Technology Brief - Technology Brief 04
인쇄전자기술로 도래하는
제3의 전자산업
인쇄전자(Printed Electronics, PE)기술은 인쇄기술을 이용하여 전자회로와 디바이스를 형성하고 전자장치의 전체 시스템 또는 유닛(블록)을 제조하는 기술이다.
비용절감, 생산성 향상, 환경과 조화성 차원에서 응용전자제품이 기대되고 있으며 플렉시블 배선기술의 개발과 함께 전자제품의 성능혁신에도 주력하고 있다.
태양전지, 유기EL디스플레이, 디지털사인에이지, 전자페이퍼, 센서, 헬스케어 등 여러 분야에서 개발이 진행되고 있다.
PE는 또한 다양한 기술과 제품, 부품에 이르기까지 각각의 전문회사를 횡단하여 실현되고 있으므로 산업 확대의 전망이 밝다.
PE기술의 발전에 의한 산업효과는 응용디바이스의 개발에 의한 급격한 시장창출로 성장이 주목되고 있다.
특히 PE는 유기 및 플렉시블 전자디바이스의 양산효과를 기대하는 것으로 관련 전문저널인 IDTech에서는 최근(2013.7.17) 배포한 보고서를 통하여 앞으로 5년간 연성장율(CAGR) 14.5%를 내다보고 있다.
이번에 발표한 전 세계 PE시장은 2013년(2/4Q기준) 160.4억 달러, 향후 10년인 2023년 767.9억 달러를 전망하고 있다.
주요제품은 OLED, 도전성잉크이다.
앞으로 신축성 있는 전자디바이스, 이른바 Stretchable Electronics의 시대 또한 PE의 기술발전과 더불어 새로운 일렉트로닉스의 시대를 예고하고 있다.
OLED는 플렉시블 기준으로 종래의 리소그라피기술을 적용하고 있으나 장래 이를 Printing으로 실현한다면 PE기술의 시대적인 한 큰 브레이크스루를 이룩할 것이다.
PE의 발전은 모바일기기, PC, 인터넷, 카메라, 프린터, HDTV, 가정용 전자제품 등에 이르기까지 제품의 혁신을 이룩해주는 것은 어쩌면 시대적인 흐름이다.
그러나 전자제품의 중핵디바이스인 실리콘반도체는 앞으로 어떠한 위상으로 다가오는가에 대하여 주목하지 않을 수 없다.
반도체는 현재 300mm 웨이퍼에서 앞으로 450mm의 양산공장을 건설하는데 50억 달러 정도의 거액의 투자가 필요하다고 한다.
또한 기술적인 문제로 기존기술의 연장으로 나노기술의 특고해상도의 실현에는 물리적(예를 들어 리크전류)인 기술장벽 또한 만만치 않을 것이다.
반도체공장이 필요로 하는 에너지 또한 앞으로 고려하여야 하는 과제의 하나일 것이다.
이러한 점으로 앞으로의 PE기술이 어느 정도로 기존의 반도체 또는 그 일부의 기능을 대체해 줄 수 있는가의 실현은 기술의 트레이드오프로서 그 가능성을 전제하고 대응하는 R&D, 실용화대책이 필요할 것이다.
PE로서 이룩할 수 있는 우월성으로 새로운 영역으로 전개되는 차세대의 제조업에 대하여 크게 기대하는 것도 이러한 배경에 있다고 생각한다.
PE기술의 중심과제는 유기박막TR이다.
유기EL(디스플레이나 조명용도), 유기태양전지 등도 이를 응용한 것이다.
현 단계에서도 신뢰성이나 특성의 개선 등 그 성과가 나오고 있다.
미츠비시화학의 유기박막태양전지는 세계 최고의 광전변환효율을 달성하고 있다.
일본은 기초연구에서 선구적인 업적을 이룩하고 있으나 사업화단계에서 이를 어떻게 활용할 것인지, 또 그 결과가 어떻게 될지 주목된다.
러시아정부의 투지지원을 받고 있는 플라스틱테크는 영국계회사로부터 이관되어 박막TR을 사용한 전자북을 개발했다.
러시아의 학교, 교육기관 등에서 채용하는 방침을 만들고 교과서 대신 사용한다는 보급대책까지 만들어놓고 있다.
산업거점이 거의 아시아 중심이므로 러시아는 이를 만회하고자하는 구상으로 차세대산업의 육성을 위하여 PE를 하나의 대상으로 책정한 것 같다.
유기TR증폭기의 개발사례-IEEE/IEDM발표-는 약2V의 저구동 전압으로 기계적으로 강하며 구부러지는 저분자계유기TR을 세계 최고의 증폭비로서 시현하는 증폭기(Amplifier)를 개발하였다.
김광교 KOITA STL