(사진설명: 업계 최초로 전자잉크 기능을 키패드에 적용한 삼성전자의 메시징폰 '앨리어스2')

◆ 최근 전자잉크기술이 휴대폰에 적용될 만큼 상용화 단계에 접어들었다. 차세대 유망기술로 주목 받고 있는 전자잉크란 무엇이며, 전자인쇄시장 전망에 대해 말해달라.

전자잉크에는 여러 가지 종류가 있지만, 현재 주로 개발되고 있는 것은 전도성 잉크 분야다. 그 중, 은 분말에 고분자수지를 섞어 만든 페이스트 분야 애플리케이션이 주를 이룬다. 하지만, 이것의 한계는 분말과 고분자수지를 사용하다 보니 전기 전도도가 조금 떨어진다. 우리는 이런 단점을 극복하기 위해 나노잉크방식을 채택하고 있는데, 기존 페이스트 전도성잉크에 비해 전기 전도도가 우수하다. 적용할 수 있는 애플리케이션은 다양하다. 기본적으로 전자회로 방식을 인쇄방법으로 대체할 수 있는 산업에는 기본적인 애플리케이션이 모두 가능하다고 보면 된다. 연구개발단계로는 LED전극분야부터 RFID안테나가 있고, 그 외 EMI차폐를 위한 미세패턴 메쉬 등 응용분야는 굉장히 넓다. 아직 상용화된 분야는 많지 않지만 연구개발단계 분야는 많다. 최근 이슈가 되고 있는 태양전지(솔라셀)의 경우도 가능하다. 전지(셀)에서 전기를 많이 만들더라도 전기를 배터리까지 잘 전달해줘야 하는데, 모으는 과정에서 손실이 생기면 전체 효율이 떨어지기 때문에 이런 분야도 전극분야 애플리케이션이 될 수 있다.

◆ 최근 평택공장을 완공하면서 각종 전자잉크, 나노항균제 및 안료, 전자태그 안테나 등의 생산에 착수해왔다. 진행사항은?

잉크, 인쇄 관련 양산설비들을 다 갖춰놨고 그것에 대한 기준 표준화 작업을 모두 완료했다. 양산은 하반기부터 될 것으로 본다. 관련해서 각종 성능평가 등 개발업무를 상반기까지 거의 완료해가고 있다. 주로 RFID안테나 분야 애플리케이션이 먼저 될 것으로 보인다. 현재 국내외 기업들과 거래를 협의하고 있어, 하반기부터 매출도 가능할 것으로 본다. 그 외에도 전자잉크를 사용할 수 있는 디스플레이, 태양전지 분야를 일부 연구단계에서 추진하고 있다.

(사진설명: 엔피케이의 전자잉크)

◆ 당사가 보유한 나노실버잉크 특허의 경쟁력은 무엇인가?

먼저, 우리가 만든 잉크 자체의 특성은 정밀인쇄를 하기에 좋다. 디스플레이나 태양전지 같은 분야는 상당한 인쇄정밀도를 요하는데 이런 분야에 대응이 가능하다. 또 하나는 점도조절이 비교적 쉽다. 고점도에서부터 저점도까지 필요한 애플리케이션에 맞춰 점도조절이나 특성조절이 가능하다는 게 경쟁력이다. 제작비용도 타사보다 높지 않다.

◆ 해당기술을 기반으로 한 신규사업계획과 향후 RFID, FPCB, 플렉시블디스플레이 생산분야로까지 사업확대 가능성은?

현재 어느 정도 시장이 형성되고 있는 분야가 RFID라서 이쪽 중심으로 전개하고 있고, 향후 애플리케이션이 될 것으로 보이는 디스플레이, 터치스크린, 태양전지 분야로까지 확대할 계획이다.

(사진설명: 전자잉크 기술을 적용한 엔피케이의 RFID제품)

◆ 전자잉크 관련, 엔피케이만의 경쟁력은 무엇인가?

기술적으로 봤을 때, 타사보다 크게 내세울 수 있는 것이 저온에서 소성 가능하다는 것이다. 저온에서 소성하게 되면, 기존 페이스트 타입에 비해 적어도 5~6배 정도 전기 전도도가 좋아지고, 보다 친환경적 애플리케이션이 가능하다. 또 하나의 경쟁력은 인쇄가 종이에도 가능하다는 것이다

구텐베르크가 활자를 발명한 이래, 인쇄는 인류 문명에서 지적 및 정신적 정보 전달의 중심이 되어 왔습니다. 문명의 핵심이라 할 수 있는 인쇄기술은 세기를 거듭하며 목판, 찰흙, 금속, 활자 등으로 끊임없이 진화되어 왔고, 디지털 전자 기술과 조우하며 오늘날의 인쇄전자(Printed Electronics)기술의 탄생에 이르렀습니다.

인쇄전자기술은 반도체·LCD 등 우리나라 주력 산업에서 전통적인 양산 기술을 획기적으로 개선할 수 있는 대안으로 떠오르는 차세대 기술입니다. 태양전지, 플렉시블 디스플레이, RFID, 웨어러블 컴퓨터 등 인간 세상을 다시 한번 바꿔 놓을 미래 제품의 핵심 기술로 부각되며, 인쇄전자기술은 차세대 전자산업의 새로운 패러다임을 형성할 것으로 기대됩니다.

 ◆ 인쇄전자기술이란 무엇인가

최근 전세계적으로 친환경적인 그린 테크놀로지 기술이 화두로 떠오르며 인쇄 공정을 이용하여 전자회로, 센서, 소자 및 전자제품 등을 제조하는 인쇄전자(Printed Electronics) 기술이 각광을 받고 있습니다.

기존에는 반도체, 디스플레이 등의 산업에서 전자회로를 구성할 때 기판을 구리ㆍ알루미늄으로 도금을 한 뒤 강산ㆍ강염기 등 화학약품으로 회로를 제외한 나머지 부분을 제거하는 식각방식 혹은 원하는 구리배선을 부착시키는 방법으로 회로를 형성했습니다.

반면 인쇄전자기술은 신문을 인쇄하는 것과 같은 원리로 전기가 통하는 전도성 잉크, 전도성 페이스트 등의 소재를 사용해 원하는 모양의 패턴을 인쇄 방식으로 찍어내는 기술입니다. 

기존 식각기술은 회로를 형성하는데 총 20개 이상의 공정이 필요해 제조에 오랜 시간이 걸리고, 공정이 긴 만큼 사용되는 재료가 많아 소모되는 비용이 큰 것이 단점이었습니다. 또 인체에 해로운 화학약품 사용으로 제조과정에서 오염물질을 배출하여 환경오염을 야기, 업계로부터 지적을 받아왔습니다.

인쇄전자기술은 식각기술 대비 공정을 1/20로 간소화함으로써 제조 시간은 물론 생산 원가도 획기적으로 줄여주며, 구리나 화학약품을 사용하지 않아 환경 친화적입니다. 또 낮은 제조비용으로 대량 생산이 가능하며, 기존의 유리 및 실리콘(Si) 기판의 전자소자와는 달리 플라스틱, 섬유, 종이 등 다양한 소재를 기판으로 사용할 수 있어 활용범위가 넓습니다.

◆ 인쇄전자의 응용분야 및 각 나라들의 인쇄기술 현황

인쇄전자는 저가격, 친환경, 유연성, 대면적 대량생산, 저온 및 단순공정 등의 다양한 장점을 지니고 있지만 무엇보다 활용 분야가 무궁무진하다는 이유로 산업 각 분야의 관심이 고조되고 있는 상황입니다.

나노기술을 기반으로 한 인쇄전자 소자 시장은 RFID, 메모리, 디스플레이, 전지, 조명, 센서, 유기 트랜지스터 등 새로운 제품군에서 널리 활용될 것으로 전망되며, 현재 국내외로 헤드(Printing Plate), 시스템, 재료 등 다양한 분야에서 많은 기술개발이 진행되고 있습니다. 이와 함께 관련 선도 기업들은 인쇄 전자 기술을 적용한 다양한 제품과 기술들을 속속들이 발표하고 있습니다.

일본의 경우, 산·관·학 국책 연구프로젝트인 ‘퓨처비전’ 사업을 통해 인쇄전자기술을 개발, 관련 기술과 특허 등의 해외 유출을 금지하고 있으며, 신에너지사업기술종합개발기구(NEDO)ㆍ샤프ㆍ세이코엡손社 등이 연구를 진행하고 있습니다.

미국은 방위고등연구계획국(DARPA)과 미국표준기술연구소(NIST)를 통하여 인쇄전자 제품과 생산 장비에 관한 연구를 수행 중이며, 나노솔라(Nano Solar)ㆍ리트렉스(Litrex)ㆍ다이마틱스(Dimatix)社 등의 기업이 관련 사업에 진출했습니다.

전통적으로 인쇄기술이 발달한 유럽은 기존 인쇄사업을 이끌던 기관들과 반도체 공정 관련 기업이 인쇄 시스템에 관한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 특히 장비, 공정, 재료 업체가 컨소시엄을 구성하여 기업이나 정부의 재정적인 지원을 받고 있어 시너지 효과의 극대화가 예상됩니다.

국내의 경우 디스플레이 산업을 중심으로 고화질을 구현하기 위하여 식각기술을 대체할 수 있는 인쇄공정이 이슈가 되었습니다. 주로 잉크젯, 그라비어 옵셋 기술을 이용한 전극개발이 대부분이었으며, 외산 재료와 외산장비를 사용한 연구가 주를 이루었습니다. 수년 전만해도 대기업과 연구소에서만 관련 기술을 개발했지만 최근에는 부품소재 기업들이 앞다퉈 인쇄전자사업에 진출하고 있습니다.

삼성전자와 LG전자는 이미 LCD부품인 배향막을 잉크젯을 통한 인쇄전자 공정으로 양산하고 있고, ADP엔지니어링과 아바코는 관련 장비개발을 진행 중입니다. ABC나노테크, 석경에이티, 이그잭스, 잉크테크는 전도성잉크 개발에 성공했으며, 이그잭스는 인쇄공정을 적용한 프린팅 RFID를 양산하고 있습니다.

업계 전문가들에 따르며 인쇄회로기판(PCB), 전자태그(RFID) 안테나, LCD용 반사 필름은 양산적용중 이거나 양산에 적용할 수 있는 기술 수준에 왔고, 태양전지·반도체·디스플레이 등에 폭넓게 응용할 수 있는 날도 그리 멀지 않았다는 설명입니다.

그린에너지와 유비쿼터스 시대를 맞아 수요가 급증하고 있는 태양전지와 RFID 태그, 전자종이 등 세계 인쇄전자 제품시장 규모는 올해 30억 달러에서 2013년 300억 달러, 2019년 570억 달러로 급성장할 것이라는 전망입니다.