Future Display

입는 디스플레이 현실화된다…휘어지고 구겨져도 작동하는 투명전극 개발

국내 연구진이 종이처럼 구기거나 1000회 이상 접어도 성능이 그대로 유지되는 유연한 투명전극을 개발했다. 개발된 투명전극은 매우 유연하면서도 광투과도, 면저항 등 상용화를 위한 산업계의 요구조건을 모두 만족시키면서 투명 디스플레이의 상용화를 앞당길 것으로 전망된다.

이광희 광주과학기술원(GIST) 교수팀은 이같은 연구결과를 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications) 19일자에 게재했다고 밝혔다.

유연하면서도 투명한 플렉시블 디스플레이, 웨어러블 전자기기 등의 상용화를 위해서는 완벽에 가까운 기계적 유연성과 함께 광학적·전기적 요구성능 등을 충족하는 유연한 투명전극이 핵심이다.

산업계에서는 투명전극의 상용화를 위해서는 광투과도 85%이상, 면저항 15Ω/sq(단위면적당 저항) 이하를 요구하고 있는데, 이를 만족하는 '인듐 주석 산화물'(ITO)은 굽히거나 휘어지면, 소자가 깨지기 쉬운데다 유연한 기판에 적용하면 성능이 낮아져 유연 디스플레이 등에는 사용할 수 없었다.

연구팀은 용액공정을 이용해 분자구조 내 아민기를 포함하는 '아민기-함유 화합물'로 필름을 형성한 유연한 기판 위에 ITO 대신 아주 얇은 금속박막을 만든 후 간단한 반사방지 코팅을 했다.

연구팀이 개발한 투명전극은 10Ω/sq 이하로 면저항이 낮고 95%이상의 광투과도를 보였다. 또한 1000회 이상 반복해서 굽히거나, 종이처럼 구겨져도 전혀 성능이 저하되지 않았다.

이광희 교수는 "산업계의 요구조건을 모두 만족시키면서 저렴하고 간단한 공정으로 제작하기 때문에 투명전극의 대면적화, 대량생산이 가능하다"며 "종이처럼 접고 구겨도 전혀 성능이 저하되지 않아 웨어러블 유연 디스플레이 등의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것"이라고 말했다.

이광희 GIST 교수팀이 개발한 투명전극의 유연성 실험 모습. 휘어진 상태(a)에서도 전구가 켜지고, 같은 투명전극을 종이처럼 구긴 후(b)에도 정상적으로 작동하고 있다. 미래부 제공