튜명전극소재의 개발로 21세기에 디스플레이를 비롯한 응용제품들이 폭발적으로 증가했다고 해도 과언은 아니다. 특히, 광학적, 전기적 특성과 밀접한 관련이 있는 디스플레이, 터치패널 및 솔라셀 등에서 투명전극의 역할은 절대적이다. 한편, 최근에 투명전극소지에 이어 투명산화물반도체 소재가 디스플레이구동소자로 큰 관심을 끌고 있다. 즉, 산화물반도체 기반의 트랜지스터는 TFT-LCD의 대형화 및 고속화, AMOLED의 고집적화를 비롯하여, 저온 공정용 플렉시블 디스플레이의 구동소자로 주목받고 있는 것이다. 이에, 본 Tutorial에서는 ETRI에서 개발해온 투명 산화물 전자소자와 그와 관련된 TCO 기술을 집중적으로 다룰 것이다.
휴대폰 기술은 2007년 애플의 '아이폰' 출시와 함께 스마트폰이라는 새로운 패러다임을 맞이하게 되었다. 이후 블랙베리, 안드로이드 계열, 윈도우 계열 등 다양한 스마트폰의 등장으로 2012년 말을 기준으로 스마트폰 사용자 수가 10억 명을 돌파하였으며, 전 세계 휴대폰 시장의 30%를 넘을 정도로 급성장하였다. 이와 함께 기존의 피쳐폰에서는 볼 수 없었던 터치패널, 자이로 지자기 가속도센서, 응용 프로세서(AP, Application Processor), OS(Operation System), 응용 프로그램(App, Application Program) 등 새로운 부품 및 소프트웨어들이 적용되기 시작했다.
급성장하고 있는 태블릿 PC와 스마트 폰과 같은 모바일 기기들은 제품 표면 보호를 위해 강한 소재인 터치스크린패널을 장착하고 있다. 따라서, 화학강화유리의 수요는 증가하게 되었고, 수요가 증가함에 따라 화학강화유리의 폐기량도 증가하게 되었다. 이 연구의 목적은 물질전과정평가(material life cycle assessment, MLCA) 기법을 사용하여 터치스크린패널에 사용되는 화학강화유리의 환경영향평가를 하는 것이다. MLCA의 소프트웨어로는 그란타의 씨이에스(CES), 시마프로(SimaPro), 가비(Gabi)를 사용하였다. 씨이에스 소프트웨어(CES software)를 통하여 2.7, 5.7, 10.3 inch 두께의 화학강화유리의 환경영향평가를 2가지 경우(폐기, 재사용)를 고려하여 수행하였다. 그 결과, 2.7, 5.7, 10.3 inch 화학강화유리를 재사용할 경우에 사용되는 에너지 값과 $CO_2$값은 폐기할 경우에 비해 약 51.4%, 46.6% 감소하는 것을 확인하였다. 시마프로 소프트웨어(SimaPro software)를 통해서는 11가지 영향범주를 평가하였는데, 11가지 영향범주 중에서 화석연료(fossil fuels), 무기물(inorganics)과 기후변화(climate change)가 주된 환경부하의 원인으로 나타났다. 그리고 가비(Gabi) 소프트웨어를 통해서 환경영향의 주된원인이 안티몬(antimony), 불화수소(hydrogen fluoride)라는 것을 알 수 있었다.
본 제품 개발 사례는 날로 사용자가 증가되는 Touch Phone의 감성 디자인을 위한 선행 감성 평가 프로토타입으로 활용하고자 하였다. 본 감성 프로토타입은 Touch Phone에 근접한 형태로 디자인 했으며, 기본적인 평가에 필요한 프로그램을 개발하여 적용하였다. 특히, 본 감성 프로토타입은 다양한 Touch Phone의 GUI 및 Graphic Motion에 대한 감성에 대한 평가를 PC환경에서 수행할 수 있도록 Dual Monitor 환경으로 개발하였으며, 차세대 Touch Phone UI의 화두인 Multi-Touch를 위한 10개의Multi-Touch가 가능한 터치패널을 적용하였다. 이에 본 개발 사례를 활용 함으로써, Touch Phone의 다양한 감성적인 Motion 알고리즘 및 연구 및 평가검증이 PC환경에서 Touch Phone과 동일한 사용환경으로 평가하고 실험할 수 있는 환경의 구축이 가능하다.
본 논문에서는 복수 개의 터치 입력 장치를 통해 각각의 제스처를 입력하고, 입력된 제스처와 화면에 출력되는 제스처의 일치여부 및 정확도를 판단하는 제스처 기반의 게임 시스템을 제안한다. 구현된 시스템은 복수 개의 터치 패널과 Desktop 또는 Embedded Board 등의 프로세싱 장치의 하드웨어와 SDL(Simple Directmedia Layer) 라이브러리를 기반으로 한 소프트웨어로 구성된다. 시스템은 미리 정의된 방향을 가지는 3가지의 제스처를 제공하며 사용자의 제스처 입력을 받아 화면에 출력된 제스처와 비교해 일치여부, 정확도를 판단하여 4가지의 결과를 출력한다. 구현된 시스템에 기존의 콘텐츠를 변환 적용하거나 새로운 기획을 이용하여 새로운 게임 시스템을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 저가격, 대면적화를 위한 롤투롤 스퍼터를 이용하여, Index matching (히가시 야마 $125{\mu}m$)의 PET 기판 위에 ITO 박막을 성막 시킨 정전용량 방식의 터치 패널용 투명 전극에 대하여 전기적, 광학적, 구조적, 표면적 특성을 분석하였다. ITO 타겟은 미쓰이사(일본의) 주석 함량 5 wt%을 사용하였으며, 롤투롤 스퍼터는 degassing챔버와 스퍼터 챔버가 한 시스템에 구성되었고, Degassing 챔버는 좌우측의 Rewinder/Unwinder 롤러에 의해 감고 풀어지는 PET 기판의 수분 및 가스를 중앙부에 위치한 히터를 통해 제거하며, 수분 제거 후 스퍼터 챔버로 옮겨진 1,250 mm폭의 PET기판을 Unwinder/Rewinder 롤러에 장착하며, Unwinder 롤러로부터 풀려진 PET 기판은 guide 롤러를 거쳐 cooling drum과의 물리적 접촉에 의해 PET 기판의 냉각이 일어나게 된다. ITO 캐소드 전에 장착된 할로겐 히터 상부로 기판이 지나가면서 열처리가 진행되고 열처리 후 두 개의 ITO 캐소드 상부를 지나면서 연속적으로 ITO 박막이 PET 기판에 성막 되게 된다. ITO 박막의 주요 성막 변수인 DC Power, Ar/$O_2$ 가스 유량비, 기판의 속도는 최적으로 고정하고, 성막된 ITO박막의 필름을 각각 고온 챔버에서 $150^{\circ}C$도에서 10 min에서 60 min 동안 각각 열처리를 통한 내열성 테스트를 진행하여 ITO 필름의 특성 향상을 비교 분석하였다. 분석을 위해 전기적 특성은 four-point probe로 측정했고, 투과도는 Nippon Denshoku사(社)의 COH-300A를 이용해 가시광(550 nm)에서 분석했고, FE-SEM으로 ITO박막의 표면 상태를 분석하였다. 또한 Rolling Tester (Z-300)를 이용하여 기계적 안정성을 분석하였다.
오늘날 우리는 생활속에서 여러 디지털기기들을 사용하고 있다. 새로운 종류의 여러 디지털기기들이 나타났지만 기존에 사용하던 입력장치의 틀에 얽매여 있다. 키보드, 마우스, 리모콘, 터치패널 등처럼 항상 별도의 컨트롤러를 지녀야 하는 불편함에서 벗어나지 못하고 있다. 이런 이유로 최근에 별도의 컨트롤러 없이 사용자의 움직임을 인식하여 다양한 기능을 수행할 수 있는 키넥트에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 키넥트에서 인식하는 손의 움직임 정보를 인식하여 키보드와 마우스를 비롯한 기존 입력장치의 임무를 대신하는 것을 목표로 한다. 키보드 모드는 화면상에 가상의 버튼들을 배치한 후 손의 위치 정보가 버튼안에 있을 때 이벤트를 발생시키는 방법으로 구현한다. 마우스모드는 오른손으로 포인터를 이동하고, 왼손으로 보조 조작이 가능하도록 구현한다. 이 연구를 통해 손이 자유롭지 못하거나 정적이지 못한 상황에서 물리적인 도구가 필요 없는 간단한 조작이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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