무겁고 깨지기 쉬운 기존 디스플레이 유리기판을 가벼운 플라스틱으로 대체할 수 있는 핵심기술이 상용화 수준으로 개발됐다.
KAIST(총장 강성모)는 IT융합연구소 윤춘섭 물리학과 교수 연구팀이 고강도 플라스틱 기판 원천기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
이 플라스틱 기판은 유리섬유 직물을 무색투명 폴리이미드 필름에 녹여 제조했다. 유연하면서도 인장강도는 일반 유리보다 세 배 강하다. 강화유리와 비슷한 수준이다. 내열성은 450℃까지 견딘다. 열팽창률은 기존 플라스틱 대비 10∼20%에 불과하다.
연구진은 무색투명 폴리이미드 필름 제조과정에서 필연적으로 나타나는 0.4㎛ 정도의 표면 거칠기와 광산란 문제를 해결했다. 투명 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리섬유직물의 굴절률과 소수 네 자리까지 일치시키는 방법을 찾았다. 필름의 표면 거칠기는 수 ㎚ 수준으로 평탄화 시키는 핵심기술도 개발했다.
연구진이 110㎛ 두께의 필름 기판을 제조한 뒤 실시한 시험에서는 11ppm/℃의 열팽창률과 0.9㎚ 표면 거칠기, 250MPa(압력단위)의 인장강도, 2㎜의 굽힘곡률반경, 90%의 광 투과도를 나타냈다.
이 기술은 현재 광학필름생산 소재기업 등과 기술 이전을 협의 중이다.
윤춘섭 교수는 “휴대폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고, 대면적 TV의 무게 및 두께를 획기적으로 줄일 수 있다”며 “디스플레이 생산에 롤투롤 공정을 적용할 수 있어 디스플레이 산업에 일대 혁신을 가져올 것”으로 기대했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com