지난 4월 9일 KETI가 개발한 세계 최고 굴곡성을 보유한 투명전극은 은나노와이어(AgNW)와 투명폴리이미드를 융합한 소재를 활용했다. 최대 굴곡 반경 0.03mm, 반복굴곡 횟수 8만회, 가시광선 투과도 90% 및 면저항 8옴(ohm/sq)을 확보했다.
또한 표면 거칠기도 모바일기기에 사용되는 유리기판과 유사한 0.8nm(나노미터)를 기록해 추가적인 평탄화층이 없어도 플렉서블 OLED소자를 구현할 수 있다.
이는 현재 산업계에서 개발 중인 폴더블 OLED에 요구되는 곡률반경 1mm, 반복굴곡 5만회, 면저항 15옴, 투과도 85%, 표면 거칠기 1nm이하 수준을 만족하는 수치다.
기존 은나노와이어를 적용한 투명전극은 은나노와이어 층이 고분자 기판 위에 거칠게 형성돼 있어 높은 평탄도가 요구되는 플렉서블 OLED 제조에 활용하기 어려웠다.
그러나 KETI연구팀은 은나노와이어를 고분자 기판 속에 넣고 플라즈마 조사를 통해 표면 거칠기를 조절해 ITO유리기판에 형성된 OLED와 동등 수준의 효율을 갖는 플렉서블 OLED 소자를 구현하는데 성공했다.
이와 더불어 고분자 기판 속에 내재된 은나노와이어는 매우 높은 굴곡특성을 갖게 돼 0.5mm의 곡률 반경으로 8만회 굽힘 평가를 반복해도 저항 변화율이 10% 이내로 그 전기적 안정성을 보유했다.
이러한 초고굴곡 투명전극은 유연하게 접을 수 있는 폴더블 휴대폰, 두루마리 전자기기, 인체부착형 기기 등 국내·외에서 활발하게 개발 중인 분야에 상당한 영향을 줄 것으로 기대된다.
따라서 향후 제품에 적용을 위한 추가적인 소재 연구 및 대량생산을 위한 공정기술 개발을 추진할 계획이다.
이번 연구는 산업부 광역경제권거점기관지원사업과 산업핵심기술개발사업의 지원으로 진행됐다.
