기존 소재보다 100배 길어진 '은 파이버' 전극 개발

주병권·박영욱 교수 "은 나노와이어 한계 넘어 유연 OLED 도입"
은 파이버 전극 제조 공정도.<사진=한국연구재단 제공>은 파이버 전극 제조 공정도.<사진=한국연구재단 제공>

국내 연구팀이 기존 소재보다 100배 길어진 '은 파이버' 전극을 개발했다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 주병권 고려대학교 교수와 박영욱 선문대학교 교수 연구팀이 은 나노와이어보다 100배 이상 긴 은 파이버를 제작해 발광효율이 획기적으로 향상된 디스플레이용 유연투명전극을 개발했다고 7일 밝혔다.

은 나노와이어는 단면의 지름이 나노미터 단위인 작은 선 형태의 은이 네트워크 구조를 이루고 있다. 기존 투명전극(ITO)은 유연하지 못하지만, 은 나노와이어는 유연하면서도 ITO전극만큼 전도도와 투명도가 우수해 차세대 휘어지는 디스플레이 소재로 각광받고 있다.

하지만 은 나노와이어를 OLED(유기발광다이오드) 디스플레이에 활용하기에는 나노선의 길이가 수십 마이크로미터(㎛)로 제한돼 전도도와 투명도 향상에 제약이 있다. 나노선들의 접합으로 인해 표면거칠기가 증가해 전기적으로 불안정한 한계가 있다.

연구팀은 전기방사공정을 이용해 길이가 수 센티미터에 달하고 접합이 없는 은 파이버 전극을 개발해 전도도와 투명도, 전기적인 안정성을 확보했다.

전기방사공정은 전기장으로 고분자 용액을 분사해 파이버 형태로 제조하는 방식이다. 공정이 간편하고 넓은 면적으로 제작이 가능해 디스플레이나 조명용 대형 OLED에도 적용될 수 있다.

연구팀은 은 파이버의 두께와 밀도 조절을 통해 전도도와 투명도를 극대화했고, 그 결과 ITO를 이용한 OLED보다 19% 더 높은 에너지 변환 효율을 확인했다.

주병권 교수는 "은 나노와이어의 한계를 극복한 은 파이버 전극을 개발해 OLED에 도입한 최초의 사례"라며 "웨어러블 디스플레이와 조명 시장 핵심 기술 확보에 기여할 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구성과는 나노소재 분야 국제학술지 '스몰(Small)'에 지난해 12월 28일자 논문으로 게재됐다.
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