FTIR 터치스크린 아크릴 계면의 전반사 현상 연구

Abstract

FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) 터치스크린에서 아크릴 내의 전반사(TIR) 현상이 깨지는 원인을 조사하였다. 먼저 3층 박막(매질1 (<TEX>$n_1$</TEX>)-매질2 (<TEX>$n_2$</TEX>)-매질3 (<TEX>$n_3$</TEX>), <TEX>$n_1=n_3{\neq}n_2$</TEX>에서 굴절율의 상대적인 크기에 따라 매질1에서 FTIR 또는 매질1로부터 매질3으로 일반투과(Ordinary Transmission : OT) 현상이 나타남을 확인하고, 이들(FTIR과 OT)의 투과율 이론값은 인접한 두 반사광(또는 투과광)들의 위상차의 실수화 또는 허수화 과정을 통해 서로 전환됨을 이론적으로 유도하였다. 이와 병행하여 터치스크린에 손가락과 같은 외부 접촉에 의해 아크릴판(acrylate) 내에 형성된 전반사 조건이 깨지는 현상을 분석하였다. 이러한 분석과 실험을 토대로, 접촉 인식을 좋게 하기 위한 투명하고 굴절율이 아크릴과 유사한 젖음성 매체(wettable medium)를 적용한 FTIR 터치스크린 구조를 제안하였다. The incompletion of TIR (Total Internal Reflection) in FTIR (Frustrated Total Internal Reflection) touch screen has been investigated as follows. Assuming a 3 layer thin film of medium1 (<TEX>$n_1$</TEX>)-medium2 (<TEX>$n_2$</TEX>)-medium3 (<TEX>$n_3$</TEX>) with refraction indices of <TEX>$n_1=n_3{\neq}n_2$</TEX>, it was theoretically proven that FTIR or OT (ordinary transmission) phenomena might happen through medium2 from medium1 to medium3 relying on relative difference in <TEX>$n_1(=n_3)$</TEX> and <TEX>$n_2$</TEX>, and that the formulae for FTIR and OT could be transformed into each other depending on the number state (imaginary or real) of the light wave phase. In parallel to the theoretical analysis, the incompletion of TIR in acrylate due to external contacts was also elucidated from the experimental and phenomenological viewpoints. On the basis of this considerate work, we explained how to improve the touching performance for better FTIR touch screen.