[헤럴드경제=이정아 기자] 국내 연구진이 저가의 고성능 플라스틱 투명전극을 원하는 곳에 도장을 찍듯이 옮겨 붙일 수 있는 전사(轉寫) 기술을 개발했다. 투명전극을 휘어지는 전자기기와 부착형 센서와 같은 첨단 기기에 손쉽게 붙이는데 성공, 투명전극의 산업가능성을 넓힌 것이다.

22일 한국연구재단은 광주과학기술원 이광희 교수가 주도하고 김나라 박사과정생과 강홍규 박사가 수행한 이번 연구로 고성능 플라스틱 투명전극을 유연한 기판 등 다양한 기재에 옮겨 붙일 수 있게 됐다고 밝혔다.

(a)유리 (b)실리콘 (c)금속 호일 (d)테이프 (e)플라스틱 기판 등 다양한 물질 표면에 균일하게 전사된 고성능 플라스틱 투명전극의 사진. 요철 구조를 가진 스탬프를 이용하여 전사하면 손쉽게 다양한 모양의 박막을 형성할 수 있다. 스탬프의 크기를 증가시켜 대면적의 전사도 가능하다. (한국연구재단 제공)

인쇄공정을 통해 저렴한 비용으로 투명전극을 만들 수 있는 전도성 플라스틱은 깨지기 쉽고 값이 비싼 인듐주석산화물(ITO)을 대체할 투명전극 소재다. 그러나 전도성 플라스틱은 기존소재 만큼 전기전도도를 향상시키기 위해 황산공정을 거쳐야하기 때문에, 유연한 기판 등 황산에 약한 기재에는 적용할 수 없는 한계가 있었다.

일반적인 전사기술은 박막을 기판으로부터 분리하기 위해 박막에 탄성체 스탬프를 붙이고 기판을 녹여내린다. 이에 연구팀은 박막과 기판 간의 접착력을 조절, 박막에 스탬프를 붙였다 떼어내면 박막이 분리되는 손쉽고 비파괴적인 공정을 개발했다.

이로써 탄성체 스탬프 위로 분리된 고성능 플라스틱 투명전극(투과도 90% 이상, 면저항 45Ω/sq 이하)을 얇은 부착층을 이용해 다양한 기재에 도장을 찍듯 쉽게 옮겨 붙일 수 있게 됐다.

이광희 교수는 “웨어러블 컴퓨터, 투명 디스플레이 등 휘어지고 투명한 차세대 전자기기와 부착형 센서, 투명 안테나 등 사물인터넷(IoT) 구현에 다양하게 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.

연구 결과는 재료공학 분야 권위지인 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 8일자 온라인판에에 게재됐다.

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