유기 반도체에 전자적 인쇄(printed electronics)를 할 때 기본적으로 이루어져야 하는 것은 거의 대부분의 제품에 전자공학적인 이용이 가능하도록 해야 한다는 점이다.

새로운 전자공학적 혁명을 만들어 가기 위해서는 실리콘을 기본으로 하는 표준화된 전자공학적인 형태를 바꾸어 나가야만 할 것이다. 하지만 새로운 재료를 이용해서도 제품에 전자적인 인텔리전트를 실현할 수 있도록 해야 할 것이다. 하지만 아직도 이러한 새로운 전자공학의 재료를 오늘날 적용하고 있지는 못하다.

이러한 새로운 재료들은 저가에 무선 주파수 인식(RFID)을 적용할 수 있는 기술로 적용되어 질 것이다. 예를 들면 플렉시블한 디스플레이를 통한 스마트한 물체나 전자물을 통해 광학적 바코드를 대체해 나갈 수 있을 것이다. 이러한 것이 가능한 것은 유기 전도체 및 반도체 물질을 기반으로 하는 새로운 폴리머 전자 기술이 등장하고 있기 때문이다.

이러한 기술로 사용되고 있는 것 중에 용해될 수 있는 전자 폴리머 재료와 결합된 PolyIC라는 기술이 있다. PolyIC는 생산비용을 낮추기 위해 대량의 인쇄 공정에 적용이 가능한 대량 전자적 인쇄이다. 즉 일반 폴리머 위에 전자적 특성을 부여할 수 있도록 전도체나 반도체의 회로 인쇄가 가능하다는 것이다.

이러한 기술은 다양한 분야에 적용이 가능하게 된다. 우리가 상상할 수 있는 모든 것들에 스마트 기능을 부여할 수 있으며 현재 나와 있는 솔루션을 능가하면서도 가격은 더욱 낮게 적용할 수 있게 된다. 이러한 폴리머에 적용된 전자기술은 얇으면서도 유연하고, 비용도 매우 저렴하고 또한 단순하게 만들 수 있으며, 접거나 펼 수 있으며 심지어 사용후 버릴 수도 있게 될 것이다.

PolyIC는 대량의 전자적 인쇄가 가능한 기술을 개발하고 이를 제공하고 있다. RFID 태그나 스마트 물체, 디스플레이 및 많은 분야에 저비용으로 적용이 이루어지도록 하고 있다. 용해가 가능한 유기 반도체를 바탕으로 하여 플렉시블한 재질 위에 전자칩을 빠르게 인쇄를 한다. 이러한 인쇄가 이루어질 때 마이크로전자 생산 기술을 적용하고 있다.

전자적인 도체 및 반도체 유기 폴리머는 매우 새로운 기술에 속한다. 특히 오래동안 알려져 있는 절연 폴리머나 폴리머로부터 순수한 마이크로 전자 구조를 가능하게 하는 기술들이 이전부터 있어왔다.

폴리머 단위에 결합된 사슬이나 규칙적인 형태의 특별한 분자 구조를 통해 폴리머에 도체 및 반도체의 효과를 줄 수 있게 된다. PolyIC의 전문가들은 마이크로전자회로 및 장치를 폴리머에 가공하고 있다.

기능적인 폴리머를 구성하는 구조층은 얇은 필름 폴리머층과 효과를 주는 층, 트랜지스터로 구성되어 있다. 이러한 구성은 폴리머 직접회로(IPCS)의 블록을 쌓아가는 기본이 된다. 직접회로의 특수한 기능은 적합한 회로 디자인을 통해 이룰 수 있다.

PolyIC의 회로 디자인을 통한 능력은 새로운 재질 및 전자 폴리머를 이용한 가공을 통해 특별한 조건을 부여하게 된다. 이 밖에 트렌지스터는 다이오드 및 패시브 구성요소들을 통해 같은 기술을 사용해 만들 수 있다. 안테나와 센서, 배터리, 디스플레이, 메모리 등과의 결합은 가동장치 내로 통합할 수 있다.

폴리머는 기본적으로 유연하고 열에 녹는 특성을 지니고 있다. 이러한 특성은 폴리머의 전기적인 특성과 결합해 인쇄를 통해서 전자 폴리머의 생산을 가능하게 해준다. 인쇄는 구조층을 형성하는 가장 직접적인 방법으로 기존의 전자 생산공정에 비해 대량으로 생산이 가능해 효율적이며 이를 통해 비용의 절감을 가져올 수 있다.

PolyIC의 개발은 전자 폴리머를 위한 생산공정을 플렉시블 특성의 필름위에 롤투롤 공정으로 대량 생산이 가능하게 해준다.

인쇄를 통한 대량생산을 통해 저가의 RFID 태그, 스마트 패키징이 가능하게 되고 있다.

홍순우 기자/ kip@packnet.co.kr