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휘는 디스플레이 붙이는 신축성 높은 투명 접착제 나왔다

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휘는 디스플레이 붙이는 신축성 높은 투명 접착제 나왔다

2020.09.15 13:20
UNIST 연구팀 신축성 접착소재 개발
투명하고 잘 쉬며 형태 회복 능력이 좋은 디스플레이 소자용 접착제를 개발한 주역들이 한 자리에 모였다. 왼쪽 아래부터 부터 반시계방향으로 이동욱 UNIST 교수, 제1저자 이주학 연구원, 박진태 연구원, 백명진 연구원이다. UNIST 제공
투명하고 잘 쉬며 형태 회복 능력이 좋은 디스플레이 소자용 접착제를 개발한 주역들이 한 자리에 모였다. 왼쪽 아래부터 부터 반시계방향으로 이동욱 UNIST 교수, 제1저자 이주학 연구원, 박진태 연구원, 백명진 연구원이다. UNIST 제공

고무줄처럼 잘 늘어나고 회복도 쉬운 유연한 접착 소재가 개발됐다. 둥글게 마는 모니터나 휴대전화 등 유연 디스플레이의 소자를 연결하는 점착제로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.


울산과학기술원(UNIST)은 이동욱 에너지화학공학과 교수와 이주학 연구원, 김학선 전기전자공학과 교수팀이 투명하고 접착력이 우수하면서도 고무줄처럼 형태가 변형된 뒤 곧바로 회복될 수 있는 신축성 접착 소재를 개발했다고 15일 밝혔다. 


연구팀은 포스트잇이나 셀로판 데이프처럼 손으로 살짝만 눌러도 접착력을 갖는 ‘감압성 점착제’를 일종의 플라스틱인 아크릴산을 이용해 개발했다. 감압성 접착제는 쉽게 접착을 할 수 있고 떼어내도 잔여물이 남지 않는 접착 소재다. 디스플레이 소자에서는 투명 전극과 광원 등의 소자 사이를 연결하는 역할을 한다. 하지만 형태가 변형된 뒤 바로 원래 형태로 돌아가기 힘들고, 접착력을 강화하기 위해 재료로 사용되는 아크릴 양을 늘리면 기판을 부식시킬 수 있다는 단점이 있었다.


연구팀은 접착력을 유지하면서도 늘어나거나 수축하는 능력도 함께 강화해 휘거나 마는 동작에도 잘 견디고 원래의 형태도 잘 회복하는 접착제를 개발했다. 먼저 점착제의 재료 비율을 조절하고, 점착제에 사전에 변형을 10% 가하는 기술을 도입했다. 고무줄 바지의 허리를 한껏 오래 잡아당기면 늘어나 허리가 편안해지는 것과 비슷한 원리다. 이 방법으로 길이를 25% 늘린 뒤 원래 형태로 회복되는지 확인한 결과 즉각 회복된다는 사실을 확인했다. 또 기존 셀로판 테이프보다 65% 접착력을 높이는 데에도 성공했다.

 

연구팀은 이 소재를 디스플레이 소자에 적용했다. 디스플레이 소자 내부에는 금속 전극이 들어가기 때문에 점착제가 금속을 부식시키면 안 된다. 연구팀이 전극 소재인 인듐주석산화물(ITO)에 점착제를 부착시켜 4주간 고온다습한 환경에 노출시킨 결과, 기판에 부식이나 표면 저항이 증가하는 현상이 발생하지 않았다. 또 길이를 30% 늘리는 성능을 보이면서도 빛을 90% 이상 투과시킬 정도로 점착제가 투명해 디스플레이 발광물질의 빛을 방해하지 않는다는 사실도 확인했다.

 

감압성 점착제를 사용해 제조된 디스플레이의 원리를 설명한 그림이다. UNIST 제공
감압성 점착제를 사용해 제조된 디스플레이의 원리를 설명한 그림이다. 감압성 점착제는 투명전극과 광원 등 사이를 이어주는 역할을 한다. UNIST 제공

논문의 1저자인 이주학 연구원은 “첨단 디스플레이 분야와 새로운 감압성 점착제 개발, 제조에 도움이 될 것”이라고 말했다. 이동욱 교수는 “사전 변형 전략을 쉽게 적용하는 공정을 개발하고 접착력을 보완하면 디스플레이 소자에 적용 가능한 점착제를 대량생산할 수도 있을 것”이라고 말했다.


연구 성과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학저널’ 지난달 27일자에 발표됐다.

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