대한민국 관광산업 일번지인 제주특별자치도가 첨단산업 지역으로 신호탄을 올리고 있다. 현재진행형으로 다양한 형태의 신산업 성장이 눈에 보이는 제주특별자치도, 그 중심에는 인쇄전자용 초미세 코팅/패터닝을 위한 노즐헤드 생산업체인 포이(4e)가 있다.

-제주특별자치도 기술력의 상징, 포이

제주특별자치도 내 유일한 인쇄전자 기술관련 연구개발 기업으로 2012년 창업한 포이(대표 김고범)는 상호명인 4e(for electronics, energy, environment and economy)의 명칭 그대로 인쇄전자 기술과 경제성을 고려한 최적화된 시제품에 대한 연구 및 개발을 통하여 다양한 분야에 적용하기 위한 노력을 경주하고 있다.

인쇄전자(printed electronics) 기술은 프린팅이 가능한 전자 잉크소재를 이용, 저가의 프린팅 공정을 통해 다양한 형태의 전자소자 제작기술을 의미하며, 전자소자 및 부품분야의 새로운 패러다임으로 여겨지고 있다. 현재 기술수준은 단순 정보처리를 수행할 수 있는 소자/부품을 제작하는 수준이나, 다양한 소재 개발 및 프린팅기술 집적화에 따라 많은 분야에의 적용이 가능할 것으로 예상되며, 현재의 반도체 공정 등과 같은 전자소자 생산에 필수적인 공정을 대체할 것으로 전망되고 있다.

인쇄전자 기술은 저온 프린팅공정이 가능한 기능성 소재의 개발을 통해서 유연한 플라스틱 기판에 전자소자를 제작하는 유연 전자 소자(flexible electronics) 기술과 높은 공정 매칭성을 지니고 있으며, 향후 연속 공정(R2R)기반의 연속생산기술로 구현이 가능할 것으로 예상된다. 기능성 전자 잉크와 프린팅 공정이 적용되는 인쇄전자는 기존 전자소자 제조 공정 대비 저비용, 대면적화, 저온/고속/단순/친환경 공정이 가능할 뿐만 아니라, 기존 인쇄전자소자 제조 공정으로 다루기 어려운 다양한 유기 전자재료의 활용가능성이 높아 전자소자 및 부품분야의 새로운 패러다임이 될 것으로 판단되고 있다.

포이는 기능성 소재를 포함하는 액상의 잉크를 활용하여 나노/마이크로급 미세 패터닝을 통해 다양한 디바이스 구현이 가능한 고기능/고정밀 프린팅 공정의 노하우를 가지고 있는 주목받는 기업이다. 포이는 기술력의 향상을 위해 제주대학교 내 인쇄전자 전문 연구기관인 e-printing research center 및 메카트로닉스공학과 최경현 교수 연구팀과의 산학협동 연구를 통해 미세 패터닝 및 분무 공정이 가능한 고 정밀 프린팅/스프레이 공정용 헤드 연구개발과 다양한 인쇄전자 기술과 관련하여 3차원 적층형 프린팅 헤드 및 공정개발에 대한 과제를 시작으로 정전기력 프린팅 시스템 용 정밀 잉크공급 시스템 등과 같은 제품개발에 적극적으로 참여하고 있다.

전방위 연구개발과 협력을 통해 축적된 산업기술에 대한 노하우를 바탕으로 2012년 서울대학교 화학생물공학부 납품부터 한국과학기술원 기계항공시스템공학부, 한화케미컬 중앙연구소 등 국내 유수의 연구기관과 기업 등에 정전기력 미세 분무/패터닝 헤드 및 통합 시스템을 납품하고 있다. 또한 인쇄전자 기술과 관련된 국내외 연구기관과 교육기관에도 인쇄전자기술을 지원 중이다.

포이의 제품으로는 정전기력 기반의 용액 분사형 노즐 헤드 및 멀티 노즐 헤드 시스템 그리고 인쇄 시스템, 전기수력학 기반의 미세 패터닝 노즐 헤드 및 인쇄 시스템과 미세 패터닝 멀티 노즐, 유랑 제어기 통합형 전기수력학 패터닝 노즐 헤드 시스템, 공압챔버 일체형 정전기력 기반의 용액 분사 노즐 헤드가 대표적이다. 이외에는 임프린팅 마스크, 투명전극 필름, 메탈 임베디드 투명전극 필름, 실험용 인쇄장비 및 맞춤형 시스템을 설계하고 제작한다.

포이에서는 인쇄전자기술의 한계인 마이크로 단위를 넘어서는 나노급 토출이 가능한 미세 패터닝/스프레이용 헤드 및 통합 시스템에 대한 시장성을 간파하고 관련된 연구를 진행 중이다. 포이에서는 빠른 시일 안에 나노급 패터닝이 가능한 시스템 개발을 시장에 선 보일 계획이다. 완성된 나노급 패터닝 시스템은 기존에 높은 기술수준을 요구하는 나노기술과 접목하여 다양한 나노급 디바이스 연구개발에 이바지할 것으로 예상된다. 차기 기술개발과 관련된 인쇄전자기술시장 규모는 2030년까지 전세계적으로 300억달러까지 증가할 것으로 전문가들은 내다보고 있다. 세계무대에서 우뚝 설 대한민국의 기업, 포이가 기대된다.