폴더블 디스플레이의 모듈 신뢰성 (열 방사, 전자파 차폐, 내구성) 향상을 위한 연구

국문 초록 (Abstract)

디스플레이 기술이 사용자의 편의성을 높이기 위해 Flat한 형태의 Rigid 디스플레이에서 플렉서블 디스플레이로 발전함에 따라 폴더블 디스플레이는 차세대 디스플레이 시장의 핵심 기술로 빠르게 성장하고 있다. 그러나 폴더블 디스플레이는 모듈 신뢰성 측면에서 해결해야 할 기술적 과제가 남아있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 개선하기 위해, 폴더블 디스플레이가 지녀야할 높은 유연성을 유지하면서 전자파 차폐 및 열 방사 기능을 강화한 하이브리드 시트의 개발과 커버윈도우의 내구성 및 폴딩 특성 향상을 위한 Ultra-Thin Glass(UTG) 구조 최적화를 수행하였다. Part 1에서는 그라파이트 호일과 PDMS/Cu/SiC 복합체를 이용한 하이브리드 시트를 제작하여, 우수한 유연성과 함께 최대 56.14 dB의 전자파 차폐 성능과 각각 1.10 W/mK, 30.45 W/mK의 수직 및 수평 열전도도를 확보하였다. Part 2에서는 구조 해석 시뮬레이션을 활용한 UTG 구조 최적화를 수행하여, 커버윈도우의 내구성을 개선하면서 폴딩 시 UTG가 받는 응력을 기존 50 µm UTG 대비 29.9 % 감소할 수 있는 최적의 UTG 구조를 도출하였다. 이러한 연구 결과는 새롭게 개발된 하이브리드 시트와 최적화된 UTG 구조 기반 커버윈도우가 폴더블 디스플레이의 모듈 신뢰성 향상에 효과적인 기술적 방안이 될 수 있음을 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Part 1. 4
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 2.1 전자파 차폐 메커니즘 5
• 2.2 열 전달 메커니즘 9
• 2.3 탄성 계수 (Young's Modulus) 12
• Ⅲ. 실험 방법 13
• 3.1 실험 재료 13
• 3.2 하이브리드 시트 제작 14
• 3.2.1 고분자 복합체 조성비 최적화 14
• 3.2.2 고분자 복합체 합성 및 하이브리드 시트 제작 15
• 3.3 구조 분석 16
• 3.4 특성 평가 17
• 3.4.1 기계적 특성 17
• 3.4.2 환경 안정성 18
• 3.4.3 전자파 차폐도 19
• 3.4.4 열전도도 20
• Ⅳ. 결과 및 고찰 21
• 4.1 고분자 복합체 조성비 최적화 21
• 4.2 하이브리드 시트 구조 분석 22
• 4.3 하이브리드 시트 특성 평가 및 분석 23
• 4.3.1 기계적 특성 23
• 4.3.2 환경 안정성 26
• 4.3.3 전자파 차폐도 27
• 4.3.4 열전도도 31
• Part 2. 34
• Ⅱ. 이론적 배경 35
• 2.1 유한 요소 기법 기반 구조해석 시뮬레이션 35
• 2.2 두께에 따른 굽힘 응력 (Bending Stress) 37
• 2.3 응력 집중 요소에 따른 굽힘 응력 (Bending Stress) 39
• 2.4 기계적 강성 (Mechanical Stiffness) 40
• 2.5 취성 재료의 파괴 메커니즘 41
• Ⅲ. 실험 방법 42
• 3.1 구조 해석 시뮬레이션 42
• 3.1.1 시뮬레이션 프로그램 42
• 3.1.2 UTG 시편 모델링 및 폴딩 시뮬레이션 조건 43
• 3.1.3 폴딩 응력 및 기계적 강성 측정 45
• 3.1.4 UTG 구조 설계 47
• 3.1.5 식각 파라미터 최적화 48
• 3.1.6 시뮬레이션 결과의 보편성 검증 49
• 3.2 시뮬레이션 정합성 검증 실험 50
• 3.2.1 정합성 검증 실험 재료 50
• 3.2.2 식각 용액 최적화 51
• 3.2.3 식각 과정 및 UTG 샘플 제작 52
• 3.2.4 식각 형상 측정 53
• 3.2.5 폴딩 특성 평가를 통한 정합성 검증 54
• Ⅳ. 결과 및 고찰 55
• 4.1 구조 해석 시뮬레이션 55
• 4.1.1 UTG 구조에 따른 응력 분석 55
• 4.1.2 식각 파라미터 최적화 58
• 4.1.3 시뮬레이션 결과의 보편성 검증 61
• 4.2 시뮬레이션 정합성 검증 실험 62
• 4.2.1 식각 용액 최적화 62
• 4.2.2 폴딩 특성 평가를 통한 정합성 검증 63
• Ⅴ. 결론 66
• 참고문헌 68
• Abstract 77