Micro LED
수많은 장점과 개선으로 인한 차세대 디스플레이이지만 제조기술의 한계로 인해
상용화가 되지 않고 있다.
Micro-LED, 마이크로 LED란 (tistory.com)
LG전자 - 자기력을 이용한 Micro LED 디스플레이 제조 기술
마이크로LED마이크로 LED 디스플레이는 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이에 비해 긴 수명, 높은 밝기 등 다양한 장점으로 인해 차세대 디스플레이로 각광받고 있습니다. 이에 따라 디지털 사이니지와 같은 대형 디스플레이에 마이크로 LED 기술 1,2이 상용화되고 있으며, 증강 현실³, 플렉서블 디스플레이⁴, 생체 이미징⁵과 같은 다른 응용 분야에서도 활발한 연구개발이 진행되고 있습니다.
그러나 마이크로LED가 주류 제품 시장에 진입하여 액정 디스플레이 및 OLED 디스플레이와 경쟁하기 위해서는 높은 처리량, 높은 수율, 10세대 이상(2,940 × 3,370 mm²) 유리 크기까지의 생산 확장성 등 전사 기술에서 상당한 장애물을 극복해야 합니다. 여기에서는 자기력과 전기영동(DEP)을 결합하여 15분 이내에 99.99%의 적색, 녹색, 청색(RGB) LED 동시 전사 수율을 달성하는 자기력 보조 유전체 자기조립 기술(MDSAT)이라는 유체 자기조립(FSA) 기술을 기반으로 하는 새로운 전사 방법을 소개합니다.
강자성 물질인 니켈을 마이크로 LED에 내장해 자석을 이용해 움직임을 제어하고, 수용체 구멍을 중심으로 국소적인 DEP 힘을 가함으로써 마이크로 LED를 수용체 부위에 효과적으로 포집 및 조립할 수 있었습니다. 또한 마이크로 LED와 수용체 사이의 형상 정합을 통해 RGB LED의 동시 조립도 시연했습니다.
마지막으로 발광 패널을 제작하여 손상 없는 전사 특성과 균일한 RGB 전계 발광을 보여줌으로써 MDSAT 방식이 주류 상용 제품의 대량 생산을 위한 우수한 전사 기술 후보임을 입증했습니다.
- a : 유체 시스템의 모식도. 조립 기판과 마이크로LED를 배스 챔버에 배치하면 삽입 그림과 같이 조립 기판 아래에 있는 자석의 축 방향 회전 운동에 의해 마이크로 LED 클러스터가 형성됩니다. 자석은 축 회전 운동을 유지하면서 화살표로 표시된 방향으로 이동합니다.
- b : 두 수용체 구멍 사이의 DEP 및 자기력의 계산된 분포와 크기. 필수 자기력 및 DEP 힘은 각각 파란색과 빨간색으로 표시되어 있으며, 그래프 배경의 도식은 자기력 및 DEP 힘이 계산되는 위치를 나타냅니다.
- a : 수용체 구멍에 대한 각도와 관련하여 마이크로LED에 작용하는 DEP 힘입니다. DEP 힘 벡터의 자세한 방향은 확장 데이터 표 1에 나와 있습니다. 0-90° 각도 범위의 3D 모델 단면도(왼쪽 상단). 마이크로 LED 하단의 티타늄 층은 조립 전극 방향에 있습니다. 각도 범위 90-180°의 3D 모델 단면도(오른쪽 상단). 그래프의 각도가 90-180° 범위에서 증가함에 따라 마이크로 LED 상단의 실리콘 산화물 층이 조립 전극 방향으로 이동합니다.
- b-d : 조립 공정의 세 단계 동안 마이크로LED를 촬영한 카메라 이미지. 모든 눈금 막대는 20µm를 나타냅니다.
- e-g : 세 가지 조립 단계를 나타내는 도식 그림.
- h : 인가 전압 변화에 따른 전달 수율 및 DEP 힘 의존성. 그래프의 오른쪽에 있는 세 개의 광학 이미지는 조립되지 않은 부위, 조립된 부위 및 하나의 수용체 부위 내에 조립된 두 개의 LED를 위에서 아래로 나타냅니다. 모든 눈금 막대는 20µm를 나타냅니다.
- a : 형상 불일치 결함의 세 가지 예에 해당하는 현미경 이미지: 녹색 수용체 구멍 내에 정착된 빨간색 마이크로LED, 빨간색 수용체 구멍 내에 정착된 녹색 마이크로 LED, 녹색 수용체 구멍 내에 정착된 파란색 마이크로 LED.
- b : 형상 불일치 마이크로 LED와 수용체 구멍 사이의 경사각을 보여주는 모식도.
- c : 수용체 구멍 높이의 함수로서 형상 불일치 마이크로 LED에 가해지는 DEP 힘.
- d : 수용체 구멍 높이의 함수로서 전달 수율 및 형상 불일치 결함률.
- a : 적색, 녹색 및 청색 LED와 LED와 패드 간의 상호 연결을 보여주는 패시브 매트릭스 패널의 회로도.
- b : 두 개의 동일 평면 어셈블리 전극, 수용체 홀 내의 마이크로 LED, 평탄화 및 전력선을 보여주는 패시브 매트릭스 패널의 단면도의 집속 이온 빔 이미지. 수용체 구멍은 유기 물질 간의 유사한 대비로 인해 희미하게 보이기 때문에 흰색 점선으로 표시되어 있습니다. 눈금 막대는 10µm를 나타냅니다.
- c : RGB 마이크로 LED 패널의 I-V 특성.
- d : RGB 마이크로 LED 패널의 전계발광 스펙트럼.
- e : RGB 마이크로 LED를 기반으로 한 100mm × 100mm 발광 패널의 사진. 삽입물은 3 × 3 RGB 픽셀의 확대 보기를 보여줍니다. AU, 임의 단위.
내용 및 이미지 출처 - Concurrent self-assembly of RGB microLEDs for next-generation displays (researchgate.net)
LGD는 기존 Micro LED 제작하던 기술에서 한발 더 나아갔다.
아직 불량화소가 1퍼 정도 되기 때문에 상용화는 힘들지 모르지만 LGD는 확실히 전 세계 디스플레이 경쟁에서 선두를 달리고 있다. LG 파이팅.
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