소부장국산화

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[2021 ETRI Technology Report(ENG) ⑦] Micro LED makes people enjoy high quality contents

마이크로 LED 디스플레이는 차세대 디스플레이 기술로 각광받고 있지만, 이를 제작하는 과정은 매우 정교하고 까다롭습니다. 일반적으로 마이크로 LED는 반도체 공정을 통해 웨이퍼 위에서 만들어지는데, 이를 최종 디스플레이 패널로 옮겨 심는 전사 공정과 단단히 고정하는 접합 공정이 필수적입니다. 기존 방식은 전사 공정을 모두 마친 뒤에 별도로 접합 공정을 수행했기에 제작 시간이 오래 걸리고 수율이 낮아지는 한계가 있었습니다. 특히 신뢰성 측면에서도 보완할 점이 많아 상용화의 큰 걸림돌로 작용해 왔습니다. 이러한 공정상의 비효율성을 극복하고 생산성을 높이는 것이 현재 마이크로 LED 대중화의 핵심 과제로 꼽히고 있습니다. 초기 연구는 주로 접합 기술의 완성도를 높이는 데 집중되었으나, 산업 현장의 요구를 반영하여 두 공정을 하나로 통합할 수 있는 가능성에 주목하게 되었습니다. 새롭게 개발된 방식은 복잡한 단계를 획기적으로 줄여 제작 효율을 극대화하며, 기존 공정의 고질적인 문제였던 낮은 수율과 긴 제작 시간을 동시에 개선할 수 있는 단초를 마련했습니다. 실험실 단계의 연구를 넘어 실제 산업계의 난제를 해결하려는 시도에서 시작된 이 기술은 마이크로 LED 제조 단가를 대폭 낮추는 데 결정적인 역할을 할 것으로 기대됩니다. 이는 단순히 공정을 합친 것을 넘어, 소재와 장비 전반에 걸친 기술적 진보를 의미하며 차세대 시장에서의 경쟁력을 확보하는 기반이 됩니다. 현재 글로벌 시장에서 차세대 디스플레이 주도권을 잡기 위한 경쟁이 치열한 가운데, 독자적인 기술 자립은 국가 경쟁력과 직결되는 중요한 사안입니다. 동시 전사 접합 기술의 상용화는 단순히 외산 기술을 대체하는 수준을 넘어, 세계 시장을 선도하는 초격차 전략으로서의 의미가 큽니다. 비싼 가격 때문에 멀게만 느껴졌던 마이크로 LED 제품들이 대중의 일상 속에 친숙하게 자리 잡을 수 있도록 기술적 완성도를 높이는 노력이 계속되고 있습니다. 이는 대한민국이 디스플레이 종주국의 지위를 공고히 유지하고, 국내 소재·부품·장비 산업 생태계가 세계적으로 도약하는 성공적인 사례가 될 것입니다. 연구진은 기술이 실험실에 머물지 않고 산업 현장에서 꽃피울 수 있도록 최선을 다하고 있습니다.

한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트

융합
공학·기술

[2021 ETRI Technology Report ⑦] 마이크로 LED 디스플레이로 고품질 콘텐츠를 더 선명하기 즐긴다!

마이크로 LED 디스플레이는 차세대 기술로 주목받고 있지만, 이를 제작하는 과정에는 까다로운 공정상의 한계가 존재해 왔습니다. 기존에는 반도체 공정을 통해 만들어진 미세한 LED 소자를 웨이퍼에서 디스플레이 패널로 옮겨 심는 전사 공정과, 이를 고정하는 접합 공정을 별도로 진행해야 했습니다. 이러한 분리된 방식은 공정 시간이 길어질 뿐만 아니라 수율이 낮아지고 최종 제품의 신뢰성마저 떨어뜨리는 고질적인 문제점을 안고 있었습니다. 이를 해결하기 위해 한국전자통신연구원의 마이크로 LED용 다기능소재연구단은 소재·부품·장비(소부장) 기술의 국산화와 공정 효율화를 목표로 연구에 매진하고 있습니다. 연구진이 선보인 핵심 성과는 작업 효율을 극대화한 새로운 제조 방식입니다. 초기에는 접합 신뢰성을 높이는 접합 부문에 집중했으나, 현장의 목소리를 반영하여 복잡한 과정을 단일화하는 발상의 전환을 이루었습니다. 기술 개발 과정에서 얻은 영감을 바탕으로 복잡성을 걷어내고 생산성을 높일 수 있는 독자적인 공정 모델을 구축한 것입니다. 이는 기존 방식의 한계로 지적되었던 긴 작업 시간과 낮은 완성도를 한 번에 극복할 수 있는 열쇠가 되었습니다. 이러한 시도는 향후 산업계 전반에 걸쳐 제조 공정의 패러다임을 바꿀 중요한 변곡점이 될 것으로 보입니다. 마이크로 LED 시장은 현재 전 세계가 치열하게 경쟁하고 있는 분야이지만, 높은 가격 장벽 때문에 대중화에 어려움을 겪고 있습니다. 동시 전사·접합 기술이 상용화되면 제품의 가격 경쟁력이 확보되어 우리 일상에서도 마이크로 LED를 친숙하게 만나볼 수 있게 될 것입니다. 특히 지난 2019년의 소재·부품·장비(소부장) 위기 이후, 핵심 소재와 장비의 국산화는 국가적 과제가 되었습니다. 이번 연구가 단순한 기술 자립을 넘어 세계 시장을 선도하는 성공적인 사례가 된다면, 대한민국이 디스플레이 종주국으로서의 위상을 공고히 하고 글로벌 기술 패권을 유지하는 데 큰 힘이 될 것입니다.

한국전자통신연구원

공학·기술

[KRISS 인터뷰 뒷이야기] 산업용독성가스분석표준팀 오상협 책임연구원

일본의 수출 규제 조치 이후 반도체 제조의 핵심 소재인 불화수소의 국산화가 중요한 과제로 떠올랐습니다. 당시 국내 산업계는 불화수소의 순도를 객관적으로 검증할 수 있는 시설이나 전문 기관이 부족해 큰 어려움을 겪었습니다. 대부분의 기업이 공급업체에서 제공하는 성적서에만 의존해 왔으나, 국가 차원의 공인된 분석 시스템이 없어 신뢰성 확보가 시급한 상황이었습니다. 이러한 배경 속에서 국내 연구진은 불화수소 순도 분석을 위한 전문적인 시험 평가 및 품질 평가 서비스 구축에 본격적으로 착수하게 되었습니다. 고순도 가스 분석 시스템을 구축하는 과정에서 가장 큰 과제는 기술력보다는 안전한 분석 환경을 조성하는 것이었습니다. 불화수소는 부식성이 매우 강하고 인체에 치명적인 독성을 지니고 있어, 기존의 일반적인 실험실 시설로는 취급이 불가능했기 때문입니다. 이에 연구소 측은 약 15억 원의 예산을 투입하여 만일의 노출 사고에 대비한 안전장치를 마련하고 전용 분석 장비와 클린룸을 설치했습니다. 약 1년여의 준비 기간을 거쳐 완성된 이 시설은 독성 가스를 안전하게 분석할 수 있는 최적의 기반을 갖추게 되었습니다. 수입선 다변화를 꾀하는 기업들에게는 공신력 있는 분석 기관의 존재가 무엇보다 중요합니다. 기존의 일본산 제품 외에도 중국이나 러시아산 불화수소를 도입하려 할 때, 각 업체가 제시하는 성적서의 기준이 서로 달라 이를 정밀하게 비교 분석할 기준이 필요하기 때문입니다. 공인된 검증 기관이 부재한 상황에서는 데이터에 대한 신뢰를 확보하기 어렵습니다. 연구소는 이러한 산업계의 요청을 수렴하여 각기 다른 분석 절차를 하나로 통일하고, 누구나 신뢰할 수 있는 공인 성적서를 발행할 수 있는 국가적 공인 시스템을 정립해 나갔습니다. 분석 기술의 표준화는 국내 소재 산업의 자생력을 키우는 핵심 열쇠입니다. 기업마다 각기 다른 경험과 외국 기술에 의존해 오던 분석 절차를 표준화하고, 이를 상세한 절차서로 만들어 배포하는 작업이 진행되었습니다. 또한 정확한 정량 분석의 기준이 되는 표준 물질과 표준 가스를 개발하여 공급함으로써, 어느 실험실에서 분석하더라도 동일하고 정확한 결과를 도출할 수 있는 토대를 마련했습니다. 이러한 표준화 작업은 단순히 분석을 대행하는 수준을 넘어, 국내 기업들이 스스로 품질을 관리하고 개선할 수 있는 기술적 지표를 제공합니다. 독성 가스 분석 기술은 산업용 소재 국산화를 넘어 환경 규제 대응 측면에서도 큰 의미를 지닙니다. 대기 오염을 유발하는 염화수소나 불화수소 등 배출 가스에 대한 규제가 점차 강화되는 추세에 따라, 이를 정밀하게 측정할 수 있는 표준 가스 개발의 중요성이 날로 커지고 있습니다. 이번 사태를 계기로 확보된 분석 인프라는 국내 가스 소재 산업이 외부 환경 변화에 흔들리지 않는 기술 자립화를 이루는 데 기여할 것입니다. 고순도 가스의 제조 기술과 분석 기술의 상호 피드백을 통해 대한민국 소재·부품·장비 산업의 경쟁력은 한층 견고해질 전망입니다.

한국표준과학연구원KRISS 연구자 인터뷰

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