ما الذي مكّن الهواتف الذكيّة من الهيمنة كتقنيةٍ لتكون غزيرة الإنتاج وحاسمةً في حياتنا لدرجة أنني أفضّل أن أفقد مفاتيح سيارتي أو محفظتي بدلاً من هاتفي الذكيّ؟
إن الإجابة على هذا السؤال ليست عبارةً عن سطرٍ واحدٍ بسيط، بل هي مزيجٌ من الإجابات تتضمن تطور التطبيقات، الشبكات اللاسلكيّة، مشغليّ الإنترنت، والتسويق الرائع لستيف جوبز، لكنني أزعم أن المساهم الأكثر أهمية هو الجمع السلس بين الوظائف والتقنياتٍ المختلفة في حزمةٍ واحدة.
 |
| شاشات اللمس |
سنستكشف في هذا المقال الميزة الأكثر تفردًا لدمج تقنيات الهاتف الذكيّ ألا وهي شاشة اللمس، هناك ثلاث تقنياتٍ في شاشة اللمس، يتم دمج هذه التقنيات كلّها فوق بعضها البعض، عندما شعرتَ واستخدمتَ هاتفًا ذكيًا لأول مرة، علمتَ أنك تحمل شيئًا ثوريًا، شيئًا مختلفًا عن جميع الهواتف السابقة.
كيف تعمل شاشات اللمس
لم تكن تلك التقنياتٍ جديدة، حيث استخدمت العديد من الأجهزة واجهةً تعمل باللمس وكانت شاشات العرض الملونة هي المعيار لمعظم الهواتف، حتى أنه تم اكتشاف الزجاج المقوى في القرن الثامن عشر ولكن العنصر المبتكر كان جمعها بسلاسة، طبقةً فوق أخرى مثل السحر.
إذًا دعنا ندخل في طبقات شاشة اللمس، في الأعلى لدينا الزجاج الواقي، لقد تعرض الكثير منا لحادث تحطم الشاشة ولكن فكِّر في عدد المرات التي أسقطتها فيها ولم يحدث ذلك، لأن زجاج الهاتف الذكيّ أقوى بخمس مراتٍ من الزجاج العاديّ، وقبل ظهور أول هاتف آيفون في عام 2007.
 |
| طبقات الشاشة |
كانت تصنع شاشات الهواتف المحمولة من البلاستيك، وعلى الرغم من أن البلاستيك لا ينكسر، إلا أنه يمكن خدشه بسهولة، إذا كانت الشاشة مغطاةً بالبلاستيك فلن تدوم أكثر من أسبوعٍ داخل جيبك إلى جانب مفاتيحك قبل أن تتعرض للعشرات من الخدوش في كلِّ مكان.
ما الذي يجعل الزجاج المقوى أقوى بكثير في الشاشة
لأن ذرات البوتاسيوم أكبر بكثير فهي تولِّد قوة ضغطٍ كبيرةٍ على سطح الزجاج.
أسفل الزجاج المقوى شاشة لمسٍ سعويّة تستشعر وجود وموقع المواد الموصِلة مثل طرف إصبعك، وتتكون شاشة اللمس هذه من طبقتين من البوليسترمطبوع عليها أنماط تشبه رقعة الشطرنج و لكن مع فصل الأبيض عن الأسود مع عازلٍ شفافٍ بصريًا في المنتصف، تتم طباعة النمط الشبيه برقعة الشطرنج هذا بمادةٍ شفافةٍ تدعى أكسيد قصدير الإنديوم أو ITO والتي تعمل كموصِل.
 |
| شاشة اللمس السعوية |
التقنية القابعة خلف هذه التكنولوجية الساحرة
دعونا نلقي نظرةً فاحصةً على كيفية عملها، لنفترض أننا راكمنا مجموعةً من الإلكترونات على هذه المربعات الزرقاء، ولكن نظرًا لوجود عازلٍ في الطريق لا تستطيع الإلكترونات أن تتحرك، تولِّد الإلكترونات مجالًا كهربائيًا سالبًا يؤدي إلى تراكم مجموعةٍ من الشحنات الموجبة على المربعات الصفراء، وهذا ما يسمى بالمكثِّف.
 |
| طبقات ITO بينهما عازل |
والآن عندما نحرِّك مادةً موصلةً مثل طرف الإصبع بالقرب من هذا المكثِّف يُشتَّت المجال الكهربائيّ مما يغير كمية الشحنات الموجبة التي تتراكم على المربعات الصفراء ، ليتم قياس التغير في الشحنات الموجبة على المربعات الصفراء، فيقوم المعالج بتسجيل ذلك كلمسة، ويتم اكتشاف موقع اللمس عن طريق مسح الشحنات أو الجهد على طول صفوف المربعات الزرقاء أثناء قياس كلِّ عمودٍ من المربعات الصفراء.
لاحظ أن كلَّ صفٍ من المربعات الزرقاء متصلٌ بالآخر، كذلك تتصل الأعمدة من المربعات الصفراء، وهذا النظام يشكِل شبكةً من الأعمدة الزرقاء والصفوف الصفراء، فقط للتوضيح مرةً أخرى كلُّ هذه المكونات مصنوعةٌ من موادٍ شفافة، يتطلب قياس كلِّ نقطةٍ الكثير من الدوائر، لذلك نقيس فقط كلَّ عمود، حيث يتم إرسال الشحنة أو الجهد إلى كلِّ صفٍ في تتابعٍ سريعٍ حتى يتمكن المعالج من تسجيل لمساتٍ متعددةٍ مرةً واحدة.
شاشة العرض OLED خلف شاشة اللمس
يقع تحتها شاشةٌ تستخدم تقنية LCD أو OLED، برغم أن كلًا من شاشة LCD وشاشة OLED تنتج صورًا عالية الجودة، إلا أننا سنركز في هذه الفقرة على تقنية OLED لأنها المعيار في معظم الهواتف الذكيّة الجديدة، تعني OLED الصمام الثنائيَّ العضويَّ الباعث للضوء.
شاشة OLED عالية الدقة هذه هي ما يولِّد الصور عالية الجودة التي نراها عندما ننظر إلى هاتفنا الذكيّ، إنها شبكة معقدة ومجنونة، يمكن أن تحتوي الهواتف المتطورة لعام 2018 على أكثر من 3.3 مليون بكسل، مما يعني أن هناك 10 ملايين ضوءٍ مجهريٍّ يمكن التحكم في إضاءته بشكلٍ فرديٍّ بالألوان الأحمر، الأخضر والأزرق كلّها موجودةٌ في راحة يدك.
مما تتكون شاشات OLED
تتكون شاشات OLED من شبكةٍ ضخمةٍ من وحدات البكسل الفرديّة، وكلُّ بكسلٍ مكوّنٌ من ثلاثة أضواء مجهرية من الأحمر، الأخضر والأزرق، ويتم التحكم في شدة كلِّ ضوء بواسطة ترانزستور رقيقٍ صغير يعمل كمبدلٍ لشدة الإضاءة.
 |
| شبكة البكسلات |
يتم إنتاج الفوتونات في الضوء المجهري بواسطة الإلكترونات التي يتم دفعها من الطرف السالب إلى الطرف الموجب، عندما تمرُّ عبر هذه الطبقة الوسطى التي تدعى الطبقة الباعثة، تنبعث الفوتونات من خلال إطلاق طاقة، تحدِّد المركبات المستخدمة في تركيب الطبقة الباعثة لون الضوء المنبعث وتعتمد شدة هذا الضوء على عدد الإلكترونات التي تمرُّ عبرها، هذا التفسير مبسطٌ إلى حدٍّ كبيرٍ ولكن البحث، الهندسة والعلوم وراء OLED واسعة النطاق.
 |
| إنبعاث الإلكترونات |
دعونا نلخِّص ما سبق
في الأسفل شاشة OLED مكوّنة من 10 ملايين مصباحٍ ملونٍ صغير، فوقها شاشة لمسٍ سعويّةٍ شفافةٍ يمكن أن تستشعر لمسةً واحدةً أو عدة لمساتٍ في وقتٍ واحد، وفوقها زجاجٌ مقوىً يحمي شاشتك من الخدوش ومعظم حالات السقوط.
أصبحت أنت أيضًا الآن خبيرٌ في شاشات اللمس، إذا كان لديك أيَّ أسئلةٍ أخرى، قم بنشرها في التعليقات أدناه، اشترك وأخبر أصدقائك وعائلتك عن أيِّ شيءٍ تعلمته.
المصدر Branch Education
