<자막원문>
진행 한주엽 디일렉 대표
출연 김석순 유니젯 대표
-오늘 유니젯의 김석순 대표님 모시고 잉크젯 기술 관련해서 한번 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 대표님 안녕하십니까.
“안녕하세요”
-잉크젯 하면 보통 우리가 그냥 프린터 떠올리잖아요.
“맞습니다”
-인쇄할 때. 레이저 프린터도 있고 잉크젯 프린터도 있고 한데. 이 잉크젯 기술이 디스플레이 분야에서는 굉장히 광범위하게 지금 쓰이고 있다면서요?
“적용되기 시작한 지는 지금 한 15년 정도 됐고요”
-오래됐네요.
“최초로 컬러필터에 적용하려고들 많이 노력을 했었고요. 그 이후에 폴리이미드(PI) 코팅이나 액정(Liquid Crystal) 이런 쪽에 실제 적용을 한 걸로 알고 있습니다”
-컬러필터... 그 그렇게 오래전 시기에 컬러필터라고 한다면 LCD 시절.
“맞습니다”
-그때도 컬러필터를 원래 뭘 어떻게 만들었어요?
“원래는 리소그래피 방식으로 만들었죠”
-노광을 해서 이렇게 만들었나요?
“네. 그런데 이제 아무래도 노광하는 방식이 재료 손실이 굉장히 크니까 가격적인 부담도 있고. 이거를 잉크젯으로 각 픽셀에 넣어줄 수만 있으면 아주 가격을 싸게 만들 수가 있는 방법이기 때문에 기술 개발이 된 거죠”
-지금 컬러필터는 그러면 잉크젯으로 하고 있습니까?
“아니죠. 지금은 안 하는 거로 알고 있습니다”
-왜 그렇습니까?
“한동안 샤프(SHARP)라는 일본 회사에서 실제 적용을 했었는데. 그쪽에서 어느 순간 중지를 하더라고요. 얘기를 들어보면 그렇게 수율이 높지 않은 그런 상황이어서 하다가 중단을 한 것으로 알고 있습니다. 그러나 그거 이외에 액정(Liquid Crystal)이나 폴리이미드(PI) 인쇄하는 거 그런 쪽은 아직도 적용이 되고 있습니다”
-액정(Liquid Crystal) 얘기하시는 거죠?
“맞습니다”
-액정을 잉크 셋으로 이렇게 떨어뜨려요?
“네”
-계속 그렇게 지금 LCD는 그걸 하고 있습니까?
“100% 그렇게 하는 건 아니고요. 그걸 쓰는 업체들도 있고 아닌 업체들도 있고 그리고 초기에는 액정(Liquid Crystal)으로 잉크젯을 적용하려면 어려움이 많았는데 지금은 또 액정(Liquid Crystal) 개발들이 잘 돼서 잉크젯으로 하는 것들이 어렵지 않게 되는 것 같습니다”
-그거는 이제 LCD 때의 얘기였고.
“그렇죠”
-OLED. OLED는 그 빛을 내는 소자층의 핵심 재료가 유기물이잖아요? 이 유기물을 보호하는 데도 이 그제 기술이 좀 쓰인다고 하던데요.
“봉지(Encapsulation) 기술이라고 그러죠. OLED 재료 자체가 수분하고 산소에 굉장히 취약하기 때문에 수분하고 산소를 막아주는 봉지막을 형성을 합니다. 보통 무기막, 유기막, 무기막을 연속해서 도포를 하는 그런 방식인데요. 무기막은 주로 이제 PECVD(플라즈마 화학 기상 증착법) 방식으로 여러 층을 또 만들고요. 그 위에다 이제 잉크젯 방식으로 유기막을 또 올리고 또 그 위에다 다시 무기막을 두세 층 올려서 봉지막을 만들고 있습니다”
-봉지막. 봉지(Encapsulation) 공정. 이런 식으로도 얘기를 하던데. 무기, 유기, 무기 뭐 이런 식으로 왜 이렇게 여러 겹을 쌓는 거예요?
“그렇게 하는 이유는 무기막 자체가 결함이 있어요. 그래서 그 결함을 보완해 주기 위해서 유기막을 이제 한번 인쇄를 해주는데 가장 큰 결함은 무기막 인쇄할 때 틈이, 결함이 생겨서 그 사이로 산소나 수분이 들어가는데 그걸 막아주는, 그 결함이 다시 이제 증착을 했을 때 전달되지 않게 해주는 거 그리고 열이 발생하고 뭐 이랬을 때 스트레스가 발생하는데 스트레스를 릴리스 해주는 거 또 다음 정착을 하기 위해서 평탄화하는 거 그리고 파티클 같은 것들이 떨어졌을 때 그거를 또 이렇게 다 커버해 주는 거 그런 목적으로 이제 유기물을 한 번 이렇게 인쇄를 해주게 됩니다”
-그거는 이제 프린팅으로 공정으로?
“잉크젯 프린팅으로 하고 있습니다”
-지금도 그렇게 하고 있습니까?
“네”
-그렇게 한 지는 좀 되었죠?
“그렇죠. 이제 삼성에서 개발한 게 2014년인 걸로 알고 있는데 그때부터 쭉 표준 공정으로 돼서 거의 모든 디스플레이 업체들에서 적용을 하고 있다고 보시면 됩니다”
-그 공정 이름은 이제 삼성에서 얘기하기로는 박막 봉지재(TFE: Thin Film Encapsulation) 뭐 이렇게 부르던데 업체마다 공정 이름은 조금씩 다르죠?
“맞습니다”
-대표적으로는 삼성이 그렇게 하고 있다. 그 유기막이 이제 잉크젯으로 이렇게 된다고 하면 그 재료는 뭡니까? 어떤 재료입니까?
“주로 쓰는 게 아크릴 재료고요. 자동차용으로는 조금 다른 실리콘이나 에폭시 같은 걸 쓴다고도 하고요. 주로 아크릴 재료입니다”
-아크릴 재료가 뭔가 액체처럼 이렇게 공급이 되나 보죠?
“맞습니다”
-그러면 그게 이제 헤드에서 나옵니까? 어떻게 공정이 돼요?
“잉크를 헤드에 넣고 헤드에서 분사하는 조건을 잡으면 우리가 원하는 신호를 하나 줄 때마다 한 방울씩 똑똑 떨어지게 됩니다. 근데 이제 그 속도가 굉장히 빠른 거죠. 분사하는 프리퀀시가 20kHz, 27kHz 그런 정도니까 초당 2만 7천 번. 한 노즐에서 그렇게 하는데 그런 헤드들이 여러 개 있고 또 그런 헤드마다 노즐이 1,024개, 1,800개 정도 있으니까”
-그럼 일렬로 쫙 서서 그냥 쫙 뿌리고 가는 겁니까?
“그렇게 할 수도 있고 몇 개를 이렇게 해가지고 여러 번 왔다 갔다 하면서 하는 방법도 있고 그렇습니다”
-그거를 잉크젯으로 하기 전에는 어떻게 했습니까?
“주로 이제 증착 방법으로 했는데”
-증착을 했다.
“증착으로 유기물을 그 정도의 두께 지금 한 8~10(마이크로미터) 정도 코팅을 하는데”
-아니 유기, 무기, 유기할 때 유기물 그것만 두께가 8~10㎛(마이크로미터)?
“그 정도 되는데 그 정도 두께를 증착을 하려면 시간이 엄청 많이 걸리는 거고 또 재로 손실도 엄청나게 큰 그런 문제가 있어서 실제로 적용하기가 어렵죠. 양산 공정에서”
-양산 공장에서. 그래서 잉크젯 기술을 채택을 하게 되었다는 거죠. 뭐가 제일 중요해요? 프린팅 장비의 헤드 노즐 기술 이런 게 중요한 겁니까?
“헤드도 중요하지만, 헤드보다는 잉크 자체”
-잉크 자체.
“그 자체가 특성이 그러니까 토출 후에 이제 제품에 들어가면 그 특성이 좋아야 되잖아요. 그렇게 되기까지 잉크를 개발하는 게 굉장히 어렵습니다”
-잉크 개발도 어렵고 그런데 지금 어쨌든 유니젯은 장비를 하시니까 장비도 중요하지 않습니까?
“장비도 중요하지만 사실 잉크젯 기술에서 가장 중요한 거는 잉크 자체입니다”
-아 잉크 자체예요?
“네. 실망하셨어요?”
-아닙니다. 그래도 뭐 이런 잉크젯 장비를 하는 회사가 많지는 않습니까?
“많지 않습니다”
-제가 생각할 때는 몇 개 안 되는 거 같은데. 유니젯 포함해서 몇 개 안 되는 것 같은데. 그렇군요. 잉크 재료. 아까 아크릴 관련해서 하는 그 재료들은 어쨌든 패널 업체들이 OLED 생산할 때 공급을 받아 가지고 노즐 안에 채워서 이렇게 쓸 거 아닙니까?
“맞습니다”
-그 잉크 공급하는 회사들도 많이 있습니까?
“국내외적으로 한 네다섯 군데는 되는 것 같습니다”
-그거밖에 안 돼요?
“사실 굉장히 많은 업체들이 도전을 했는데 그중에서 이제 성공한 업체들이 네다섯 개고 나머지는 다 실패했다고 보시면 됩니다”
-회사 이름 얘기하기는 조금, 남의 회사 얘기하기는 좀 어렵겠지만 국내 업체들도 있죠?
“국내 업체들도 있습니다”
-몇 개나 있습니까? 지금 잘하는 회사가?
“국내에 세 군데 정도 있고요”
-다 대기업군입니까?
“그렇습니다”
-대기업군이에요? 다 대기업군에서... 일본 기업도 있죠?
“일본 기업도 있습니다. 일본 기업들은 주로 이제 중국이나 대만 이런 쪽으로 공급하는 거로 알고 있습니다”
-국내 업체들은 주로 국내에 공급하고 있고요
“국내뿐만 아니라 중국도 가장 많이 공급하는 게 국내 업체들입니다. 왜 그러냐면 가장 많이 사용되고 있고 검증된 잉크니까 그거를 다른 잉크로 바꾸는 게 쉽지가 않습니다. 그러다 보니 이제 국내 업체들이 중국 쪽에도 많이 납품하는 걸로 알고 있습니다”
-잉크 사용량이 적지 않을 것 같은데. 하여튼 모든 제가 지금 휴대폰에도 다 OLED 쓰고 있는데 다 들어가 있는 거 아닙니까?
“맞습니다”
-잉크젯 기술로 했는데 과거에는 그거를 증착한 적은 없죠?
“있죠. 초기에는 OLED 패널 만들 때 증착을 했다고 들었습니다”
-증착을 처음에 했었고 아예 그냥 그다음부터는 속도가 너무 안 나오니까 그러면 그전에 박막 봉지재(TFE: Thin Film Encapsulation)라는 그 공정하기 전에는 뭘 썼어요?
“그전에는 이제 유리로 완전히 밀봉하는 형태로 한 걸로 알고 있습니다”
-유리로 했는데 지금은 이제 그게 뭔가 플렉시블?
“일단 두껍고 무겁고 또 가격도 비싸고 여러 가지 이유로 이제 그거를 플렉시블로 가면서 이렇게 박막 봉지재(TFE: Thin Film Encapsulation) 공정으로 대체를 한 겁니다”
-지금은 인캡에 주로 이제 잉크젯 기술이 많이 활용이 되고 있는데 앞으로는 좀 어떤 분야로 디스플레이 안에서 어떤 공정으로 확대가 될 것으로 예상하십니까?
“지금도 많이들 하고 있지만 광추출하는 쪽”
-광추출.
“그리고 이제 Low K 재료를 가지고 절연을 하는 쪽 그런 쪽으로도 많이 적용이 될 것 같습니다”
-광추출이라는 건 어떤 걸 의미하는 거죠?
“광추출은 그러니까 OLED에서 빛이 나오는데. 똑같은 빛이 나와도 그것을 바깥까지 더 끌어내는 거죠. 그렇게 하는 방법은 여러 가지 있는데 그렇게 할 수 있게 어떤 구조를 인쇄를 한다든가 아니면 이제 가장 쉬운 방법이 굴절률, 재료 간의 굴절률을 매칭을 시켜서 광이 더 나오게끔 만드는 거죠. 그런데도 지금 많이 적용을 하고 있고”
-그것도 이미 상용 기술인 거죠?
“맞습니다. 그리고 이제 더 나가면 예전부터 많이 하고 있던 거 접착제를 잉크젯 방식으로 하는 거. 그런 쪽으로도 많이 지금 응용이 되고 있습니다”
-지금은 그냥 뿌립니까? 디스펜서 같은 거로?
“지금은 이제 필름 방식으로 하게 되어 있는데. 필름이라는 게 일단 가격이 좀 비싸고 그리고 붙이고 난 다음에 또 필름이 남습니다. 그거는 폐기 처분해야 되고. ESG(환경‧사회‧지배구조) 문제가 나오기 시작하면서 환경 보호 문제 때문에 이런 필름이 남고 이런 것들을 또 이제 막아야 되는 그런 이슈들이 발생하다 보니까 점점 더 필름 대신 OCR(광학투명접착제)을 잉크젯으로 인쇄하는 방향으로 개발이 되고 있다고 보시면 됩니다”
-그거는 아직 상용화되지는 않았죠?
“아직은 안 되었는데 곧 되리라고 보고 있습니다”
-아직은 상용화가 안 됐는데 앞으로 이 잉크젯 기술이 디스플레이 영역에서 굉장히 활용이 많이 될 또 다른 영역들이 있습니까?
“지금 휴대폰 쪽은 예전부터 많이 지금 되고 있고요. 또 그리고 배터리 쪽도 이제 조금씩 시작을 하고 있고요”
-휴대폰하고 배터리는 어떤 영역을?
“휴대폰 쪽은 예전부터 이제 베젤을 인쇄하는 쪽 그리고 어떤 모양을 데코레이션 한다고 하죠. 그런 쪽”
-요즘 옛날에 과거에는 필름을 그냥 붙였지 않습니까?
“그렇죠”
-데코 필름 같은걸. 근데 그거를 그냥 아예 인쇄를 해버린다는 거죠?
“인쇄를 해서 하는 방식들로 지금 바뀌어 나가고 있다고. 근데 그 베이스에는 결국은 코스트입니다. 코스트를 조금이라도 싸게 하기 위해서 잉크젯 기술을 점점 더 적용하고 있다고 생각하시면 됩니다”
-QNED 이런 쪽에도 제가 예전에 유비리서치의 이충훈 대표님 와서 QNED 특허 분석하고 이럴 때도 얘기를 들었는데. 그것도 얘기 들어보니까 굉장히 작은 나노 단위의 LED를 이렇게
집어서 놓는 게 아니고 잉크젯 프린트를 쫙 뿌린 다음에 정렬시키는 구조라고 하는데 거기도 좀 활용될 수 있습니까?
“맞습니다. QNED가 이제 요새는 크기가 4㎛(마이크로미터) 정도 되는 크기인데 충분히 잉크젯 헤드에 넣어서 토출이 가능하고요. 그래서 잉크 포뮬레이션만 잘하고 또 물론 이제 QNED 나노 LED를 잘 만들어서 거기도 이제 리간드도 잘 만들고 이런 작업들이 되면 분사를 하는 데는 크게 문제가 없고요. 그래서 그런데 이제 적용이 가능하게 됩니다”
-잉크젯 기술. 지금 회사 설립하신 지는 얼마나 됐습니까?
“지금 이제 19년 정도 됐고요”
-19년이나 되셨어요?
“네”
-아니 아까 말씀하시기는 어쨌든 삼성의 인캡에 이렇게 잉크젯 기술을 활용하기 시작한 건 2015년도 이때부터였는데 굉장히 오래전부터 이 기술을 하셨네요?
“제가 잉크젯 기술로 디스플레이나 다른 전자제품을 만드는 것에 대해서 안 것이 1997년이고요. 그때 미국의 ASME(미국기계기술자학회)를 갔는데 어떤 한 분이 잉크젯 기술로 그런 걸 하는 거를 발표를 하더라고요. 그래서 거기에 이제 쇼크를 받고 다시 돌아와서는 그런 기술에 대해서 조사를 했더니. 벌써 1997년인데 거기에 대한 원천 기술들이 일본이나 미국, 유럽 이런 선진 업체들에서는 벌써 다 나와 있더라고요. 그래서 “야 이게 앞으로 이제 가야 될 방향이 모양이다” 그래서 이제 그거를 준비를 했고 2002년부터 이제 유니젯을 세워서 이제 실제적으로 그걸 개발을 하기 시작한 거죠”
-지금 매출이 어떻게 됩니까? 지금 구체적인 매출 이런 건 제가 안 여쭤보겠지만 주로 어떤 쪽에서 매출이 주로 일어나요?
“주로 이제 휴대폰 그리고 디스플레이 쪽, 디스플레이 잉크를 개발하는 쪽”
-잉크 개발할 때는 한번 뿌려봐야 되니까.
“잉크 개발하는 게 시간이 굉장히 많이 걸리고 또 노력도 많이 들어갑니다. 정말 디스플레이에서 쓰이는 어떤 잉크를 제대로 개발하려고 그러면 예전에 들어보면 일본 업체 같은 경우 RGB 컬러필터 잉크 개발하는데 포뮬레이션은 3천 번 했다”
-3천 번이요?
“네. 그걸 그냥 만드는 게 아니라 만들어서 잉크에 넣고 테스트하고 또 후속 공정까지 다 해서 결과를 내야 되는 거니까요. 그거를 3천 번 한다는 거는 엄청난 거죠”
-하루에 몇 번 할 수 있죠?
“많아야 한 5번 할 수 있을 것 같은데”
-우리가 쉬는 날 빼면 1년에 한 240~250일 정도 되니까 굉장히 오래 해야 되는 거군요.
“RGB 잉크가 좀 어려운 축에 속하고요. 또 그 당시에는 처음 개발들을 해보는 거니까 또 거기에 대한 노하우나 재료들이 충분치 않은 상태에서 했었고 그런데 이제 인캡 재료 같은 것들은 그렇게까지 많이는 안 할 것 같아요. 왜 그러냐면 이게 아크릴 베이스의 단순한 재료이기 때문에 그보다는 훨씬 덜 할 거라고 생각하고 있습니다”
-대표님이 말씀하시기 조금 불편하실 것 같아서 제가 그냥 말씀드리면 어쨌든 국내에서 아크릴 베이스에 잉크 하는 회사는 대기업의 삼성SDI라든지 코오롱? 이런 거 얘기해도 됩니까 제가?
“저도 잘 모르는 얘기라”
-그리고 일본의 JSR. 그러니까 보시는 분들의 이해를 돕기 위해서 그런 회사들이 아까 3천 번 정도의 노력은 아니지만 그래도 꽤 많은 시간을 들여서 지금 그거 만들고 있다는 거군요.
“그렇죠”
-제가 이제 마지막으로 하나만 더 여쭤볼 텐데 요즘 AR/VR. 이렇게 메타버스 시대가 오면서 이런 착용형 제품들이 조금씩 이제 나올 기세가 보이는데 해상도가 굉장히 높아야 되잖아요? ppi가 굉장히 높아야 되는데 여기서도 잉크젯 프린팅 기술이 좀 활용이 됩니까?
“AR/VR 이런 쪽에도 지금 1차 고객들의 목표가 3,000ppi 정도 되고”
-3,000ppi면 지금 휴대폰이 한 400~500ppi이 되지 않습니까?
“그렇죠. 엄청 높은 거죠. 그리고 또 일부 회사들은 또 4000ppi 정도 제품을 선보이고 있고요. 그렇게 픽셀 크기가 점점 작아지면 픽셀 크기에 비례해서 또 박막 봉지재(TFE: Thin Film Encapsulation) 두께도 작아져야 되죠”
-봉지의 두께도 짧아져야 된다.
“왜 그러냐면 OLED에서 빛을 이렇게 한 방향으로 내보내는 게 아니라 360도로 나오는데. 이게 옆으로 나갈 수밖에 없는데 그러면 픽셀이 작아지면서 픽셀 간에 빛 간섭이 발생하게 됩니다. 그래서 그런 거를 방지하기 위해서 두께를 뭐 0.5㎛(마이크로미터)로 해야 된다. 뭐 그 정도까지도 내려야 되는 그런 기술이 필요합니다. 그래서 유니젯이 잘하는 부분 중의 하나가”
-대표님 회사가.
“그런 유기물 코팅을 0.5㎛(마이크로미터) 이하로 하는 그런 기술을 개발했습니다”
-지금 몇 ㎛(마이크로미터)라고요?
“0.5㎛(마이크로미터)입니다”
-기존에 몇 ㎛(마이크로미터) 정도로?
“기존에는 8~10㎛(마이크로미터) 정도 두께로 하고 있으니까”
-20분의 1 정도로 줄인다는 얘기입니까? 두께를?
“그렇죠. 더 줄여야 됩니다”
-더 줄여야 됩니까?
“그래서 계속 개발을 하고 있고요. 저희가 지금 당장은 아니지만 앞으로 0.1㎛(마이크로미터 이하로도 균일하게 코팅할 수 있는 그런 기술들을 지금 개발할 로드맵을 가지고 있습니다”
-아니 최근에 소니나 이런 쪽에서 이렇게 기계들 앞에 마이크로 렌즈라고 해야 됩니까? 하여튼 눈에 끼는 이런 거를 굉장히 ppi를 높였다고 해서 자랑도 하고 하는데 그거는 두께가 이미 얇게 나온 거예요?
“그렇다고 보시면 됩니다”
-그럼 그것도 지금 뭔가 프린팅 공정을 통해서 그렇게 나온 겁니까?
“자세하게는 모르지만, 그쪽에 PECVD(플라즈마 화학 기상 증착법)하고 ALD(원자층 증착법) 기술을 좀 쓰고 있는데, 써서 샘플 만들고 제작은 가능하지만, 실제 양산할 때는 이제 문제가 많은 거죠”
-시간이 많이 걸리니까?
“시간도 많이 걸리고 재료 소모도 많고 또 정기적으로 또 클린업도 해줘야 되고 여러 가지 이슈가 많아서 대세는 잉크젯으로 하는 방식으로 가고 있다고 보시면 됩니다”
-샘플 정도 만들 때는 어쨌든 시간이 많이 걸려도 이렇게 증착법으로 해서 이렇게 했을 수도 있다고 이제 추정을 하시는 게. 근데 어쨌든 잉크젯으로 갈 수밖에 없는 거죠?
“되고 있으니까 안 되면 ALD(원자층 증착법)를 쓸 수밖에 없는데”
-그런데 그렇게 되면 수지 타산이 너무 안 맞는대요?
“경쟁력이 없어지는 거죠. 그러다 보니 이제 잉크젯을 쓸 수밖에 없는 상황이 자꾸 오고 업체들도 계속 잉크젯에 대한 그런 요구도 많이 생기고 있습니다”
-김 대표님이 저희 웨비나 플랫폼에서 잉크젯 프린팅 기술과 디스플레이와 관련해서 또 강의도 해주실 계획이니까요. 관심 있으신 분들 그쪽 좀 참조를 하시면 좋을 것 같고요. 가끔씩 나와주셔서 이런 디스플레이 업계의 어떤 동향 이런 거 한번 얘기해 주시면 좋겠습니다.
“디스플레이 동향까지는 힘들고요. 잉크젯 관련해서는 말씀을 해드릴 수 있습니다”
-대표님 고맙습니다.
“감사합니다”
