포스트 No.23 유리기판(Glass substrate)의 현재 및 향 후 활용도

 
유리기판은 현재 다양한 산업에서 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 디스플레이, 반도체, 태양광 패널, 자동차, 그리고 스마트 기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 공정과 사용처를 단계별로 살펴보면 다음과 같습니다.

1. 유리기판의 공정

유리기판을 제조하는 공정은 여러 프로세스를 거친다. 그중 가장 중요한 공정 몇 가지를 설명하겠다.

▶ 원재료 혼합 : 
주로 실리카, 알루미늄 산화물, 마그네슘 산화물 등을 혼합하여 유리의 기본 재료를 준비한다.

▶ 용융 : 
혼합된 원재료를 고온(보통 1,500°C 이상)에서 녹여 용융 상태의 유리를 만든다.

▶ 성형 : 
용융된 유리를 롤러나 플로트 방식으로 얇은 판 형태로 성형한다. 플로트 방식은 유리를 액체 상태의 주석 위에 떠오르게 해서 평평하고 균일한 두께의 유리판을 만드는 방법이다.

▶ 냉각 및 강화 : 
유리기판을 천천히 냉각시키고 필요에 따라 물리적 또는 화학적 강화 과정을 거쳐 내구성을 높인다.

▶ 연마(CMP) 및 광학코팅(Coating) :
디스플레이 패널 등 고도의 정밀성이 필요한 제품에는 연마(CMP) 공정을 통해 표면의 평탄도를 높이고, 필요시 광학적 특성을 향상하기 위해 광학코팅(Optical Coating)을 추가로 진행한다.

2. 유리기판의 주요 사용처

현재 유리기판은 다양한 첨단 제품에 활용되고 있으며, 주요 사용처는 다음과 같다.

▶ 디스플레이 : 
LCD (액정 디스플레이), OLED, AMOLED 등 다양한 디스플레이 장치에 사용된다. 유리기판은 디스플레이의 전기적 특성 (Permittivity) 및 빛의 투과(Transmittance)를 극대화하는 데 중요한 역할을 한다.

▶ 반도체 : 
반도체 제조에서 유리기판은 포토리소그래피 공정에서 마스크로 활용되거나, MEMS(미세 전자 기계 시스템) 기판으로 사용된다.

▶ 태양광 패널 : 
유리기판은 태양광 패널의 보호층으로, 특히 투명성과 내구성이 중요한 역할을 한다. 이 기판은 태양광 셀을 보호하면서도 효율적인 빛의 투과를 허용한다.

▶ 스마트폰 및 웨어러블 기기 : 
스마트폰의 터치스크린, 센서, 카메라 렌즈 보호에 유리기판이 사용된다. 얇고 투명하면서도 견고한 특성 덕분에 웨어러블 기기에서도 중요한 재료로 쓰인다.

▶ 자동차 :
자동차 디스플레이, HUD(헤드업 디스플레이), 센서 및 카메라 보호에 유리기판이 적용된다. 특히 자율주행차에서는 다양한 센서 보호에 유리기판이 필수적이다.

3. 향후 유리기판의 사용처

미래에는 유리기판의 활용도가 더욱 넓어질 것으로 예상된다. 몇 가지 전망을 살펴보자.

▶ 플렉시블 디스플레이 (Flexible display) :
유리의 유연성 및 강도를 높인 플렉시블 유리기판이 개발되면서, 접히거나 구부릴 수 있는 디스플레이 장치에 적용될 것이다. 
특히 스마트폰, 태블릿, 노트북에서 플렉시블 디스플레이가 점점 대중화될 것이다.

▶ 반도체 및 퀀텀 컴퓨팅 (Semiconductors and quantum computing) :
반도체 기판에서 유리기판의 고급화가 진행되며, 퀀텀 컴퓨터용 소자에도 유리기판이 사용될 가능성이 있다. 이는 유리의 전기적, 열적 특성을 더욱 강화한 새로운 공정을 통해 가능해질 것이다.

▶ 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) : 
유리기판은 AR/VR 헤드셋 및 스마트 글라스의 핵심 부품으로 사용될 것이다. 이를 통해 투명 디스플레이나 인터페이스 기기가 발전하면서, 시각적 상호작용이 보다 매끄러워질 것이다.

▶ 자율주행 및 스마트 교통 시스템 (Autonomous driving and smart transpertation systems) : 
자율주행차의 센서 및 카메라 보호용 고급 유리기판이 더 널리 보급될 것으로 예상된다. 이 유리기판은 뛰어난 내구성 및 투명도를 제공하여 자동차의 안전성을 높일 수 있다.

유리기판은 현재와 미래의 기술 발전에서 매우 중요한 재료로, 특히 디스플레이, 반도체, 자동차, 스마트 기기와 같은 분야에서 그 중요성이 계속해서 커질 것이다.