삼성전자 SK하이닉스 삼성디스플레이 LG디스플레이는 세계 반도체·디스플레이를 주도하고 있다. 하지만 이를 만들기 위한 소재·부품·장비(소부장)는 해외의존도가 높다. 지난 10여년 줄곧 지적했던 문제다. 일본 수출규제는 한국 기업의 약점을 부각했다. <디지털데일리>는 소부장 육성을 위해선 무엇이 필요한지, 우리 기업은 어떤 노력을 하고 있는지 등 유망기업을 만나 현장의 목소리를 들어봤다.<편집자주>

[디지털데일리 김도현기자] 유기발광다이오드(OLED) 활용도가 높아지고 있다. 스마트폰을 시작으로 TV, 노트북, 입는(Wearable, 웨어러블) 기기, 자동차 등 사용처가 다양한 덕분이다. OLED 대세화로 관련 소재들도 주목을 받았고, 투명전극도 그중 하나다.

투명전극은 말 그대로 투명하면서, 전기가 통하는 물질이다. 투명성과 전도성이 동시에 요구된다. OLED 유기물이 내보내는 빛을 많이 투과시키면서, 전류가 흐르도록 한다. 기존에는 인듐주석산화물(ITO) 필름이 투명전극으로 활용됐다. 일본 닛토덴코, 오이케가 시장을 장악한 분야다. LG화학, 한화L&C(현 현대L&C) 등이 공급에 나섰지만, 일본 업체의 아성을 넘지 못했다.

ITO는 OLED 트렌드가 딱딱한 ‘리지드’(Rigid)에서 구부릴 수 있는 ‘플렉시블’(Flexible) 형태로 바뀌면서 한계에 직면했다. 모양이 변해도 기존 기능을 유지해야 하는데, ITO는 휘거나 구부리면 깨짐(크랙) 현상이 발생한다. 깨지면 저항도가 급증, 전류 흐름이 원활하지 못하게 된다.

삼성전자 접는(Foldable) 스마트폰 ‘갤럭시Z플립’ 등에 활용된 ITO는 특수 물질을 투입하는 방식으로 이뤄졌다. 이는 추가 공정 및 비용으로 연결된다. 일본 업체들은 ITO 자체만 제공한다. 고객사에서 직접 해결해야 하는 것이다. 국내 업체 엠에스웨이는 이를 대체할 ‘유연 투명전극’을 개발했다. 일본의존도를 낮출 기회다.

지난달 경북 구미사업장에서 만난 엠에스웨이 관계자는 “광주과학기술원과 협업을 통해 유연 투명전극을 만들었다. 지난 2016년부터 150억원을 투입한 결과”라며 “주요 고객사들과 샘플 테스트를 진행 중으로 막바지 단계에 도달했다”고 말했다. 엠에스웨이의 유연 투명전극은 ‘나빌’이라는 브랜드로 양산화 작업이 진행되고 있다.

앞서 ITO의 대체제로 은나노와이어, 은메시 등이 등장했다. 은나노와이어는 미국 캠브리오스, 은메시는 미국 3M 등이 대표적인 업체다. 하지만 이들 소재는 시인성(모양이나 색이 눈에 쉽게 띄는 성질)과 자외선(UV) 안정성이 낮다. 투명전극의 시인성이 낮으면, 화질 및 색 구현에 불리하다.
엠에스웨이가 개발한 제품은 빛 투과도와 유연성을 극대화했다. 빛을 85% 이상 투과하는 높은 광투과성을 갖췄다. 두께 1밀리미터(mm) 필름으로 20만회 이상 접어도, 전류 저항률 변화가 5% 이내다. 유연 투명전극은 세부적으로 보면, 기판-금속색유도층-금속(Ag)-기능층 순이다.

회사 관계자는 “엠에스웨이의 유연 투명전극은 3층 레이어 기반이다. 1~2층이 기본층, 3층이 기능층”이라며 “기능층은 투과도, 열 안정성 상승, 내화학성증가, 투습도 향상 등의 역할을 맡는다”고 설명했다. 즉, 기능층만 바꿔주면 용도 변경이 가능하다는 의미다.

유연 투명전극은 OLED 내부에 포함되는 터치스크린패널(TSP), OLED 조명, 유기태양전지(OPV), 스마트윈도우, 발열 필름 등으로 사용될 수 있다. OLED 관련 제품은 삼성전자, 화웨이 등과 협업 중이다.

이 가운데 엠에스웨이는 OPV 시장에 주목하고 있다. 궁극적으로 유연 투명전극 적용이 가장 높을 것으로 보는 분야다. 건축용, 자동차용 등 활용하는 있는 곳이 무궁무진하다. 태양전지인 만큼 투과율과 전력효율이 핵심이다. OPV 발전량은 지난 2015년 100메가와트(MW) 내외에서, 2020년 1100MW 이상으로 전망된다. 성장세가 뚜렷하다. 엠에스웨이는 현재 체코 등과 OPV 기술을 교류하고 있다.

이외에도 자동차 임베디드 및 사물인터넷(IoT) 관련 부품들을 공급하고 있다. 이들 제품과 매출 발생 예정인 유연 투명전극 분야가 시너지를 이루면, 실적 향상이 기대된다. 회사 관계자는 “올해 유연 투명전극 등으로 실적 개선이 예상된다”며 “내년 하반기 상장이 목표”라고 이야기했다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr