이효영 성균관대 교수·김운천 삼성전기 박사
휘어지는 대면적 투명전극 원천기술 개발 성공

스마트폰과 같은 전자기기의 투명전극에 널리사용되는 희소금속인 인듐을 대체할 수 있는 소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

이 소재는 인듐보다 안정성이 높으며 공정이 쉬워 투명전극시장에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다. 교육과학기술부와 한국연구재단은 이효영 성균관대 교수와 김운천 삼성전기 박사팀이 공동으로 은나노와이어를 활용해 투명전극 원천기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

연구결과는 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 온라인판에 게재됐다.

은나노와이어는 비교적 생산공정이 쉬운데다 가늘고 긴 형태로 인해 투명함과 휘어짐, 이 두가지 특성을 동시에 갖고 있어 연구자들 사이에서 인듐의 대체물질로 주목받았다. 그러나 은나노와이어를 대면적 디스플레이에 활용하기 위해 고분자로 코팅하면 두꺼워져 투명도와 전기전도도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

 

▲제조된 대면적 투명전극 필름.  ⓒ2013 HelloDD.com
연구팀은 투명도는 떨어뜨리지 않으면서도 공기에 의한 산화는 견딜 수 있도록 한 유연한 투명전극 필름을 개발했다.

서로 밀착하려는 친수성의 플라스틱 기판과 친수성의 산화그래핀 사이에 은나노와이어를 위치하도록 하면 플라스틱 기판과 은나노와이어의 밀착력을 크게 높일 수 있다는 점에 착안, 아주 얇은 단일의 탄소층인 산화그래핀으로 코팅한 것이다.

이 교수는 "인듐과 같은 희귀금속이 부족한 우리나라가 세계 투명전극 필름 시장에서 지속적인 우위를 선점하기 위해서는 새로운 소재발굴이나 기술이 필요하다"며 " 이번 연구결과를 통해 인듐에 비해 공정이 쉽고 대량생산이 가능한 은나노와이어 및 산화그래핀을 이용할 수 있게 되어 향후 투명전극 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다"고 말했다.

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