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휘는 디스플레이 '보호막' 개발

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2018년 09월 19일 16:05 프린트하기

하이브리드 막 제조 방법. 먼저 고분자 막을 만들고(맨왼쪽) 고압으로 기체상의 무기물을 가해(가운데) 고분자 표면 및 내부를 무기물과 결합시킨다. -사진 제공 나노 레터스
하이브리드 막 제조 방법. 먼저 고분자 막을 만들고(맨왼쪽) 고압으로 기체상의 무기물을 가해(가운데) 고분자 표면 및 내부를 무기물과 결합시킨다. -사진 제공 나노 레터스

국내 연구팀이 휘어지는 디스플레이에 적용할 수 있는 새로운 보호막 형성 기술을 개발했다. 미래 디스플레이의 성능을 안정화시킬 원천 재료 기술로 주목 받고 있다.


이린 한양대 화학과 연구원과 성명모 교수팀은 금속(무기물)과 고분자 물질(유기물)을 함께 사용해, 휘거나 접어도 파괴되지 않는 안정적인 디스플레이 보호막을 개발하는 데 성공했다. 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노레터스’ 12일에 발표됐다.


현재 스마트폰 등 디스플레이에 널리 쓰이는 OLED 소자는 공기나 수분에 닿으면 빨리 망가지는 문제가 있어 이를 보호하기 위해 ‘막’을 씌우는 과정이 필수다. 현재의 막 기술은 산화알루미늄 등 금속을 이용해 얇게 OLED 표면을 덮는데, 기판이 딱딱한 유리일 때만 적용될 수 있어 한창 개발 중인 ‘휘어지는 디스플레이’ 등 고분자 기반의 디스플레이에는 적용할 수 없었다.


이 연구원팀은 새로운 막 형성 기술로 유기물과 무기물을 함께 사용하는 방법에 주목했다. 고분자(유기물) 층과 금속(무기물) 층을 동시에 써서 안전성을 높이는 기술이지만, 휘어질 경우 균열이 발생해 보호막으로서의 기능이 떨어졌다. 피자 위 치즈가 딱딱하게 굳으면 피자를 휘었을 때 치즈가 부서지는 것과 같은 원리다.

 

이 연구원팀은 고분자 막을 먼저 만든 뒤, 분자 사이 사이의 틈으로 무기물 분자를 춤투시켜서 화학결합을 시키는 새로운 방법에 주목했다. 먼저 고분자 물질로 두터운 막을 입힌 뒤, 그 위에 높은 압력을 가해 기체 상태의 산화 알루미늄 분자를 침투시켰다.

 

그 결과 고분자 막 표면과 내부 빈 공간에 산화 알루미늄이 채워지면서 가스와 물이 거의 통과하지 않고, 1mm의 간격으로 접고 휘어도 막이 찢어지지 않는 고성능 보호막을 만드는 데 성공했다. 실제로 수증기로 실험한 결과, 하루 동안 1m2의 막을 통과하는 수증기의 양이 1000만 분의 1g에 불과할 정도로 완벽한 기체, 물 차단 성능을 발휘했다.


성 교수는 “외부 변형에도 기체를 거의 통과시키지 않는 하이브리드 신소재 기술을 개발했다”며 “추가 연구를 해 접거나 펴는 유연한 디스플레이를 상용화하겠다”고 말했다.
 

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