폴더블 스마트폰에 적용할 수 있는 투명전극 기술이 국내 개발됐다. 반복적으로 접어도 깨지지 않는 투명전극이 등장한 것으로, 화면을 접었다 펴는 폴더블 스마트폰 상용화에 기여할 전망이다.
전자부품연구원(KETI)은 나노소재부품연구센터 신권우 박사 연구팀이 폴더블 스마트폰에 적용 가능한 은나노와이어 기반 투명전극 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.
이번 기술 핵심은 기존 투명전극 단점이던 신뢰성 문제를 해결한 데 있다. 투명전극은 디스플레이에서 터치를 가능케 하는 얇은(박막) 전극이다. 주로 인듐주석산화물(ITO)이 전극 소재로 사용했다. 그런데 인듐주석산화물은 휘어질 때 잘 깨진다. 유연성이 떨어져 휘는 디스플레이에 적용하기 어려웠다.
대안으로 은나노와이어가 주목 받았다. 은나노와이어는 ITO보다 유연해 화면이 휜 플렉시블 디스플레이에 적합했다. 하지만 은나노와이어도 반복적으로 구부리게 되면 신뢰성이 떨어졌다. 전류가 흐르는 경로인 은나노와이어 간 접촉이 나빠졌다.
신권우 박사 연구팀은 이런 은나노와이어 단점을 개선했다. 은나노와이어가 접촉하는 부분을 강하게 접합시키는 소재를 개발, 반복적으로 접어도 문제가 없도록 한 것이다.
연구팀에 따르면 종이를 완전히 접는 수준인 곡률반경 1㎜ 조건에서도 전기적 특성이 유지됐다. 30만회 이상 반복된 구부림 테스트에서도 나노와이어간 저항 특성이 안정적으로 유지됐다.
공정 측면에서도 양산성을 높였다. `롤 코팅(Roll Coating)` 방식으로 대면적 투명전극 필름을 생산할 수 있도록 했다. 접착제 역할을 하는 전도성 첨가물을 은나노와이어 코팅액에 포함해, 별도의 전처리나 후처리 공정 없이 은나노와이어 코팅액의 대면적 롤 코팅을 통해 투명전극 필름 생산을 생산할 수 있다.
아울러 나노와이어 표면을 내식성이 우수한 물질로 표면 코팅하는 표적코팅 기술, 산화방지를 위한 부식방지제를 개발해 디스플레이 외에도 태양전지 등에 사용할 수 있는 수준의 신뢰성도 확보했다고 강조했다.
신권우 박사는 “차세대 폴더블 스마트폰에 적용될 수 있는 높은 수준의 휨 안정성과 저가격의 대면적 생산성을 최우선으로 염두에 두고 기술을 개발했다”며 “스마트폰뿐만 아니라 앞으로 형태가 다양해질 터치센서나 웨어러블 디바이스, 디스플레이 기기 등에 활용될 것”으로 기대했다.
윤건일 전자/부품 전문기자 benyun@etnews.com
