Touch screens are used in various fields such as smart phones, Internet of things (IOT) and wearable electronics. Conventional pressure sensors used to recognize touches have nonlinear sensitivity, which makes it difficult to input various functions. In addition, present pressure sensors with linear sensitivity are not transparent, making it difficult to apply them in touch screens.
To overcome these limitations, we developed pressure sensors with high transmittance and linear sensitivity. For attaining high transmittance, we use refractive index- matching technology to minimize light scattering on the micro-pyramid structure surface. And by designing a unique structure in which the linear conversion to pressure-electric signal takes place when a pressure sensor is under load, we attained linear sensitivity of the pressure sensors. These highly transparent pressure sensors have high transmittance (~85 %) and high linearity ($R^2>0.995$) in pressure range of 5 to 100 kPa. Developed pressure sensors are expected to enhance the usability of touch screens.
터치스크린은 스마트 폰, 스마트 워치, 사물 인터넷(IOT) 등 다양한 웨어러블 전자 제품에 사용되고 있다. 터치스크린에서 터치 인식을 하는 기존의 투명한 압력 센서는 비선형적인 민감도를 가지므로 터치스크린에 다양한 기능을 입력하기가 어렵다. 반대로 개발된 선형적인 민감도를 갖는 압력 센서는 투명하지 않으므로 터치 스크린에 적용하기가 어렵다.
이러한 한계점을 극복하기 위해 높은 투명도를 지니고 선형 감도가 높은 압력 센서를 개발했다. 본 연구에서는 높은 투명도를 얻기 위해 굴절률 매칭 기술을 사용하여 마이크로 피라미드 구조 표면의 빛 산란, 반사 현상을 최소화하였다. 또한 센서에 압력을 가할 때 압력 신호를 전기 신호로 선형 변환되는 고유한 구조를 설계하여 선형 민감도를 얻었다. 이렇게 개발된 투명 센서는 5~100 kPa 압력 범위에서 높은 투명도(85%)와 높은 선형성($R^2>0.995$)를 갖는다. 개발 된 압력 센서는 터치 스크린의 기능을 더 다양화해 유용성을 향상시키고 더 많은 분야에 적용할 수 있게 할 것으로 기대된다.
