전주대 장진해 교수팀, 세계 최초 '친환경 무색투명 플렉시블 반도체 기판' 개발

장진해 교수/김성진 대표

전주대학교(총장 박진배) 장진해 교수 연구팀이 세계 최초로 ‘친환경 무색투명 플렉시블 반도체 기판’개발에 성공했다고 7일 밝혔다.

장진해 교수 연구팀이 세계 최초로 개발한 ‘친환경 무색투명 플렉시블 반도체 기판’은 유연성과 투명성을 동시에 제공하는 혁신적인 소재로, 전주대학교 장진해 교수가 ㈜아진전자 김성진 대표와 함께 지난 십 수년간의 연구 끝에 개발한 반도체 기판 소재이다.

무색투명 폴리이미드 (colorless transparent polyimide, 이하 CPI) 기판은 우수한 열적-기계적 성능을 유지하면서도 롤러블 및 휘어짐에 강한 내구성을 보이고 있다. 기존 기판으로는 활용이 어려웠던 반도체 소자 실장용 기판 분야에서 새로운 대안을 제시하며, 특히 투명하면서도 깨지지 않는 특성은 저온 실장에 적합한 소재 및 공정 기술을 통해서 미래형 반도체 패키징 기술의 가능성을 열어갈 것으로 기대한다.

친환경 무색투명 플렉시블 기판’을 제조하기 위해서는 먼저 CPI 필름을 합성해야 하는데, 기존의 CPI는 불소(플루오린, F)가 포함된 경우가 대부분이어서 친환경적이지 못했다면 장진해 교수 연구팀에서 개발한 CPI에는 불소가 전혀 포함되지 않아 환경 친화성을 높였으며 재사용이 가능해서 향후 글로벌 시장에서 탁월한 경쟁력을 확보할 것으로 예상된다.

‘친환경 무색투명 플렉시블 기판’은 CPI 필름에 마이크로미터(㎛) 크기의 미세 패터닝을 구현한 것으로 특히 플렉시블 OLED 디스플레이, 웨어러블 디바이스, 투명 전자 기기, 전자 피부(e-skin)와 같은 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있다. 이를 통해 플렉시블 디스플레이는 스마트폰과 태블릿의 폼팩터를 혁신적으로 변화시키며, 접거나 구부릴 수 있는 화면을 통해 사용자 경험을 극대화할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스에서는 가볍고 착용감이 우수한 특성을 제공해 헬스케어와 피트니스 기기, 센서등에 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

아울러, 장진해 교수 연구팀은 이번에 개발한 플렉시블 반도체 기판의 기본 소재가 되는 친환경 CPI를 국내뿐 아니라 2022년에 이미 국가별 특허의 질적 비교를 위해 OECD가 개발한 USPTO(미국특허청), EPO(유럽특허청), JPO(일본특허청)에 3극 특허(Triadic Patent Families)로 동시에 출원하였으며 2026년쯤 등록을 기다리고 있다.

전주대학교 탄소연구소 장진해 교수는“이번에 개발된 플렉시블 반도체 기판이 모든 전자 제품에 사용된다면 환경을 고려하는 전자 소재의 혁신적인 변화를 가져올 것”이라고 전했다.

한편, 본 연구 성과는 오랫동안 전북특별자치도 이차전지반도체팀 송효진 팀장을 비롯한 팀원들의 헌신적인 도움과 노고로 이루어진 결과로, 전북특별자치도의 반도체 특성화 사업 및 반도체 클러스트 설립에 전주대학교가 적극적으로 협력할 예정이다.

박시현 인턴기자 park.sihyun1@joongang.co.kr

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