| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | Effect of Dielectric Materials on the Transparent Capacitance Pressure Sensor |
| 초록 | Abstract 본 연구는 터치스크린 적용을 위한 터치 압력을 인지 할 수 있는 정전용량 방식의 투명 압력 센서를 제작하고 물리, 전기적 특성을 측정하였다. 투명 탄성 유전체(Elastic Dielectric)를 압력 감지 층(Pressure sensing layer)으로 이용하여 압력에 의한 정전용량(Capacitance)의 변화를 인식하는 압력 센서의 투명 전극은 6×6의 배열로 전체 크기 35.4mm×44mm이며 1.388mm의 높이로 제작되었다. 제안된 압력 센서는 평행한 상, 하부 전극 층과 투명한 탄성 유전체로 구성되었다. 압력에 의해 평행한 두 전극 층 사이의 거리 변화로 인한 정전 용량의 변화를 터치 압력으로 인식할 수 있게 된다. 정전용량에 변화를 주는 주요한 요인은 유전율(Permittivity)과 두 전극 층간의 거리(Displacement)이다. 정전 용량형 압력센서의 감도를 증가시키기 위하여 유전율이 높고 빠른 복원력(Restoration)을 가지는 최적의 탄성 유전체를 구하기 위하여 상용재료를 사용하여 특성 변화를 알아보았으며 그 중 압력 감지 층을 위한 탄성 유전체로 유전율이 높으며 하중 인가 후 빠른 복원력을 가지는 Silicone Gel 4종류를 선정하였다. 각각의 탄성 유전체를 압력에 따른 변위(Displacement)특성을 평가하여 가장 우수한 변위와 복원력을 보인 이액형(Dielectric Gel Kit A, B) Silicone Gel을 선택하여 혼합 비율을 달리해 경화 상태를 조절하여 여러 가지 유전체를 제작하였다. 압력 센서에 다양한 혼합 비율로 제작된 유전체를 충진하여 경화시킨 후 Plastic Tip(φ:2mm)을 이용해 0~500gf까지 하중을 증가시켜가며 정전용량 값의 변화를 측정하였다. 1.1:1의 혼합비를 가진 Silicone Gel이 압력의 증가에 따라 가장 좋은 특성을 보였다. 정전용량의 값은 비교적 선형적인 증가와 안정적인 히스테리시스(Hysteresis)를 보였으며 초기 정전용량 값에 대해 최대 압력 인가 시 17%의 변화를 보였다. Acknowledgements 본 연구는 “정보통신미디어 산업원천기술개발사업 [과제명:인지 UX 기반 사용자 친화형 Natural 멀티터치/멀티포스 기술개발, 10043388]”의 지원으로 수행되었습니다. |
| 저자 | 금창욱1, 송요승1, 김원효2, 김건년2, 이강열3 |
| 소속 | 1한국 항공대, 2전자부품(연), 3프리엠텍 연구개발부 |
| 키워드 | Dielectric Materials; Pressure Sensor; Capacitance; Silicone Gel |
