하이드로젤과 폴리이미드의 물리적 접착과 오가노젤 이오닉 컨덕터의 3D printing 연구

Abstract

최근 플렉서블 디스플레이를 가진 디바이스가 시장에 공개되면서, 평면과 곡면 디스플레이 디바이스들이 대체될 것으로 예상되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이는 접착제를 이용하여 폴리이미드 필름과 구조체를 이루는데, 이 때 접착제의 낮은 탄성으로 인해 디스플레이 패널의 소성변형이 나타나게 된다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 접착제를 탄성이 상대적으로 큰 오가노젤로 대체하고자 하였다. 이를 위해, 폴리이미드 필름과 아크릴아마이드 하이드로젤이 빠른 겔화를 통해 접착력이 증가함을 확인하여 새로운 접착 방법을 고안하였다. 이 접착 방법을 통해 필요 접착력의 10배에 달하는 1,000N/m의 접착력을 얻을 수 있었다. 이러한 접착의 메커니즘을 Gel permeation chromatography와 Fourier-transform infrared spectroscopy를 통해 분석하였다. 그리고 하이드로젤의 용매인 물을 증기압력이 낮은 유기용매인 Ethylene glycol로 치환하여 오가노젤을 합성하고, 같은 방법으로 폴리이미드에 접착하여 상온에서 안정적으로 존재하면서 폴리이미드와 구조체를 제작하였다. 이를 활용하여 3D printing을 통해 Flexible Printed Ionic Circuit Board(FPICB)를 제작하고, 각각의 이온 도선이 개별적으로 작동함을 LED 점등을 통해 확인하였다.