인듐주석산화물(ITO) 대신 다른 소재를 이용해 스마트폰 등 터치패널에 사용되는 투명전극 필름을 만드는 기술 개발이 활기를 띠고 있다.

11일 특허청에 따르면 ITO 대체소재를 투명전극 필름의 소재로 이용하는 기술 관련 특허출원은 2010년 37건에서 2014년 92건으로 5년간 연평균 26.4%의 높은 증가율을 보였다.

터치패널용 투명전극 필름의 주요 소재인 ITO는 주재료 인듐의 매장량 제한으로 가격이 비싸고 유연성이 떨어지는 것이 단점이다. 이에 따라 금속 나노와이어, 그래핀, 탄소 나노튜브 등을 대체소재로 투명전극 필름을 제조하는 방법에 대한 관심이 높아지면서 관련 특허출원이 늘고 있다.

국내 대기업(27.3%)과 중소기업(24.0%) 및 대학 등 산학협력단(24.0%)이 특허 출원을 주도하고 있다. 소재별 특허출원 비중은 금속 나노와이어가 41.6%로 가장 많고, 전도성 고분자 16.1%, 그래핀 15.2%, 탄소 나노튜브 14.4%로 나타났다. 둘 이상의 대체소재들을 혼합해 전극을 제조한 혼합형은 12.6%의 출원 비중을 보였다.

금속 나노와이어는 저비용으로 제조할 수 있고 터치패널용 투명전극 필름이 요구하는 일정 수준 이상의 광투과도나 전도도를 비교적 쉽게 구현할 수 있어 타 소재들에 비해 높은 출원비중을 보였다.

반면 그래핀과 탄소 나노튜브는 공정이 까다롭고, 전도성 고분자는 전도도나 광투과도가 취약한 단점 탓에 출원이 다소 저조한 것으로 분석된다. 혼합형은 금속 나노와이어를 제외한 타 소재들과 출원 비중이 비슷해, 대체소재들의 단점을 보완하기 위한 방법으로 주목받는 것으로 나타났다.

스마트폰용 터치패널의 시장규모는 중국, 인도 등 신흥국의 시장규모를 고려하면 지속적으로 확대될 전망이다. 반면 ITO의 주재료인 인듐자원은 전체 매장량의 70% 이상이 중국에 집중돼 있고 양도 제한돼 수년 내 고갈될 것이라는 예측까지 나온다.

특허청 관계자는 "투명전극에 사용되는 ITO를 대체할 새로운 소재의 상용화가 절실한 상황에서 대체소재들의 취약점을 보완할 다양한 기법을 개발할 필요가 있다"며 "관련 특허도 충분히 확보해야 한다"고 말했다.