KAIST, 8K 초고화질용 전도필름 개발...신호간섭 해소

[글로벌이코노믹 이재구 기자]
한국과학기술원(KAIST)은 백경욱 신소재공학과 교수 팀이 차세대 고해상도디스플레이에 적용할 수 있는 극미세 피치용 이방성(異方性) 전도 필름(Anchoring Polymer Layer Anisotropic Conductive Films, APL ACFs)을 개발했다고 31일 밝혔다.

이 소재를 이용해 접합 공정에서 발생하는 레진의 흐름 특성으로 인해 범프와 범프 사이 공간에 도전 입자들이 뭉쳐버리면서 수직적인 전기적 신호 경로를 형성하지 못하는 현상을 해결했다. 즉 단락회로 발생에 따른 인접한 신호 채널 간섭 현상을 없앨 수 있었다.
극미세 피치는 일반적으로 25㎛(1㎛는 0.001㎜) 이하를 일컫는다. 피치는 디스플레이 패널 전극과 전극 사이 거리를 뜻한다.

이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Films)은 열경화성 폴리머 물질에 전기 전도성을 갖는 입자를 분산해 놓은 형태로서 디스플레이 산업계에서 많이 사용된다. 하지만 이방성 전도 필름을 미세 피치 디스플레이 제품에 적용하면 일반적으로 특정 입자가 응집하고, 전극 간 전기적 단락회로(Electrical short circuits)가 발생한다.
KAIST 연구팀은 일상에서 흔히 접할 수 있는 나일론을 활용해 이러한 한계를 극복했다. 입자 가 잘 분포되고 고정된 단일 층 나일론 필름을 제작했다.

고정용 폴리머 층을 함유한 이방성 전도 필름은 인장강도가 높은 열가소성 폴리머 용액에 도전입자를 섞어 제작된 도전입자 두께의 단일층 구조 필름이다. 접착성이 없기 때문에 에폭시 수지로만 이루어진 비 전도성 필름과 합쳐 사용한다. 접합 공정에서 높은 인장강도를 지닌 단일 층 구조의 필름이 도전입자의 유실을 방지해 주는 것을 확인할 수 있었다. 접합공정 후 입자 포획률도 크게 끌어올렸다.



연구팀은 이번 연구결과 이방성 전도 필름 가격에 큰 영향을 미치는 입자 함량을 기존에 비해 3분의 1 이상 줄일 수 있었다고 설명했다.

백경욱 교수는 "이번에 개발한 이방성 전도 필름은 극미세 피치를 가진 가상현실·4K·8K UHD 디스플레이 분야에 적용할 수 있을 것"이라며 "극미세 피치 접속 핵심 소재 국산화를 통해 세계 시장을 독점한 일본 제품을 대체할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

연구팀은 국내 이방성 전도 필름 제작 회사(에이치엔에스하이텍)와 연구개발특구진흥재단 지원을 받아 시제품을 만들었다.

윤달진 박사과정이 제 1 저자로 참여한 이 연구 논문은 국제 학술지 'IEEE TCPMT'(International Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology)에 실렸다.


이재구 기자 jklee@g-enews.com