오사카가스케미칼(OGC: Osaka Gas Chemicals)이 고굴곡성과 고경도를 모두 확보한 플루오렌계(Fluorene) 에폭시아크릴레이트(Epoxy Acrylate)를 개발해 주목된다.
오사카가스케미칼은 개발 신소재를 폴더블(Foldable) 기기용 UV(Ultra Violet) 페인트의 원료로 투입이 가능할 것으로 예상하고 Ogsol GA-2800 브랜드로 공급할 계획이다.
광경화성이 높은 담황색 점조액 상태의 수지 전구체로 그동안 수요기업들이 어려움을 겪었던 경화 후 고굴절과 고경도 특성 양립이 가능할 것으로 기대하고 있다.
코팅소재 원료로 사용함으로써 그동안 폴더블 디스플레이의 최대 과제로 부상했던 투명 PI(Polyamide) 기재의 표면경도 강화 문제를 해결할 수 있을 것으로 판단되고 있다.
포뮬레이터를 중심으로 여러 수요기업을 대상으로 샘플 공급을 추진하고 있으며 2020년 채용 확보를 목표로 하고 있다.
플루오렌 골격을 포함하고 있어 굴곡성 소재의 높은 굴곡률을 보유하고 있다는 점에서 폴더블 디스플레이의 광학용 투명점착필름(OCA) 원료나 접착제 등으로도 응용이 가능할 것으로 예상하고 있다.
Ogsol GA-2800은 오사카가스케미칼 파인소재사업부가 장기간에 걸쳐 축적해온 플루오렌 합성기술을 활용해 개발한 신소재로, 플루오렌 골격을 하드 세그먼트로 활용하고 소프트 세그먼트를 따로 두는 균형 잡힌 화학구조로 설계했다.
PET(Polyethylene Terephthalate) 기판에 해당 신소재를 도포하면 경화시킨 연필 경도가 4H였고 단독막은 굴곡반경 2mm로 10만번 이상 접었다 펴도 견딜 수 있는 것으로 확인됐다.
오사카가스케미칼은 그동안 광경화성 수지 플루오렌계 아크릴레이트를 프리즘 시트용 코팅소재 등으로 공급했으며 디스플레이 분야에서도 채용실적을 거둔 바 있다.
수요처와 거래하는 과정에서 폴더블 기기를 개발할 때 고굴곡 및 고경도를 실현하고 싶은 니즈가 높은 것으로 파악하고 수년 전부터 개발을 추진해온 것으로 알려졌다.
폴더블 디스플레이 표면에 하드코팅 필름으로 채용되고 있는 투명 PI 기재는 현재 상태로는 표면경도가 부족한 것으로 파악되고 있다.
PI 기재의 연필 경도는 현재 3-4H로 실용화에 필요한 9H 수준에 미치지 못하고 있다.
이에 따라 유기·무기 하이브리드 코팅소재 도포가 해결책으로 검토됐으나 개발을 준비하고 있던 포뮬레이터들이 배합에 난항을 겪어 실패한 것으로 알려졌다.
무기소재는 고경도이지만 크랙이 발생하는 문제가 있고 기존 굴곡성 유기소재로는 경도가 부족하다는 문제가 있기 때문이다.
오사카가스케미칼은 무기에 혼합한 유기 베이스로 Ogsol GA-2800을 제안함으로써 해당 과제를 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
이미 10사 이상의 포뮬레이터들에게 제안해 평가가 진행되고 있으며 2020년 채용이 이루어질 것이라는 기대 아래 현재 파일럿 생산의 스케일 업을 검토하고 있다.
2019년에는 실제 생산설비에서 양산을 위한 테스트 생산도 진행했다.
Ogsol GA-2800의 굴곡률이 높다는 점도 주목하고 있다.
Ogsol GA-2800은 플루오렌 골격을 보유하고 있어 경화 전 굴곡성이 1.55-1.56, 경화 후 1.56-1.57 등으로 굴곡성을 보유한 소재 가운데에서도 높은 수준을 달성할 수 있기 때문이다.
굴곡성 강점에 착안해 PI 기재 아래에 휘도 향상을 위해 사용하는 OCA에도 Ogsol GA-2800을 공급할 수 있을 것으로 기대하고 제안을 준비하고 있다.
원료 일부로 사용함으로써 굴곡률 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단하고 있으며 하층 구조와 굴곡률이 반드시 일치해야 하는 접착층에도 사용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
9월18-19일 요코하마(Yokohama)에서 개최된 Chemical Material Japan 2019 전시회에서는 Ogsol GA-2800을 공개했으며 진화하고 있는 폴더블 기기 관련산업과 정보 수집 및 공유를 도모하면서 새로운 용도 개척에도 나선 것으로 알려졌다.
오사카가스케미칼은 앞으로도 에폭시아크릴레이트의 높은 밀착성 등을 활용해 폴더블 기기 뿐만 아니라 자동차용 전자소재 등 다양한 분야에서 Ogsol GA-2800의 가능성을 모색할 방침이다.