터치스크린은 어떤 방식으로 작동할까?

[재미난 융합과학 이야기]
우리 몸 정전기 이용… 스마트폰 대표적
감압식, 눌러서 신호인식… 게임기 사용

최근 스마트폰이 널리 보급되면서 손가락으로 화면을 살짝 터치하는 방식으로 정보를 입력하는 터치스크린(Touch screen)이 유행하고 있다. 터치스크린은 어떤 방식으로 작동할까.

정전식 터치스크린은 우리 몸의 정전기를 이용하는 방식이다. 즉, 액정 유리에 전기가 통하는 화합물을 코팅해 전류가 계속 흐르도록 만들고, 화면에 손가락이 닿으면 액정 위를 흐르던 전자가 접촉 지점으로 끌려오게 된다. 그러면 터치스크린 모퉁이의 센서가 이를 감지해서 입력신호를 인식한다. 따라서 화면을 살짝 스치듯 만져도 입력이 가능하며, 여러 접촉 부위를 동시에 인식할 수도 있다. 또한 유전체(전기가 통하는 화합물)가 코팅되어 있는 액정 유리를 사용했기 때문에 화질이 저하될 염려도 없다. 요즘 출시되는 대부분의 스마트폰, 태블릿 PC는 이 방식을 이용한다.

정전식 터치스크린의 단점은 손가락처럼 전자를 유도하는 물질이 아닐 경우 터치 입력이 불가능하다. 따라서 저항막 방식에서 쓰이는 일반적인 스타일러스 펜을 이용할 수 없으며, 손가락이나 정전식 전용 스타일러스 펜을 이용해야만 한다. 장갑을 끼고 화면을 터치할 수도 없으며, 손가락이 굵은 사람은 작은 아이콘을 터치할 때 어려움이 있을 수 있다.

감압식 터치스크린은 액정 위에 여러 겹의 막이 쌓여 있는데, 손이나 펜이 닿는 가장 바깥쪽에는 부드러우면서 흠집에 강한 재질의 막이 있고, 다음에는 충격을 완화시켜 주는 막, 그리고 전기가 통하는 얇고 투명한 막 2장이 겹쳐 있다. 사용자가 화면을 누르면 투명 전도막 2장이 서로 맞닿으면서 발생한 전류와 저항의 변화를 감지해 입력신호를 인식한다. 따라서 손가락은 물론 터치 펜 등 손에 쥘 수 있는 거의 모든 도구를 이용할 수 있다.

감압식 터치스크린은 닌텐도 DS 등의 휴대용 게임기에 주로 사용한다. 감압식 터치스크린 방식은 각각 필기입력 방식의 게임을 지원하거나 아기자기한 사용자 인터페이스를 구현할 수 있다. 그러나 액정 위에 여러 겹으로 막을 쌓아 올린 만큼 화면 선명도가 떨어지고, 충격에 약하다는 단점이 있다.

미래엔 올리드과학팀