삼성전자의 ‘갤럭시 Z플립’이나 ‘Z폴드’처럼 화면이 반으로 접히는 폴더블 스마트폰을 처음 봤을 때, 다들 이런 생각 한 번쯤 해보셨을 겁니다. “저 화면은 도대체 뭘로 만든 거지? 유리는 구부리면 와장창 깨질 텐데, 그럼 저건 쭈글쭈글한 플라스틱인가?”
정답은 ‘진짜 유리’입니다. 유리는 절대 구부러질 수 없다는 인류의 오랜 상식을 깨부수고, 수십만 번을 접었다 펴도 절대 깨지지 않는 마법의 유리를 만들어 낸 사람들. 바로 신소재공학과 ‘전자재료’ 트랙의 전문가들입니다.
유리는 구부리면 깨진다는 상식의 파괴
초기 폴더블폰의 화면은 얇고 투명한 플라스틱 필름(PI)으로 덮여 있었습니다. 잘 접히긴 했지만, 손톱으로 살짝만 긁어도 자국이 남고 화면이 흐물흐물 우는 치명적인 단점이 있었죠. 사람들은 “역시 화면은 쨍하고 단단한 유리가 최고”라고 입을 모았습니다.
그래서 신소재공학자들은 발상을 전환했습니다. “유리를 엄청나게 얇게 만들면 종이처럼 구부러지지 않을까?” 실제로 유리를 머리카락 굵기의 3분의 1 수준(약 30마이크로미터)으로 극도로 얇게 가공해 보니, 정말로 깨지지 않고 휘어지는 성질이 나타났습니다. 이것이 바로 초박막 유리(UTG, Ultra Thin Glass)의 탄생입니다.
얇지만 단단하게! 이온을 바꿔치기하는 마법
하지만 얇게 만드는 것만이 능사는 아니었습니다. 너무 얇아진 유리는 살짝만 펜을 떨어뜨려도 쉽게 쩍 갈라졌기 때문입니다. 종이처럼 잘 접히면서도, 망치처럼 단단해야 하는 모순을 어떻게 해결했을까요?
학자들은 유리를 뜨거운 화학 용액에 담갔습니다. 그러자 유리 표면에 있던 작은 알갱이(나트륨 이온)들이 빠져나가고, 그 빈자리에 훨씬 더 덩치가 큰 알갱이(칼륨 이온)들이 억지로 비집고 들어왔습니다.
마치 좁은 지하철에 덩치 큰 마동석 여러 명이 억지로 타서 서로 꽉 뭉쳐있는 튼튼한 상태가 된 것입니다. 이를 ‘화학적 강화’라고 부르며, 덕분에 UTG는 얇으면서도 스크래치에 강한 완벽한 폰 화면으로 거듭났습니다.
돌돌 말리고 늘어나는 미래 디스플레이의 핵심
접히는 유리의 등장은 스마트폰의 형태를 완전히 바꿔놓았습니다. 하지만 전자재료공학자들의 도전은 여기서 멈추지 않습니다.
이제는 반으로 접는 것을 넘어, 두루마리 휴지처럼 돌돌 마는 롤러블(Rollable) TV, 고무줄처럼 쭉쭉 늘어나는 스트레처블(Stretchable) 디스플레이 등 상상 속의 기기들을 현실로 만들기 위한 새로운 융합 신소재를 연구하고 있습니다.
우리가 매일 보는 화면에 마법 같은 기능을 입히는 일, 그것이 반도체·전자재료 트랙에서 배우는 기술입니다.
더 깊이 알아보기: 공식 기술 및 산업 리포트
유리를 구부리는 마법, 초박막 강화유리(UTG)와 차세대 폴더블 디스플레이의 제조 원리는 아래 삼성디스플레이의 공식 기술 소개 페이지를 통해 더 자세히 확인할 수 있습니다. 전공 탐구 및 진로 설정에 유용한 자료입니다.
- [폴더블폰의 핵심 소재, UTG(초박막 유리)란 무엇인가?] 👉 [삼성디스플레이 뉴스룸 공식 기술 가이드 바로가기]
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