ETRI, 그래핀 이용 휘는 디스플레이 투명전극 개발(04.27)

저항·투과도 특성 동시 제어 가능한 그래핀 합성 성공
최춘기 박사 "휠 수 있는 디스플레이, 태양전지 등 적용"

 

박성민 기자 sungmin8497@hellodd.com

 

 

국내 연구팀이 그래핀을 이용해 휘는 디스플레이 투명전극 개발에 성공했다.

 

ETRI(한국전자통신연구원·원장 이상훈)는 최춘기 소재부품창의연구실 박사 연구팀이 면저항·투과도 특성을 동시에 제어할 수 있는 4인치 크기의 대면적 고품질 그래핀 합성기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

 

그래핀은 탄소원자들이 벌집 모양으로 배열된 얇은 막 형태의 나노소재다. 사람 머리카락 두께의 100만분의 1수준인 0.3㎚(나노미터) 크기며 전기가 잘 전달되는 전도성, 높은 투과도, 우수한 유연성 등의 특성이 있다.

 

휘어지는 디스플레이에는 주로 인듐 주석 산화물이 많이 쓰이지만, 소재의 한계성과 휠 때 깨짐현상 등으로 문제점 많아 그래핀, 메탈 메쉬, 나노와이어 등이 대체재로 주목받고 있다.

 

그래핀은 원자 한 층의 두께로 인해 투과도는 우수하지만, 면저항이 높아 디스플레이를 터치할 때 정확한 위치에 잘 눌러지지 않고 높은 전압이 요구되는 단점이 있다.

 

연구팀은 그래핀 촉매로 이용해왔던 '구리' 촉매 대신 '니켈'을 같이 사용해 '구리-니켈' 합금 메탈 촉매로 그래핀 합성에 성공했다.

 

구리-니켈 합금 메탈 촉매 합성법은 비율을 제어해 목적에 맞는 면저항·투과도 특성을 가질 수 있다. 연구팀에 따르면 단일층 그래핀을 반복적으로 쌓아 다층 그래핀을 만드는 방법보다 공정상 효율과 수율 면에서 큰 장점이 있다.

 

최춘기 박사는 "'다층-단일층 그래핀 패턴'은 투과도를 85∼97.6%까지 제어할 수 있고 면저항은 150Ω/sq까지 낮출 수 있어 상용화가 가능한 수준"이라며 "휠수 있는 디스플레이나 전극이 사용되는 태양전지, 각종 단말기 등에 사용할 수 있을 것"이라고 말했다.

 

이어 그는 "현재 수준은 투과도는 좋지만 면저항이 커서 화학물질이나 금속입자를 넣어 결함을 없애고 면저항을 낮추는 연구가 추가적으로 필요하다"며 "빠른 상용화를 위해 저가의 터치패널 제조사와 기술이전을 협의 중이다"고 덧붙였다.

한편, 이번 연구결과는 '사이언티픽 리포트'(Scientific Report)에 15일자로 게재됐다.