터치스크린패널, 투명 유연 디스플레이, 조명 등 프린터블 전자 제품에 필요한 전극을 저렴하고 간편하게 제작할 수 있는 새로운 구리전극 소재 제조 기술이 개발됐다.
프린터블 전자·에너지 소자 제작의 핵심 소재는 전극이다. 좋은 품질의 전극을 만들기 위해서는 고전도성 금속나노입자 합성 기술이 핵심이다.
기존의 은나노 소재는 장점이 다양하지만 가격이 비싸다는 한계가 있었다.
한국화학연구원(원장 이규호)은 이를 극복하기 위해 지난해 초 전도성이 높으면서도 저가로 간편하게 제작할 수 있는 구리 나노입자 합성 기술을 개발했다.
이번에는 구리나노입자 표면에 구리-주석 합금상을 형성시킨 새로운 나노 입자를 개발했다. 구리나노 소재의 장점을 극대화하는 동시에 기존의 단점을 개선, 상용화 가능성을 높였다.
구리-주석 합금은 녹는점이 낮아서 한순간 적은 양의 빛을 줘도 높은 전도성을 띠는 전극을 잘 형성한다. 투명한 저가 기판은 빛과 열에 잘 손상되는 단점이 있지만 이번에 개발한 입자로 전자회로를 만들면 에너지를 적게 줘도 되기 때문에 투명 기판의 손상도가 적다.
또 기존에는 입자에 에너지를 줄 때 열 처리를 했지만 열 처리는 시간이 많이 걸리고, 높은 온도로 인해 기판이 손상되기도 했다. 화학연 연구팀은 급속광소결 기술을 도입, 이 같은 문제를 해소했다. 급속광소결 기술은 입자에 1000분의 1초 단위로 한순간 빛을 쏘아 물리 및 화학 특성을 변화시키는 기술이다.
최영민 화학연 박사는 18일 “이번에 개발한 구리합금 전극 제조 기술은 기존의 소재에 비해 대기 중에서 대면적으로 저온 급속광소결이 가능, 저가의 유연한 투명 전극으로 활용할 수 있다”고 설명했다.
대전=김순기기자 soonkkim@etnews.com
