깨지지 않는 핸드폰 화면을 구현하고 대화면 TV의 무거운 유리 기판 대신 가벼운 플라스틱 필름을 사용할 수 있는 길이 열렸다.

KAIST(총장 강성모) IT융합연구소 윤춘섭 교수(물리학과) 연구팀은 깨지기 쉬운 디스플레이 유리 기판을 대체할 수 있는 고강도 플라스틱 기판 원천기술 개발에 성공했다.

윤 교수팀이 개발한 플라스틱 기판은 유리섬유직물을 무색투명 폴리이미드 필름에 함침시켜 만들었으며 이 기판은 디스플레이 기판의 조건인 고내열, 고투명, 고유연, 고내화학, 고인장강도 특성을 갖고 있다. 소재는 유연성을 갖고 있는 플라스틱 필름으로 인장강도는 일반 유리보다 3배 강하다. 또 유리처럼 무색투명하고 450℃까지 견딜수 있는 내열성을 갖고 있으며 열팽창률은 기존 플라스틱 열팽창률의 10∼20%에 불과하다.

유리 기판은 핸드폰 화면, TV, 컴퓨터 모니터 등의 디스플레이에 사용돼 왔지만 무겁고 깨지기 쉽다는 단점이 있어 최근 열적, 화학적 안정성이 우수한 플라스틱 재질의 무색투명 폴리이미드 필름이 활발하게 연구되고 있었다.

윤 교수팀은 유리섬유직물을 폴리이미드 필름에 함침시킬 때 광 산란이 심하게 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 핵심기술을 개발했다. 그 결과 110µm 두께의 유리섬유직물 함침 무색투명 폴리이미드 필름 기판에서 11ppm/℃의 열팽창률, 0.9nm의 표면 거칠기, 250MPa의 인장강도, 2mm의 굽힘곡률반경, 90%의 광 투과도를 달성했다.

윤 교수는 “개발된 기판은 기존 디스플레이의 유리 기판을 대체할 수 있고 플렉서블 디스플레이 기판으로도 사용할 수 있다”며 “핸드폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고 TV의 무게 및 두께를 획기적으로 줄일 수 있어 디스플레이 산업에 일대 혁신을 가져올 수 있을 것”이라고 말했다.

한편 윤 교수팀이 개발한 이번 기술은 지난 2008년부터 5년간 지식경제부의 ‘모바일 플렉시블 입출력 플랫폼 개발사업’의 지원에 따라 개발됐으며 총 3건의 특허출원을 마치고 관련기업과 기술 이전을 협의하고 있다.

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