국내 연구진이 위치 압력 정보를 독립적으로 측정할 수 있는 신개념 3D 센서를 개발했다. 2개 이상 센서를 겹쳐놓은 기존 방식 한계점을 극복한 것으로 사람 피부, 곡면 등 기존에 적용할 수 없었던 다양한 환경에 사용할 있다.
한국연구재단은 고승환 서울대 교수 연구팀이 위치와 압력 정보를 동시에 인식할 수 있는 투명하고 유연한 차세대 3D 터치 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.
3D 터치는 터치스크린에 손가락으로 누르는 힘의 세기를 인식해서 동작하는 기술이다. 스마트폰 등에 쓰이지만 아직 다양한 전자기기에서 활용되기에는 정확도, 투명도, 유연성이 부족하다는 평가다. 기존 기술이 기술이 터치 패널과 압력 센서의 단순한 조합이기 때문에 한계가 있었다.
연구팀은 위치·압력을 하나의 소자로 측정함으로써 기존 기술보다 정확하고, 투명도와 유연성도 갖춘 3D 터치 장치를 개발했다. 은 나노 소재, 레이저 소결 전극과 나노 와이어/폴리우레탄 아크릴레이트 전극을 이용해 세계 최초로 단일 소자로 작동하는 3D 터치 시스템을 개발했다.
PET 기판위에 빗 무늬 패턴의 은 나노 입자 소결 전극과 신축성 폴리머인 PUA에 은 나노 와이어를 침투시킨 전극이 샌드위치 형태로 포개진 구조다. 소자에 압력이 가해 질 시 소결 전극의 독특한 표면 형상 덕분에 압력을 전기 신호 변화를 통해 감지 할 수 있다. 피부위에 부착한 실험에서도 압력을 성공적으로 인식했다.
이와 함께 새로운 개념의 측정 프로토콜인 6-와이어 측정 기술을 개발, 적용했다. 압력과 위치정보를 하나의 시스템으로 측정한다. 이 시스템을 구동하기 위해서는 물결형태의 표면을 가진 전도체를 입혀야 한다. 레이저에 의한 높은 온도 기울기로 열 모세관 유동을 제어하는 형성 기법을 개발했다. 센서, 미세 열 전달 연구 분야에서 큰 파급력을 가질 것으로 기대된다.
3D 터치는 투명하고 유연한 재료로 제작했기 때문에 시스템도 성질이 유사하다.
사람피부, 곡면 디스플레이 등과 같은 기존 센서를 적용 할 수 없는 다양한 환경에서 구동할 수 있다.
고승환 교수는 “은 나노 소재에 레이저 공정을 적용해 기존 기법으로 만들어낼 수 없는 미세 물결 구조를 형성했다”면서 “이 구조의 투명하고 유연한 3D 터치는 앞으로 각광받을 곡면 디스플레이, 웨어러블 전자기기 입력 장치로 활용될 것”으로 전망했다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구, 선도연구센터)의 지원으로 수행되었다. '네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 지난달 13일 실렸다.
최호 정책기자 snoop@etnews.com
