한국연구재단(이사장 조무제)은 이건재 교수(KAIST) 연구팀이 은(銀) 나노와이어에 플래시 빛을 쬐어 휘어지는 디스플레이의 핵심 소재인 고성능 유연 투명전극을 제작했다고 6일 밝혔다.
  
은 나노와이어를 사용한 투명전극은 나노와이어 사이의 높은 접촉저항 때문에 전기가 잘 통하지 않았다. 또 플라스틱 유연기판으로부터 쉽게 떨어지는 점이 한계로 지적돼 왔다.

은 나노와이어는 머리카락 두께의 1000분의 1정도로 얇고 미세한 실로서 구부릴 수 있는 성질을 가져 투명전극 제조 소재로 주목받고 있다.

플래시 빛은 어두운 곳에서 사진을 찍을 때처럼 순간적으로 강하게 나오는 백색 빛으로서 자외선,가시광선,적외선을 모두 포함하고 있다.

투명전극은 투명성을 유지하면서도 전도성을 가지는 전극. 일반적으로 가시광 영역에서 80% 이상의 투명도와 1000Ω/sq 이하의 면저항을 요구한다.
    
접촉저항은 두 물체의 접촉면을 통해 전류가 흐를 때, 그 사이에서 생기는 전기 저항을 말한다.

연구팀은 자외선부터 적외선까지 넓은 파장을 갖는 플래시 빛을 강하게 쬐어 전기가 잘 통하고 기판에서 잘 안 떨어지는 유연 투명전극을 만들었다. 자외선이 은 나노와이어의 교차지점에서만 강한 열을 발생시킨다는 점을 이용해 그물망처럼 연결시켜 접촉저항을 낮췄다.

이번 연구성과는 은 나노와이어 투명전극의 전기저항을 5Ω/sq*로 낮춰 기존에 비해 전류를 6배 이상 잘 통하게 했다.

옴 스퀘어(Ω/sq)는 표면저항의 단위로서 박막 또는 물질의 표면이 가지는 저항을 나타낸다.

또 플래시 빛의 적외선은 플라스틱 기판과 투명전극 사이에 열적 상호작용을 일으키도록 하여 접착력을 3배 이상 증가시켜 나노와이어가 기판으로부터 잘 떨어지는 문제도 해결했다.

이건재 교수는 “이 연구성과는 빛과 나노물질의 상호작용을 이용해 전기가 잘 통하는 고성능의 유연한 투명전극을 개발한 것이다. 빛을 활용하여 유연 전자소재의 경제성을 확보할 수 있다. 나아가 공동 연구팀인 주식회사 BSP 박홍진 대표와 협력하여 대면적 양산용 플래시광 장비를 개발해 상용화했다”라고 설명했다.

이 연구성과는 미래창조과학부 한국연구재단의 미래소재디스커버리사업의 지원으로 수행됐다. 자연과학 및 응용과학 분야 국제학술지인 어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials) 최신호 표지논문으로 2월 2일에 게재됐다.