차세대 디스플레이 : Micro LED

기사입력 2017.06.01 13:14
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○ 소니와 애플이 실용화 추진

(제조 프로세스의 발전이 필수)

 

Micro LED Display 개발이 점차 열을 내기 시작하고 있다. 이미 소니가 대형 Video Wall "CLEDIS"로서 실용화한 것 외에 애플이 중소형으로 개발을 추진하고 있다는 소문도 있어서 향후 제조기술 진전 순서로서 액정(LCD), 유기EL(OLED) 다음의 차세대 디스플레이 복병으로서 유력 후보로 이름이 오르고 있다.


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Micro LED Display란 액정 컬러 필터나 유기EL 발광재료를 대신하여 미소한 RGB LED를 고밀도로 쭉 깔아서 화소로 한 것이다. 발광소자로서 LED 성능이나 안정성이 높고 최근 급격한 가격하락으로 기술개발 진전에 따라서 실용화가 서서히 진전하고 있다. 선두에 있는 소니의 CLEDIS는 일반적인 칩보다 작은 약 20um□의 RGB 칩 "Ultra Fine LED"를 독자로 개발하여 이것을 흑색 프린트 기판상에 등간격 실장하고 있는 유닛을 구성한다. 이 유닛을 구성하여 가로 9.7 × 세로 2.7m 의 8K × 2K 대화면 등 임의의 scaleable한 디스플레이를 실현한다. 우선은 공업용 디자인이나 시뮬레이션이라는 실무용도이고 기업이나 호텔 프론트 등의 고품격 공간 연출이 필요로 하는 반옥내 용도로 전개해 나갈 계획이다.


이 기술의 원조는 2012년 CES에 출전한 55인치형 Full HD의 CLED(Crystal LED Display)이다. CLED는 유리, CLEDIS는 프린트 기판에 LED를 실장한다는 것이 상이하나 실장기술은 CLED에 채용한 개념을 계승하였다.


즉 CLED는 CLEDIS의 약 반 정도의 pitch로 LED를 실장하였다고 한다. 대형을 상용화한 소니와 중소형으로 실용화를 노리고 있는 것이 애플이다. 애플은 2014년 5월 미국 실리콘밸리에서 Micro LED Display를 개발한 벤처-LuxVue Technology를 매수하여 이를 실용화 하여서 차세대 애플 와치 화면에 채용하여 축전지 구동시간을 연장시킨다고 소문이 나고 있다. VR(가상현실) 단말(Oculus Rift)을 전개하고 있는 미국 Oculus는 2016년 10월 Micro LED 개발 벤처인 Infini LED를 매수하였다고 보도하였다. Oculus의 모회사는 Facebook이다. Oculus Rift에는 유기EL이 탑재되고 있으나 차세대 Display에 Micro LED 채용을 검토하고 있는 것은 틀림없을 것이다.


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그러나 Micro LED Display 실용화의 장벽은 높다. 일반적으로 청색과 녹색 칩은 사파이어나 GaN 등의 기판상에서 동시에 만들어 넣으나 적색 칩은 GaAs 기판에서 제조하기 때문에 모노리딕은 RGB 소자를 제조하는 것이 어렵기 때문이다. 실제 소니가 시제작한 CLED는 Full HD를 실현하기 위해서 LED 칩을 개별로 제조하여 RGB 칩을 200만개씩 총 600만개를 고밀도 실장한다고 한다. 4K/8K를 실현하는 데는 새롭게 고도한 실장기술이 요구되고 있는 것 외에 한 개의 소자라도 점등 불량을 일으키는 경우 리페어 등의 After care가 어렵게 되는 것도 예상되고 있다. 대량 생산하여 가격을 내리고 칩(화소)의 고밀도화를 도모하는데는 역시 모노리딕으로 RGB를 형성하는 쪽이 좋아서 향후 전체 프로세스나 Silicon Photonics, 실리콘과 화합물 반도체를 융합한 Ⅲ-Ⅴ on Silicon 이라는 새로운 제조기술의 반전이 필요하다고 한다.


Video-wall 시장에서는 협액연화에 따라서 액정 패널을 적용하는 경우도 증가하고 있으나 IHS 조사에 의하면 LED 고밀도 실장은 현재 Dot Pitch 0.7㎜까지 가능하여서 55인치형 Full HD 액정 패널의 0.62㎜ Pitch와 큰 차이가 없는 수준에 도달하여서 LED의 가격하락 Phase를 생각한다면 그리 멀지 않아서 Micro LED Display와 액정이 가격면에서 경합할 가능성도 있다.


차세대 디스플레이의 본명으로 지목되고 있는 유기EL은 양산화에 막대한 투자를 요하기 때문에 일본이나 대만 FPD 업체가 대규모 양산체제를 구축하는데는 어려움이 있지만 Micro LED가 차세대 디스플레이 시장에 일부 들어갈 가능성이 있다면 LED 제조와 반도체 실장 대국인 대만에는 무시못할 호기이다. 


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