기술의 발전은 점점 일상 생활과 최대한 유사한 방향으로 전개되고 있습니다. 디스플레이도 마찬가지입니다. 영상과 음성을 전달하는 매개체로서의 1세대 디스플레이는 시각과 청각 측면에서 기술이 발달했습니다. 사용자와 상호작용을 기술개발의 목표로 하는 2세대 기술은 촉각 측면에서 터치 기술 개발을 이끌었습니다. 앞으로는 후각과 미각 측면에서 느낌, 맛, 향기 등을 전달하는 3세대 디스플레이 기술이 개발될 전망입니다. 오늘은 손가락 하나로 금융 결재부터, 티켓 예매, SNS, 게임 등 모든 것을 가능케 하는 터치 기술에 대해, 지금부터 자세히 소개해 드리겠습니다.
친숙한 터치기술
키보드나 마우스와 달리, 터치 기반의 디스플레이는 화면을 직접 눌러서 기능을 실행하고 텍스트를 입력하기 때문에, 누구나 쉽고 편리하게 이용할 수 있다는 장점이 있습니다. 영화 아이언맨을 보면, 토니 스타크가 자비스와 대화를 하면서, 증강현실 기술을 이용해 손으로 화면을 늘리고, 줄이는 것은 물론 특정 정보를 가져오는 장면을 볼 수 있는데, 터치 기술을 이용한다면 현실에서도 충분히 가능합니다.
스마트폰 이용자라면 잠시라도 손에서 폰을 내려놓지 못하고 무엇인가를 자꾸 손가락으로 누르고 스크롤을 올리고 있는 자신을 쉽게 발견할 것입니다. 특히, 터치 기술은 직관적이므로 컴퓨터에 익숙하지 않은 아이와 노인들에게도 친숙한 기술로, 스마트폰의 급속한 대중화를 성공시킨 1등 공신입니다. 최근에는 ‘Drag, move’, ‘Zoom In/Out’ ‘Rotation’, ‘Keyboard on/off’ 등 새로운 UI(User Interface)를 통한 쉽고 편리한 Input 기능을 수행하고, 동일한 디스플레이 기기에서 동시에 여러 사람이 작업할 수 있도록 기술 지원을 하는 멀티 터치 기술이 각광받고 있습니다.
터치기술의 종류
터치스크린 패널 방식은 크게 저항막 방식, 정전용량 방식, SAW(초음파) 방식, 적외선 방식으로 크게 구분할 수 있습니다.
이 중 정전 용량은 두 전극 사이에 얼마나 전하를 저장할 수 있는가를 나타내는 물리량을 뜻합니다. 정전 용량 방식 터치센서는 터치 전후의 정전 용량의 차이를 인식해 좌표를 추출하는 것으로, 측정되는 정전 용량의 종류에 따라 셀프캡(Self-Cap.) 방식과 뮤추얼캡(Mutual-Cap.) 방식으로 나뉘며, 이들의 동작 원리는 구동 방식에서 차이가 있습니다.
[table “” not found /]일반적인 셀프 방식의 터치 센서는 센싱 전극 자체의 정전용량을 초기값으로 하여 손가락이 터치 됨에 따라서 센싱 전극에 증가하게 되는 정전 용량 성분의 변화를 인식합니다. 이 정전 용량의 변화를 감지하기 위해 각 채널에 충전과 방전을 한번씩 수행하고, X와 Y축의 각 채널에 충전 및 방전을 통한 센싱 전극 자체의 정전용량의 변화로 위치를 인식합니다.
반면, 뮤추얼 방식의 터치 센서는 Tx(Transmit, 송신)에서 발생한 전기장이 손가락으로 흡수되어 터치에 의해 Tx와 Rx(Receive 수신) 사이의 뮤추얼 정전 용량이 감소합니다. Tx 전극과 Rx 전극 사이의 Charge Coupling에 의해 Tx 신호가 Rx 전극으로 전달됩니다.
터치 센서의 구조별 분류
터치 기술은 터치 센서의 위치에 따라서 크게 다음과 같이 분류되며, 각각의 특징을 갖습니다.
먼저, 애드온(Add-on)은 LCM 위에 터치 센서를 부착하는 외장형 방식입니다. 글라스 또는 필름에TSP를 형성한 후 별도로 보호용 강화유리나 필름을 붙이는 것이죠. 이런 방식 중 최근 활발히 개발되고 있는 구조가 OGS(One Glass Solution) 방식입니다. OGS는 강화 유리에 터치 센서를 일체화 한 터치 패널 형태로 일명 G2라고 하며, 노트북에 주로 사용됩니다. OSG의 가장 큰 장점은 터치 기판을 추가로 사용하지 않기 때문에 터치 모듈의 전체 두께를 감소시킬 수 있다는 점입니다. 공정 순서는 원장 강화 글래스에 터치 전극을 형성하고 잘라서 사용합니다. 강화유리의 절단후에도 공정이 추가되어야 하고, 가격이 비싸다는 것이 널리 사용되기 어려운 점입니다. (전극 형성 후 절단 시 유리의 측면 강성 문제로 추가 공정이 필요하고, 원가 상승 이슈임)
On-cell 터치 센서는 상판 유리 배면에 센서를 형성하는 방식으로 OLED에 적용하기 유리합니다. 일반적으로 LCD와 OLED로 구분되며, LCD는 터치 센서가 LCD 기판상에 위치하고 노이즈의 차폐층이 없지만, OLED는 노이즈를 차단해 주는 차폐층이 있어 유리합니다. In-cell 터치 구성은 터치 전극을 디스플레이 패널에 내장함으로써 LCD와 TSP를 완전히 일체화시킨 것입니다. 이를 통한 효과로는 생산비용이 저렴하고, 모듈의 박형화가 가능하고, 광학특성 및 시인성이 향상되는 것 등이 있습니다.
지금까지 디스플레이에 사용되는 터치기술에 대해 대략적으로 살펴보았습니다. LG디스플레이는 제품군별 고객의 요구에 대응이 가능하도록 Touch 기술을 다양하게 보유하고 있으며, 두께가 얇으면서도 고사양의 터치스크린이 가능하도록 터치 기술 개발에 매진하고 있습니다. 앞으로 터치로 보다 편리해지는 디스플레이 세상, LG디스플레이와 함께 해요~
