중앙대 연구팀, 자유자재로 휘는 디스플레이 개발 가능성 열어

적은 양의 그래핀 용액으로 11인치 대면적 투명 필름을 제작하는 새로운 코팅 기술이 개발됐다. 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)은 장석태 중앙대학교 화학신소재공학부 교수 연구팀이 유리기판(증착판)과 코팅기판을 일정한 각도로 놓은 후 그 사이에 기존의 1만분의 1에 해당하는 극소량의 그래핀 용액을 주입, 균일한 그래핀 필름을 제작하는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

이번 기술 개발을 통해 향후 두루마리처럼 자유롭게 말거나 구부려 휴대할 수 있는 넓은 면적의 디스플레이나 전자소자 개발이 탄력을 받을 것으로 보인다. 자유자재로 접거나 구부릴 수 있는 디스플레이나 전자소자를 개발하기 위해서는 용액 상태의 그래핀 산화물을 원하는 넓은 기판에 고르게 코팅하는 기술이 매우 중요하다.
 
▲(위)본 연구에서 개발한 그래핀 필름 코팅 방법 모식도
(아래)유리기판(2.5×7.5 cm2)에 코팅된 그래핀 필름 사진. ⓒ2012 HelloDD.com

그러나 지금까지 그래핀 산화물을 이용한 투명필름(콜로이드 입자 코팅방법 사용)은 그래핀 산화물 조각들의 엉김현상으로 균일한 대면적의 필름을 만들기 어려웠다. 또한 코팅을 위해 최대 수백 ㎖(밀리리터)의 그래핀 용액이 필요하거나 필름을 원하는 기판에 전사하는 과정이 요구되는 등 단점들이 있었다. 연구팀은 그래핀 용액의 사용량을 획기적으로 줄여 그래핀 필름을 기존보다 간단하게 ㎚(1㎚는 10억분의 1m) 두께로 만들었다.

또 전사과정 없이 유리, 실리콘 등 다양한 기판에 그래핀 산화물을 직접 코팅해 넓은 면적으로 만드는 데 성공했다. 장 교수는 "이 코팅기술은 간단하게 나노미터 두께의 필름으로 만들 수 있고 손쉽게 대면적의 플렉시블 투명필름을 연속으로 제작할 수 있다"며 "자유자재로 휘는 투명전극이나 디스플레이 개발에 응용할 수 있는 새로운 기술이 될 것"이라고 밝혔다. 한편 이번 연구 결과는 영국 왕실화학회 재료화학지이자 재료분야의 권위 있는 학술지인 '저널 오브 머티리얼스 케미스트리'(Journal of Materials Chemistry)지에 온라인 속보 16일자로 게재됐다.

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