UNIST 연구진이 빛 투과율 99.8%를 확보하고 반복적인 변형 후에도 2.5초 안에 원래 길이로 돌아오는 폴더블·롤러블 디스플레이용 광학용 투명점착제(OCA)를 개발했다.
UNIST 에너지화학공학과 이동욱 교수팀은 옥수수 전분 성분인 ‘아이소소르비드’를 활용해 투명도와 복원력을 높인 광학용 투명점착제를 개발했다고 27일 밝혔다.
투명 점착제는 디스플레이의 보호유리와 터치센서, 패널 등을 서로 붙이는 데 사용된다. 점착제의 투명도와 복원력이 좋을수록 저전력으로 밝은 화면을 구현하고 디스플레이를 오래 사용할 수 있다.
연구팀은 점착제의 가교제를 새롭게 설계해 투명도와 복원력을 높였다. 가교제는 접착 고분자 사슬을 그물처럼 연결해 점착제가 쉽게 늘어지지 않도록 잡아주고, 변형된 뒤 원래 모양으로 돌아오게 하는 물질이다.
개발된 가교제를 적용한 점착제의 빛 투과율은 99.8%로 나타났다. 원래 길이보다 50% 늘어난 상태에서도 98.6%의 투과율을 유지했다. 투명 점착제는 늘어날 때 고분자 사슬 배열이 불균일해지면 빛이 산란돼 탁해질 수 있다.
복원력도 높였다. 원래 길이보다 20% 늘렸다가 놓는 과정을 100회 반복한 뒤에도 2.5초 안에 원래 길이로 돌아왔다. 기존 HDDA 가교제를 적용한 점착제는 원래 길이보다 50% 늘렸을 때 투과율이 71.9%로 떨어졌으며, 반복적인 변형 이후 복원에는 100초 이상이 걸렸다.
투명도를 높인 핵심은 가교제에 사용된 아이소소르비드다. 아이소소르비드는 옥수수와 밀 전분 등을 가공해 얻는 성분으로 빛의 왜곡이 적어 투명도를 높일 수 있다.
가교제 자체의 길고 유연한 특성은 고분자 사슬 사이의 간격을 넓혀 점착제의 복원력을 높였다. 점착제가 늘어날 때 이웃한 사슬끼리 달라붙으면 복원이 느려지는데, 사슬 사이의 간격을 넓혀 이러한 현상을 줄이는 방식이다. 이에 따라 힘을 제거했을 때 빠르게 원래 모양으로 돌아올 수 있다.
점착력은 상용 점착제와 비슷한 수준을 확보했다. 연구팀이 실제 유연 디스플레이 모듈에 점착제를 적용해 1만 회 접는 시험을 진행한 결과 눈에 띄는 균열이나 주름, 층 사이의 들뜸이 관찰되지 않았다.
80℃에서 열처리를 거친 뒤 떼어내는 시험에서도 점착제 잔여물이 남지 않았다. 이에 따라 디스플레이 부품의 회수와 재사용에도 유리하다.
이번 연구에는 UNIST 백명진 박사가 공동 교신저자로, 최윤지 연구원이 제1저자로 참여했다. 과학기술정보통신부 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며 연구 결과는 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 8월 30일 온라인 공개됐다.
이동욱 교수는 “디스플레이용 점착제는 패널에 나온 빛을 잘 통과시키고, 화면의 반복적인 변형을 견뎌야 한다”며 “이번에 개발된 점착제는 저전력으로 밝은 화면을 만들고 내구성이 뛰어난 폴더블·롤러블 디스플레이를 만드는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.
헬로티 이동재 기자 |
