국내 연구진이 투명도 99%인 디스플레이용 투명전극을 개발했다. 시야를 가리지 않아 자동차 앞 유리의 김 서림 방지, 유리 위에 정보를 나타내는 '스마트 글래스' 등 투명전극 상용 가능성을 높였다.
박장웅 UNIST 신소재공학부 교수와 김선경 경희대 응용물리학과 교수(이하 박 교수팀)은 은 나노와이어를 이용해 '99% 투명한 금속전극'을 공동 개발했다고 31일 밝혔다.
박 교수팀은 금속 투명전극 소재 위에 '산화막'을 입혀 빛 산란을 최소화하는 방식으로 전극 투명도를 비약적으로 높였다.
투명전극은 가시광선을 투과하면서 전기는 잘 전달하는 얇은 막 형태의 전극이다. 소재로 ITO(인듐 주석 산화물)가 널리 쓰인다. 최근에는 ITO 대신 금속 소재를 수 마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만 분의 1m) 이하의 그물 구조 형태로 만든 은 나노섬유, 은 나노와이어, 금속 그리드 등의 투명전극이 주목받고 있다.
그러나 금속 소재 투명전극은 빛이 금속 구조로 인해 강하게 산란돼 그물 구조가 그대로 드러나는 문제를 안고 있다. 이러한 빛의 산란은 빛을 받은 금속 내 전자의 전기적 극성이 달라져(분극) 나타난다.
박 교수팀은 금속 구조에 산화막을 입혀 빛의 산란 문제를 해결했다. 이 산화막은 금속과 반대 방향으로 전자의 극성을 유도해 분극 현상을 상쇄한다.
이렇게 만든 투명전극은 일반 유리의 투명도와 99% 비슷했다. 전기 전도도는 기존 ITO 투명전극 대비 2배 높았다.
박 교수팀은 은 나노와이어 투명전극을 차량 유리에 적용, '투명 히터' 시제품도 제작했다. 투명 히터는 시야를 가리지 않으면서 유리에 서린 김을 빠른 시간 내에 제거했다.
박장웅 교수는 “투명전극이 안고 있는 빛 산란이라는 중요 문제를 해결해 투명전극 응용 및 상용화 연구에 탄력을 붙을 것으로 기대한다”면서 “투명 디스플레이, 스마트 글래스, 스마트 콘택트 렌즈는 물론 증강현실(AR)과 투명망토 개발에도 기여할 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
