Protective film for flexible display can be realized by using 3D nanocomposite that combines organic-inorganic hybrid material as a matrix with 3D ceramic nanostructure as a reinforcement. Furthermore, additional heat treatment of 3D ceramic nanostructure can maximize the mechanical performance of 3D nanocomposite. By using dual-scale reinforcement: molecular level distribution of inorganic nanofillers and 3D continuous and ordered nanostructure, 3D nanocomposite shows improved hardness (1.31 GPa) and elastic modulus (18.82 GPa) by 200 % compared to pure ESMH. In addition, high transparency (≈85% at 550 nm) and flexibility can be demonstrated simultaneously. Lastly, fabricated 3D nanocomposite shows ceramic-like wear resistance and outstanding impact resistance, which can be a great option for flexible protective film.
본 연구에서는 고경도, 고유연성 3차원 나노 복합체를 제작하고 유연 디스플레이에 적용 가능한 보호 필름 재료로의 응용을 목표로 한다. 기존 나노 복합체의 기계적 한계를 극복하기 위해 내스크래치성, 유연성, 및 투명도가 높은 유-무기 하이브리드 재료를 매트릭스로 사용하고, 연속적으로 정렬된 3차원 세라믹 나노 구조체를 추가적인 강화재로 사용함으로써 3차원 나노 복합체를 제작하였다. 또한 세라믹 나노 구조체의 추가적인 열처리를 제안함으로써 나노 복합체의 기계적 성능을 극대화했다. 제작한 3차원 나노 복합체는 순수한 ESMH 매트릭스보다 200% 향상된 경도와 탄성 계수를 보여줄 뿐만 아니라, 높은 투명도와 유연성을 동시에 입증할 수 있다. 마지막으로, 3D 나노 복합재는 세라믹과 같은 내마모성과 높은 내충격성 또한 보여주므로 차세대 유연 보호 필름 재료의 좋은 선택지가 될 것으로 기대한다.
