투명전극 대형화.. 웨어러블 휘거나 늘어난다

KIST의 연구팀은 은 나노와이어 망으로 구성된 대형 투명전극을 개발했다. 이를 통해 늘어나거나 휘는 디스플레이의 개발이 가능해졌다. 사진은 KIST 로고 패턴의 투명 전극을 구현한 모습이다.

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 휘어지고 늘어나기도 하는 신축성 있는 투명전극을 대형으로 개발하는데 성공했다. 이 전극을 활용하면 신축성 있는 디스플레이나 스마트 콘택트렌즈를 개발하는 것이 가능해질 것으로 예상된다. 한국과학기술연구원(KIST)은 8일 광전하이브리드연구센터의 이상수, 손정곤 박사 연구팀의 연구결과에 대해 이같이 밝혔다.

대형 투명전극 개발

기존의 미리 잡아당기는 방법을 사용하여 탄성체 기판에서 은 나노와이어를 코팅시 용매 접촉을 했을 때와 안했을 때 만들어지는 구조의 도식 이미지와 전자 현미경 사진.

연구팀은 은 나노와이어 전극을 A4 용지 크기 이상의 대면적으로 제작하는 기술을 개발했다. 특히 이 전극은 높은 투명도, 신축성, 전기전도성을 확보했다. 연구팀은 은 나노와이어 망과 기판 사이에 용매를 넣는 방식을 통해 기존 투명전극에서 갖지 못했던 신축성을 확보했다. 용매에 젖은 나노와이어는 마찰 저항이 감소해 기판과 함께 안정적으로 신축성을 확보할 수 있게 됐다.

연구팀은 이같은 방식으로 개발한 은 나노와이어 네트워크 필름이 기존 크기보다 50% 정도 더 늘어났으며 5000번 이상 반복적인 늘임 동작에도 안정적인 투명성과 전도성을 유지했다고 밝혔다. 연구팀은 용매로 물과 알코올 등의 소재를 활용해 친환경 공정으로도 구성이 가능하다고 설명했다.

또한 연구팀은 이 기술을 적용해 A4 종이 크기의 기판 위에 은 나노와이어 네트워크 필름을 형성하기도 했다. 투명전극을 대형화 하는데 성공한 것이다. 연구팀은 이 필름으로 어른 손바닥 크기의 신축성 있는 투명 디스플레이를 구현했는데, 이 디스플레이는 다양한 기계적 변형을 가해도 발광효율이 일정하게 유지됐다.

스마트콘택트렌드 등 다양한 웨어러블 활용 가능

연구팀은 향후 휴대형 전자기기의 주류를 이룰 것으로 예상되는 플렉서블 기기에 활용이 가능할 것으로 예상했다.

이상수 KIST 이상수 박사는 "이번 연구를 통해 개발된 휘어있는 은 나노와이어 신축 투명전극 제작 기술은 어떠한 변형에도 전기전도도가 변하지 않는 특성을 가진다"라며 소개했다.

손정곤 KIST 박사는 "대면적화 양산 공정에도 사용될 수 있으므로 고기능성 스마트웨어를 포함한 웨어러블 전자기기 산업 및 의료기기 분야에 새로운 파급력을 가져올 것으로 기대한다"라고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr