유리에 전류를 흐르게 하는 기술 개발…'투명전극' 가능

전도성 필라멘트 기반의 자외선 LED 모식도

[아시아경제 노미란 기자]유리에 전류가 흐를 수 있도록 하는 기술이 개발돼 디스플레이의 투명전극 소재 등으로 활용될 전망이다. 유리 투명전극이 상용화되면 가시광 LED, OLED, 태양전지, LCD 패널 등 고체조명과 디스플레이 분야에 폭넓게 적용될 수 있게 된다.

고려대학교 전기전자공학부 김태근 교수가 주도하고 김희동 박사과정 연구원(제1저자) 등 국내연구진은 유리 같은 부도체에 전도성 채널을 만들어 전류를 흐르게 하는 기술을 개발했다.

그동안 유리 같은 물질은 가시광선뿐만 아니라 자외선에 대해서도 높은 투과특성을 보이는 장점에도 불구하고 반도체 물질과 접촉 시 전류주입이 어려워 전극물질로 고려되지 않았다.

연구팀은 전류가 흐르지 않는 유리(SiO2) 같은 산화물 내부에 전도성 채널을 만드는 방식으로 투과도가 높은 유리의 장점을 유지하면서 전류가 통할 수 있도록 하는 투명전극 기술을 개발했다.

기술의 핵심은 유리 내부의 산소 또는 질소 결함(vacancy)을 제어해 전류가 흐를 수 있는 채널을 만든 데 있다. 전압차를 이용해 투명전극의 주성분인 유리산화물 내부의 금속원소와 산소 또는 질소간의 결합이 끊어지면서 금속원소 주변으로 생겨나는 채널을 통해 전하가 이동할 수 있게 된 것이다.

이 기술은 자외선 영역에서 투과도가 떨어지는 ITO 전극의 한계를 극복해 위폐감별, 살균, 수질정화 등에 쓰일 수 있는 자외선 LED 및 센서와 같은 자외선 영역의 신규시장 개척에 기여할 것으로 기대된다.

김 교수는“유리의 주성분인 석영(SiO2)과 같이 매장량이 풍부하면서도 전기화학적으로 안정한 물질을 이용해서 가시영역을 넘어 자외선 영역에서까지 활용할 수 있는 투명전극 기술을 개발했다는 데 의의가 있다”고 밝혔다.

연구결과는 어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Material)지 11일 온라인판에 게재됐다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr