스마트폰 터치패널 ‘투명전극 필름’, 대체소재 개발 특허출원 증가

[아시아경제(대전) 정일웅 기자] 스마트폰 등 터치패널에 사용되는 주재료를 대체할 소재개발이 업계의 주목을 받고 있다.

주재료인 ‘인듐주석산화물(Indium Tin Oxide, 이하 ITO)’이 제한된 매장량 탓에 시중에서 고가로 거래되는 반면 기술적 유연성은 떨어지기 때문이다.

같은 이유로 ITO 주재료(인듐)를 대체하는 소재로 투명전극 필름을 상용화하는 기술 특허출원이 늘고 있다는 게 특허청의 설명이다.

11일 특허청에 따르면 이와 관련한 특허출원은 2010년 37건에서 이듬해 92건으로 급증했다. 또 지난 5년간의 연평균 현황에서도 해마다 26.4%가량이 증가하는 추이를 나타낸다.

특허출원의 증가는 대체소재로 투명전극 필름을 제조하는 방법에 대한 업계의 높은 관심을 대변한다.

업계는 현재 ITO의 단점을 극복할 수 있는 금속나노와이어, 그래핀, 탄소나노튜브 등을 투명전극 필름 제조에 차용하는 방안에 집중하는 분위기다.

출원인별 현황에선 국내 대기업(27.3%)과 중소기업(24.0%) 및 대학 등 산학협력단(24.0%)이 특허출원을 주도하는 양상이다.

이는 국내 기업들이 대체소재를 이용한 투명전극 필름 제조를 위해 관련 기술 확보에 진력하고 있다는 점을 방증하는 대목이 된다.

소재별 특허출원은 ▲금속나노와이어 41.6% ▲전도성 고분자 16.1% ▲그래핀이 15.2% ▲탄소나노튜브 14.4% 등으로 비중이 높은 것으로 확인된다.

또 둘 이상의 대체소재를 혼합해 전극을 제조한 혼합형의 비중도 12.6%를 차지하는 것으로 집계된다.

이중 금속나노와이어는 저비용으로 제조가 가능하고 터치패널용 투명전극 필름이 요구하는 일정 수준 이상의 광(光)투과도와 전도도를 구현할 수 있다는 장점으로 타 소재에 비해 출원비중이 높았다.

반면 그래핀과 탄소나노튜브는 제조공정이 까다롭고 전도도와 광투과도에서 성능이 다소 떨어져 출원 비중 역시 저조했던 것으로 분석된다.

단 혼합형은 금속나노와이어를 제외한 타 소재들과 비슷한 출원 비중을 보였다. 이는 대체소재가 갖는 각각의 단점을 보완하기 위한 방법으로 주목받기 때문으로 풀이된다.

중국, 인도 등 신흥국의 시장규모를 감안할 때, 스마트폰 등에 사용되는 터치패널의 시장규모는 향후 지속적으로 확대될 전망이다. 반면 인듐자원의 상당량(70%가량)이 중국에 집중된 데다 매장량도 한정돼 수년 내 고갈될 것이라는 게 업계의 대체적 시각이다.

또 ITO 필름에 대한 수급 및 가격에 대한 부담이 커지는 상황에서 대체소재를 활용한 투명전극 필름에 대한 기술개발 역시 더 활발해 질 것이라는 전망이 우세해진다.

특허청 관계자는 “투명전극에 사용되는 ITO를 대체할 새로운 소재의 상용화가 절실해지는 상황”이라며 “이 같은 점을 감안해 대체소재의 취약점을 보완할 기법 개발과 대체소재를 이용한 투명전극 관련 특허 확보가 주목받는 실정”이라고 했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr