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디스플레이를 접으면 안쪽에는 압축력이 발생하고, 바깥쪽에는 인장력이 나타난다. 반복해서 디스플레이를 접으면 표면이 깨지거나 갈라지고, 주름이 발생할 수 있다. 광학 신소재인 플라스틱 기반의 유연 과학필름을 쓰면 이러한 문제를 해결할 수 있다.
유연 광학필름을 폴더블 디스플레이에 쓰려면 물성이나 특성이 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 만들어야 한다. 폴리이미드는 전하이동복합체라는 구조를 형성해 일반 엔지니어링 플라스틱보다 기계적 물성이 우수하다.
연구팀은 이를 제어해 불소계 폴리이미드를 개발했다. 폴리이미드에 부피가 큰 탄화불소를 도입하고, 폴리이미드 사슬 간 거리를 떨어뜨리는 방식으로 광 특성을 확보했다. 폴리이미드 사슬 간 수소 결합, 금속 이온 결합 확률을 높이는 방식도 이용했다.
실험 결과, 광학필름은 탄성계수 8㎬ 이상, 전체 투과율 90%, 황색지수 3 이하를 나타냈다. 20만회 이상 접거나 펼친 후에도 깨지거나 주름이 발생하지 않았다.
연구 결과는 재료 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 게재됐다.
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