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평면TV들어가는 알루미늄 전극 프린트처럼 찍는다

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평면TV들어가는 알루미늄 전극 프린트처럼 찍는다

2011.12.19 00:00
평면TV나 태양전지, 얇은 실내조명 장치를 만들기 위해서는 평면에 전기가 통할 수 있는 나노(nm, 1nm=10억분의 1m) 두께의 알루미늄 전극이 필요하다. 알루미늄은 산소와 만나 폭발하는 성질이 강하기 때문에 공기가 없는 진공챔버에 평면 디스플레이를 넣고 작은 가루로 만든 알루미늄을 뿌려 전극을 만들었다. 하지만 알루미늄 가루를 뿌리는 과정에서 약 30%의 알루미늄 입자만 평면에 붙고 나머지는 모두 날아가 재료 손실이 컸다. 국내 연구진이 프린트 하듯 액체 상태의 알루미늄 잉크로 평면 위에 뿌려 간단하게 전극을 만드는 기술을 개발했다. 기존 공정에 비해 재료비와 공정비가 절감돼 여러 산업에서 활용될 것으로 기대된다. 재료연구소 분말기술연구그룹 이혜문 책임연구원은 액체 상태의 알루미늄 잉크를 평면 위에 얇게 코팅해 알루미늄 전극을 만드는 기술을 개발했다고 재료분야 권위지 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 알루미늄 입자를 만들 때 사용하는 ‘알루미늄 하이드라이드(AlH3)’를 액체 상태로 만들었다. AlH3는 알루미늄 입자에 얇은 코팅이 되어 있어 산소와 만나도 폭발이 일어나지 않는다. 연구팀은 용액으로 만든 AlH3를 평면 위에 코팅한 뒤 열을 가해 수소가 공기 중으로 떨어져 나가게끔 만들었다. 그러자 알루미늄 입자는 평면 위에 전극을 형성하며 붙었다. 기존에 전극을 만들 때 사용하는 방법은 대면적 평면을 만들수록 더 큰 진공챔버가 필요하기 때문에 공정비용이 늘어나고 알루미늄 입자의 70% 이상이 공기 중으로 날아가 재료비 손실도 컸다. 연구팀이 개발한 방식은 마치 A4용지에 글자를 프린트 하듯 액체로 된 알루미늄 입자가 평면 위에 코팅되기 때문에 재료비가 적게 들고 복잡한 공정이 필요 없다는 장점을 갖고 있다. 이 박사는 이 박사는 “이 기술을 적용하면 90~150℃의 온도에서 1분 안에 평면 위에 70~100nm 두께의 알루미늄 전극을 만들 수 있다”며 “상용화 되면 유기태양전지 및 OLED 제조를 위한 모든 공정이 습식으로 이뤄져 약 50% 이상의 공정비용 절감 효과를 가져올 뿐만 아니라 관련 산업 발전에도 크게 기여할 것”이라고 설명했다.

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