화학연, 성능 높이고 비용 줄인 구리전극 제조기술 개발

국내 연구진이 터치스크린 패널이나 투명 유연 디스플레이 등 전자제품에 필수적으로 들어가는 전극을 좋은 성능으로 저렴하게 생산할 수 있는 기술을 개발했다.

한국화학연구원은 최영민·정선호 박사팀이 구리 나노입자 표면에 구리·주석 합금 상을 형성한 새로운 나노입자를 개발했다고 18일 밝혔다.

좋은 품질의 전극을 제조하기 위해선 전도성 높은 금속 나노입자 합성 기술이 핵심이다. 기존에 개발된 은 나노 소재는 가격이 비싸다는 한계가 있었다. 화학연은 앞서 지난해 2월 높은 전도성을 가지면서 저가로 간편하게 제작할 수 있는 구리 나노입자 합성 기술을 개발했다.

연구팀은 이 구리 나노입자 표면에 구리·주석 합금 상을 형성한 새로운 나노입자를 개발해 상용화에 한층 다가갔다. 구리·주석 합금은 녹는점이 낮아 순간적으로 적은 양의 빛을 줘도 높은 전도성을 띄는 전극을 형성한다. 투명한 저가 기판은 빛과 열에 의해 쉽게 손상된다는 단점이 있는데, 새 입자로 전자회로를 만들면 투명 기판 손상도가 상대적으로 적다고 연구팀은 설명했다.

이와 함께 연구팀은 입자에 에너지를 줄 때 시간이 많이 걸리고 높은 온도로 기판에 손상을 줄 수 있는 열처리 대신 급속광소결 기술을 적용했다. 급속광소결은 입자에 1000분의 1초 단위로 순간적인 빛을 쏘아서 물리적·화학적 특성을 변화시키는 기술이다.

최영민 박사는 "이번에 개발한 구리합금 전극 제조 기술은 대기 중에서 대면적으로 저온 급속 광소결이 가능해 저가 유연 투명전극으로 활용할 수 있다는 데 의미가 있다"고 말했다.

이번 연구 결과는 재료분야 국제학술지 '케미스트리 오브 머티리얼즈' 최신호에 실렸다.

남도영기자 namdo0@dt.co.kr