다아라 매거진 _ 2018.03

기술뉴스

[Technical News]고감도 휘어지는 투명 터치센서 개발

나노입자와 주방 랩을 접목, 3D터치 키보드 등에 적용

[Technical News]고감도 휘어지는 투명 터치센서 개발 - 다아라매거진 기술뉴스
개발된 투명 터치센서


손가락으로 누르는 힘의 세기에 따라 대소문자를 구별하는 고감도 3D터치 키보드에 투명함과 유연함이 더해졌다. 심우영 교수(연세대학교) 연구팀이 나노입자를 활용해 고감도 투명 플렉시블 압력센서를 개발했다고 한국연구재단(이사장 조무제)은 밝혔다.

유리처럼 투명하고 종이처럼 휘어지는 웨어러블 기기에 대한 관심이 증가하고 있지만, 기술적인 한계로 인해 대중화되지 못하고 있다. 복잡한 고비용 표면처리 공정이 요구되는 것은 물론이고, 터치센서의 민감도를 높이기 위한 표면의 미세구조로 인해 투명도가 저하되기 때문에 민감도와 투명도를 동시에 향상시키는 것이 불가능했다.

연구팀은 빛이 잘 투과하는 실리카 나노입자가 터치센서 표면에 돌출되도록 제작했다. 거친 표면을 이용해 압력감지 성능을 극대화했고, 터치센서를 투과해도 색깔의 변화 없이 선명하게 보일 정도로 투명도도 우수하다.

개발된 터치센서는 공정이 간단할 뿐만 아니라 주방에서 사용하는 랩, OHP 필름 등 다양한 일상적인 재료 위에 제작할 수 있어 매우 경제적인 장점이 있다.

심우영 교수는 “이 연구는 트레이드오프 관계로 여겨지던 민감도와 투명성을 동시에 구현한 압력센서를 개발한 것”이라며, “혈압측정 헬스케어 기기와 3D터치 키보드에 기술을 적용하는 데에 성공했으며, 향후 고성능 사용자터치인터페이스와 웨어러블 기기 등으로 널리 활용될 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

이 연구를 통해 플렉서블한 특성을 가지며, 투명성을 만족함과 동시에 현저히 향상된 감도를 만족해 투명성과 고감도가 동시에 요구되는 웨어러블 디바이스 분야에 용이하게 활용될 수 있는 고감도 투명 플렉서블 압력센서가 개발됐다.

다양한 기판에 적용 가능한 장점이 있어 주방 랩, OHP 필름등 일상적으로 사용하는 재료를 이용해 저가의 고성능 압력센서를 제작 할 수 있을 것으로 기대된다.

심 교수에 따르면, 이 연구를 통해 개발된 압력센서는 눌린 위치만을 감지하는 기존의 터치센서와는 달리 누르는 세기까지 정량적으로 입력받을 수 있어 터치센서 외에도 3D 포스터치 디바이스, 헬스케어 맥박센서 등 다양한 IT기기에 활용될 수 있다. 이를 위해서는 센서의 압력에 따른 정전용량 변화를 고속으로 감지할 수 있는 알고리즘 및 구동회로가 필요하다. 통합 스마트 모듈 구동 회로와 디바이스 연동 인터페이스를 개발해 사용자 편의성을 확보해 신개념 고성능 투명 유연 압력센서 실용화가 가능하다.

심 교수는 “이번 연구의 압력센서는 높은 민감도 및 투명도와 저비용의 공정을 동시에 이뤘지만 스핀코팅 공정의 특성 상 대면적으로 제작하기에 용이하지 못했다”며, “향후 연구는 지금과 같은 공정방법을 잉크젯 프린팅(Inkjet printing) 등과 같이 대면적으로 생산 가능한 제작공정으로 변경해 대면적 센서로 생산 가능한 압력센서를 개발하고 싶다”고 말했다.

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