스마트폰을 떨어뜨려도 깨지지 않는 액정화면 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST는 IT융합연구소 윤춘섭 교수 연구팀이 깨지기 쉬운 디스플레이 유리 기판을 대체할 수 있는 고강도 플라스틱 기판 원천기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

윤 교수팀은 유리섬유직물을 무색투명 폴리이미드 필름과 결합해 고내열, 고투명, 고유연, 고내화학, 고인장강도 특성을 갖는 플라스틱 기판을 만들었다.

이번에 개발한 기판은 플라스틱의 장점인 유연성을 갖고 있으면서, 일반 유리보다 세 배 이상 크고 강화유리와 비슷한 인장강도를 지녔다. 또 유리처럼 무색투명할뿐만 아니라 450도까지 내열성을 갖고 있으며, 열팽창률도 기존 플라스틱의 10~20%에 불과하다.

표면이 매끄러운 유리 기판은 투명하고 내열성과 인장강도 등이 뛰어나 핸드폰 화면이나 TV, 컴퓨터 모니터 등 거의 모든 디스플레이에 사용돼 왔다. 그러나 유리 기판은 무겁고 깨지기 쉬운 치명적인 단점이 있다. 유리 기판을 대체할 플라스틱 기판이 연구돼 왔지만 표면이 거칠어지고 광 투과도가 낮아 실용화의 어려움을 겪었다.

윤 교수팀은 투명 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리섬유직물의 굴절률과 소수 네 자리까지 일치시키는 방법과 함께 필름의 표면 거칠기를 수 ㎚(나노미터) 수준으로 매끄럽게 하는 핵심기술을 개발해 난제를 해결했다. 그 결과 110μm(마이크로미터) 두께의 유리섬유직물 함침 무색투명 폴리이미드 필름 기판에서 만족할 만한 수준의 열팽창률(11㏙), 표면 거칠기(0.9㎚), 인장장도(250㎫), 굽힘곡률반경(2㎜), 광 투과도(90%) 등을 구현하는데 성공했다.

윤춘섭 교수는 “개발된 플라스틱 기판은 기존 디스플레이의 유리 기판을 대체할 수 있고 플렉시블 디스플레이 기판으로도 사용할 수 있다”며 “핸드폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고 대면적 TV의 무게와 두께를 획기적으로 줄일 수 있다”고 말했다.

유주경 기자 willowind@ggilbo.com