초박형 유리를 현실화하다

초박형 유리를 현실화하다

테사 (tesa) 는 저전력 투명 플렉시블 디스플레이와 조명 제품의 개발을 선도하는 연구 협력 단체에 속해 있으며, 정부로부터 공적인 지원을 받고 있습니다.



© SCHOTT
초박형 유리의 유연성 테스트

테사는 플렉시블 전자기기의 혁신을 위해 연구 컨소시움인 KOFEKT의 일원으로서 새로운 점착기술의 개발을 진행 하고 있습니다.

지갑처럼 접어서 주머니에 넣어뒀다가 필요할 때 펴서 태블릿처럼 사용하는 스마트폰, SF 영화에서나 볼 수 있는 기술이라고 생각하시나요? 유리 제조 업체에서 구부릴 수 있는 초박형 유리를 이미 생산하고 있으며, 완전히 접을 수 있는 유리도 곧 생산에 들어갈 예정입니다. 최소 25 마이크로미터 두께의 초박형 유리는 사람의 머리카락보다 얇으며, 150 마이크로미터 두께에서는 구부려도 안정적인 형태를 유지합니다. 이러한 유연성 덕분에 초박형 유리를 롤 형태로 말아 감을 수 있습니다.

초박형 유리는 또한 플라스틱, 금속, 실리콘 등의 다른 기판 재료 대비 광학특성, 기계적 저항성, 내화학성, 열 안정성 등이 매우 뛰어난 이점이 있습니다.

유기전자공학 분야에서 롤 타입 글래스의 사용은 필수가 될 것 입니다. 이를 가능 하게 하는 새로운 기술을 개발 하기 위해, 테사는 다른 협력업체 들과의 컨소시움인 KONFEKT 에 참가 하였습니다. KONKFEKT 프로젝트의 중점 과제는 차세대 OLED 어플리케이션의 개발입니다.

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차세대 OLED 개발을 위한 전략적 파트너쉽

독일 교육 및 연구 부처

공동 개발 프로젝트인 KONFEKT(글래스폴리며-가공용 박막 글래스) 는 독일의 교육 및 연구 부처 (German Federal Ministry of Education and Research) 로부터 560만 유로를 투자받은 개발 협력 단체로서, 오는 2018년 한해 동안 연구 활동을 계속해 나갈 예정입니다. KONFEKT 의 주요 목표는 최상급 수준의 롤 유리를 만드는 것입니다. 코팅과 합판 공정을 통하여 내구성이 매우 강한 롤 유리를 만들어 표면의 형태와 기능성을 유지할 수 있습니다. 목표 달성을 위하여 테사 SE를 포함하여 KONFEKT 소속 협력 단체들인 SCHOTT, VON ARDENNE, Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam, Plasma Technology FEP 는 초박형 유리를 돌돌 마는 공정 중에 제품이 깨지는 것을 방지하는 기술 개발에 집중하고 있습니다.

KONFEKT 내의 4개 단체는 다음의 두 가지 기능을 연구하고 있습니다. 첫 번째는 초박형 글래스와 전자부품을 밀봉하기위한 배리어 테이프를 적층한 적층 기판의 개발입니다. 두 번째는 초박형 유리가 기재로서 유기 전자공학처럼 어려운 응용 기술에 적용될 수 있도록 하는 것입니다.

프로젝트의 첫 결과물이 2017년 4월경 독일 드레스덴의 Fraunhofer FEP 에서 개최된 국제 기술 & 네트워킹 행사인 Vision Flexible Glass 에서 협력 업체들에 의해 이미 소개된 바 있습니다.

첫 번째 하위 프로젝트를 진행하는 테사와 SCHOTT는 정밀 소재를 밀봉하고 롤투롤(R to R) 공정 에서 제작할 수 있는 플렉서블 유리를 개발하고 있습니다. 한편 VON ARDENNE 은 플렉서블 유리의 롤투롤 코팅에 특화된 진공 코팅 시스템을 개발 중입니다. Fraunhofer FEP 는 VON ARDENNE 이 개발하는 진공 코팅 시스템을 이용한 기능층 (functional layers) 의 디포지션 기술 개발을 담당하고 있습니다.

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수분과 산소가 침투할 수 없도록 화학적으로 가공된 보호층

KONFEKT 의 연구 개발은 다음 해에도 계속 될 예정이며, 그동안 이미 상당한 진척을 이루어 왔습니다. 테사와 SCHOTT 는 초박형 글래스를 이용하여 OLED 와 같은 민감한 전자 부품을 수분 및 산소로부터 보호하는 기술을 함께 개발했습니다. 플렉서블 글래스는 z 베리어라 불리는 상단의 울트라 베리어로 사용하기에 적합한데, 이는 플렉서블 글래스가 25 마이크로미터 정도의 얇은 두께에서도 수분과 산소가 침투할 수 없는 보호막을 형성하기 때문입니다. 또한 플렉서블 유리에는 무기봉지층의 문제점인 핀홀이 없습니다.

테사의 특수 접착 테이프 기술력은 민감한 OLED 소재에 영향을 주지 않도록 측면을 밀봉하면서 광학적으로 투명한 접착제에서 잘 드러납니다. 초박형 유리는 특수 점착 테이프로 접착되어 사용자에게 배송됩니다. 이 점착 레이어는 부품들을 단순히 표면만 밀봉하는 것이 아니라 측면에서 액체나 가스가 투과되지 않도록 하는 역할을 합니다 (이를 x/y 베리어 라고 합니다). 이처럼 z 베리어인 플렉시블 유리와 x/y 베리어인 접착 레이어가 함께 내부 소자를 완벽하게 보호하게 됩니다.

이 롤 기술의 개발이 완료되면 저비용의 고급 밀봉 기술을 사용 할 수 있으며, 소비자 또한 전자 제품의 노후화를 막고, 충격으로 부터도 보호 할 수 있습니다.

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플렉서블 디스플레이는 앞으로 우리의 삶에 다양한 변화를 가져올 것입니다. 여러 종류의 디스플레이에 사용되고 있는 기존의 유기발광 다이오드 (OLED) 와 더불어, 따뜻한 느낌의 눈이부시지 않은 플렉서블 조명들의 세상이 옷 것입니다.
tesa SE
테사의 DrySeal® 라이너 기술을 통하여 즉각적인 롤투롤 공정 (roll-to-roll process)을 거쳤습니다.

투명하고 유연한 저전력 디스플레이 및 조명 제품의 새로운 시대

KONFEKT 는 궁극적인 목표로 코팅 및 라미네이트 공정에서도 표면 형태와 기능을 그대로 유지하는 롤 타입 강화 유리 개발을 위해 꾸준히 노력하고 있습니다. 견고하고 유연한 OLED 개발에는 앞으로 더욱 심도 있는 연구가 필요합니다. 이를 위하여 KONFEKT 협력 업체들은 각자의 고유한 전문 기술과 지식을 제공하고 있습니다.

SCHOTT 는 유리 공정 및 화학 처리 최적화와 관련된 지식을 제공하고 있으며, tesa SE 는 롤 형태의 접착 테이프를 생산해 온 오랜 역사에 걸맞게 유리 공정 마지막 단계에서 특수 접착제 및 기능층으로 마무리하는 과정을 담당하고 있습니다. Fraunhofer FEP 는 수십년간 축적된 증착 경험을 바탕으로 프로젝트에 기여하고 있습니다. 마지막으로 VON ARDENNE 는 필름과 금속 스트립을 위한 롤투롤 코팅 기계의 개발 및 생산을 맡고 있으며, 대규모의 유리 코팅을 위한 마그네트론 스퍼터링과 관련된 지식을 제공하고 있습니다.

KONFEKT 는 펀딩 프로젝트 13NI2974 로 등록되어 독일 교육 및 연구 부처 (BMBF) 의 지원을 받고 있습니다.

KONFEKT 연구 진척도와 테사의 기여 현황에 대해 알아보고 싶으신 분은 다음의 주소로 문의 주시기 바랍니다.

 

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