Mit der flächendeckenden Verbreitung von Smartphones verbreiteten sich nicht nur neue drahtlose Übertragungstechnologien in Windeseile. Berührungssensitive Bildschirme sind mittlerweile bei den allermeisten Geräten Standard. Doch wie funktionieren diese überhaupt?
Die ersten Touchscreens wurden bereits Ende der 60er Jahre bei IBM entwickelt. Sie konnten allerdings nur einfache Berührungen registrieren. Die Multitouch-Technologie, also das mehrere Finger gleichzeitig registriert werden, wurde erstmals im Jahre 1982 an der Universität in Toronto entwickelt. Die Forscher nutzten dazu noch eine Kamera, um die einzelnen Finger zu registrieren. Ein paar Jahre später wurde die Kamera dann durch eine kapazitives System ersetzt. Eine umfangreiche Geschichte der Multitouch-Technologie gibt es hier. Heute stehen für die Umsetzung von Touchscreens mehrere verschiedene Technologien zur Verfügung. Die wichtigsten sind resistive und kapazitive Touchscreens.
Resistiv
Resistive Touchscreens bestehen aus einer äußeren Polyesterschicht und einer Glas- oder Kunststoffscheibe die durch Abstandhalter voneinander getrennt sind. Die einander zugewandten Seiten sind mit einem lichtdurchlässigen Halbleiter namens Indiumzinnoxid (ITO) beschichtet.
Wenn jetzt Druck, z.B. in Form eines Fingers, der auf das Display drückt, auf das Polyester ausgeübt wird, werden die Oxidschichten an dieser Stelle zusammengedrückt. Zur Positionsbestimmung wird an die untere Schicht eine Gleichspannung angelegt und anschließend an der oberen Schicht die Spannungen relativ zur Kontaktstelle gemessen. Durch die gemessenen Spannungen lässt sich die Position der Druckstelle berechnen. Dieser Vorgang verläuft in wenigen Millisekunden einmal von links nach rechts und anschließend von oben nach unten.
Der größte Vorteil der resistiven Touchscreens sind die geringen Herstellungskosten. Da resistive Touchscreens außerdem nur auf Druck reagieren, können diese auch mit Stylus oder Handschuhen bedient werden, allerdings ist es etwas komplizierter Multitouch-Systeme mit dieser Technologie zu bauen. Deshalb wird auch gerade im Smartphone-Bereich häufiger auf kapazitive Bildschirme zurückgegriffen. Trotzdem haben resistive Touchscreens ihre Daseinsberechtigung und werden beispielsweise im Controller der Wii U eingesetzt.
Kapazitiv
Kapazitive Touchscreens bestehen aus einem Isolator, meistens Glas, auf dem eine dünne Schicht eines leitenden Materials, wie etwa Indiumzinnoxid aufgedampft wird. Es gibt einige verschiedene Bauarten, von denen im Mobilbereich meistens die Projiziert-kapazitive Touchscreen-Technologie (PCT) gewählt wird. Hier wird das Indiumzinnoxid in Streifen- oder Rautenmuster auf das Glas aufgetragen.
Dort wo sich die Streifen oder Rauten überlagern entstehen kleine Kondensatoren, die Energie in einem elektrostatischen Feld speichern. Das elektrische Feld wird durch eine Wechselspannung an einer der Schichten erzeugt. Da diese Kondensatoren sehr klein sind, können kapazitive Medien, wie beispielsweise ein Finger, die Eigenschaften der Kondensatoren verändern. Dadurch entsteht eine Störung im elektrostatischen Feld, die über Messsensoren registriert wird und aus der die Position des Fingers berechnet werden kann.
Der Name rührt daher, dass die Metalloxidschichten auf der Innenseite der Glasscheiben angebracht sind, das Feld also durch das Glas durchprojiziert wird. Früher wurde das Indiumzinnoxid noch an der Außenseite angebracht und nutzte sich daher schnell ab.
Die Vorteile der kapazitien Touchscreens sind die erhöhte Empfindlichkeit und die Beherrschung anderer Touchscreen Funktionen wie Gesten- oder Multitoucherkennung. Dafür sind sie jedoch teurer. Kapazitive Touchscreens werden heutzutage praktisch in allen Smartphones oder Tablet-PCs verbaut. Außerdem finden sie Anwendung in neuartigen Präsentationssystemen (http://www.fingermarks.de/multitouch-display), Spielkonsolen und -automaten, Kaufhäusern oder zur Fahrplanauskunft am Bahnhof.
