마이크로 LED, Micro(μ) LED, 기술 및 업체, 현재 제품, 기술적 한계

I. Micro(μ) LED란

 

 

 

Micro LED (discrete)

 

Micro LED (array)   

 

Al, Ga, N, P, As, In 등의 무기물 재료로 사파이어 또는 실리콘 기판 위에 박막성장을 통하여 제작되는 LED는 외부충격과 굴곡 시 파손되는 단점이 있으나 그 크기를 매우 작게 하거나 유연한 기판에 옮겨 붙임으로써 접거나 휠 수 있는 디스 플레이 화소에서 수 um 이하의 능수동 소자를 집적화하 는 인체삽입형 치료부품까지 실현이 가능

 

- 초저전류 소모(0.02x0.02 mm2 ~ < 1 mA (< 3.0V))로 디스플레이, 자동차, 의료, 섬유 등에 이용 가능.

- 크기20μm x 20μm임 (일반적으로 10 ~ 100 um 수준으로 제작되는 LED를

마이크로 LED라 정의)

- 마이크로 LED는 기존의 광원으로 사용되는 LED보다 반응속도가 빠르고, 저전력, 경량, 박형, 고효율이 가능하며, 디스플레이에 적용할 경우 저전력, 슬림화, 고 신뢰성, 야외 시인성, flexible 용이

 

à Power saving 측면에서 OLED에 비해 ~10X 이상 개선되지만 원가가 관건

(5인치 스마트폰용 마이크로LED 패널 가격은 대당 300달러 수준으로 OLED보다 4배 가량 비쌈)

 

 

<디스플레이 화소별 장단점 비교>

 

 

<디스플레이의 미래 >

 

 

 

 

<마이크로 LED 기술 개발관련 연관 기술>

 

 

 

 

II. 업체별 Mircor LED 기술

 

1. LuxVue 기술

 

애플은 2014년 '럭스뷰 테크놀로지'를 인수하고 차기 애플 워치에 적용하기 위해 연구중

- 칩 구조: Vertical thin-GaN LED

- In or In-alloy wafer bonding & LLO technology

- N-metallization : Transparent metal (ITO)

- Bonding 계면에 열을 가해 액체화 시킨 후 칩 분리

 

 

전사기술

<Print Head>

 

• Electrostatic transfer element (ETE)

• Selective & arbitrary transfer

• Programmable addressing

• Electrical damage into LEDs

 

 

300~600 PPI 로 개발중

 

 

 

 

 

 

 

2. X-celeprint

X-celeprint사는 미국 UIUC의 Rogers교수가 공동 창업자 (Rogers 교수의 모든 특허 권리 사용)

 

- 칩구조 : Lateral thin-GaN LED

- PdIn wafer bonding & LLO technology

   (GaN on Si의 경우 chemical lift-off)

- Bonding 계면을 wet etching 방법으로 chip 분리

 

 

전사기술

• Elastomer stamp transfer element

• Selective transfer

• No programmable addressing

• Need an adhesive layer

 

 

 

3. InfiniLED

 

 

 

• Tyndall National Institute (Ireland) 에서 spin-out

• Sapphire-based cluster-type micro-LED structure

- Single micro-LED power : 350 uW@2A, 450nm

- Emission angle : 20도

• Application : pico-projector, fiber coupling

 

 

4. mLED

 

 

 

IOP, Strathclyde (UK)에서 spin-out (prof. M. D. Dawson)

- GaN on Si à Si wet etching

• Application : micro-display, sensor, biomedical instrument

 

 

5. CEA-Leti사의 마이크로 LED 어레이 기술

 

 

 

 

III. Micro-LED Applications

 

1. ITRI – Micro LED display

- 427x240 array (10~20um LED chip size)

- 1500nit 최대밝기 @0.37”

- 10 ~ 20 um chip size

 

2. SONY

<Crystal LED Display, 40 PPI>

 

일본 소니사는 마이크로 LED를 적용하는 ‘클래디스’라 명명된 제품으로 디지털 사이니지용 15 ppi급 상업용 디 스플레이를 발표. Active 구동방식의 TFT 백플레인과 30 um급 RGB 화소를 구현하여 밝기 1,000 nit, 시야각 180도 및 1024단계 계조표현이 가능.

 

- 장점 :  높은 명암비(주/야광 모두), 넓은 색상 영역 및 시야각, 저전력 소모

 - 단점 :  높은 가격과 불안정한 시스템

 

 

 

3. BACO – LED pixel TV

- 320 x 180 pixel의 패널을

6 x 6 패널로 이어 붙여 사용

- 1920 x 1080 full HD (2K)

- 3 in 1 type lamp 사용

- ~ 200 um chip size

 

4. 기타 자동차용, 섬유용, 의료용 등으로 개발 중