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순차적기상침투법을 이용한 유-무기 하이브리드 소재 제작 개략도
[산업일보]
OLED 발광소자는 공기나 수분에 민감하게 반응해 열화되는 치명적인 문제점이 있다. 따라서 소자를 외부 환경으로부터 완전히 차단하는 봉지막 기술이 필수적이다. 주로 사용되는 무기물 기반 봉지막은 디스플레이 기판이 유리일 때만 적용할 수 있고 고분자 필름과 같은 유연한 기판에는 적용할 수 없어 한계가 있었다.
이에, 유연 디스플레이가 산화되지 않도록 철저히 보호해주는 하이브리드 봉지막 기술이 보고됐다. 성명모 교수(한양대학교) 연구팀이 휘어지는 디스플레이에 적용할 수 있는 고밀도의 유-무기 하이브리드 소재를 개발했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.
연구팀은 순차적기상침투법을 이용해 유-무기 복합 박막을 제작했다. 유기 고분자 재료의 틈새를 무기 분자들로 모두 메우고 화학 결합하여 완벽하게 하이브리드 되도록 한 것이다.
유-무기 복합 박막은 접거나 휘는 외부 변형에도 공기를 차단하는 특성이 유지되고 저비용 생산이 가능한 장점이 있다.
기존 유-무기 복합 연구에서는 완벽히 융합되지 않기 때문에 무기 박막 부분에서 균열이 생기거나 박리되는 경우가 있었지만, 이번 연구에서는 이러한 문제도 해결됐다.
성명모 교수는 “이 연구는 외부 변형에도 낮은 기체 투과도를 유지하는 하이브리드 신소재 기술을 실험적으로 개발한 것으로, 차세대 유연 디스플레이용 봉지막으로서의 응용성을 확인했다”라며, “추가 연구를 통해 접거나 펼 수 있는 유연 디스플레이로 상용화할 예정이다”라고 설명했다.
성 교수에 따르면, 이번 연구에서는 유기 고분자 필름에 효과적으로 무기물을 침투시켜 유-무기 하이브리드 필름을 제조했고, 침투 조건에 따른 가스 투과도를 확인해 최적화된 침투 조건을 확립했다.
그 결과 생성된 유-무기 하이브리드 소재는 매우 낮은 가스 투과도를 가지며 휘거나 접는 등의 외부 변형 후에도 균열 및 박리 등 기존의 복합 재료에서 나타나는 문제점이 발견되지 않은 것은 물론, 고유의 가스 투과도를 유지하는 것이 발견됐다.
성 교수는 “순차적기상침투법에 의한 유-무기 하이브리드의 생성과 그 특성을 분석함으로써 유연 봉지막 분야의 발전에 기여할 것이고, 또한 새로운 유-무기 하이브리드 제조 기술을 제시함으로써 디스플레이를 포함해 차세대 두루마리 디스플레이 분야에 응용가능성을 제공할 것”이라고 밝혔다.
