[논문]접는 디스플레이를 위한 플렉시블 커버윈도우 기술

정용철; 김강한; 김도관

문제 정의

특히 후보 플렉시블 커버 윈도우의 소재 및 구조적 측면에서 다양한 연구들을 심도 있게 다루었다. 본 기고가 “Carrying small, Seeing big"의 접는 디스플레이 연구개발에 작은 도움이 되길 바라며 글을 마무리하고자 한다,
또한 UTG의 두께를 얇게 함에 따라서 roll to roll 공정에 적용 시 크랙 등의 문제로 인해 공정이 가능한지에 대한 연구를 진행하였다. 구체적으로는 UTG의두께 및 곡률 반경에 따른 bending stress를 분석하여 , R2R 공정 적합성을 연구하였다.
본 기고에서는 foldable smartphone 등 유연 디스플레이 시대의 도래에 따라, 플렉시블 커버 윈도우의 기술적 이슈 및 연구개발 동향을 살펴보았다. 특히 후보 플렉시블 커버 윈도우의 소재 및 구조적 측면에서 다양한 연구들을 심도 있게 다루었다.
이로 인해, 고릴라 글래스 등 기존 강화 유리기 반의 커버 윈도우 특성을 유지하면서 플렉시블 특성을 갖는 신규 커버 윈도우의 개발이 절실한 실정이다. 본 기고에서는 플렉시블 디스플레이를 위한 커버윈도우의 개발 이슈, 기술 동향 및 전망에 대해 살펴본다.
이로 인해 현재 플렉시블 디스플레이 시장에서 요구하고 있는 초 저곡률의 곡률반경에서 폴딩이 어렵다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 진행되고 있는 연구 사례에 대해 구체적으로 살펴본다.
지금까지 플렉시블 커버 윈도우의 경우 동일 소재로 제조된 single cover window에 대해 살펴봤다. Single cover window 중 일부 소재는 매우 유망한 특성을 보여주고 있으나, 높은 bending stiffness로 인해 하부 LTPS 패널의 광특성 열화 및 다양한 모듈 패키징 디자인 적용 시 여러가지 이슈가 보고되고 있다.

제안 방법

선보인 베- 있다. 구체적으로는 10 四의 얇은 두께의 glass를 통해 굴곡 특성을 구현하였으며 , 비굴곡 영역의 유리 뒷면에 200 即1 두께의 PET film을 접합하여 한번 이상 접을 수 있는 glass platform 기반의 foldable glass를 제작하였다. 그러나 crumpling 이슈와 같은 유리가 가지는 근본적인 한계에 대한 추가 연구는 필요해 보인다.
대한 연구를 진행하였다. 구체적으로는 UTG의두께 및 곡률 반경에 따른 bending stress를 분석하여 , R2R 공정 적합성을 연구하였다. 그 결과, UTG 의 두께가 두껍고 곡률 반경이 작아질수록 bending stress가 급격하게 증가하는 것을 확인하였으며 , 1 m 폭을 갖는 thin-glass에서 작용하는 line tension 이 5 Mpa 이하일 경우 R2R 공정에 적용 가능함을 보고하였다.
그림 6과 같이 S. Garner 그룹의 경우, aluminu-borosilicate 유리 소재와 다양한 플라스틱 필름과의 광학 특성 비교를 통해 유리 소재의 우수한 광학적 특성을 비교하였다. 구체적으로 UV-Vis.
그림 10과 같이 KAIST의 배병수 교수 연구실에서는 Methacryloligosiloxane 기반의 resin을 matrix로 하여 GFRP film을 제작 하였다. 이때 두 개의 phenyl 말단기를 가지는 DPDMS monomer와 MPTMS silicone alcoxide 간의 sol-gel 반응을 통해서 낮은 refractive index를 가지는 silsesquioxane sol을 합성하였다. 또한 DPDMS 함량을 조절하여 hybrimer resin의 굴절률을 제어함과 동시에 광 투과도를 개선하였으며, 특히 Si : phenyl 의 비율이 1.

대상 데이터

있다. Inorganic Si-O-Si core 구조의 말단기에 화학 가교 반응이 가능한 organic 그룹이 있는 hybrimer 신규 소재를 합성하였다, 配戚

성능/효과

추가적으로 보고한바 있다. 그 결과, 표면 경도 0.78 GPa, effective modulus 5.31 GPa의 고경도 하드코팅층 도막을 수득하였다 .
이때 두 개의 phenyl 말단기를 가지는 DPDMS monomer와 MPTMS silicone alcoxide 간의 sol-gel 반응을 통해서 낮은 refractive index를 가지는 silsesquioxane sol을 합성하였다. 또한 DPDMS 함량을 조절하여 hybrimer resin의 굴절률을 제어함과 동시에 광 투과도를 개선하였으며, 특히 Si : phenyl 의 비율이 1.01 일 때 88 %의 광 투과도를 보이며 가장 큰 광학적 개선 효과를 보였다. 이는 phenyl 말단기가 가지는 높은 전기적 편광 특성으로 인해서 유리섬유와의 굴절률 차이를 최소화 하여 광특성이 개선된 결과로 해석된다(4)
002 이내로 거의 없었다. 또한 glass fiber 함입 함량이 증가함에 따라서 GFRP의 인장력 및 flexural strength 와 flexural modulus가 선형적으로 증가하는 것을 확인하였다. 그러나 GRFP 소재의 근본적인 문제인 glass fiber와 resin 사이에서 굴절율 차이로 인한 광 산란으로 인해 glass fiber 함량이 증가할수록 광 투과도가 급격히 저하되며 투명성을 잃게 되는 문제점이 보고되었다.
상기 과정을 통해 수득한 하드코팅 도막의 경우, 그림 20과 같이 곡률반경 1 mm에서 1만회 이상 반복 굴곡 시에도 변형이나 깨짐이 없었으며 , 표면 스크래치 저항 또한 매우 우수한 것으로 나타났다.[10]
구체적으로 UV-Vis. 스펙트럼 분석을 통해 200, 100, 50 四의 두께를 갖는 thin-glass의 광투과도를 측정한 결과, 유리 소재가 PI, PEN, PC 등의 투명 플라스틱 소재보다 월등한 광학적 투과도를 보였다. 특히 thin-glass의 두께가 낮아질수록 낮은 파장의 투과도 상승을 확인하였다.
일반적으로 CT-complex는 아래와 같이 제어가 가능하다. 첫째, fluoro계열의 말단기 (-CFJ로 개질된 단량체를 사용하여 兀전자의 이동 제한을 통해 CT-complex 형성을 억제한다.図
叫 이렇게 제작된 RSR 커버 윈도우는 single cover window 대비하여 낮은 bending stiffness를 보였으며 , 이를 통해 개선된 warpage를 보고하였다. 특히 in-folding 시 필연적으로 발생하는 buckling을 효과적으로 제어 가능한 것으로 나타났다. 그림 23과같이 single cover window의 경우 folding axis의 x-axis에 따라 strain이 변화되는 buckling 현상이 발생하나, RSR cover window의 경우 strain의 변화가 선형적으로 나타나는 등 buckling 문제를 효과적으로 제어한 것으로 나타났다.
스펙트럼 분석을 통해 200, 100, 50 四의 두께를 갖는 thin-glass의 광투과도를 측정한 결과, 유리 소재가 PI, PEN, PC 등의 투명 플라스틱 소재보다 월등한 광학적 투과도를 보였다. 특히 thin-glass의 두께가 낮아질수록 낮은 파장의 투과도 상승을 확인하였다.[1]

후속연구

구체적으로는 10 四의 얇은 두께의 glass를 통해 굴곡 특성을 구현하였으며 , 비굴곡 영역의 유리 뒷면에 200 即1 두께의 PET film을 접합하여 한번 이상 접을 수 있는 glass platform 기반의 foldable glass를 제작하였다. 그러나 crumpling 이슈와 같은 유리가 가지는 근본적인 한계에 대한 추가 연구는 필요해 보인다.'2]
또한 GFRP 필름의 두께를 감소함에 따라 glass fibw로인한 표면의 roughness는 상기 소재의 다양한 응용을 위해 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.

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