터치스크린의 현황 및 발전 추세

터치스크린은 디스플레이와 함께 사용되는 좌표 위치 지정 시스템으로, 간편하고 편리한 입력 장치로서 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 평면 패널 디스플레이의 급속한 발전과 함께 LCD와 결합된 터치스크린이 널리 사용되고 있으며, 특히 개인용 디지털 보조기기(PDA), 고급 복사기, 차량용 내비게이션, 그리고 펜 입력 기능을 갖춘 PDA에 대한 수요가 유망합니다.

1. 일반 터치스크린

1.1 저항막 터치스크린 저항막 터치스크린의 핵심은 디스플레이 표면에 밀착된 4층 투명 복합 필름입니다. 구조는 그림 1에 나타나 있습니다. 동일한 위치는 서로 다른 출력 전압에 대응합니다. 컨트롤러는 ADC를 통해 변환된 전압 데이터를 수신하여 터치 지점의 위치(x, Y)를 계산합니다. 그림 1의 저항막 터치스크린 구조에 따라 커서는 터치 위치에 배치됩니다. 이것이 저항막 기술 터치스크린의 기본 원리입니다. 저항막 터치스크린의 핵심은 소재 기술에 있습니다. 일반적으로 사용되는 투명 전도성 코팅 소재로는 ITO와 니켈-금 코팅이 있습니다.

1.1.1 4선 저항 스크린

4선식 저항막 터치스크린은 두 개의 투명한 IT0 전도성 층이 작동할 때 각 층에 5V의 정전압을 공급합니다. 수직 방향과 수평 방향으로 각각 하나씩, 총 4개의 케이블이 필요합니다. 이 터치스크린은 저렴한 가격, 유연한 터치감, 먼지, 물, 빛에 강한 내성 등의 특징을 가지고 있으며, 높은 위치 안정성과 드리프트 현상이 없습니다. 4선식 저항막 터치스크린은 널리 사용되고 있으며, 4선식 터치스크린 중 전용 드라이버 칩인 ADS7843을 탑재한 몇 안 되는 제품 중 하나입니다. 따라서 4선식 저항막 터치스크린의 낮은 전력 소비는 PDA, 휴대폰 및 기타 휴대용 기기에 널리 적용되는 중요한 요소입니다.

1.1.2 저항막 스크린의 한계

저항막 터치스크린의 외피는 플라스틱 재질로 되어 있습니다. 과도한 힘을 가하거나 날카로운 물체로 건드리면 터치스크린에 흠집이 생겨 파손될 수 있습니다. 4선식 저항막 터치스크린의 경우 작은 흠집 하나에도 치명적일 수 있지만, 5선식 저항막 터치스크린의 경우 외피 전도성 층이 조각나지 않고 내층이 손상되지 않으면 정상적으로 작동할 수 있습니다.

1.1.3 5선 저항 스크린

5선 저항식 터치스크린은 기저층에 유리 전도성 작동 표면에 전압을 인가하고, 외부 전도성 층은 순수 전도체로만 사용됩니다. 사용자가 화면을 터치하면 시스템은 내부층 ITO의 접점의 X축 및 Y축 전압 값을 시간 분할 방식으로 검출하여 터치 지점의 위치를 ​​측정합니다. 이 기술은 고해상도와 빠른 응답 속도가 특징입니다. 표면 경도가 높아 내구성이 4선 저항식 스크린에 비해 크게 향상되었으며, 동일한 접점에서 3천만 회까지 터치가 가능합니다. 표면의 니켈-금 전도성 층은 손상 저항성이 뛰어나 긁힘에도 정상적으로 사용할 수 있습니다. 또한 5선 저항식 터치스크린은 투과율도 4선 저항식 스크린보다 우수하지만, 가격이 더 높습니다.

1.2 정전식 터치스크린

정전식 터치스크린은 진공 코팅 기술을 사용하여 유리 스크린의 내부 표면과 중간층에 IT0 층을 코팅합니다. 외부층은 유리 보호층이고, 중간층의 IT0 코팅은 작동 표면으로 사용됩니다. 사용자가 금속층을 터치하면 인체의 전기장으로 인해 사용자와 터치스크린 표면 사이에 정전 용량이 형성됩니다. 손가락 접촉 지점에서 매우 미세한 전류가 흐르게 되는데, 이 전류는 터치스크린의 네 모서리에 있는 전극으로 분배되며, 전류량은 손가락과 네 모서리 사이의 거리에 비례합니다. 컨트롤러는 이 네 전류의 비율을 계산하여 터치 지점의 위치를 ​​파악합니다. 정전식 터치스크린은 디스플레이에 완전히 접착될 수 있어 손상이나 파손이 쉽지 않습니다. 방수 기능을 갖춘 접착 패드를 사용하는 접착 방식을 채택하여 고해상도, 민감한 반응 속도, 뛰어난 터치감, 방수 및 방진, 자외선 차단 등의 특성을 지니고 있어 열악한 환경에 매우 적합합니다. 정전식 스크린의 작동 원리는 터치 대상이 반드시 도체여야 한다는 것을 의미하며, 장갑을 낀 손이나 비전도성 물체를 터치하면 반응하지 않습니다.

1.3 표면음향파 터치스크린

사용자가 화면을 터치하면 원래 분리되어 있던 두 개의 전도성 층이 터치 지점에서 연결됩니다. 1.3.1 표면 음향파 터치스크린 구조 표면 음향파 터치스크린의 유리판 네 모서리에는 드문드문한 곳에서 촘촘하게 450도 각도로 정교한 반사 스트라이프가 새겨져 있습니다. 유리 화면의 좌측 상단과 우측 하단 모서리에는 각각 수직 및 수평 초음파 송신 트랜스듀서가 고정되어 있고, 우측 상단 모서리에는 반사 스트라이프에 의해 두 번 반사된 초음파 신호를 수신하는 두 개의 초음파 수신 트랜스듀서가 고정되어 있습니다. 1.3.2 표면 음향파 터치스크린의 특징 표면 음향파 터치스크린은 매우 안정적이며 온도 및 습도와 같은 환경 요인의 영향을 받지 않고, 긴 수명(5천만 회 터치)을 자랑하며, 높은 광 투과율과 선명도를 제공하고, 색 왜곡이나 드리프트가 없으며, 설치 후 별도의 보정이 필요 없고, 긁힘 방지 기능이 뛰어나 다양한 거친 터치에도 견딜 수 있습니다. 표면음향파 터치스크린은 직사각형 좌표계를 직접 채택하기 때문에 데이터 변환 시 왜곡이 없고 최대 4096 × 4096 픽셀(f4l)까지 매우 높은 정확도를 자랑합니다. 그러나 표면음향파 스크린은 잦은 청소 및 유지 관리가 필요합니다. 스크린 가장자리의 줄무늬에 먼지, 기름, 심지어 빗물이 묻으면 터치스크린 음파의 정상적인 반사를 차단하거나 파형을 변형시켜 수신기가 제대로 인식하지 못할 수 있습니다. 또한, 스크린에 맺힌 큰 물방울이나 기름때 등은 터치스크린이 터치 포인트로 오인하여 오작동을 일으킬 수 있습니다.

1.4 적외선 터치스크린

1.4.1 적외선 터치스크린의 작동 원리 적외선 터치스크린은 디스플레이 표면에 적외선 송신관과 수신관이 내장된 회로 기판 프레임을 설치한 것입니다. 사용자가 화면을 터치하면 손가락이 해당 위치를 통과하는 적외선을 차단하게 되고, 이로 인해 빛 신호의 변화가 발생하여 광전 검출 회로에서 변화된 전기 신호를 출력합니다. 이 전기 신호를 처리하여 화면상의 터치 지점 위치를 파악할 수 있습니다. 적외선을 차단하는 모든 물체는 적외선 투과를 통해 터치 위치를 인식할 수 있습니다.

1.4.2 적외선 터치스크린의 발전 추세 적외선 터치스크린의 장점은 완전 투명하여 화면 선명도에 영향을 미치지 않고, 전류, 전압 및 정전기 간섭의 영향을 받지 않아 열악한 전자기 환경에서도 사용 가능하다는 점입니다. 그러나 적외선 터치스크린의 작동 방식은 불가피하게 몇 가지 적용상의 문제점을 야기하기도 합니다. 현재 적외선 터치스크린 기술 개발은 크게 두 가지 방향으로 진행되고 있는데, 하나는 새로운 센서를 활용하여 터치스크린 기능을 구현하는 것이고(iv), 다른 하나는 기존 터치스크린 기술의 단점을 개선하고 응용 기능을 강화하는 것입니다. 적외선 터치스크린 개발은 주로 해상도 및 빛 간섭 방지 성능 향상을 중심으로 이루어지고 있습니다. 동시에 멀티터치와 같은 응용 기능의 확장은 터치스크린에 더욱 풍부한 기능을 제공하고 있습니다.

2. 결론

정보 사회의 발전과 함께 사람들은 다양한 정보를 얻어야 할 필요성이 커지고 있습니다. 터치스크린을 인터랙티브 창으로 활용하는 정보 전달 시스템은 첨단 컴퓨터 기술을 적용하여 텍스트, 이미지, 음악, 해설, 애니메이션, 비디오 등 다양한 형태로 정보를 직관적이고 생생하게 전달함으로써 사용자에게 큰 편리함을 제공합니다. 터치스크린 기술은 다기능화, 다양화, 대형화 추세를 보여왔으며, 앞으로 터치스크린 기술의 급속한 발전과 함께 그 응용 분야는 더욱 넓어지고 성능 또한 향상될 것으로 예상됩니다.