터치 스크린에 대해서 알아보자 (5)

《 터치 스크린에 대해서 알아보자 (5) 》

지난 시간에는 터치스크린에 적용되는 GFF, GG2, GF2라는 구조에 대해서 알아봤다. 

앞서 말한 GFF, GG2, GF2라는 구조는 터치센서와 디스플레이(LCD 혹은 OLED)와 분리가 된 분리 타입 혹은 Add-On 타입이라고 한다.

다시 말해 LCD라는 디스플레이와 별도의 터치센서(GFF, GG2, GF2)가 존재를 하면 Add-On이라고 하는데..

경우에 따라서 LCD를 만드는 공정안에 터치센서 기능을 삽입하면 Cell 안에 터치를 넣었기 때문에 In-Cell 타입이라고 하며 OLED를 사용할 경우 OLED가 수분에 취약하기 때문에 OLED를 봉지하는 뚜껑 유리인 Encapsulated Glass 상에 터치 기능을 부여하기 때문에 이런 경우는 On-Cell이라고 부른다.

정리를 하자면 디스플레이를 Cell이라고 부른다면 Cell과 터치와 분리가 되어 있으면 Add-On, Cell 안에 터치가 들어있으면 인셀(In-Cell), Cell을 구성하는 모듈의 뚜껑 유리에 터치가 들어있으면 On-Cell이라고 한다.

우리는 일단 Add-On 타입에 대해서 살펴보기로 하자. (GFF, GG2, GF2)

1) GFF 구조는 "커버글래스 / OCA / 단면 터치 필름 센서 / OCA / 단면 터치 필름센서"로 구성이 되어 있다.

2) GG2 구조는 "커버글래스 / OCA / 양면 터치 글래스 센서"로 구성이 되어 있다.

3) GF2 구조는 "커버글래스 / OCA / 양면 터치 필름 센서"로 구성이 되어 있다.

1), 2), 3)에서 "커버글래스, OCA, 단/양면 터치 필름센서, 양면 터치 글래스 센서"와 같은 생소한 용어들이 나오는데 이에 대해서 하나씩 알아아보자.

먼저 "커버글래스(Cover Glass)"에 대해서 알아보자. 커버 글래스란 우리가 흔히 액정이라고 부르고 터치할때 닿는 부위의 커버 유리를 의미한다. 커버 글래스에 대해서는 이미 8편에 걸쳐 포스팅을 한적이 있으니 아래를 참조 하도록 하자.

※ Cover Glass 참조 https://ivylee.tistory.com/32?category=898225

둘째, OCA는 optically clear adhesive의 준말로 광학적으로 투명한 양면 접착제를 뜻한다. 커버글래스와 디스플레이 안에는 터치센서를 비롯하여 투명한 재료들로 구성이 되어 있는데 이들을 부착시키기 위해서는 투명한 접착제가 필수적이고 이것이 바로 OCA라는 것이다. 

셋째, 양면 터치 글래스 센서라는 것은 유리(글래스) 기판 양쪽에 ITO(Indium Tin Oxide)라는 금속 산화물을 스퍼터링이란 진공증착 방식으로 얇은 막(Thin Layer)을 만든 후에 센서 역할을 하기 위한 부분을 제외하고 필요없는 부위를 에칭이란 방식으로 제거한것을 말한다.

넷째, 단면/양면 터치 필름 센서라는 것은 PET 필름 기판에 ITO란 금속 산화물을 스퍼터링이란 진공증착 방식으로 필름 한쪽에 얇은막을 만들면 단면 터치센서가 되는 것이고, 필름 양쪽에 얇은막을 만들면 양면 터치센서가 되는 것이다.

그런데 스퍼터링이란 방식으로 필름에 ITO를 증착시키는 과정은 마치 ITO 금속산화물 입자가 고속으로 필름에 박히는 과정이기 때문에 작업을 하는 과정에서 열이 많이 발생이 될수가 있다. 그러다보면 필름이 변형이 되거나 심한 경우는 PET의 특성이 변하여 투명하였던 재료가 노란색 빛깔이 생길수도 있다.

따라서 양면 터치 필름센서는 생산이 많이 어려운게 단점이다. (하지만 유리기판은 열적으로 매우 안정하기 때문에 양면으로 ITO 박막을 만들어도 열적으로 변화가 적어 양면 유리 센서가 나오는 이유이다.

ITO는 앞서 말한바와 같이 Indium이란 금속과 Tin(주석)이란 물질이 합하여 산화물이 된 물질로 광학적으로 투명하며, 전기적으로 전류가 흐르기 때문에 투명전극에 많이 응용이 된다.

그런데 ITO가 투명하더라도 패턴화(에칭이 되어 ITO가 제거)가 된 ITO 필름이나 ITO 글래스에서 ITO와 필름의 굴절율 차이, ITO와 글래스의 굴절율 차이가 있기 때문에 ITO가 투명하더라도 베이스 기판의 굴절율 차이로 ITO 전극이 휴대폰 화면을 자세히 보면 눈에 뜨일수가 있다.

아무리 투명하더라도 굴절율 차이가 나면 눈에 뜨이는 사례중에 하나가, 자동차 유리에 물이 올라가 있을때이다. 자동차 유리도 투명하고 물도 투명하지만 유리와 물의 굴절율이 틀리기 때문에 우리는 자동차 유리에 물이 올라가 있다라고 판단할수가 있는것이다.

물론 터치 기능하는데에는 전혀 무리가 없으나, 디자인적으로 매우 거슬리기 때문에 어떻게든 이런 거슬린것을 없애려고 하는데 이를 인덱스 매칭(Index Matching)이라고 한다.

굴절율을 영어 Refractive Index라고 하는데, 굴절율을 맞추는 것을 인덱스 매칭이라고 하며..PET 필름이나 글래스에 먼저 ITO와 유사한 굴절율을 가지고 있는 물질을 코팅하고 그 후에 ITO를 증착한후 ITO를 패턴닝 하게 되면 놀랍게도 ITO 막이 보이지 않게 된다.

 

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