감압성 점착제로 만든 디스플레이 모식도/UNIST

우수한 접착력을 가지면서도 신축성이 강화된 소재가 국내에서 개발됐다. 이 소재를 활용하면 돌돌 말아서 펼쳐보는 TV나 휴대전화 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.

울산과학기술원(UNIST)은 “에너지화학공학과 이동욱 교수팀과 전기전자공학과 김학선 교수팀은 고무줄처럼 즉각적으로 형태 회복이 가능한 감압성 점착제를 개발했다”고 15일 밝혔다. 연구 성과는 국제학술지 ‘화학공학 저널’에 8월 27일 공개됐다. 감압성 점착제는 ‘포스트 잇’이나 ‘스카치테이프’처럼 살짝 눌러주는 힘만으로도 접착력을 갖는 물질이다.

◇잘 벗겨지지 않으면서 우수한 신축성

점착제는 양면테이프처럼 소자 내부 구성품을 연결하는 역할을 한다. 휴대전화나 TV 같은 디스플레이 소자는 유리창, 금속전극, 발광물질 등이 차곡차곡 쌓여 있는 샌드위치 구조인데, 점착제를 이용해 이 구성품 사이를 고정한다. 김학선 교수는 “화면은 크게 보면서도 갖고 다닐 때는 작게 만들고 싶은 것이 소비자들의 욕구”라며 “결국 화면을 접거나 말거나 구기는 수밖에 없기 때문에, 외부 변형을 견뎌낼 수 있는 점착제 개발이 필수”라고 말했다

이번에 개발된 점착제는 표면에서 잘 벗겨지지 않으면서도(박리강도) 우수한 신축성을 갖는다. 일반적으로 점착체의 박리강도와 신축성은 반비례하지만, 연구진은 ‘사전 변형’이라는 기법을 이용해 이 문제를 해결했다. 사전변형은 점착체에 미리 변형을 가하는 방법이다. 박리 강도 실험 결과 시중의 스카치테이프보다 65% 높은 박리 강도를 보였다. 또 원래 길이의 25%를 늘렸을 때 즉각적으로 변형이 회복되는 신축성도 보였다.

연구진은 개발된 점착제의 디스플레이 소자 호환성도 점검했다. 소자 내부에는 금속 전극이 들어가기 때문에 점착제가 금속을 부식시키면 안 된다. 전극 소재인 ‘ITO’에 개발한 점착제를 부착시켜 4주간 고온 다습한 환경에 노출 시켰을 때 기판이 부식되는 현상이 발생하지 않았다. 또 투명성도 갖춰 발광물질에서 나오는 빛을 그대로 전달할 수 있다.

이동욱 교수는 “'사전변형 전략'을 손쉽게 적용할 수 있는 공정을 개발하고 접착력을 추가로 보완하면 디스플레이 소자에 사용 가능한 점착제를 대량 생산할 수 있을 것”이라고 말했다.