Touchscreens

Du tippst hunderte Male am Tag auf dein Handy, und es reagiert sofort. Aber hast du dich mal gefragt, woher das Glas eigentlich weiß, wo dein Finger ist? Die überraschende Antwort: Es spürt nicht deinen Druck. Du kannst noch so fest mit einem Plastikstift drücken, es passiert nichts. Das Display reagiert auf etwas ganz anderes, nämlich auf die elektrische Ladung deines Körpers.

Dein Finger verändert das elektrische Feld

Unter dem Glas liegt eine hauchdünne, durchsichtige Schicht aus leitfähigem Material. Sie steht unter einer kleinen elektrischen Spannung und baut ein schwaches elektrisches Feld auf. Dein Körper besteht zum Großteil aus Wasser mit gelösten Salzen und leitet deshalb Strom. Kommt dein Finger in die Nähe des Glases, zieht er ein bisschen Ladung ab und verformt das Feld an genau dieser Stelle. Das Display misst diese winzige Veränderung. Man nennt das kapazitiv, weil dein Finger und die Schicht zusammen einen kleinen Kondensator bilden, einen Ladungsspeicher. Wie viel Ladung so ein Kondensator fasst, nennt man seine Kapazität und misst sie in Farad. Dein Finger ändert sie nur um Bruchteile eines Picofarad, und ein Picofarad ist selbst schon ein Billionstel Farad. Genau das genügt dem Chip.

Ein Gitter findet den Finger

Eine Stelle zu spüren reicht nicht, das Handy muss auch wissen, wo genau. Dafür ist die leitfähige Schicht als Gitter aufgebaut: Unsichtbare Leiterbahnen laufen in Zeilen und Spalten übers Display. An jedem Kreuzungspunkt prüft ein Chip etwa 60 bis 120 Mal pro Sekunde, ob sich dort die Ladung verändert hat. Meldet zum Beispiel Spalte 12 und Zeile 7 eine Veränderung, weiß der Chip: Der Finger ist am Kreuzungspunkt von 12 und 7. Und weil jeder Kreuzungspunkt einzeln gemessen wird, erkennt das Gitter auch zwei oder mehr Finger gleichzeitig. Genau das ist Multi-Touch, ohne das Zoomen mit zwei Fingern nicht funktionieren würde.

Warum Handschuhe stören

Jetzt kannst du dir selbst erklären, warum das Handy im Winter streikt: Wolle und normales Leder leiten keinen Strom. Der Handschuh wirkt wie eine Isolierschicht zwischen deinem Finger und dem Feld, dein Körper kann keine Ladung mehr abziehen, und das Display bemerkt dich schlicht nicht. Spezielle Touch-Handschuhe haben deshalb leitfähige Fäden in den Fingerspitzen, die die Verbindung zwischen Display und Haut herstellen. Aus demselben Grund funktioniert ein Plastikstift nicht, ein spezieller Touch-Stift mit leitfähiger Spitze aber schon.

Das Gegenstück: der resistive Touchscreen

Es gibt auch Touchscreens, die tatsächlich auf Druck reagieren: resistive Displays. Dort liegen zwei leitfähige Folien mit einem winzigen Abstand übereinander. Drückst du auf die obere Folie, berührt sie an dieser Stelle die untere, und der Stromkreis verrät die Position. Das funktioniert mit Handschuhen, Stiften und jedem Gegenstand, ist aber weniger präzise und erkennt meist nur einen Druckpunkt. Deshalb findest du resistive Displays heute vor allem an älteren Fahrkartenautomaten und an Industriemaschinen, während im Handy die kapazitive Technik gewonnen hat.