Wie funktioniert ein Handy-Touchscreen-Display?

Touchscreen am iPad

Heutzutage sind die meisten elektronischen Artikel, die über einen Bildschirm bedient werden, mit einem Touchscreen ausgestattet. Hinter dem modernen Monitor steckt eine raffinierte Technik, die sowohl Software, als auch Hardware miteinander verbindet, sodass eine zusätzliche Tastatur oder Maus nicht mehr benötigt wird. Die Technik funktioniert dabei immer nach dem gleichen Ablauf. Die Oberfläche ist sehr bedienempfindlich und dahinter befindet sich eine Art Controller, der die Berührungen registriert und an das System weiterleitet. Das System erkennt die einzelnen Bewegungen und signalisiert dem System, einen Bedienbefehl, ähnlich wie das einer Mausbewegung durch Klicken und Vergrößern auf einem Computerbildschirm. Derartige Befehle operieren nach einem physikalischen Prinzip, bei Touchscreens sind dies in der Regel ein resistives oder kapazitives Prinzip.

Erstere nimmt den Druck wahr, welcher durch den Finger entsteht. Auf der Rückseite des Bildschirms sind zwei dünne Schichten, die durch winzige Abstandshalter voneinander separiert sind. Die letzte Schicht ist jedoch fixiert, während die Zwischenschicht, welche sich gleich hinter dem Bildschirm befindet, eher dehnbar und flexibel ist. Durch den ausgeübten Druck berühren sich beide Schichten, so wird ein Impuls erzeugt und an der Druckstelle wird Spannung freigesetzt. Dies wird von einem Controller verarbeitet und anschließend an das Betriebssystem weitergegeben. Allerdings kann dadurch die resistive Variante nur an einer Stelle am Touchdisplay einen Befehl erkennen und ist damit nicht multitouch tauglich. Versucht man, mit zwei Finger den Bildschirm zu berühren, wird einer davon komplett ignoriert. Des Weiteren können mit der Zeit kleine, feine Risse entstehen, die irgendwann dafür sorgen, dass die Befehle nur noch zeitverzögert erkannt werden.

Besser ist da das kapazitive Prinzip, welches ganz ohne Druck bedient werden kann. Hier werden zwei Koordinatennetze genutzt, die über Elektronen strukturiert sind. Diese sind jeweils horizontal als auch vertikal angeordnet. Darüber hinaus ist zwischen den Elektroden ein Dielektrium, ein isoliertes Material. Unterhalb befindet sich ein Schaltkreis, um die jeweiligen Kreuzungspunkte der Elektroden zu ermitteln. Die obere Schicht besteht dann aus Glas, damit das Koordinatennetz nicht beschädigt wird und der Finger leicht über die Benutzeroberfläche gesteuert werden kann. Zudem geben Finger Ladung ab, die in den Touchscreen gelotst wird. So entsteht ein elektrostatisches Feld, je nachdem wo sich der Finger befindet. Ebenfalls werden diese Signale von einem Controller verarbeitet und an das Betriebssystem weitergeleitet. Damit macht das Koordinatennetz das kapazitive Prinzip nicht nur multitouch fähig, sondern auch robuster. Lediglich die Benutzung von Gegenständen ist etwas umständlich, da diese kaum leitfähig sind. Mittlerweile werden immer mehr Anwendungen mit dem Touchscreen System und eben dem kapazitativen Prinzip ausgestattet, vor allem Laptops, Smartphones und ebsno Tablets profitieren im großen Maße von der Technik.