고대역폭메모리4(HBM4)보다 더 촘촘한 초고밀도 접합을 기반으로, 인공지능(AI)·확장현실(XR) 용 초고해상도 디스플레이를 구현하는 핵심 기술이 국내에서 나왔다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 AI·XR 시대 핵심 디스플레이로 주목받는 초고해상도 LEDOS 디스플레이 기술, 이를 구현하는 초정밀 레이저 접합 기술 개발에 성공했다고 11일 밝혔다.
개발 기술은 2500PPI(Pixels Per Inch)급 초고집적 마이크로 LED 디스플레이 기술과 이를 실현하는 초정밀 레이저 접합 공정이다. 연구진은 10마이크로미터(㎛)급 피치 환경에서 약 92만 개 범프를 접합할 수 있는 초고밀도 접합 기술을 확보했다.
이는 HBM4의 약 20㎛급 피치, 20만 개 내외 범프 수준보다 훨씬 높은 집적도를 요구한다. 초미세 고집적 연결 기술 상징인 HBM4보다 더 미세하고 복잡한 접합 조건을 경제적인 공정으로 구현한 것이다.
기존 난제도 해결했다. 기존 초미세 접합 공정에서는 고온 공정에 따른 기판 휨 현상과 미세 오염물 발생, 접합 위치 오차 등이 난제였다. 작은 오차로도 수율이 크게 저하된다.
연구진은 ETRI 독자 개발 신소재 'SITRAB'을 활용한 레이저 기반 동시 전사·접합 공정을 적용했다. SITRAB은 레이저 공정 과정에서 발생하는 흄(Fume) 형태 미세 오염물 생성을 억제하며, 상온 스테이지 기반 공정이 가능해 열팽창에 따른 기판 변형과 정렬 오차를 줄일 수 있다. 그 결과 초고해상도 LEDOS 디스플레이 구현까지 마칠 수 있었다.
이번 성과는 산업 적용 측면에서도 의미가 크다. ETRI의 SITRAB 소재 기술은 이미 국내 소재 기업에 이전됐고, 관련 공정 장비는 국내 반도체 후공정 전문기업(OSAT) 양산 라인에 적용돼 실제 제조 환경에서 검증되고 있다.
주지호 저탄소집적기술창의연구실장은 “ETRI의 SITRAB 기반 LEDOS 기술은 XR 디바이스를 넘어 차세대 고밀도 이종집적 플랫폼으로도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
최광성 창의원천연구본부장은 “이번 성과는 ETRI 독자 소재·공정 기술만으로 HBM4보다 더 높은 수준의 초고밀도 접합을 구현한 사례”라며 “AR 글래스와 VR 헤드셋, 국방·의료용 초소형 디스플레이뿐 아니라 첨단 반도체 패키징 분야까지 확대 적용이 가능할 것”이라고 밝혔다.
이번 성과는 세계 최대 디스플레이 학회 'SID 디스플레이 위크 2026'에서 공개됐으며, 마이크로 LED 분야에서 '피플스 초이스 어워드'를 수상하며 우수성을 인정받았다. 'Microsystems & Nanoengineering'에도 5월 11일 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
