일본 수입 의존도가 70%에 달했던 갤럭시폴드의 핵심 소재로 꼽히는 `투명전극` 대체 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
이 소재는 스마트폰 터치 패널이나 휘어지는 디스플레이 등을 개발하는 데 필수적이다.
이번 성과는 대체 기술이면서 비용이 저렴하고 기술 구현이 간편해 일본 소재 의존도를 낮출 수 있다는 평가다.
한국생산기술연구원은 윤창훈 나노·광융합기술그룹 박사 연구팀이 관련 기술을 개발하는데 성공했다고 16일 밝혔다.
전도성 고분자에 레이저를 쪼여 ITO 전극 수준으로 전기 전도도를 높이는 공정 기술이다.
전도성 고분자는 전기가 잘 통하는 플라스틱 소재의 일종으로, 압력을 가해도 깨지지 않아 플렉시블 디스플레이에 적합하다.
하지만 전기 전도도가 ITO와 비교해 1000분의 1 수준에 불과하다.
또 유기용매, 계면활성제 등의 화학첨가제를 사용해 친환경 공정 개발이 어려워 상용화에 걸림돌이 돼 왔다.
연구팀은 대표적 전도성 고분자인 `PEDOT:PSS` 투명전극에 1064㎚ 파장대의 적외선 레이저를 조사하면 전도도가 1,000배 가량 높아지는 물리적 현상을 발견했다.
기존 화학적 방식에서 벗어나 레이저를 활용한 물리적 처리 방식으로 ITO 박막 수준의 전도도를 구현한 세계 최초의 사례다.
상용화 된 PEDOT:PSS 용액과 1,064㎚ 파장대의 레이저 장비를 활용하는 후처리 공정으로 전극 제작 비용도 저렴하다.
특히 PEDOT:PSS 용액은 국내 조달이 가능한 만큼 대일 의존도가 70%에 달하는 ITO 소재를 대체할 수 있다.
아울러 전도성 고분자 용액을 기판에 바른 후 레이저를 조사할 때 패터닝 작업까지 가능해 쉽고 빠르게 제작할 수 있다.
윤창훈 박사는 "개발된 공정기술은 플렉시블 디스플레이뿐 아니라 사용자 맞춤형 웨어러블 기기, 폴더블 태양광 패널 제작 등에도 활용 가능하다"고 말했다.
한편 이번 성과는 지난 9월 `영국왕립화학회`가 발행하는 `머티리얼스 호라이즌스`(Materials Horizons) 온라인판에 실렸다.
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