터치스크린패널(TSP)업계가 인듐산화전극(ITO) 필름 대체소재 확보에 한창이다. ITO 필름은 TSP의 X·Y축 전극을 구성하는 핵심소재다. TSP 원가 중 가장 큰 비중을 차지하고 있지만 거의 전량을 일본 니토덴코로부터 수입에 의존하고 있다. 그동안 다수 업체들이 ITO 필름 개발에 뛰어들었지만, 니토덴코의 아성이 워낙 독보적이기 때문이다.
17일 업계에 따르면 한성엘컴텍, 삼성테크윈 등이 최근 ITO 필름을 대신할 수 있는 차세대 소재로 은 나노, 그래핀, 탄소나노튜브(CNT)를 유력한 대안으로 꼽고 관련 기술 및 소재개발에 박차를 가하고 있다.
은나노 TSP는 ITO 증착 대신 은나노 코팅 원단에 패터닝 공정, 전극배선인쇄 공정으로 터치센서를 구현하는 구조다. 은 나노로 저저항을 구현해 메탈라인까지 대체할 수 있어 일거양득이다. 또한 휘어져도 깨지지 않아 플렉시블 디스플레이에도 채용이 가능하다. 하지만 고유의 은색 때문에 투과되는 빛이 산란돼 휘도가 떨어지고 장시간 사용하면 사용자의 눈을 피로하게 하는 것이 흠이다. 은 나노 기술 확보에 가장 발 빠르게 움직이고 있는 업체는 한성엘컴텍이다. 지난해 일본 신에츠폴리머와 기술 제휴를 통해 은나노 TSP 개발에 성공해 이달 말부터 10.1인치 기준으로 월 10만개 생산 능력을 갖출 예정이다.
꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소나노물질이다. 강도는 강철의 200배에 달하고 구리보다 100배 이상 전기를 많이 보낼 수 있어 ITO를 대체할 최적의 소재로 각광받고 있다. 유연성을 갖기 때문에 플렉시블 디스플레이에 응용할 수 있다. 하지만 그래핀 TSP는 미세 패터닝이 어렵고 무엇보다 아직 소재 자체도 상용화되지 않았다는 것이 최대 약점이다. 또한 그래핀 소재 자체가 습도에 약한 것도 해결해야 한다. 업계에 따르면 현재 많은 업체가 개발 중이지만 상용화에 가장 가깝게 다가간 업체는 삼성테크윈으로 알려졌다.
탄소나노튜브(CNT)는 가장 현실적인 ITO 대체소재로 꼽힌다. CNT는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루며 전기 전도도가 구리와 비슷하다. 이미 소재 상용화에도 성공했다. 그러나 아직 CNT는 생산 공정이 표준화 되지 않아 납품업체마다 생산 방식과 품질은 천차만별이다. CNT 층이 두꺼워지면 투과율이 떨어지는 문제도 단점이다. 업계 한 전문가는 “최근 업체들이 투과율 문제 때문에 CNT 층 위에 1회 코팅 공정을 추가하는 등 기술적 완성도를 높이는 노력을 기울이고 있다”고 말했다.
한편 업계에 따르면 ITO 필름은 필름전극타입(GFF) TSP 3.5인치 기준 원가의 약 17%를 차지한다. 앞으로도 TSP 시장에서 원가 경쟁력을 확보하려면 ITO 필름 대체 소재 개발이 절실한 과제인 셈이다.
윤희석기자 pioneer@etnews.com
