연구팀은 유리 섬유 직물을 무색의 투명한 폴리이미드 필름 안에 함침(내장)하는 방법으로 플라스틱 기판을 제작했다.
플라스틱 필름의 가장 큰 장점인 유연성을 갖고 있으면서도 강도는 일반유리보다 3배 이상 높은 강화유리와 비슷하다. 특히 빛 투과율이 90% 대로 높아 휴대전화 화면으로 사용이 가능하다.
유리기판은 표면이 매끄럽고 내열성과 투명성이 높다는 특성 때문에 휴대전화 화면, TV, 컴퓨터 모니터 등 대부분의 디스플레이에 사용되고 있지만 무겁고 깨지기 쉽다는 단점이 있다.
이를 대체하기 위해 열적·화학적 안정성이 높은 플라스틱 재질의 폴리이미드 필름에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 유리섬유 직물을 입힐 경우 필름의 표면이 거칠어지고 광 투과율이 낮아지는 등의 문제가 있었다.
연구팀은 필름의 표면 거칠기를 수 나노미터(10억 분의 1ｍ) 수준으로 평탄화시키고, 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리 섬유 직물의 굴절률과 가깝게 일치시키는 방법으로 이런 문제점을 해결했다.
이번에 개발된 플라스틱 기판은 열팽창률이 기존 플라스틱 기판의 10~20%에 불과하고, 내열성은 450도에 달하며, 광 투과율이 90% 수준으로 높다고 연구팀은 전했다.
유리 기판만큼 빛 투과율이 높으면서도 깨지지 않아 스마트폰 화면이나 차세대 플렉시블 디스플레이(휘어지는 화면) 등에 사용될 수 있다.
윤 교수는 “휴대전화 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고, 대면적 TV의 무게와 두께를 획기적으로 줄일 수 있어 디스플레이 산업에 혁신을 가져올 것으로 기대한다”고 말했다.
연구팀은 이번 기술에 대해 총 3건의 특허 출원을 마치고 관련기업과 기술 이전을 협의 중이다.
/디지털미디어부
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