폴더블 폰, 유연 커버 윈도우, 그리고 폴리이미드에 관하여

내구성(내 충격성, 내 스크래치), 광특성(투과율, 색좌표, 헤이즈)에 더하여

굴곡성(반복 접힘 기능, 접힘 후 보관)을 요구함.

접을 때, 안쪽은 compressive stress/strain, 바깥쪽은 tensile stress/strain

Ultra Thin Glass(UTG);

코닝의 willow glass, 곡률반경 3mm 이하에서 R2R 공정이 가능, Asahi Glass, Nippon Electric Glass, Schott 등

외부 충격으로인한 깨짐 문제, 양면 코팅으로 방지... 미소 크랙의 전파... 등의 문제점...

유리 + 플라스틱 플름 복합 구조 등...

Glass Fiber Reinforced Plastic(GFRP) film;

고분자 matrix에 유리 섬유를 충진, 광산란...굴절율 차이로 인한... 시인성... 표면 거칠기 등...

cellulose/chitosan 기반의 nanofiber 필름;

fiber 형태의 천연 고분자 재료들, 기계적 강성이 우수, 역시 파이버에 의한 광산란...

나노 fiber 기술... 오징어뼈, 나무 등에서 추출한 소재의 적용

플레시블 하드 코팅(POSS), RSR 복합 구조 커버 윈도우 등;

(polyhedral 구조를 갖는 oligomeric silsesquioxane...) (Rigid/Soft/Rigid)

그리고

고내구성 투명 플라스틱 필름;

폴리이미드~ 이하, 보다 광범위한 설명을 추가함.

유연 디스플레이의 기판용 필름,

유리 기판 수준의 광학 특성을 가지는 것들...

COC(Cyclo Olefine Polymer), COP(Cyclo Olefine Polymer)

PC(polycarbonate), PES(Poly (ether sulfone)), Polyacrylate 등의 amorphous polymer

PEN(Poly (Ethylene Naphthalate)), PEEK(Poly (Ether Ether Ketone) PET(Poly(Ethylene Terephthalate))

등의 semi-crystalline polymer

이들 대부분은 열적 안정성이 취약,

고온 증착이나 고온 경화 공정을 사용하지 않는 저해상도의

수동형 표시 소자(스마트 윈도우, 시계, 조명, 테그 등), 터치 패널 등에만 적용 중

따라서, 여기에 열적 안정성이 우수한 무기 나노 입자를 혼합, 복합화하거나

유리 섬유에 플라스틱을 함침, 복합화하는 방법이 있으나 상용화에 이르지 못함...

이유는 불균일성, 이방성, 열적 특성의 한계, 표면 평탄도 등...

폴리이미드 필름

탁월한 열적 안정성과 내화학성을 보유, 특히, 열팽창계수가 유리 기판 수준(3~4ppm/도)으로 낮음.

대부분의 플라스틱 기판들은 유리의 6~50배에 이름.

다만, 가격이 높고, 짙은 노란색을 띄며, 광학 이방성이 심함.

그럼에도 불구하고, 투명성이 중요하지 않은 유연 디스플레이의 기판으로 사용되어 옴.

다만, 디스플레이 제조를 위해, 폴리이미드 기판을 유리 기판에 붙일 경우 접착제로 인한 수율 저하,

공정 관리 문제가 발생

따라서, 지지용 기판 위에서 필름을 형성, 사용하는데, 이를 위해

폴리이미드 필름의 전구체인 폴리아믹산(PAA, Poly Amic Acid)을 소재 업체에서 공급 받아서

지지 기판 위에 코팅, 경화하여 폴리이미드 필름을 만듬.

별도의 접착 공정이 필요하지 않고 품질 관리가 용이

이 때, 폴리이미드 필름을 원하는 두께로 바로 제작하지 않고

10 마이크론 이하의 폴리이미드 막과 기체 차단막을 반복하여서 형성, 필름을 제작함.

기체 차단막(barrier)으로는 스퍼터링 방법으로 AlO, SiN, SiO 등을 증착

공정 후 분리는 엑시머 레이저를 광원으로 하는 선형 빔을 지지 기판의 뒷면에 조사

폴리이미드 필름의 자외선 흡광 특성 이용, 지지 기판과 폴리이미드 계면 사이에서 PI의 열 손상을 유도함.

이 장비는 LTPS의 결정화 장비를 개조하여 가능

투명 폴리이미드 필름

CTC(Charge Transfer Complex), 전하이동착체를 낮춤으로써 가능

반대급부로 열적인 특성의 손실을 감수하여야 함. 즉, 열팽창계수가 10배 이상 증가,

10ppm/도 이하를 얻기가 어려움.

코오롱 인더스트리, SKC, Sumitomo(일본) 등이 글로벌 핸드폰 업체의 품질 인증을 받은 상태

UTG와의 경쟁을 피할 수 없음.