은으로 만든 스마트폰 터치스크린 나오나

美미시간대, 7nm 두께 얇은 은 필름 만들어

앞으로는 스마트폰 터치스크린이나 구부릴 수 있는 플렉서블 디스플레이 소재로 은(銀)이 쓰일지도 모른다.

최근 미국 미시간대 연구팀은 모바일 기기용 터치스크린과 플렉서블 디스플레이에 사용할 수 있는 은 소재 필름을 만드는데 성공했다.

주목할 점은 이 은 필름을 터치스크린 소재로 쓸 경우 기존 제품보다 훨씬 얇게 만들 수 있다는 점이다.

또 전기전도성이 높아 현재 가장 많이 쓰이는 ITO 필름을 대체할 수 있는 주요 후계자로 손색이 없다는 평가를 받고 있다.

현재 대부분의 모바일기기 터치스크린은 ITO라는 인듐과 산화주석의 화합물로 된 얇은 막을 사용한다. 전기전도성을 가지면서도 투명한 성질을 가졌기 때문이다.

문제는 모바일기기 사용량이 늘어날수록 이를 위해 필요한 인듐과 같은 자원이 부족해져 가격이 치솟을 것으로 예상된다는 점이다.

연구팀은 은에 소량의 알루미늄을 섞는 방법으로 이 같은 소재를 개발했다.

새로 개발된 소재는 7나노미터(nm) 두께로 기존 은과 달리 변색이나 공기노출에 대한 저항성이 높다.

터치스크린을 만들 때 ITO를 대체해서 쓸 수 있는 은 필름.(사진=미시간대)

순수 은은 공기 중에 노출되면 표면이 변색된다.

연구팀은 이러한 화학반응을 제거하기 위해 은에 알루미늄을 섞어 얇은 막 형태로 은 필름을 만드는 방법을 고안해 냈다.

이 때문에 스마트폰, 태블릿 등 모바일 기기 터치스크린에 활용할 수 있으며, 반사방지 코팅 처리로 은 소재를 쓰더라도 투명도를 92.4%까지 개선했다.

연구팀에 따르면 일반적으로 은으로 이뤄진 얇은 층을 15nm 이하 두께로 만들어내는 일은 불가능에 가까웠다.

소재는 코팅한 것처럼 얇게 펴지기 보다는 마치 작은 섬처럼 서로 엉키는 성질이 있었기 때문이다.

연구팀은 은에 6% 가량 알루미늄을 추가하는 방법으로 이 문제를 극복했다.

7개월 간 테스트 끝에 투명하면서도 전도성이 높으면서도 7nm로 얇은 은 필름을 만드는데 성공한 것.

1GHz 이상 주파수(마이크로파)를 전송하기 위해 고안된 전송로의 일종인 도파관(wave guide)을 이러한 소재로 만들어 테스트한 결과 다른 금속 소재 도파관에 비해 10배 빠르게 신호를 전달했다. 때문에 은 필름은 터치스크린, 플렉서블 디스플레이 등 뿐만 아니라 컴퓨팅 파워를 개선하면서 전기 사용량을 줄이는 용도로도 쓰일 것으로 전망된다.