일본 수입 의존도가 70%에 달했던 갤럭시폴드의 핵심 소재로 꼽히는 '투명전극' 대체 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
이 소재는 스마트폰 터치 패널이나 휘어지는 디스플레이 등을 개발하는 데 필수적이다.
이번 성과는 대체 기술이면서 비용이 저렴하고 기술 구현이 간편해 일본 소재 의존도를 낮출 수 있다는 평가다.
한국생산기술연구원은 윤창훈 나노·광융합기술그룹 박사 연구팀이 관련 기술을 개발하는데 성공했다고 16일 밝혔다.
전도성 고분자에 레이저를 쪼여 ITO 전극 수준으로 전기 전도도를 높이는 공정 기술이다.
전도성 고분자는 전기가 잘 통하는 플라스틱 소재의 일종으로, 압력을 가해도 깨지지 않아 플렉시블 디스플레이에 적합하다.
하지만 전기 전도도가 ITO와 비교해 1000분의 1 수준에 불과하다.
또 유기용매, 계면활성제 등의 화학첨가제를 사용해 친환경 공정 개발이 어려워 상용화에 걸림돌이 돼 왔다.
연구팀은 대표적 전도성 고분자인 'PEDOT:PSS' 투명전극에 1064㎚ 파장대의 적외선 레이저를 조사하면 전도도가 1,000배 가량 높아지는 물리적 현상을 발견했다.
기존 화학적 방식에서 벗어나 레이저를 활용한 물리적 처리 방식으로 ITO 박막 수준의 전도도를 구현한 세계 최초의 사례다.
상용화 된 PEDOT:PSS 용액과 1,064㎚ 파장대의 레이저 장비를 활용하는 후처리 공정으로 전극 제작 비용도 저렴하다.
특히 PEDOT:PSS 용액은 국내 조달이 가능한 만큼 대일 의존도가 70%에 달하는 ITO 소재를 대체할 수 있다.
아울러 전도성 고분자 용액을 기판에 바른 후 레이저를 조사할 때 패터닝 작업까지 가능해 쉽고 빠르게 제작할 수 있다.
윤창훈 박사는 "개발된 공정기술은 플렉시블 디스플레이뿐 아니라 사용자 맞춤형 웨어러블 기기, 폴더블 태양광 패널 제작 등에도 활용 가능하다"고 말했다.
한편 이번 성과는 지난 9월 '영국왕립화학회'가 발행하는 '머티리얼스 호라이즌스'(Materials Horizons) 온라인판에 실렸다.