유리섬유직물 평면도(a)와 단면도(b).(KAIST 제공)
깨질 걱정 없는 휴대폰 화면을 구현하고, 대화면 TV의 무거운 유리 기판 대신 가벼운 플라스틱 필름을 사용할 수 있는 길이 열렸다.
한국과학기술원(KAIST)은 14일 IT융합연구소 윤춘섭 교수 연구팀이 깨지기 쉬운 디스플레이 유리 기판을 대체할 수 있는 고강도 플라스틱 기판 원천기술을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 유리섬유 직물을 무색투명 폴리이미드 필름 안에 함침하는 방법으로 플라스틱 기판을 제작했다.
기존 연구에서는 유리섬유 직물을 입힐 경우 필름의 표면이 거칠어지고, 광 투과율이 낮아지는 등의 문제점이 있었다.
유리섬유 직물의 굴절률
연구팀은 투명 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리섬유직물의 굴절률과 소수 네 자리까지 일치시키는 방법, 필름의 표면 거칠기를 수 나노미터(10억분의 1m) 수준으로 평탄화시키는 핵심기술을 개발해 이 같은 문제점을 극복했다.
이렇게 개발된 소재는 플라스틱 필름의 장점인 유연성을 갖는 것은 물론, 인장강도가 일반 유리보다 3배 이상 높은 강화유리와 비슷하면서도 광 투과도는 유리를 대체할 수준인 90%에 달한다.
KAIST 윤춘섭 교수
또 유리처럼 무색투명하고, 450℃까지 내열성을 가지며, 열팽창률은 기존 플라스틱 열팽창률의 10-20%에 불과하다.
KAIST 윤춘섭 교수는 "개발된 기판은 기존 디스플레이의 유리 기판을 대체할 수 있고, 플렉서블 디스플레이 기판으로도 사용할 수 있다"며 "핸드폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고, 대면적 TV의 무게 및 두께를 획기적으로 줄일 수 있으며, 디스플레이 생산에 롤투롤 공정을 적용할 수 있어 디스플레이 산업에 일대 혁신을 가져올 수 있을 것"이라고 말했다.
연구팀은 이번 기술과 관련해 3건의 특허 출원을 마치고, 관련기업과 기술 이전을 협의 중이다.