과기부 21C 프런티어 연구개발 사업 차세대 정보디스플레이 연구개발 사업단(단장 박희동)은 차세대 정보디스플레이로 주목받고 있는 플렉시블 디스플레이에 들어가는 핵심재료 ‘유기투명전극’을 개발했다고 28일 밝혔다.
세부 과제를 맡고 있는 김철환 디피아이솔루션스 기술연구소 소장 연구팀은 높은 광투과도와 전기전도도를 갖는 유기투명전극 재료를 개발했다고 설명했다.
현재 LCD, PDP 등 유리 기판을 사용하는 평판디스플레이에는 인듐 주석 산화물(ITO) 투명전극이 사용되고 있다. ITO 투명전극을 만들기 위해서는 진공증착, 에칭 등 고가의 장비 및 부식성 화공약품을 사용해야 해 경제성이 낮고 환경오염 등의 문제로 새로운 재료 개발이 절실한 상황이었다.
연구팀은 폴리티오펜계 전도성 고분자 나노입자의 도핑 상태에서 첨가제를 이용해 필름의 미세 상구조를 조절하고 코팅 필름의 광투과율과 전기전도도를 향상시킨 유기투명전극재료를 만들었다. 이 재료를 플라스틱 기판에 코팅하면 기판을 포함한 가시광선 영역의 광투과율을 80% 이상 높이고 면저항 300옴(Ω/sq) 이하인 유기투명전극의 제조가 가능하다. 또 이 소재는 조성과 두께를 조절해 광투과도를 80∼90% 범위에서 면저항 300에서 수천옴까지 자유롭게 변화시킬 수 있다. 이런 특성으로 플렉시블 디스플레이뿐만 아니라 터치 패널·디지털 페이퍼·전자파 차폐재·면상발열체·정전기 발생 억제제 등으로 활용이 가능해 그 파급효과가 매우 크다고 연구팀은 설명했다.
플렉시블 디스플레이용 유기투명전극은 아직 전세계적으로 시장이 형성되어 있지 않은 기술개발 단계로 이번 원천기술개발로 관련 시장을 선점할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
연구팀에서는 또 유기투명전극 소재의 물성을 향상시키기 위해 탄소나노튜브를 이용한 연구를 진행하고 있으며 회로 패터닝을 자유롭게 할 수 있는 프린팅 방식도 함께 개발중이다.
플렉시블 디스플레이는 두루마리로 말거나 접을 수 있는 디스플레이로 기존의 평판디스플레이의 구동방식을 이용해 디스플레이의 유연성을 향상시킨 차세대 기술이다.
김인순기자@전자신문, insoon@
김철환 박사 연구팀이 개발한 유기투명전극의 면 저항을 측정하고 있다.