마이크로 LED 기술은 AR, VR, 스마트워치 등으로 대표되는 소형 웨어러블 기기 분야에 적용 가능하지만, 현재 실용화 사례는 많지 않다. AR 안경을 예로 들어보겠습니다. 불완전한 통계에 따르면 2022년에는 Li Weike의 Meta Lens, Vuzix의 Shield, Tooz의 ESSNZ Berlin 스마트 안경 등 3개의 마이크로 LED 안경만 있을 것으로 예상됩니다.
Micro OLED 기술에 비해 더 분명한 장점이 있지만 Micro LED 마이크로 디스플레이의 적용은 원활하지 않습니다. 최종 분석에서 문제는 마이크로 LED 기술의 발전이 느리고, 제조 공정이 성숙하지 않고, 제품 비용, 품질 및 적색광 칩 효율성 문제가 여전히 존재하며, 풀 컬러, 근안 고해상도 디스플레이 효과가 있다는 것입니다. 구현이 어려워 마이크로 LED를 마이크로 디스플레이 분야에 대규모로 적용할 수는 없다.
그럼에도 불구하고 LED 기업과 학계는 마이크로 LED 기술에 대한 연구개발을 멈추지 않았습니다. 다양한 기술 솔루션을 탐색함으로써 마이크로 LED 기술을 점차적으로 개선하고 마이크로 디스플레이 분야에서 마이크로 LED 적용 프로세스를 가속화하고 단축합니다.
최근 매사추세츠 공과대학(MIT) 산하 연구팀이 적층형 RGB 마이크로 LED 연구에 획기적인 성과를 냈다. 앞으로 이 솔루션은 마이크로 LED 마이크로 디스플레이 애플리케이션 개발에 영향을 미치는 핵심 요소가 될 수 있습니다.
연구팀은 해상도 최대 5,100ppi, 크기 4μm의 풀컬러 수직적층 마이크로 LED를 개발해 지금까지 알려진 어레이 밀도 중 가장 높고 크기는 가장 작다고 주장했다. 고해상도와 작은 크기의 제품 특징은 근안 마이크로 디스플레이 전자 장비의 응용 요구 사항에 적합합니다.
연구 결과는 적층형 마이크로 LED 구조의 개발 및 적용을 더욱 촉진하고 이 기술 솔루션에 대한 LED 업계의 관심을 불러일으키고 있습니다.
구체적으로, 이 방식의 특징은 RGB Micro LED 칩의 기존 병렬 배열 구조로 형성된 단일 픽셀에 비해 적층 배열 방식을 적용하면 디스플레이 모듈의 크기를 줄이면서 화질 및 생산성을 향상시킬 수 있다는 것입니다. 마이크로 LED 디스플레이의 효율성.
특히, 적층 구조는 단일 픽셀이 더 적은 공간을 차지하도록 하여 단위 면적당 더 높은 픽셀 밀도를 달성하므로 소형, 고화질 디스플레이 모듈용 마이크로 디스플레이 장치의 응용 요구 사항을 충족합니다.
생산측면에서는 적층구조 적용으로 RGB 3색 칩을 하나의 칩에 집적시켜 마이크로 LED 칩의 기판으로의 전사시간을 단축하고 배치 정확도를 높여 생산효율을 최적화한다. 마이크로 LED 디스플레이의 가격.
구조 변화로 인해 마이크로 LED의 생산 및 적용 가능성이 더 많아졌습니다. 이에 최근에는 국내외 기업, 대학, 과학연구기관 등이 적층 구조의 마이크로 LED 연구에 잇따라 참여해 기술의 지속적인 발전을 도모하고 있다.
적층형 Micro LED에 대한 연구가 주목을 받고 있으며, 국내외 연구개발에 많은 노력을 기울여 왔습니다.
LEDinside 불완전한 통계에 따르면, 서울 Weiaosi, Lumens, Sundiode, Nov Technology 등 국내외 LED 기업과 국내 Tsinghua University 연구팀이 최근 몇 년간 적층형 마이크로 LED 연구에 참여해 왔습니다.
서울그랜드프라이드
2022년 Weimaxo 서울은 빨간색, 녹색, 파란색(R/G/B) 마이크로 LED 칩을 수직 스택에 배치한 무연, 캡슐화 및 렌티큘러 구조를 특징으로 하는 WICOP 픽셀 풀 컬러 단일 칩 디스플레이 기술을 선보였습니다. .
WICOP Pixel 기술을 적용하면 Micro LED 디스플레이의 생산 공정이 1/3로 단축되고, Micro LED의 수율이 향상되며, 제조 비용이 절감되고, Micro LED의 발광 면적이 기존 평면 구조 제품의 1/3로 감소되어 깊이 있는 LED 디스플레이를 얻을 수 있습니다. 검정색과 선명한 이미지.
올해 2월 와이맥스서울은 와이캅 픽셀(WICOP Pixel) 기술을 기반으로 밝기 4000nits의 마이크로 LED 디스플레이를 선보이며 마이크로 LED의 적용 범위를 AR, VR 등 메타버스 영역으로 확대했다.
루멘스
올해 초 한국 LED 개발업체인 루멘스는 마이크로 LED 생산을 위한 RGB 에피택셜 웨이퍼를 개발했다고 발표했다. 개별 에피택셜 웨이퍼는 RGB 3광 컬러 에피택셜 웨이퍼를 적층하여 구성한 모놀리식(Monolithic)이다. 적색 LED 소재의 경우, 루멘스는 청색광, 녹색광과 동일한 질화인듐갈륨 소재를 사용하는데, 이는 가공이 쉽고 적층 칩을 생산하기가 더 쉽다.
선다이오드
2021년 4월, 미국 마이크로 LED 마이크로디스플레이 회사인 Sundiode는 단일 웨이퍼에 적층된 RGB 마이크로 LED 픽셀 어레이를 실리콘 기반 CMOS 백플레인에 직접 연결하는 독점 스택형 RGB 마이크로 LED 픽셀 기술을 발표했습니다.
그해 11월 Sundiode는 마이크로 LED 칩 크기 100μm, 디스플레이 크기 15.4mm x 8.6mm, 해상도 200PPI의 액티브 매트릭스 실리카 기반 CMOS 백플레인 구동 기술을 사용하는 적층형 RGB 마이크로 LED 풀 컬러 디스플레이를 선보였습니다.
2023년 초 Sundiode는 GaN 기술 개발자인 Soft-Epi와 협력하여 단일 사파이어 웨이퍼에 전체 InGaN RGB LED 구조의 단일 조각을 성장시킬 수 있도록 했습니다.
11월 기술
2022년 말 국내 마이크로 LED 기술 개발사 누오비전 테크놀로지(Nuovision Technology)가 0.39인치 마이크로 LED 마이크로 디스플레이 점등에 성공했으며, WLVSP(Wafer Level Vertically Stacked Pixels, 웨이퍼 레벨 수직 적층 픽셀) 기술을 적용해 제품을 개발했다. 해결책.
칭화대학교
2021년 5월, 칭화대학교 전자공장학과 연구팀은 빨간색, 녹색, 파란색(RGB) 다층을 기반으로 한 마이크로 LED 장치 어레이 디자인을 개발했습니다.
에피택시 스트리핑 및 전사 인쇄를 통해 InGaP 적색광 LED, InGaN 녹색광 및 청색광 LED(크기 ~100μm², 두께 ~5μm)를 포함한 다양한 무기 III-V족 단결정 반도체 구조를 기반으로 하는 박막 마이크로 LED 이종 집적 , 수직 스택 구조를 형성합니다. 동시에, 파장 선택성 투과 기능이 있는 광학 필름은 마이크로 LED 사이의 인터페이스 층으로 설계되어 장치의 발광 효율과 방사 성능을 향상시킵니다.
기존의 병렬 RGB 장치 구조와 비교하여 동일한 장치 크기의 병렬 구조에 비해 디스플레이 해상도를 3배 향상할 수 있어 장치의 발광 성능이 향상될 뿐만 아니라 준비 과정에서 가공 정확도에 대한 요구 사항을 줄입니다.
영우DSP
2021년 국내 반도체 장비업체 영우DSP가 정부과제를 수주해 2024년말까지 초소형 RGB 적층 기반 마이크로 LED 신기술 제조기술을 개발하는 것으로 나타났다. DSP영우에 따르면 이 기술은 기술 향상에 도움이 된다고 한다. 대량 전송을 위한 정렬 정확도와 픽셀 밀도를 제공하는 동시에 제조 시간을 절약하고 비용을 절감합니다. 해당 제품은 스마트워치, 자동차, AR기기 등에 적용 가능하다.
카이스트
2020년 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 고해상도 마이크로 LED 디스플레이를 생산하는 방법을 개발했다. 연구팀은 빨간색과 파란색의 색 간섭을 없애기 위해 필터 특성을 지닌 절연막과 반도체 패터닝 공정을 이용해 빨간색, 녹색, 파란색 LED의 활성층을 3차원 공간에 적층했다. 궁극적으로 디스플레이는 인치당 60000픽셀 이상의 고해상도를 갖습니다.
요약하다
최근 몇 년간 기업과 대학에서는 층상 구조 연구를 통해 마이크로 LED 마이크로디스플레이의 밝기와 해상도를 개선하고 풀컬러 고화질 마이크로 LED 마이크로디스플레이 개발을 추진하고 있음을 알 수 있습니다.
마이크로 LED의 기존 핵심 기술 문제에 직면한 적층 구조는 실현 가능한 솔루션을 제공하고 AR/VR과 같은 마이크로 디스플레이 분야에서 마이크로 LED 기술의 적용을 확장하기 위한 새로운 기술 경로를 열어줍니다.
그러나 적층 마이크로 LED 솔루션은 기존 구조의 기존 문제를 해결하는 동시에 새로운 기술적 문제도 가져옵니다.
마이크로 LED 기술 공급업체 포로텍에 따르면 적층 구조는 세 가지 색상의 빛이 디스플레이의 서로 다른 높이에서 방출된다는 것을 의미하므로 광학 설계가 복잡해지고 LED 사이의 간격과 구조 내 서로 다른 레이어의 정렬에 더 높은 정밀도가 요구됩니다.
또한 적층형 RGB LED 색 간섭, 작은 픽셀의 낮은 발광 효율, 적색광 소재 호환성 및 효율성 등이 모두 이 방식을 적용할 때 직면해야 할 문제입니다.
트렌드포스컨설팅 애널리스트들은 적층형 마이크로 LED 칩 기술이 현재 개발 단계에 있어 양산 기술 역량 부족으로 인해 웨어러블 디스플레이에는 사용되지 않았다고 밝혔다.
마이크로 디스플레이 제품의 실제 적용은 없지만 위의 기업과 대학은 적층 기술에 대해 낙관하고 있으며 이 솔루션이 AR/VR 및 기타 분야에서 마이크로 LED의 개발을 가속화할 수 있다고 믿습니다.
따라서 적층형 마이크로 LED 기술에 대한 연구는 앞으로도 멈추지 않을 것으로 판단된다. Apple, Samsung 및 기타 주요 단말기 기업이 지속적으로 마이크로 LED 기술의 레이아웃을 늘리면서 적층 구조를 포함한 마이크로 LED 기술에 대한 연구가 빠르게 촉진되어 마이크로 LED 상용화 탐색에 중요한 연결 고리가 될 수 있습니다.