[테크월드=배유미 기자] 한국생산기술연구원(이하 생기원)이 7일 폴더블 디스플레이에 적용할 수 있는 플렉시블 하드코딩 신소재를 독자 개발하고 이를 활용해 복합구조 형태의 커버윈도우를 제조하는 데 성공했다고 밝혔다.
커버윈도우(Cover Window)는 외부 충격이나 오염, 지문 등으로부터 디스플레이 기판을 보호해주는 부품이다. 스마트폰 등 각종 IT기기 디스플레이 겉면에 대부분 부착돼 있으며, IT기기의 터치기능을 위해 강화유리가 주로 사용된다.
이와 달리, 폴더블폰은 플라스틱 소재 ‘투명폴리이미드(Colorless Polyimide, 이하 CPI)를 적용한다. CPI는 유연성과 내구성이 뛰어나지만, 스크래치에 취약하고 접거나 펼칠 때 이음새 역할을 하는 힌지(Hinge) 부분에서 주름 등의 변형 가능성이 높다. 이를 해결하고자 IT업계에서는 초박막 강화유리 UTG(Ultra Thin Glass) 개발을 추진하고 있지만, 기술 부족과 낮은 수율로 대안이 필요한 실정이었다.
생기원 마이크로나노공정그룹 연구팀이 이번에 선보인 플렉시블 하드코팅 신소재는 기존 소재의 한계점을 극복했다. 연구팀의 이번 소재는 세라믹에 가까운 실리케이트(SiO₂)와 실리카(SiO) 간 중간 수준의 물성을 지니도록 인위적으로 형성시킨 나노구조체다. 관계자의 설명에 따르면, 해당 구조체는 규소(Si)와 산소(O)의 연결구조와 비율을 조절해 성형 가공이 자유로우며, 다양한 물성을 만들 수 있을뿐만 아니라 경도와 유연성처럼 상충되는 물성도 동시 발현 가능하다.
연구팀은 해당 소재를 이용해 세계 최초로 폴더블폰 평면부는 단단하고, 힌지 부위는 유연하게 만든 복합구조(Rigid-Soft-Rigid, RSR) 형태의 커버윈도우를 제작하는 데 성공했다. 이는 강화유리에 가까운 경도를 가지고 있으며, 기존 CPI에 상응하는 유연성을 가지고 있으며, 20만회가량 반복 사용할 수 있는 내구성도 갖췄다. 뿐만 아니라 안∙바깥쪽으로 모두 접을 수 있는 인폴딩(In-Folding)과 아웃폴딩(Out-Folding) 모두 적용 가능하며, 자체 장비를 통한 양산 가능성도 검증했다.
이번 연구를 진행한 정용철 생기원 마이크로나노공정그룹 박사는 “플렉시블 신소재는 폴더블폰 외에도 이차전지 분리막, 광학모듈 코팅, 자동차 곡면 폼 성형, 건축∙가구 분야 등 활용범위가 광범위할 것으로 예상된다”며 “커버윈도우 제조기술의 완성도가 높아 조기 상용화를 기대한다”고 전했다.
한편, 이번 연구는 산업통상자원부와 패널, 소재∙장비 업체가 발족한 ‘KDRC(Korea Display Research Consortium) 사업단’의 지원을 받아 추진됐다. 연구팀의 이번 성과는 2020년 1월 미국 재료분야 SCI 학술지 ‘Journal of Applied Polymer Science’ 온라인판에 게재됐다.
그래도 삭제하시겠습니까?