화학뉴스

도레이(Toray)가 독자적인 막 성형기술로 코스트를 대폭 저감할 수 있는 하이배리어 필름을 개발했다.
무기계 복합화합물을 조합함으로써 증착법으로 고밀도 성막을 실현했고 뛰어난 배리어성 뿐만 아니라 양호한 광학특성(투명성), 내구성까지 갖춘 것으로 파악되고 있다.
플렉서블(Flexible) 기기와 태양전지 봉지 등 높은 배리어성이 요구되는 다양한 용도로 공급하며 2023년 상용화, 2025년 매출액 10억엔 달성, 2030년 30억엔으로 확대 등의 목표를 설정하고 있다.
센서나 디스플레이 등 플렉서블 기기와 유기박막 태양전지는 수요 증가가 기대되고 있으나 함께 사용하는 유기기기나 화합물은 수분에 약하기 때문에 봉지 및 보호가 반드시 필요하다는 과제가 있다.
그동안은 결함이 없는 고밀도 박막을 형성할 수 있는 스퍼터법 등으로 하이배리어 필름을 제조했으나 성막속도가 느리고 코스트가 높다는 단점이 있었다.
반면, 증착법은 고속 성막이 가능하지만 원칙적으로 단일소재만 대응할 수 있어 고밀도 성막이 어렵다는 한계가 있다.
도레이는 스퍼터 필름 개발에서 축적한 고밀도 복합화합물 설계기술을 고속증착기술에 적용해 고배리어성 확보 및 코스트 감축을 실현할 수 있는 증착필름을 개발했다.
일반적인 스퍼터법보다 성막속도가 100배 이상 빠르고 코스트는 20% 수준인 것으로 알려졌다.
필름 기재용 소재로 PET(Polyethylene Terephthalate)나 내열성이 높은 수지에 대응이 가능하며 광학특성도 우수해 배리어층이 없는 PET보다도 투명성에 변화가 없고 무색투명하다는 강점이 있다.
내구성 확인을 위해서는 유기발전층 양쪽을 개발 필름으로 봉지한 유기박막 태양전지를 제작해 섭씨 60도에 90% 습열성 실험을 실시한 결과 발전효율을 2500시간 이상 유지할 수 있었다.
도레이는 개발 필름 상용화를 위해 태양광발전만으로 비행할 수 있는 경량항공기나 드론(무인항공기)용 박막태양전지 봉지재 용도에서 경량화에 나설 계획이다.
헬스케어와 관련된 센서 분야에서는 박막센서에 사용되는 유기반도체와 OLED(Organic Light Emitting Diode) 봉지 등으로 용도 확대를 도모하며 음식물 폐기량 감축을 위해 유통기한 연장을 목적으로 하는 식품포장 소재로 적용하는 방안을 검토하고 있다. (K)