김태근 고려대 교수팀

전기 전도도와 빛 투과효율을 동시에 극대화한 차세대 플렉시블 투명전극이 국내ㆍ외 공동 연구진에 의해 개발됐다. 이 투명전극은 LED, 태양전지, 평면 디스플레이 등에 폭넓게 채택될 전망이다.

고려대 김태근 교수(전기전자전파공학과ㆍ사진)는 미국 에너지부 산하 에임즈연구소(Ames Laboratory) 연구진과의 공동 연구를 통해 폴리머(염화비닐, 나일론 등의 고분자물질)에 금을 격자무늬 또는 기둥 모양으로 매우 얇게 덧붙인 투명전극을 개발했다고 11일 밝혔다.

디스플레이 소자 등에 전류를 전달하기 위해서는 전극이 필요하지만, 금속 재료의 전극을 그대로 적용하면 전기가 빛으로 변환되는 과정에서 금속 전극이 빛을 흡수하기 때문에 효율이 떨어질 수밖에 없다. 이 때문에 빛의 발산을 방해하지 않는 투명한 전극이 필요하다.

연구팀은 진공증착 방식을 이용해 금을 마이크로미터(㎛) 수준으로 매우 얇게 격자무늬 또는 기둥 모양으로 폴리머 양쪽 면에 붙였다. 이 방식을 적용함으로써 빛이 투과하는 상하 방향으로 금속 박막의 영향을 받지 않도록 해 빛 투과효율을 높이는 동시에, 부착한 금의 높이를 키움으로써 전기 전도도를 높였다.

개발된 투명전극은 400나노미터(㎚) 파장대역의 빛도 74% 이상이나 투과시켜 조명시장뿐만 아니라 최근 주목받는 위폐감지, 살균, 공기 및 수질정화 용도의 자외선 LED 개발에도 활용될 것으로 기대된다.

김태근 교수는 "최근 가격이 급등하고 공급물량 확보에 어려움이 큰 인듐주석산화물(ITO)을 대체물질을 개발했다는 데 의의가 있다"며 "평면 TV나 LED, 태양전지 등에 광범위하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 ITO의 단점인 잘 부서지는 성질을 극복해 곡면 형태의 디스플레이나 곡면에 부착 가능한 태양전지 개발로 이어질 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)의 중견연구자지원사업(핵심연구)과 글로벌연구 네트워크 지원사업의 지원을 받아 이뤄졌으며, 연구결과는 재료과학 분야의 권위 있는 학술지인 `어드밴스드 머티리얼스 6월3일자에 게재됐다.

안경애 기자 naturean@dt.co.kr

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