống sẽ dựa vào đó để xác định tọa độ của điểm chạm. Loại công nghệ cảm ứng này ngặn chặn tới 30% lượng ánh sáng từ đèn nền bên dưới, lại đòi hỏi người dùng phải tác động một lực tương đối lớn lên màn hình nên một số người lo ngại rằng điều này sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị. Nhưng do giá thành rẻ, chịu được môi trường không thuận lợi nên nó đã được sử dụng khá phổ biến và cho đến nay, nhiều thiết bị công cộng vẫn còn dùng loại công nghệ này.

Tiếp theo, các nhà sản xuất bắt đầu chuyển sang công nghệ màn hình cảm ứng khác, nhiều ưu điểm hơn và đặc biệt là cho phép 90% ánh sáng từ đèn nền đi qua. Đó chính là màn hình cảm ứng điện dung. Nào, hãy cùng tách các lớp trong màn hình cảm ứng điện dung ra. Lớp trên cùng chính là lớp bảo vệ. Trên những chiếc điện thoại hiện đại ngày nay, lớp này có độ bền rất cao do được phủ lên một lớp phủ đặc biệt. Dĩ nhiên là lớp phủ này không phải là hoàn toàn bất tử, nhưng trong một giới hạn nào đó, nó thật sự bảo vệ cho toàn bộ tổ hợp màn hình và cả thiết bị của bạn.

Về cơ bản thì thành phần chính của lớp kính này vẫn là cát. Người ta sẽ lấy SiO2 trong cát và trộn với một số hóa chất đặc biệt và nấu chảy nó ra. Và từ đó, tạo nên một tấm kính gọi là Aluminosilcate. Sau đó, tấm kính này sẽ được ngâm vào trong bồn chứa ion Kali. Khi đó, quá trình trao đổi ion sẽ diễn ra, các ion Na+ bên trong tấm kính sẽ đi ra dung dịch trong khi các ion K+ sẽ đi vào tấm kính. Và điều này sẽ gia tăng độ cứng, độ bền cho lớp bảo vệ của chúng ta.

Ngay bên dưới lớp kính bảo vệ là thành phần quan trọng nhất. Đó chính là lơp sợi dẫn xuất điện, mỗi sợi mỏng hơn tóc người. Khi xếp chồng lên nhau, các sợi dẫn xuất điện sẽ đan xen vuông góc với nhau, tạo nên một mạng lưới ma trận các tụ điện bao phủ toàn bộ màn hình. Khi ta dùng ngón tay chạm lên màn hình, sự hút điện của bàn tay chúng ta sẽ làm mất điện ở các tụ điện nơi tiếp xúc, từ đó làm thay đổi giá trị điện dung và thiết bị sẽ phân tích, xác định được tọa độ của điểm cảm ứng.

Và lớp dưới cùng là màn hình tinh thể lỏng LCD, nơi hình ảnh trang web, trò chơi,… của chúng ta được hiển thị. 2 lớp nói trên sẽ được gắn kết với nhau bởi một loại keo quang học mỏng và hình thành nên cái gọi là màn hình cảm ứng điện dung. Phần lớn thế hệ màn hình cảm ứng điện dung mắc phải nhược điểm là bạn không thể chạm vào màn hình khi đang đeo găng tay, hoặc một cái gì đó ngăn cách sự truyền điện giữa bạn và màn hình. Tuy nhiên, ngày nay nhiều thế hệ màn hình cảm ứng đã phần nào khắc phục được điều này bằng cách cho người dùng tăng độ nhạy của màn hình lên mức cao hơn.

Chưa dừng lại ở đó, người ta còn muốn chế tạo những chiếc màn hình cảm ứng ngày càng mỏng hơn bằng cách bỏ bớt lớp tụ điện ở giữa. Thay vào đó, chúng ta sẽ có màn hình cảm ứng điện dung công nghệ on-cell, tức là lưới tụ điện sẽ được tích hợp ngay trên mặt kính. Hoặc màn hình cảm ứng in-cell, lưới tụ điện lại được tích hợp vào lớp màn hình LCD bên dưới. Tuy điều này sẽ khiến quá trình chế tạo trở nên khó khăn hơn rất nhiều nhưng đổi lại, chúng ta sẽ có những chiếc màn hình ngày càng mỏng hơn, nhạy hơn và hiển thị hình ảnh tốt hơn. Hiện nay, một số smartphone đã bắt đầu dùng công nghệ on-cell như màn hình Super Amoled của Samsung. Còn màn hình công nghệ in-cell lại đang được trang bị cho iPhone 5, Sony Xperia P,… và một số sản phẩm khác.

Một thông tin thú vị khác là chiếc màn hình cảm ứng điện trở đầu tiên lại được giới thiệu từ năm 1973, khá sớm. Mình cũng từng viết 1 chủ đề về lịch sử của màn hình cảm ứng (bài viết tại đây), các bạn có thể theo dõi thêm nếu thấy thích nhé. Chúc vui vẻ.

Tham khảo HSW, Cerncourier, Flatpanel
Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s