미래형 투명 디스플레이 제작에 활용될 수 있는 격자무늬 투명전극의 새로운 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

미래창조과학부(장관 최문기)는 한국연구재단과 공동으로 추진하는 선도연구센터지원사업(NCRC)의 지원으로 수행되고, 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 정건영 교수가 주도한 격자무늬 투명전극 제조기술에 관한 연구가 재료과학 분야 권위지인 Advanced Materials지 4월 22일자 온라인 판에 표지논문으로 게재됐다고 30일 밝혔다.

이 기술은 투명전극을 값싼 용액 공정을 통해 연속적으로 대면적(large-area) 제작이 가능하며, 휴대폰, 노트북, TV 등에 사용되는 투명 디스플레이의 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.

기존의 투명전극(ITO)은 인듐을 사용하는데, 최근 인듐의 매장량 한계 등에 따른 가파른 가격 상승으로 인해 이를 대체하기 위한 연구들이 활발히 진행중에 있었다.

여러 연구 중에서 높은 전기전도도와 투명도를 동시에 구현 가능한 격자무늬 투명전극의 상용화 연구가 주목받고 있었다. 하지만 격자무늬로 얇은 금속선을 만들기 위해서는 고가의 고진공 금속증착 장비가 필요하고 대면적으로 연속제작이 어렵다는 단점이 있었다.

연구팀은 고가의 고진공 장비를 사용하지 않고, 은 나노입자 용액을 이용해 값싼 공정으로 격자무늬 투명전극을 제작하는 데 성공했다. 또한 연구팀은 잘 휘어지는 플라스틱 기판에도 이 투명전극 제작 공정을 적용했으며, 기존 투명전극과 달리 1,000번의 휘어짐에도 전기가 잘 흐르는 것을 확인했다.

더불어 이 격자무늬 투명전극을 적용한 투명트랜지스터를 용액법(all-solution-processed)만으로 제작해 액정소자를 구동시키는데 성공해, 미래형 투명 디스플레이 제작이 한층 앞당겨질 것으로 추정되고 있다.

정 교수는 “격자무늬의 투명전극뿐만 아니라 디스플레이를 구동하는 트랜지스터를 고가의 증착 장비 없이 기능성 용액만을 이용해 값싼 연속공정으로 제작할 수 있는 가능성을 제시한 것”이라며, “제작된 투명전극을 투명 트랜지스터에 적용함으로써 투명 디스플레이의 원천기술 확보가 가능하다”고 밝혔다.