• Thứ Ba, 27/08/2013 15:18 (GMT+7)

    Công nghệ cảm ứng trên thiết bị di động

    Huy Thắng
    Màn hình cảm ứng điện dung ngày nay đã trở thành một chuẩn mực trên smartphone và tablet. Các hãng sản xuất hiện cung cấp hai công nghệ cảm ứng điện dung khác nhau là in-cell và on-cell. Công nghệ hiện đại này cũng cho phép tạo ra các thiết bị di động ngày càng mỏng hơn trong thời gian sắp tới.


     

    Giống như chiếc iPhone đầu tiên đã khởi động khuynh hướng màn hình cảm ứng điện dung, iPhone 5 có thể sẽ khởi động một khuynh hướng màn hình cảm ứng điện dung in-cell hoàn toàn mới.

    Công nghệ màn hình cảm ứng đã thực sự xuất hiện hàng chục năm nay, tuy nhiên trong vòng khoảng 4-5 năm gần đây công nghệ này mới được sử dụng phổ biến trong điện thoại thông minh (smartphone) và máy tính bảng (tablet). Với sự ra đời của chiếc iPhone đời đầu do Apple sản xuất, các hãng điện thoại sau này hầu như đã hoàn toàn chuyển sang dùng công nghệ cảm ứng điện dung. Trước đó, điện thoại cảm ứng chủ yếu sử dụng công nghệ điện trở và vài loại màn hình cảm ứng của các thiết bị không thuộc lĩnh vực di động lại dùng công nghệ cảm ứng hồng ngoại.

    Về cơ bản, màn hình cảm ứng điện dung là một khung lưới gồm các điện cực nhỏ trong suốt. Các hàng điện cực dọc và ngang đều được định vị, tại các điểm giao nhau đều có một tụ điện được tạo ra. Cơ thể con người là một vật dẫn điện và khi chạm vào màn hình bằng ngón tay thì thiết bị sẽ nhận biết được điểm tiếp xúc này, sau đó truyền về bộ xử lý để thực hiện tác vụ tương ứng. Hiện tượng này có thể đo được trực tiếp trên lớp cảm ứng vì bộ điều khiển cảm biến cảm ứng có thể phản ứng theo thay đổi về trường tĩnh điện.

    Công nghệ cảm ứng điện dung còn hỗ trợ đa chạm, tức là có thể ghi nhận các điểm chạm đồng thời trên lớp điện dung, trong khi công nghệ cảm ứng điện trở trước đây chỉ nhận biết một điểm cho mỗi lần chạm.

    Lớp cảm ứng được đặt giữa màn hình LCD và một lớp kính bảo vệ bên ngoài
    Các hãng sản xuất trước đây thường dùng 3 lớp trong màn hình cảm ứng. Các thành phần này thường được sản xuất từ nhiều nhà sản xuất khác nhau: nhà sản xuất LCD làm màn hình LCD, nhà sản xuất cảm biến cảm ứng làm lớp màn hình cảm ứng và nhà sản xuất kính như Corning làm lớp kính ngoài bảo vệ.

    Trên đa số các màn hình cảm ứng truyền thống, lớp màn hình cảm ứng thường được đặt giữa màn hình hiển thị LCD thật sự ở dưới cùng và một lớp phủ ở bên trên bằng kính (thường là lớp kính Gorilla của hãng Corning). Các lớp này được nối với nhau bằng lớp kết dính.

    Công nghệ cảm ứng của các hãng sản xuất gần đây thường có hai loại: công nghệ in-cell được dùng trong màn hình Retina của mẫu điện thoại iPhone 5 (còn được gọi là cảm ứng tích hợp) và công nghệ on-cell được dùng trong các loại smartphone của LG hay trong màn hình Super AMOLED của Samsung.

    In-cell và on-cell là hai phương pháp khác nhau, trong đó công nghệ in-cell khó sản xuất nhất. Cả hai đều có thể giúp giảm thiểu đáng kể độ dày của màn hình đồng thời cải thiện độ bão hòa màu sắc.

    Khi chuyển sang dùng công nghệ cảm ứng in-cell và on-cell, bạn có thể có được smartphone và tablet mỏng hơn nhiều với màn hình hiển thị hình ảnh tốt hơn.
    iPhone 5 là một trong những điện thoại đầu tiên sử dụng công nghệ cảm ứng in-cell và đó là một trong những lý do mẫu điện thoại này mỏng như thế.
    Công nghệ in-cell để chỉ loại màn hình có lớp cảm ứng được đặt vào bên trong, giữa lớp kính bảo vệ bên ngoài và màn hình hiển thị. Tuy nhiên, một số hãng lại chuyển lớp cảm ứng lên trên lớp kính bên ngoài và công nghệ này được gọi là on-cell, hay còn có tên là G2. Cả hai lớp này đều hoàn toàn thích hợp cho điện cực cảm ứng.

    Có thể chia các loại smartphone cảm ứng trên thị trường hiện nay thành 3 loại:

    • Loại 3 lớp: Đa số các loại smartphone vẫn còn dùng công nghệ cũ có 3 lớp, trong đó có các mẫu iPhone 4/4S và hầu hết các loại smartphone khác sản xuất trong những năm gần đây.

    • Loại on-cell: Công nghệ này được dùng trong màn hình Super AMOLED của Samsung, chẳng hạn như các model điện thoại cao cấp của Samsung như Galaxy S3, S4 và Galaxy Nexus.

    • Loại in-cell: Công nghệ này được dùng trong rất ít điện thoại hiện nay. Mẫu iPhone 5 mới của Apple và mẫu Xperia P của Sony là những điện thoại đầu tiên sử dụng công nghệ in-cell.

    Đối với công nghệ on-cell, việc khó khăn là phải đặt các điện cực trên kính bảo vệ, thường là một loại kính siêu bền chịu lực. Trước hết là phải gia cường lớp kính, sau đó mới áp công nghệ cảm ứng vào. Các bước này khó thực hiện hơn là sản xuất một lớp cảm ứng riêng như đã từng áp dụng trước đây trong công nghệ cảm ứng 3 lớp.

    Đối với công nghệ in-cell, các điện cực phải được đặt lên một lớp kính bên trong màn hình LCD. Công nghệ này có hai thách thức chính. Trước tiên là phải đặt các tụ điện cảm ứng phụ thuộc vào các điện cực bên trong màn hình. Màn hình này cũng bị phụ thuộc vào các điện cực và có thể bị gây nhiễu. Hai là, khi tích hợp cảm ứng trực tiếp vào trong màn hình, trường hợp màn hình hiển thị bị lỗi hay hệ thống xử lý cảm ứng bị lỗi thường sẽ làm cho toàn bộ module không sử dụng được. Trong khi đó, nếu màn hình công nghệ on-cell bị lỗi, bạn có thể chỉ phải loại bỏ lớp kính. Hay việc xử lý vấn đề lỗi đối với màn hình cảm ứng công nghệ 3 lớp trước đây cũng đơn giản hơn vì các lớp này nằm hoàn toàn tách rời.

    Hiện nay, màn hình cảm ứng in-cell và on-cell đang được sản xuất nhiều hơn và trong thời gian sắp tới, các loại smartphone và tablet mới sẽ mỏng hơn đáng kể, ứng dụng cả công nghệ màn hình cảm ứng in-cell lẫn on-cell.

    Trong tương lai, người dùng có thể sẽ kỳ vọng có được những loại smartphone và tablet mỏng hơn nhiều. Không những các bộ cảm biến sẽ nằm gần màn hình hơn, mà màn hình hiển thị cũng sẽ mỏng hơn nhờ nhiều lý do. Thậm chí, lớp kính Gorilla bảo vệ gần đây cũng đã được làm mỏng hơn chỉ còn 0,5mm. Với công nghệ on-cell và in-cell, bạn cũng có thể hy vọng có được độ bão hòa màu tốt hơn vì ánh sáng phải đi qua ít lớp hơn. Nhờ vào hệ thống xử lý, phản hồi cảm ứng có thể được chính xác hơn. Và sau cùng, công nghệ on-cell và in-cell giúp bạn cảm thấy đang thật sự chạm vào màn hình hiển thị của điện thoại chứ không phải đang chạm vào một lớp kính bên ngoài.
     
    Bằng cách gỡ bỏ lớp cảm ứng, màn hình có thể trở nên mỏng hơn nhiều. Trong ảnh, bạn thấy cách Synaptics đã gỡ bỏ lớp cảm ứng và tạo ra một màn hình hiển thị in-cell có hệ số truyền ánh sáng tốt hơn. Nguồn: Synaptics.

    ID: A1308_8