반도체ㆍLCD 분야 원가절감ㆍ친환경적… 삼성ㆍLG 속속 적용
인쇄전자산업이 산업계의 화두로 급부상하고 있다.
디스플레이, 반도체의 일부 생산 공정을 프린팅 방식으로 대체하는 인쇄전자산업에 관련 업계가 뜨거운 관심을 보이고 있다. 삼성전자와 LG전자를 비롯해 부품소재 기업들이 앞다퉈 인쇄전자 공법을 적용한 제품개발과 공정혁신에 나서고 있다. 특히 LCD와 PDP, OLED 등 디스플레이 분야와 태양전지, 터치패널, 센서 등에 인쇄전자 공법을 적용해 기존 공정을 대체하려는 움직임이 활발하다.
인쇄전자란 잉크젯 헤드ㆍ롤 프린팅 등의 설비를 이용해 잉크ㆍ전도성 페이스트 등의 전자 재료를 결합시켜, 전자 부품의 다양한 패턴을 찍어내듯이 저렴한 비용으로 생산하는 신기술을 일컫는다. 이러한 공정 기법은 기존 공정을 대체하면서도 친환경적이며, 비용도 대폭 줄일 수 있다. 특히 수십 미크론급의 정밀도와 대면적 패턴이 필요하거나, 일회성 제품을 대량생산하는데 적합한 공법이다. 선진국은 이미 인쇄전자 기술을 적용한 제품을 출시하기 시작했다. 인쇄전자 방식을 적용한 RFID, 일부 대면적 디스플레이 패널 등 다양한 산업군에 쓰이고 있다.
인쇄전자산업 시장은 올해 약 30억달러(3조 6000억원)에서 2013년에는 약 300억달러(36조원)으로 10배 이상 증가할 것으로 전망된다. 수 년전만해도 국내에서는 대기업과 연구소에서만 관련 기술을 개발했지만 최근 장비, 재료기업을 필두로 중견 전문기업들도 시장 진출을 서두르고 있다.
◇삼성ㆍLG 필두로 국내 기업들 속속 적용= 삼성전자와 LG전자는 LCD부품인 배향막(폴리이미드)을 잉크젯을 통한 인쇄전자 공정으로 양산하고 있다. 컬러필터의 경우 일본 샤프가 이미 잉크젯 공정으로 생산을 시작했고, 삼성과 LG도 내년 초에 양산 적용을 검토중이다. 트랜지스터 분야는 현재 옵셋 공정과 프린팅 공정으로 개발하고 있으며, BLU(백라이트유닛)업계도 신화인터텍, 미래나노텍 등이 롤투롤 패턴 공정 적용을 시작했다.
삼성전자는 SFA와 2005년부터 컬러필터용 잉크젯 프린터 개발 국가과제를 수행 중에 있다. 지난 2006년 컬러필터 공정에 적용할 잉크젯 프린터를 개발해 양산시험 중이며, 최종 목표는 7세대급 이상의 잉크젯 프린터 개발이다.
삼성전기도 인쇄전자 설비의 핵심부품인 잉크젯 헤드를 개발, 샘젯으로 명명하고 상용화를 서두르고 있다. 이 회사는 기존의 도금, 에칭 공정을 포함한 방식으로 PCB를 양산하고 있지만 잉크젯 프린팅 공법으로 PCB의 일부 제작공정에 적용을 시작했다.
삼성전기 관계자는 "인쇄전자 방식을 통해 대규모 장비와 다량의 화학물질이 사용되는 기존의 간접 인쇄방식보다 제조원가를 절감하고, 생산 리드타임도 대폭 줄일 수 있게 될 것으로 기대하고 있다"고 설명했다.
LG디스플레이는 14인치 LCD용 컬러필터를 구현한 바 있으며, 전도성 메탈라인의 잉크젯 공정과 롤 그라비아, 옵셋 방식 배선 인쇄 등의 기술개발이 진행중이다. 부품소재기술개발 사업을 통해 인플레인 프린팅 장비 개발을 마무리하고 현재 파일럿 라인에서 양산성 평가가 이루어지고 있다.
LG화학과 동우화인캠은 잉크젯 프린터용 컬러필터 잉크를 개발 중이며, ABC나노테크, 석경에이티는 건식ㆍ습식 공정을 적용해 은(Ag)전도성 잉크 개발에 성공했다.
중소 부품소재 기업들의 참여도 활발히 이뤄지고 있다.
잉크테크는 잉크젯 뿐만아니라 다양한 인쇄방식에 적용 가능한 투명 나노실버 잉크 개발에 성공했고, DGI는 실사프린터 양산에서 얻은 기술을 바탕으로 현재 디스플레이에 응용 가능한 2세대급 잉크젯 장비를 개발했다. 이 회사는 이 기술을 바탕으로 TFT 배선 형성을 위한 장비 요소 기술 개발에 주력하고 있다.
유니젯은 자체 잉크젯 헤드의 노즐을 제어할 수 있는 소프트웨어 개발에 성공, 미국 옵토맥과 협력해 에어로졸 증착 장비 사업을 추진하고 있다.
그 외에도 ADP엔지니어링은 나노메카트로닉스 사업단과 2세대급 나노 임프린트 장비 개발을 연구중이며, 아바코는 순천대학교와 플렉서블 기판용 롤투롤 공정 개발을 진행할 계획이다. 나래나노텍도 최근 회로 인쇄용 옵셋 프린터와 잉크젯 프린터 개발에 성공 신뢰성 검증이 진행중이다.
◇핵심 원천기술 확보에 산학연관 한 목소리 필요=이처럼 인쇄전자 산업에 대한 시장의 수요가 갈수록 커지고 있지만 아직 국내 경우 장비분야 핵심기술인 헤드, 소프트웨어 등 대부분의 원천 기술을 선진국에 의존하고 있다. 즉 핵심 부품을 조립해 시스템을 제작하는 기술로는 인쇄전자분야에서 경쟁력을 확보할 수 없다는 것이 전문가들의 지적이다.
현재 유럽, 일본, 미국, 중국 등은 인쇄전자 산업 육성을 위해 국가 차원에서 막대한 예산을 투입하며 지원을 강화하고 있다. 그러나 한국의 경우 기업을 중심으로 자발적 협의체가 구성되긴 했지만, 정부의 지원책이 마련되어야 한다는 목소리도 높다.
미국의 듀폰, 일본의 소니 등이 TV나 모니터 양산에 인쇄공정을 채택했고, 필립스와 GE 등 글로벌 기업들이 OLED조명에 인쇄전자 공법을 적용할 계획으로 있는 등 활발한 움직임을 보이고 있다. 또한 신성장동력 사업중 하나인 태양전지 분야에서도 증착공정을 대체할 그라비아 옵셋 공정을 채택하려는 움직임이 해외에서 거세게 일고 있다.
한국은 이러한 선진국과 경쟁해 나가기 위해서는 별도의 산학연을 아우르는 협의체가 존재해야 하며, 산업 분야별 특성에 맞는 소재와 공정기술 개발에 산학연이 힘을 쏟을 수 있는 환경이 마련돼야 한다는 지적이다.
길재식기자 osolgil@
디스플레이, 반도체의 일부 생산 공정을 프린팅 방식으로 대체하는 인쇄전자산업에 관련 업계가 뜨거운 관심을 보이고 있다. 삼성전자와 LG전자를 비롯해 부품소재 기업들이 앞다퉈 인쇄전자 공법을 적용한 제품개발과 공정혁신에 나서고 있다. 특히 LCD와 PDP, OLED 등 디스플레이 분야와 태양전지, 터치패널, 센서 등에 인쇄전자 공법을 적용해 기존 공정을 대체하려는 움직임이 활발하다.
인쇄전자란 잉크젯 헤드ㆍ롤 프린팅 등의 설비를 이용해 잉크ㆍ전도성 페이스트 등의 전자 재료를 결합시켜, 전자 부품의 다양한 패턴을 찍어내듯이 저렴한 비용으로 생산하는 신기술을 일컫는다. 이러한 공정 기법은 기존 공정을 대체하면서도 친환경적이며, 비용도 대폭 줄일 수 있다. 특히 수십 미크론급의 정밀도와 대면적 패턴이 필요하거나, 일회성 제품을 대량생산하는데 적합한 공법이다. 선진국은 이미 인쇄전자 기술을 적용한 제품을 출시하기 시작했다. 인쇄전자 방식을 적용한 RFID, 일부 대면적 디스플레이 패널 등 다양한 산업군에 쓰이고 있다.
인쇄전자산업 시장은 올해 약 30억달러(3조 6000억원)에서 2013년에는 약 300억달러(36조원)으로 10배 이상 증가할 것으로 전망된다. 수 년전만해도 국내에서는 대기업과 연구소에서만 관련 기술을 개발했지만 최근 장비, 재료기업을 필두로 중견 전문기업들도 시장 진출을 서두르고 있다.
◇삼성ㆍLG 필두로 국내 기업들 속속 적용= 삼성전자와 LG전자는 LCD부품인 배향막(폴리이미드)을 잉크젯을 통한 인쇄전자 공정으로 양산하고 있다. 컬러필터의 경우 일본 샤프가 이미 잉크젯 공정으로 생산을 시작했고, 삼성과 LG도 내년 초에 양산 적용을 검토중이다. 트랜지스터 분야는 현재 옵셋 공정과 프린팅 공정으로 개발하고 있으며, BLU(백라이트유닛)업계도 신화인터텍, 미래나노텍 등이 롤투롤 패턴 공정 적용을 시작했다.
삼성전자는 SFA와 2005년부터 컬러필터용 잉크젯 프린터 개발 국가과제를 수행 중에 있다. 지난 2006년 컬러필터 공정에 적용할 잉크젯 프린터를 개발해 양산시험 중이며, 최종 목표는 7세대급 이상의 잉크젯 프린터 개발이다.
삼성전기도 인쇄전자 설비의 핵심부품인 잉크젯 헤드를 개발, 샘젯으로 명명하고 상용화를 서두르고 있다. 이 회사는 기존의 도금, 에칭 공정을 포함한 방식으로 PCB를 양산하고 있지만 잉크젯 프린팅 공법으로 PCB의 일부 제작공정에 적용을 시작했다.
삼성전기 관계자는 "인쇄전자 방식을 통해 대규모 장비와 다량의 화학물질이 사용되는 기존의 간접 인쇄방식보다 제조원가를 절감하고, 생산 리드타임도 대폭 줄일 수 있게 될 것으로 기대하고 있다"고 설명했다.
LG디스플레이는 14인치 LCD용 컬러필터를 구현한 바 있으며, 전도성 메탈라인의 잉크젯 공정과 롤 그라비아, 옵셋 방식 배선 인쇄 등의 기술개발이 진행중이다. 부품소재기술개발 사업을 통해 인플레인 프린팅 장비 개발을 마무리하고 현재 파일럿 라인에서 양산성 평가가 이루어지고 있다.
LG화학과 동우화인캠은 잉크젯 프린터용 컬러필터 잉크를 개발 중이며, ABC나노테크, 석경에이티는 건식ㆍ습식 공정을 적용해 은(Ag)전도성 잉크 개발에 성공했다.
중소 부품소재 기업들의 참여도 활발히 이뤄지고 있다.
잉크테크는 잉크젯 뿐만아니라 다양한 인쇄방식에 적용 가능한 투명 나노실버 잉크 개발에 성공했고, DGI는 실사프린터 양산에서 얻은 기술을 바탕으로 현재 디스플레이에 응용 가능한 2세대급 잉크젯 장비를 개발했다. 이 회사는 이 기술을 바탕으로 TFT 배선 형성을 위한 장비 요소 기술 개발에 주력하고 있다.
유니젯은 자체 잉크젯 헤드의 노즐을 제어할 수 있는 소프트웨어 개발에 성공, 미국 옵토맥과 협력해 에어로졸 증착 장비 사업을 추진하고 있다.
그 외에도 ADP엔지니어링은 나노메카트로닉스 사업단과 2세대급 나노 임프린트 장비 개발을 연구중이며, 아바코는 순천대학교와 플렉서블 기판용 롤투롤 공정 개발을 진행할 계획이다. 나래나노텍도 최근 회로 인쇄용 옵셋 프린터와 잉크젯 프린터 개발에 성공 신뢰성 검증이 진행중이다.
◇핵심 원천기술 확보에 산학연관 한 목소리 필요=이처럼 인쇄전자 산업에 대한 시장의 수요가 갈수록 커지고 있지만 아직 국내 경우 장비분야 핵심기술인 헤드, 소프트웨어 등 대부분의 원천 기술을 선진국에 의존하고 있다. 즉 핵심 부품을 조립해 시스템을 제작하는 기술로는 인쇄전자분야에서 경쟁력을 확보할 수 없다는 것이 전문가들의 지적이다.
현재 유럽, 일본, 미국, 중국 등은 인쇄전자 산업 육성을 위해 국가 차원에서 막대한 예산을 투입하며 지원을 강화하고 있다. 그러나 한국의 경우 기업을 중심으로 자발적 협의체가 구성되긴 했지만, 정부의 지원책이 마련되어야 한다는 목소리도 높다.
미국의 듀폰, 일본의 소니 등이 TV나 모니터 양산에 인쇄공정을 채택했고, 필립스와 GE 등 글로벌 기업들이 OLED조명에 인쇄전자 공법을 적용할 계획으로 있는 등 활발한 움직임을 보이고 있다. 또한 신성장동력 사업중 하나인 태양전지 분야에서도 증착공정을 대체할 그라비아 옵셋 공정을 채택하려는 움직임이 해외에서 거세게 일고 있다.
한국은 이러한 선진국과 경쟁해 나가기 위해서는 별도의 산학연을 아우르는 협의체가 존재해야 하며, 산업 분야별 특성에 맞는 소재와 공정기술 개발에 산학연이 힘을 쏟을 수 있는 환경이 마련돼야 한다는 지적이다.
길재식기자 osolgil@
