30만번 이상 굽혔다 펴도되는 유연전극 개발

장재은 DGIST 교수팀 연구 성과

2~3μm구멍 특정형상으로 배열

여러번 구부려도 균열 확산 안돼

기존 반도체설비로도 적용가능

장재은 DGIST 교수팀이 개발한 플렉시블 박막전극. 30만번 이상 접었다 펴도 안정적인 전기흐름이 유지된다. /사진제공=DGIST

유연하게 구부리고 접을 수 있는 전극제조 신기술이 국내에서 개발됐다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 본원의 장재은 정보통신융합전공 교수팀이 이 같은 플렉시블 박막전극 제조기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 기존의 박막전극에 아주 작은 2~3마이크로미터(μm) 크기의 구멍들을 특정한 배열로 배치한 것이다. 이렇게 하면 전극이 30만번 이상 굽혔다 펴져도 특정 부분에만 응력이 집중돼 균열이 전극의 다른 부분으로 번지는 것을 막으면서도 전도성을 유지할 수 있다. 이번에 개발된 플렉시블 박막전극 기존의 반도체 제조장비를 그대로 이용할 수 있어 신규 제조설비투자 부담도 줄일 수 있다.

장재은 DGIST교수팀이 개발한 플렉시블 박막전극의 미세 구조. 2~3μm크기의 미세 구멍들이 특정 형상으로 배열돼 반복적으로 구부리고 펴도 균열이 번지지 않는다. /사진제공=DGIST

기존 연구들은 주로 플렉시블전극을 구현하기 위해 응력이 최소인 부분을 통해 균열을 억제하거나 전국 구조를 새로 설계하는 방향으로 진행돼 왔다. 그러나 이는 제조공정의 복잡성과 신규 생산라인 설치 등에 따른 비용증가와 적용소재의 제한의 문제로 인해 상용화에 한계가 있어 장 교수팀이 이번 새 기술개발에 나선 것이다. 장 교수는 이번 연구성과에 대해 “미세한 구멍을 이용해 (박막전극의) 균열을 효과적으로 통제하는 새로운 개념”이라며 플렉시블 전자기기의 내구성 개선에 도움을 줄 것으로 내다봤다.

신개념 플렉시블 박막전극을 개발한 DGIST 장재은(뒷편) 교수와 허수진 박사과정 학생 /사진제공=DGIST

이번 연구결과는 지난 2일 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 & 인터페이스’ 온라인판에 게재됐다. /민병권기자 [e-mail]