□ 한국화학연구원(원장 이규호)은 터치스크린패널, 투명 유연 디스플레이 및 조명 등 프린터블 전자
제품에 필수적으로 들어가는 전극을 보다 좋은 성능으로 저렴하게 생산할 수 있는 기술을
개발했다.
○ 프린터블 전자/에너지 소자 제작에 있어서 가장 핵심적인 기본 요소소재는 전극소재이며, 좋은
품질의 전극을 만들기 위해서는 고전도성을 만족시킬수 있는 금속나노입자 합성기술이 핵심이다.
○ 기존 은나노노소재의 경우, 다양한 특징적인 장점에도 불구하고 가격적인 측면에서 한계점을 지니고
있다. 화학(연)에서는 이를 극복하고자 지난해 2월, 높은 전도성을 가지면서도 저가로 간편하게
제작할 수 있는 ‘구리나노입자’ 합성기술을 개발했다..
□ 금번에는 이 구리나노입자 표면에 구리-주석 합금상을 형성시킨 새로운 나노입자를 개발하여,
구리나노소재의 장점을 극대화한 동시에 기존의 단점을 개선해 상용화에 한층 더 다가갔다.
○ 구리-주석 합금은 녹는점이 낮아서 순간적으로 적은 양의 빛을 줘도 높은 전도성을 띄는 전극을
잘 형성한다. 투명한 저가 기판은 빛과 열에 의해 잘 손상된다는 단점이 있는데, 이번에 개발된
입자들로 전자회로를 만들면 에너지를 적게 줘도 되기 때문에 투명 기판의 손상도가 적다.
○ 또한 기존에는 입자에 에너지를 줄 때 열처리를 했으나 열처리는 시간이 많이 걸리고 높은 온도로
인해 기판에 손상을 줄 수 있어, 연구팀은 급속광소결 기술을 도입하였다. 급속광소결 기술은
입자에 1,000분의 1초 단위로 순간적인 빛을 쏘아서 물리적/화학적 특성을 변화시킬 수 있는
기술이다.
□ 화학(연) 최영민 박사는 “금번 개발한 구리합금 전극 제조기술은 기존 소재에 비하여 대기 중에서
대면적으로 저온 급속광소결이 가능하여 저가 유연투명전극으로 활용할 수 있다는데 의미가
있다”고 연구의의를 밝혔다.
○ 화학(연) 최영민/정선호 박사와 박장웅 교수(울산과기대 신소재공학부)가 공동연구자로 참여한
본 연구결과는 케미스트리 오브 머티리얼즈 (Chemistry of Materials)지 최신호(2016년 7월 12일자)
에 게재되었다. 또한 특허 출원을 완료하였고 상용화를 위한 추가적인 보완 연구를 진행하고 있다.
* 영문 제명 : Newly Designed Cu/Cu10Sn3 Core/Shell Nanoparticles for Liquid Phase-Photonic
Sintered Copper Electrodes: Large-Area, Low-Cost Transparent Flexible Electronics
○ 한편, 본 연구는 한국연구재단이 인쇄산업전자에서의 신규소재를 개발하기 위해 진행하고 있는
“글로벌연구실사업 (GRL)” 및 “나노소재원천기술개발사업”의 지원으로 수행되었다.