화학저널

코오롱인더스트리(대표 이웅열·박동문·안태환)가 CPI(Colorless Polyimide) 필름 생산에 자신감을 내보이고 있다.
코오롱인더스트리는 2018년 1/4분기까지 구미공장에 CPI 양산체제를 구축하고 매출액 2000억원 달성을 목표로 하고 있다.
CPI는 유리처럼 투명하지만 깨지지 않고 구부릴 수 있어 차세대 디스플레이 핵심소재로 주목받고 있으며, 특히 폴더블(Folderable) 휴대폰에 필수불가결한 소재로 부상하고 있다.
하지만, SKC를 비롯해 일본 Industrial Summit Technology, Mitsubishi Gas Chemical, Sumitomo Chemical 등이 상업화 계획을 발표했으며 중국기업들도 연구개발(R&D) 투자를 확대하고 있어 시장점유율을 확보할 수 있을지 의문이 제기되고 있다.
코오롱인더스트리 관계자는 “CPI는 이미 상용화된 것도 있다”며 “물성 차이가 있기 때문에 폴더블폰 등 특수 분야에는 코오롱인더스트리 생산제품만 채용이 가능하다”고 주장했다.
이어 “2018년부터 애플(Apple), 삼성전자 등이 폴더플 핸드폰을 출시할 것으로 예상된다”며 “경쟁기업들이 1년 안에 높은 물성을 구현하는 것은 불가능에 가깝다”고 강조했다.
PI는 투명함을 구현하기 위해 일부 구조를 제거함으로써 변형하는 방법과 기존 구조에 특정물질을 첨가하는 방법 등 2가지 공정이 필요한 것으로 파악된다.
첫번째 공정은 기존 구조에서 제거되는 부분이 생기기 때문에 기존 PI에 비해 내열성과 기계적 강도가 낮아지지만 광학적 특성이 우수해 투과율이 100%에 가까운 것으로 알려졌다.
두번째 방법은 추가 물질이 첨가됨으로써 내열성과 기계적 강도가 일부 감소하나 우수한 수준을 유지하지만 첫번째 방법에 비해 CPI의 황색도가 높은 것이 단점이다.
시장 관계자는 “기존 구조에 물질을 첨가하는 방법으로 완전히 투명한 PI를 생산하기는 어렵다”며 “흰 배경에 비추었을 때 노란기가 남아있는 것을 확인할 수 있다”고 설명했다.
코오롱인더스트리 관계자는 “CPI의 투명함을 구현하기 위해 PI 구조에 접근하는 방식 자체에 차이가 존재한다”며 “코오롱인더스트리의 생산제품은 내열 온도 330℃, 기계적 강도 6GPa의 물성을 구현할 수 있다”고 주장했다.
이어 “일부 구조를 제거하는 공정을 채택해 생산하는 CPI는 내열 온도 300℃, 기계적 강도 4-5GPa 수준에 불과하다”며 “코오롱인더스트리 생산제품에 비해 20% 가량 낮은 물성을 나타낸다”고 덧붙였다.
디스플레이 소재를 채용할 때 중요한 고려사항 가운데 하나인 경도 역시 높은 것으로 파악된다.
CPI필름은 디스플레이 소재로 채용할 때 경도를 높이기 위해 필수적으로 코팅 공정을 거쳐야 하지만 코팅으로 높일 수 있는 경도에 한계가 존재하기 때문에 기본 경도가 높은 코오롱인더스트리 생산제품이 우위를 점할 것으로 기대되고 있다.
코오롱인더스트리 관계자는 “정확한 수치를 언급하기는 힘들지만 다른기업의 CPI보다 높은 경도를 구현하고 있어 디스플레이 소재로 채용되기에 적합하다”고 주장했다.
하지만, TFT(Thin Film Transistor) 소재 채용에 한계가 존재하는 것으로 파악된다.
TFT는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등에서 주로 스위치로 채용하는 소재로 a-Si(amorphous-Silicon), LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon), Oxide 등이 사용되고 있다.
a-Si는 낮은 가격을 장점으로 사용량이 꾸준했으나 OLED에는 채용이 불가능하며 LTPS는 휴대폰 등 중소형 기기 채용이 가장 활발하지만 대형 OLED에는 채용이 불가능한 단점이 있다.
이에 따라 대형 OLED에는 Oxide 채용이 불가피하나 낮은 신뢰성, 복잡한 프로세스 등이 단점으로 꼽히고 있다.
CPI 필름은 TFT 소재로 LTPS를 채용할 수 없고 Oxide만 가능한 것으로 알려져 중소형 기기용 채용 확대를 위해 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.
<임슬기 기자>