Characteristics of Flexible Transparent Capacitive Pressure Sensor Using Silver Nanowire/PEDOT:PSS Hybrid Film

• 발행기관: 한국마이크로전자및패키징학회
• 간행물 정보: 『마이크로전자 및 패키징학회지』제23권 제3호, 21~29쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 산업공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2016.09.30

국문 초록

본 연구에서는 유연하고 투명한 특성을 지닌 유연 투명 정전용량형 압력 센서를 제안하여 기존의 X, Y 좌표 위치 인식이 가능할 뿐만 아니라 3차원 인식이 가능한 터치스크린을 제작하였다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서는 상부 기판, 압력 감지층, 하부 기판의 3 중 구조로 구성되어 있다. 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름이 상부 및 하부 기판으로 사용되었다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 터치 면적은 5인치이며, 전기적 신호를 인가하기 위한 11개의 driving line과 정전용량의 변화를 감지하기 위한 19개의 sensing line으로 구성되었다. 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름 및 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 전기적, 광학적 특성을 평가하였다. 또한 기계적 유연성을 평가하기 위하여 굽힘 시험을 수행하였다. 제작된 은나노와이어 전도성고분자 하이브리드 필름은 평균 투과율 91.1%, 평균 탁도 1.35%로서 매우 우수한 광학 특성을 나타내었고, 평균 면저항은 44.1Ω/square이었다. 굽힘 시험 결과 은나노와이어 전도성고분자 필름은 곡률 반경 3 mm까지 저항의 변화가 거의 없어 매우 우수한 유연성을 갖고 있음을 알 수 있었다. 또한 200,000회의 반복 굽힘 피로 시험 결과, 저항의 증가는 매우 미미하여, 유연 내구성이 매우 우수함을 알 수 있었다. 유연 투명 정전용량형 압력 센서의 평균 투과율은 84.1%, 탁도는 3.56%이었다. 또한, 직경 2 mm의 팁으로 눌렀을 경우, 누르는 압력에 따라 센서가 잘 작동함을 알 수 있었으며, 이를 통하여 멀티 터치 및 멀티 포스 터치가 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 제작한 유연 투명 정전용량형 압력 센서는 유저인터페이스, 사용자 경험이 강조되고 있는 현재 상황에서 새로운 인터페이스의 터치스크린 패널에 대한 발전 가능성을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

영문 초록

In this paper, we developed a flexible transparent capacitive pressure sensor which can recognize X and Y coordinates and the size of force simultaneously by sensing a change in electrical capacitance. The flexible transparent capacitive pressure sensor was composed of 3 layers which were top electrode, pressure sensing layer, and bottom electrode. Silver nanowire(Ag NW)/poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) hybrid film was used for top and bottom flexible transparent electrode. The fabricated capacitive pressure sensor had a total size of 5 inch, and was composed of 11 driving line and 19 sensing line channels. The electrical, optical properties of the Ag NW/PEDOT:PSS and capacitive pressure sensor were investigated respectively. The mechanical flexibility was also investigated by bending tests. Ag NW/PEDOT:PSS exhibited the sheet resistance of 44.1Ω/square, transmittance of 91.1%, and haze of 1.35%. Notably, the Ag NW/PEDOT:PSS hybrid electrode had a constant resistance change within a bending radius of 3 mm. The bending fatigue tests showed that the Ag NW/PEDOT:PSS could withstand 200,000 bending cycles which indicated the superior flexibility and durability of the hybrid electrode. The flexible transparent capacitive pressure sensor showed the transmittance of 84.1%, and haze of 3.56%. When the capacitive pressure sensor was pressed with the multiple 2 mm-diameter tips, it can well detect the force depending on the applied pressure. This indicated that the capacitive pressure sensor is a promising scheme for next generation flexible transparent touch screens which can provide multi-tasking capabilities through simultaneous multi-touch and multi-force sensing.

목차

1. 서론

2. 유연 투명 정전용량형 압력 센서 제작

3. 실험결과 및 고찰

4. 결론

감사의 글

References

키워드

Flexible touchscreen Capacitive pressure sensor Multi-touch Multi-force