터치센서 기술 및 산업동향
Technological and Industrial Trends on Touch Sensor
- 저자
- 정우석, 홍찬화, 신재헌 / 나노인터페이스소자연구실
- 권호
- 29권 6호 (통권 150)
- 논문구분
- ITU를 선도하는 스마트 부품소재기술 특집
- 페이지
- 31-42
- 발행일자
- 2014.12.01
- DOI
- 10.22648/ETRI.2014.J.290604
- 초록
- 2007년 애플의 아이폰 출시 이후에 본격적으로 터치센서 시장이 성장하면서, 최근에는 스마트폰 뿐만 아니라 태블릿 PC, 노트북 PC, AIO(All-in-One)-PC 및 DID(Digital Information Display) 등 각종 디스플레이 제품으로 응용이 확대되고 있다. 터치패널 시장은 장기적으로 이러한 IT 제품을 넘어 자동차 시장과 같은 타 분야로 확대될 잠재력이 높다. 터치센서 기술은 슬림화, 경량화, 다기능화 등을 지향하는 고기능화 전략과 시장지배력을 확보하기 위한 저가격화 전략이 상충되면서 단일 전극층 터치센서, 플랙시블 터치센서, 내장형 터치센서, 대면적 터치센서, 지문인식 및 디지타이저 등이 내재화된 다기능 융/복합 터치센서의 개발이 촉진될 것으로 예측된다. 본고에서는 이러한 터치센서 기술동향과 산업동향을 기술하고자 한다.
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I. 서론
최근 터치스크린패널(TSP: Touch Screen Panel)은 디스플레이 산업의 한 축이 될 만큼 크게 성장하고 있지만, 그 시작은 불과 2007년 애플의 스마트폰 출시 시점이었다. 애플의 터치센서 기술은 인간의 감성을 자극할 수 있는 입력 기구로 소비자의 구매욕을 충분히 자극하였기 때문에 폭발적 성장을 야기시켰던 것이다. 기존에 광학적방식과 저항막방식의 터치센서 기술이 일부 적용되어 왔으나, 빠른 속도 및 멀티터치를 가능하게 한 정전용량방식(capacitive-type) 터치센서 기술이 스마트폰에 적용되면서, 터치시장이 크게 확장된 것이다.
일반적으로 정전용량방식은 두 층의 투명전극을 사용하는데, 투명전극 형태에 따라 다양한 TSP 모듈 구조를 가질 수 있다. 터치모듈 업체들은 각자 강점이 있는 TSP 제조방식으로 시장에서 경쟁해왔고, 디바이스 형태에 따라, 또는 제품사양에 따라 최적의 솔루션을 제공하기 위해 노력해왔다.
PDP, LCD 및 OLED 디스플레이분야에서 산업강국의 지위를 유지해왔던 우리나라가 터치산업에서는 소재기술, 장비기술, 모듈기술 등에서 일본, 미국, 대만 등에 뒤쳐지면서 산업적 성장의 어려움을 겪고 있는 것이 지금의 현실이다. 이에 정부는 2020년까지 세계 터치시장 2강 진입을 달성하고자 국내 터치산업 육성정책과 관련된 사업을 지원해오고 있다.
본고는 터치센서 기술 분류 및 터치기술 로드맵을 포함하는 터치센서 기술 개요와 정전용량방식 TSP의 작동원리, 패턴설계, 소재 및 장비, IC 기술 및 터치센서 기술개발 방향에 대해 설명하고, 터치센서 산업동향에서는 터치제품별 산업동향과 전세계 터치 시장동향을 소개할 것이다.
II. 터치센서 기술동향
1. 터치센서 기술 개요
가. 터치센서 기술 분류
터치패널은 유저의 반응을 감지하고 받아들이는 터치센서, 이것을 전기적으로 변환하는 컨트롤러, 또 이것을 디스플레이 및 다른 전자부품과 해석해서 특정 동작을 지시하는 MCU(Micro Controller Unit) 등으로 구성되어 있으며 구현방식에 따라 크게 저항막(resistive)방식, 정전용량(capacitive)방식, 적외선(IR: Infra-Red)방식, 초음파(SAW: Surface Acoustic Wave)방식 등으로 분류되어 있다(<표 1> 참조). 초기에는 소형 터치스크린을 필요로 하는 모바일 기기를 중심으로 저항막방식이 초기 터치스크린 시장을 점유하였으나, 현재는 멀티터치(multi-point touch) 구현이 쉬운 정전용량방식이 높은 시장점유율을 보이고 있으며 최근에는 모션인식, 촉각센서 등 넓은 의미의 터치 개념으로 진화되고 있다[1].
저항막방식의 경우, 투명전극이 코팅되어 있는 두 장의 기판을 합착한 후 상판에 압력을 가해 상하부의 판이 접촉되어 발생하는 전기신호에 의해 위치를 인식하는 방식으로, 제조단가가 싸고 위치 인식의 정확도가 비교적 높아 초기 PDA 및 내비게이션 등에 채택되어 왔다. 반면, 멀티터치가 용이하지 않으며 상판과 하판이 계속 접촉됨으로 인하여 내구성이 떨어지고 수명이 짧다는 단점이 존재한다.
정전용량방식의 경우, 터치 좌표를 얻기 위하여 투명전극의 행열 패턴을 제작해야 하는 어려움이 있지만, 멀티터치가 가능하고 가벼운 터치만으로도 인식이 가능하여 현재 모바일 기기를 필두로 터치기술의 주류를 이루고 있으며 (그림 1)에서 보여지는 것과 같이 다양한 구조와 제품 형태로 발전하고 있다.
초음파방식은 소리의 전파 특성을 이용한 것으로 물체가 표면파의 진행방향을 막아 초음파 수신부에 수신되지 않은 시점을 계산하여 위치를 인식한다. 내구성이 우수하다는 장점이 있으나, 표면의 이물질로 인하여 수신부에 초음파가 수신되지 못할 경우 이를 터치로 인식하여 오작동할 우려와 낮은 해상도 등의 단점들이 있다.
적외선방식은 빛이 직진하다가 장애물이 있으면 차단되는 특성을 이용하여 좌표를 검출하는 방식으로 초음파방식처럼 내구성이 뛰어나지만 역시 낮은 해상도 및 표면 오염에 약하다는 단점들을 가지고 있다.
나. 터치센서 기술 로드맵
터치센서는 디스플레이 산업의 발전방향과 큰 관계가 있으므로 디스플레이 메가트렌드와 터치기술 메가트렌드는 기술적 연관성이 매우 높다((그림 2) 참조).
최근의 디스플레이는 고해상도 패널 개발이 중점적으로 이뤄지고 있으나, 향후에는 소형 Curved 디스플레이가 휴대폰에 적용되면서, Curved 터치패널 기술이 적용될 수 있을 것이며, 2016년부터는 터치패널의 대형화와 촉감, 3D 터치 및 공간터치 등의 다양한 터치 정도를 입력하는 기술과 펜 인식 및 지문 인식 등 다양한 모듈을 하나의 패널과 구현한 융복합 패널이 개발될 것이다.
터치산업 기술 로드맵 분석에 따라, 터치기술은 (그림 3)과 같이 모듈, 소재, 장비 및 UX/UI 분야에서 기술개발이 진행될 것이다. 2015년까지 Curved 터치가 개발되며, 그 이후는 Bendable/Wearable 터치센서가 개발되므로, 소재 및 장비, UX/UI 기술개발이 대응될 것이다.
2. 정전용량방식 터치센서 기술
가. 작동원리 및 응용
정전용량방식의 터치센서의 작동원리는 자기 정전용량방식과 상호 정전용량방식으로 분류될 수 있다. 자기 정전용량(Self capacitance)방식은 (그림 4 (a))와 같이 터치패드와 그라운드 사이에서 손가락 접촉 시 증가하는 정전용량값을 감지하는 방식이며, 상호 정전용량 (Mutual capacitance)방식은 (그림 4 (b))와 같이 센싱전극과 구동전극 사이에 발생하는 정전용량이 손가락 접촉 시 감소하는 것을 감지하는 방식이다.
자기 정전용량의 경우 동작원리와 구성이 간단하여 저가형으로 구현이 가능하다는 장점이 있지만, 멀티터치가 어려운 것이 단점으로, 현재 대부분의 모바일 터치스크린패널이 멀티터치와 정확한 직선성(Linearity)의 구현이 가능한 상호 정전용량방식을 채택하고 있다. 최근에는 태블릿 PC를 중심으로 급성장하고 있으며, ATM, 카 내비게이션 등 주로 소형 디지털기기뿐만 아니라, Table PC, All-in-One PC, DID(Digital Information Display), 의료용 및 교육용 터치 디스플레이 등 대형기기용 터치 인터페이스에도 널리 적용될 수 있다[3].
나. 패턴설계 기술
터치패널의 성능을 향상시키기 위해서는 패턴의 형상 및 구조의 디자인을 잘하는 것이 중요하며, 터치 IC가 접촉을 감지하고 고효율의 터치패널의 특성을 나타내도록 설계되어야 한다. 가장 기본적인 형태의 터치패널 패턴으로는 (그림 5)와 같은 다이아몬드 타입이 있으며, 다이아몬드 패턴에서는 ITO(Indium Tin Oxide)가 서로 겹쳐져 있지 않기 때문에 TX(Transmission, 송신부) ITO와 RX(Received, 수신부) ITO 사이에서 발생하는 Fringing field에 의해 정전용량이 발생하고 이는 Touch IC의 Charging 동작에 중요한 영향을 미친다.
현재 상용화 단계에 있는 터치패널의 패턴은 보다 나은 성능과 공정성 개선을 위해 더미(Dummy) 패턴을 삽입하고, 전극 모양을 다양하게 설계하여 snowflake, Manhattan, Branch line, Redwood, Kyle 패턴과 같은 매우 다양한 형태이다[4].
터치패널의 직진성(Linearity)과 멀티터치 또한 기본적으로 터치패널 패턴에 크게 의존하는 경향이 있기 때문에 패턴이 얼마나 정교하게 정전용량의 변화량을 추적할 수 있느냐에 따라 터치패널의 직진성이 결정되며, 터치 후 정전용량 변화량이 높고 직진성이 좋은 패턴의 경우 멀티터치 인식이 잘 되는 경향을 가지고 있다.
다. 소재 및 장비기술
지난 몇 년간 정전용량 터치스크린 시장이 급성장하면서 고감도, 대형화, 가격경쟁력 강화를 위한 소재 개발 및 장비 기술은 점차 가속화되고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 터치센서 전극재료는 산화인듐(Indium Oixde)에 2~10%의 주석(Sn)을 도핑한 산화인듐주석(ITO)이 주를 이루고 있다. 또한 Index-matching 기술의 이용과 ITO 박막의 최적화로 최근 90% 이상의 투과도와 100ohm/sq 이하의 면저항을 가지는 ITO 필름이 터치스크린패널에 적용되고 있다. 하지만 현재 투명전도막 시장의 가격 압박이 더욱 심해져 ITO 필름의 국산화와 ITO를 대체하기 위한 다양한 소재개발(<표 2> 참조)이 진행되고 있다[5].
은나노와이어의 경우 양산화가 진행되고 있으나 저항 감소를 위해서는 Haze 문제를 해결해야 하고, 메탈메쉬의 경우 부분적으로 물결무늬처럼 보이는 무아레 현상과 같은 광학적 문제를 가지고 있고, 시인성 확보를 위해서는 약 2㎛ 이하의 선폭이 구현되어야 하는데, 이를 위해 나노임프린트 공정이나, 스퍼터링을 이용한 증착방법을 사용하고 있다.
최근 Narrow 베젤 구현이 중요시되면서 기존 스크린 인쇄방식이 아닌 Photo-Lithography방식과 Gravure Offset방식 등이 시도되고 있다[5]. 스크린 인쇄방식은 그림을 그리듯 붓에 물감을 묻혀 실버 페이스트를 스크린 마스크를 통해 도포하는 방식이며, Photo-Lithography방식은 감광성 실버페이스트 또는 DFR을 도포한 후 노광하여 현상하는 방식이다. 마지막으로 Gravure Offset방식은 Roll에 패턴을 형성하여 Blanket Roll을 통해 기판에 옮기는 방식을 말한다(<표 3> 참조).
라. IC 기술
터치 콘트롤러 IC(Touch Controller IC)는 Glass, ITO Film, 터치센서 등과 함께 터치스크린 패널의 핵심 부품 중 하나이다. 터치 콘트롤러 IC는 터치패널의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경하여 화면상에 나타낼 수 있는 좌표 형태로 바꿔주는 역할을 수행한다.
정전용량방식 멀티터치 IC 구조는 (그림 6)과 같이 노이즈 필터링, 노이즈 제거, 센싱데이터 추출, 인터폴레이션, 터치 데이터 추출 등의 기능을 수행하기 위해서 (그림 6)과 같이 Analog Front End, ADC, DSP, MCU 등으로 구성된다.
신호의 증폭은 (그림 7)과 같이 스위치드-커패시터 적분기를 이용한 터치패널 리드-아웃 회로를 이용하여 ITO 필름의 커패시터에 정밀 전압을 충전하고, 충전된 전하를 적분기로 옮기는 과정을 여러 번 반복하여 이산 신호필터의 효과를 얻어 실행된다. 커패시터 배열 간의 시간 분배를 위해 멀티 플렉싱 과정을 거치며, 한 번의 리드-아웃 당 수십 회의 전하 적분을 수행하고, 채널 간의 적분 횟수를 조절함으로써 공정 편차를 보정한다.
3. 터치센서 기술개발 방향
가. High End 및 Low End 전략
터치센서 기술개발 동향은 저가격화, 멀티터치, 슬림, 배젤 축소, 고투과, 경량화 등의 6가지 관점에서 살펴볼 필요가 있다. 슬림화 및 경량화, 배젤 축소, 고투과 및 다기능 멀티터치 기능화 등을 추구하는 고성능 터치패널 기술개발 전략은 High End 전략이며, 이런 전략은 결국 비용 상승을 유발하기 때문에 가급적 비용을 절감하려는 노력이 매우 치열하게 전개되고 있다.
일반적으로 High End 전략에 맞는 터치제품군은 (그림 8)에 나타낸 것처럼, GG-DITO, GG-SITO, OGS 등이고, 스마트폰에서 AIO-PC로 패널 크기가 커질수록 인치당 제품단가는 상승함으로 대면적 터치제품 개발도 High End 전략이다.
터치모듈 개발에서의 Low End 전략은 터치제품의 성능 저하를 감수하고 가격을 낮추는 경우이다. 중저가 스마트폰, 중저가 태블릿 PC 등을 타깃으로 하는 경우이며, One layer 전극을 사용한 경우나 고가의 강화유리 대신에 강화 플라스틱 윈도우를 사용하는 경우가 대표적이다. 최근 ITO를 대체하는 저가격의 Ag nanowire 전극이나, Metal-Mesh를 터치센서에 적용하려는 시도도 Low End 전략이라 볼 수 있다.
나. 단일층 터치센서 기술개발
단일층 터치패널은 TX와 RX의 센싱전극이 G2 방식에서 사용되는 Bridge 전극 없이 한 층으로 이루어져 있으면서 X축과 Y축 모두 스캔이 가능한 터치패널 모듈을 일컫는다. 기존에 사용 되었던 GFF, GF2, G1F와 같은 구조는 수신부인 TX와 송신부인 RX를 격리시켜 X축과 Y축을 각각 스캔 하는 방식을 채택하였기 때문에 단일층 터치패널에 비해 공정 단가가 높으며, 고성능의 IC 칩이 요구된다. 하지만 단일층 터치패널의 경우 <표 4>에서 보듯이 한번의 전도성 물질 증착과 패턴제작으로 패널공정이 모두 완료되고, 필름이나 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 재료가 불필요하기 때문에 공정단가를 현저히 낮출 수 있으며, 공정 시간 또한 기존의 다층 터치패널에 비해 현저히 단축되어 대량생산에 용이하다.
단일전극층 터치모듈이 G2에 비해 제조공정이 비교적 단순하나 <표 4>에서 중앙부에 베젤을 일일이 연결해 주어야 하기 때문에 투명전극의 저항문제가 발생할 수 있으며, 아직은 민감도나 수율 측면에서 더 많은 연구 개발이 이루어져야 한다[7].
다. 플랙시블 터치센서 기술개발
기본적으로 플랙시블 디스플레이는 구부릴 수 있거나 롤의 형태이기 때문에 가볍고, 깨지지 않으며, 다양한 형태의 디자인도 가능하다. 현재 출시되는 플랙시블 형태의 제품들은 (그림 9)에서 보듯이 약간 구부러진 모양을 가지고 있으며 글라스에 두 층의 ITO 필름이 합착된 GFF 방식을 채택하고 있다.
미래의 플랙시블 디스플레이에 터치기술이 접목되기 위해서는 소재와 기술적인 측면이 이슈를 극복해야 한다. 소재의 경우, 터치 센싱전극으로 많이 사용되는 ITO 박막은 기판을 구부렸을 때 깨지기 쉽고, 깨진 박막은 재생이 안되며 터치 기능도 상실하게 된다. 이를 극복하기 위해 구부려도 저항의 손실 없이 전극의 역할을 다 할 수 있는 소재의 개발이 이루어지고 있고 대표적으로는 메탈메쉬와 은나노와이어, CNT(Carbon Nanotube) 등이 있으며 그래핀, 유기투명전극, 투명전극 사이에 메탈이 삽입된 Multi-layer 투명전극 역시 플랙시블 터치패널을 위한 좋은 소재가 사용될 것이다.
기술적인 측면으로는, 가령 글라스가 아닌 PET(Poly Ethylene Terephthalate)와 같은 플랙시블 기판에서 정전용량값이 달라지는 현상이나, 디스플레이를 구부렸을 때 구부린 곳의 정전용량이 바뀌는 현상을 적절한 패턴의 설계와 IC 칩의 최적화를 통한 보완이 필요하며, 바깥으로 휘거나 안쪽으로 구부려도 터치의 민감도는 변하지 않아야 사용자들이 불편함 없이 플랙시블 터치패널을 사용할 수 있을 것이다. 휘는 디스플레이를 넘어서 접거나 구겨도 터치기능이 상실하지 않는 디스플레이를 위한 개발은 꾸준히 계속되어야 하며, 이러한 발전은 미래 디스플레이 환경에 긍정적인 변화를 가져다 줄 것이다.
라. Embedded 터치센서 기술개발
Embedded 터치패널은 내장형 터치패널로 터치패널을 디스플레이의 최외각에 장착되는 형태가 아닌 디스플레이 패널 안에 삽입된 모듈이다. 기존의 방식(Add-on 타입)보다 투과율이 개선되어 밝기 및 선명도, 화질 왜곡 현상 등을 최소화할 수 있는 방식으로 On-cell 타입과 In-cell 타입으로 분류할 수 있다. On-cell 타입은 (그림 10 (a))에서 나타낸 것과 같이 편광 필름과 LCD의 상부 유리기판 사이에 터치패널을 OCA 필름으로 밀착시킨 형태를 말한다. 2013년도에 대만의 AUO는 On-cell 타입의 스마트폰 사업을 시작하였으며, 계속해서 노트북으로 사업을 넓혀 나갈 계획에 있다. 뿐만 아니라 Innolux, CPT, Hannstar 역시 On-cell 타입의 터치기능이 탑재된 LCD 패널에 주력하고 있을 정도로 터치업체들의 관심이 뜨겁다[7]. In-cell 타입은 (그림 10 (b))에 나타낸 것과 같이 디스플레이 패널 내부에 터치센서를 삽입한 형태이고, 터치패널 생산에 있어서 기존의 방식보다 약 30% 가량의 원가를 절약할 수 있으며, 패널이 대형화가 될수록 원가절감 차원에서 유리한 구조라고 할 수 있다. 실제로 애플의 i-phone5에서는 In-cell 방식이 적용되었으며, TMD, JDI, Sharp, LGD 역시 기존의 방식을 대체할 구조로 In-cell 방식을 채택하여 기술개발에 열을 올리고 있다[7].
마. 대면적 터치센서 기술개발
대면적 터치센서는 통상적으로 20인치 이상급 터치패널을 의미하며 AIO-PC, PC monitor 및 DID 등에 적용될 수 있는 터치기술이다. 대면적 터치센서 기술에서 가장 중요한 부분은 면저항이다. 터치 감도를 나타내는 시정수(Time Constant)는 Cp와 Rs에 의존하는데, 이것은 전극의 길이에 비례하게 된다. 따라서 개선된 성능의 터치 IC를 사용한다고 가정하면, 터치 면적 증가에 반비례하게 면저항이 낮아져야 감도를 유지할 수 있다((그림 11) 참조). 예를 들면, 10인치 태블릿 PC급의 터치패널이 30인치급 AIO-PC급으로 확대된다면, 태블릿 PC에서와 같은 감도(스피드)를 유지하기 위해서는 태블릿 PC의 면저항이 100~150Ω/□이었다면, 30인치 AIO-PC급 터치센서의 면저항은 면적 증가의 역수(1/9)인 10~20Ω/□으로 낮아져야 한다[8].
터치 IC의 성능 향상도 중요하지만, 90% 이상 고투과도와 10Ω/□ 이하의 저저항을 갖는 투명전극을 확보하는 것이 필요하다. 은나노와이어는 최근 50 Ω/□의 면저항을 보이고 있어 20~24인치의 AIO-PC에 적용되고 있다. 한편, Metal Mesh를 이용한 대면적 TSP 개발이 진행되고 있으나, 무아레 현상, Starburst 등의 광학적 문제들로 인해 고품질 TSP 구현에는 한계가 있다.
ETRI에서는 2011년 이후에 세라믹 기반의 투명전극 소재로 인덱스 매칭된 저저항 ITO와 Oxide/Metal/Oxide 형태의 하이브리드 전극을 적용한 대면적 TSP를 개발해오고 있는데, 이러한 전극들은 금속 기반의 전극소재보다 환경에 안정적이고, 광학적 우수성이 뛰어나므로, 단일전극층 TSP 개발, 및 전극 일체형 TSP 개발 등으로 확장 가능성이 매우 높다.
바. 다기능 융/복합 터치센서 기술개발
스마트폰, 태블릿 PC 등 IT 기기의 발전이 급격히 진행되고 있는 가운데, 기존의 터치센서는 정전용량방식 터치센서/펜 인식패널/지문인식 센서 등 특정기능에 국한하여 적용되어 왔으며, 이를 극복하기 위해 터치패널 내부 전극의 고집적화를 통한 센서 통합형 다중 터치기술로 개발 필요성이 제기되어 오고 있다.
지문인식센서 일체형 터치패널과 (그림 12)와 같은 φ1.0 이하의 고해상도 펜 인식이 가능한 일체형 터치패널의 구현은 소비자의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있을 것이며, 이와 같은 다기능 터치패널과 플랙시블 터치패널이 결합된 융/복합된 터치패널 개발도 가능할 것이다.
III. 터치센서 산업동향
1. 터치제품별 산업동향
가. Smart Phone
모바일폰에서의 터치패널 채용은 아직 성장기에 머물러 있으며, 터치패널이 채용된 모바일폰은 2013년 10억 여대에서 2017년 18억 여대 규모로 지속 성장이 예상된다(<표 5> 참조)[9].
스마트폰과 같은 소형 터치모듈에서는 단일층 TSP 모듈의 비중이 크게 늘어날 것이다. (그림 13)에서 이를 반영한 것이 GF1 비중의 증가이다. 한편, 투과도 및 제조비용 등으로 ITO 필름을 두 장 사용하는 GFF은 축소되고 GF2의 비중 확대가 예측된다.
나. Tablet PC
100% 정전용량방식 터치모듈을 사용하는 태블릿 PC는 휴대폰과 함께 터치패널의 성장을 견인하는 대표적인 기기로, 시장규모는 2013년 1.3억 여대에서 2015년 1.8억 여대 규모(<표 6> 참조)로 지속 성장이 예상된다(최근 LG전자, 아마존, 반스엔노블스, Asus, Acer 등 업체의 가세로 인해 시장 성장이 가속화될 전망)[9].
태블릿 PC의 터치패널 적용은 100%로, 스마트폰과 비슷한 경향을 보일 것이다. 향후 (그림 14)와 같이 GF2의 급상승과 GFF의 축소가 대표적이며, 단일층 전극만 사용하는 GF1 구조의 모듈이 크게 늘어날 것으로 예측된다. AMOLED On-cell 형태의 터치모듈의 증가세도 나타날 것이다.
다. Notebook PC
터치노트북 시장은 가장 급격한 성장이 예상되는 분야로써, 터치패널이 채용된 노트북은 2013년 2천만대 규모에서 2017년 약 5천만대 규모(<표 7> 참조)로 급성장이 예상된다(MS(microsoft)사의 윈도우8 OS의 출시로 터치패널의 UI(User Interface) 기능이 대폭 강화되며, 향후 시장 성장의 모멘텀이 될 것으로 전망)[9].
노트북에도 정전용량방식의 터치패널 채용이 확대되고 있으나, 이는 생산원가 상승과 두꺼워진 무게 등의 문제점이 있어 이에 대한 해결이 필요한 상황인데, 노트북 PC용 터치모듈 시장에서는 제조단가 경쟁력을 기반으로 한 GF2의 증가가 예측되며, 이에 반해 G2(OGS)의 비중이 67%에서 55%로 감소될 것이다((그림 15) 참조).
라. All-in-One PC
데스크톱 PC와 모니터가 결합된 형태인 AIO(All-in-One) PC는 MS사의 윈도우8 출시와 더불어 터치패널의 채용 비중이 높아질 것으로 예상되는데, 터치패널이 채용된 AIO PC는 2013년 2백만대 규모에서 2017년 7백만대 규모로 급성장이 예상된다(<표 8> 참조)[9].
AIO PC 역시 정전용량 방식의 터치패널 채용 비중이 높아질 것으로 예상되나(AIO PC에서의 정전용량 터치패널 비중: 2013년 62.1% → 2017년 90.4% 전망), 가격 및 슬림화 구현에 제약이 있어 기술적 해결이 필요한 상황이다. 또한, 미래의 컴퓨팅 환경에서 주도권 확보를 위해 마우스, 키보드 없이 제스처, 동작 센싱에 의한 직관적인 입출력방식의 시도가 전개될 것으로 전망된다.
2. 전 세계 터치제품 시장동향
터치모듈 생산량은 2013년에 15억 4천만개에 도달했으며, 매년 평균 11% 증가하여 2017년에 25억 5천만개에 이를 것으로 예측된다. 다만, 성장세는 차츰 줄어들어 2012년에 약 19%에서 2017년에는 약 9%로 머물 것이다((그림 16) 참조).
터치모듈별 기술개발을 통해 모듈 업체간에 경쟁이 가속화되고 제조단가 하락이 지속적으로 발생하여 터치제품별 매출 둔화도 발생할 것이다. 2013년에 약 316억달러에 이른 매출이 매년 평균 7% 성장세를 보이며 2017년에는 436억달러에 이를 것으로 예측된다((그림 17) 참조).
TSP 모듈 기술별 증가세를 비교하면, In-cell 방식의 모듈이 2012년에 3.7%에서 2017년에 5.3%으로 증가하며, On-cell 방식의 모듈은 2012년에 6.3%에서 2017년에 8.7%으로 증가하는 것으로 예측되는데, 이것은 기존의 스마트폰에서 태블릿 PC까지 내장형 TSP 모듈이 확대되기 때문이다. Add-on 형태의 TSP 모듈도 2012년에 62.6%에서 2017년에 75.1%로 확대될 것으로 예측된다[7].
IV. 결론
현재 터치센서 기술은 스마트폰을 전세계적으로 거대시장으로 만든 원동력이며, 21C 미래 생활환경에서 다양하게 전개될 디스플레이 기기에 없어서는 안될 기술로 생활의 편리함과 다양한 감성적 욕구 충족을 위해 더욱 진화될 것이다. 향후, 대면적 터치센서 기술, 플랙시블 터치센서 기술, 단일층 터치센서 기술 및 다기능 융/복합 터치센서 등의 개발이 촉진될 것으로 예측되며, 산업 및 기술적 주도권을 확보하기 위해 연구개발을 지속해야 할 것이다.
용어해설
Index-Matching 글라스 기재와 ITO 박막 사이의 굴절률 차이로 인하여 생기는 광투과율 저하 및 ITO 패턴의 시인성 문제를 기재와 ITO 박막 사이에 고굴절률 소재와 저굴절률 소재를 삽입함으로써 동시에 해결해주는 기술
G2 커버글라스에 TX 센싱전극과 RX 센싱전극이 모두 적용된 형태로, TX와 RX 센싱전극이 교차되는 곳은 절연층으로 격리시키고 그 위에 TX 또는 RX 전극을 이어주는 Bridge 전극을 만들어주어 터치를 감지할 수 있도록 하는 방법
약어 정리
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