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지난달 라스베이거스에서 열린 ‘국제 전자제품 박람회(CES)’의 슬로건은 메타버스를 정조준했다. 전시장에서는 메타버스를 구체화할 확장현실(XR) 기기 분야에서, 미래 승자는 과연 누가될지 관심이 집중됐다.

LG이노텍은 확장현실(XR)기기에 필수적인 제품 ‘2메탈(Metal)COF’를 선보이며, 시장 공략 강화에 나섰다고 15일 밝혔다. 해당 제품은 올해 CES에서 LG이노텍의 ‘메타버스’ 코너에 소개되며 방문객의 이목을 끌었다.

COF(Chip on Film)란 디스플레이와 메인기판(PCB)을 연결하는 반도체 패키징용 기판(Package Substrate)이다. TV, 노트북, 모니터, 스마트폰 등 디스플레이 베젤을 최소화하고 모듈의 소형화를 돕는다. 아주 얇은 필름에 미세회로를 형성해야 되기에 고도의 기술이 필요하다. 기존의 연성회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Boards)을 대체할 수 있는 초미세 연성회로기판으로도 불린다.

‘2메탈COF’는 기존의 단면 COF를 기술적으로 업그레이드한 것이다. 기존 COF가 한쪽면에만 회로를 구현했다면, 2메탈COF는 양면에 회로를 형성해 고집적 제품으로 만든 것이 가장 큰 특징이다.

이 제품은 얇은 필름에 ‘마이크로 비아 홀’이라는 구멍을 세밀히 가공하고 양면에 초미세 회로를 구현했는데, 이는 전자기기간 신호를 보다 빠르게 전달하는 것은 물론 초고화질 화면도 가능하게 해준다.

LG이노텍에 따르면 이 제품의 비아 홀 사이즈는 25㎛(마이크로미터)다. 머리카락 굵기가 100㎛인 점을 고려하면 머리카락의 4분의 1 굵기로 구멍을 낸 셈이다. 비아 홀이 작을수록 제품의 윗면과 아랫면을 연결하는 통로가 많이 생기고 전기 신호가 드나드는 패턴 회로도 많이 만들 수 있다.

최근에는 메타버스 시대가 본격화하면서 휘거나 접히는 디스플레이 채용 수요가 늘었고 이에 장착되는 부품에도 유연성이 요구되고 있다. 자유자재로 구부릴 수 있는 2메탈COF가 현재 디스플레이 업계 트렌드에 부합하는 제품으로 손꼽히게 되는 이유이기도 하다.

■ 디스플레이 고화소 지원으로 사용자 몰입도 향상 기대

LG이노텍의 ‘2메탈COF’는 한정된 공간인 필름(1유닛)의 양쪽면을 합쳐 4,000개 이상의 회로(디스플레이 화소 당 신호가 들어가는 패턴 회로, 채널이라고도 불린다)를 형성할 수 있다. 일반적으로 패턴 회로가 많으면 화소도 좋아진다. 화소가 좋아지면 고도의 몰입감을 줄 수 있는 XR기기를 만들 수 있다.

XR기기를 통해 보여지는 가상 이미지의 해상도가 낮으면, 마치 모기장을 통해 이미지를 보는 것 같은 불편함(스크린 도어 이펙트)이 생긴다. LG이노텍은 모기장 효과를 최소화하고 초고해상도를 지원하기 위해 2016년부터 2메탈COF의 사양을 지속적으로 개선했다.

특히 LG이노텍은 새로운 공법 기술을 적용해 패턴 회로 폭을 16㎛ 피치까지 줄였다. 원래 18㎛였던 패턴 회로 폭을 줄여 업계에서 가장 좁은 수준으로 만든 것. 회로 폭이 줄면 COF 표면에 들어갈 수 있는 패턴 회로의 개수가 늘어나기에 같은 크기의 디스플레이에서도 사용자는 더 좋은 화질의 영상을 볼 수 있게 된다.

실제로 IT 제조사들은 디바이스의 경쟁력을 보여주기 위해 고화질, 베젤을 최소화한 디스플레이 채용을 늘리는 추세다. 제조사들은 과거에는 디스플레이 구동을 지원하는 기술인 ‘칩온글래스(COG, Chip on Glass)’를 사용했다. COG는 디스플레이 위에 칩을 올리는 기술이지만 유연성을 기대할 수 없어 ‘베젤리스’, ‘플렉서블’이라는 현재 디스플레이 업계 트렌드에 부합하지 못한다. 이에 따라 디스플레이의 베젤이 줄면서도 안정적으로 고화소를 지원하는 2메탈COF가 각광받게 됐다.

■ 얇은 두께로 유연하게, 디자인은 자유롭게

LG이노텍의 2메탈COF는 얇고 유연한 필름타입으로 자유롭게 접거나 돌돌 말 수 있다. 또 기존 단면 COF보다 더욱 부드럽게 휘어진다. 이를 통해 해당 부품의 장착 공간을 줄일 수 있어 세트 업체는 더 많은 부품을 넣을 공간을 확보하게 된다. XR기기가 보다 진화할 수 있도록 디자인과 설계에까지 도움을 주는 것이다.

LG이노텍은 독보적인 초미세 회로 형성 기술을 적용해 2메탈COF의 회로 집적도를 2배로 높이면서도 두께는 최소화했다. 이 제품의 필름 두께는 70㎛에 불과한데 이는 반도체용 기판 중에서 가장 얇다. 보통 반도체 패키징용 기판의 두께가 150㎛이상인 것과 비교해보면 확실히 얇다는 것을 알 수 있다.

두께가 줄면 완제품의 유연성과 슬림화에 도움을 준다. 디스플레이 패널 제조사의 디자인 및 설계 자유도가 높아지는 장점이 있다. 일반 소비자도 기존의 XR기기보다 완성도 높은 디자인의 제품을 만날 수 있게 된다.

■ 2메탈COF로 XR시대 열고, 다양한 애플리케이션 적용도

LG이노텍은 경쟁사와 격차를 벌리기 위해 기술을 고도화하는 동시에 XR기기 제조사가 많은 북미나 일본을 겨냥한 프로모션도 활발히 하고 있다.

2메탈COF의 고집적 회로 구현 기술은 연성회로기판에서 대응하기 어려운 제품의 대체 기술로 적용되고 있으며, 마이크로LED와 같은 새로운 제품군의 애플리케이션으로도 개발되고 있다.

손길동 기판소재사업부장(전무)은 “50년 기판사업을 이끌어온 기술 역량과 품질을 바탕으로 2메탈COF 시장을 선도해 나갈 것”이라며 “다양한 애플리케이션 적용이 가능한 제품으로 차별화된 고객가치를 창출해 나가겠다”고 말했다.