국내 연구팀, 하이드로젤 이용 신개념 터치패널 기술 개발

 

아주경제 신희강 기자 = 미래창조과학부는 국내 연구팀이 이온을 포함한 하이드로젤을 이용, 투명하면서도 신축성이 좋은 이온 기반 터치패널의 제작 기술을 확보했다고 11일 밝혔다.

선정윤 교수(서울대학교) 연구팀은 미래부 기초연구지원사업(집단연구)지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적인 학술지 사이언스 (Science) 지에 12일자 온라인으로 게재됐다.

그간 터치패널은 모바일 기기에서부터 ATM머신에까지 전자기기의 입력장치로 많은 기기에서 사용돼왔다. 하지만 기존의 터치패널은 단단하고 잘 깨지는 일렉트로닉스 소재로 만들어져 새로운 형태의 기기인 플렉시블 웨어러블 기기에 적용되기에는 한계점을 가지고 있었다.

이에 연구팀은 이온을 포함한 하이드로젤을 이용해 투명하면서도 높은 신축성을 가지는 전극을 만들었다. 하이드로젤 내의 이온은 전기전도체로서 첨가됐으며 이를 이용해 높은 신축성을 가지는 터치패널을 만든 것.

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하이드로젤 터치 패널은 표면 정전용량식(Surface capacitive) 방식을 통해 구동됐다. 표면 정전 용량식 터치 방식은 패널의 네 모서리 끝을 흐르는 전류의 양을 측정해 이들의 비율을 통해 터치된 위치를 감지한다.

연구팀은 2차원 평면의 터치패널을 만드는 데에 앞서 먼저 1차원의 띠 형태의 하이드로젤 터치패널을 만들고 그 작동 원리를 규명했다. 띠 형태의 하이드로젤 터치패널에서 성공적으로 터치 포인트의 위치를 확인하고, 늘어난 상태에서도 동일하게 터치 포인트의 위치를 감지 할 수 있었다.

이후 영역을 확장해 2차원 평면 형태의 터치패널을 만들어 동작했다. 2차원 하이드로젤 터치패널에서도 동일한 원리를 이용하여 터치된 위치를 감지 할 수 있었으며 특히 면적을 10배 이상 늘린 상태에서도 마찬가지로 터치패널로서 동작하는 것을 확인했다.

연구팀은 하이드로젤을 이용해 기존의 터치패널이 구현하지 못하였던 구부러지고 늘어나는 터치패널을 구현했다. 미래부는 이번 연구가 기존의 한계를 넘어선 터치패널을 구현했으며 이오닉스라는 하이드로젤 기반의 새로운 연구 분야를 개척하는데 공헌을 했다고 평가했다.

선정윤 교수는 “기존의 일렉트로닉 기반의 소재들이 해결하지 못하였던 문제를 이번 연구에서 구현한 이오닉 소재를 적용한다면 그 한계의 해결이 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.