마이크로 LED

microLED

마이크로LED는 2000년 텍사스공대[1] 홍싱장(Hongxing Jiang)과 징유린(Jingu Lin) 연구팀이 캔자스주립대 재학 중 처음 발명한 마이크로LED 디스플레이입니다.마이크로LED 디스플레이는 각각의 픽셀 요소를 구성하는 마이크로LED 어레이로 구성되어 있습니다.VGA 형식의 고해상도 비디오 대응 최초의 InGaN 마이크로 LED 마이크로 디스플레이는 2009년 Hongxing Jiang 및 Jingu Lin과 텍사스 공대 및 III-N Technology, Inc.의 동료들에 의해 상보적인 금속 산화물 반도체([2]CM) ICOS에 의한 마이크로 LED 어레이의 액티브한 구동으로 실현되었습니다.널리 보급되어 있는 LCD 테크놀로지에 비해 마이크로 LED 디스플레이는 콘트라스트, 응답 시간, 에너지 [3]효율이 우수합니다.

마이크로 LED는, 종래의 LCD 디스플레이에 비해 소비 전력을 큰폭으로 삭감하는 것과 동시에, 픽셀 레벨의 라이트 컨트롤과 높은 콘트라스트비를 실현합니다.[3][4] 마이크로 LED는 무기질이기 때문에 OLED보다 수명이 길고 화면 번인의 위험을 최소화하면서 밝은 이미지를 표시할 수 있습니다.[3] 3D/AR/VR 디스플레이의 경우 더 많은 이미지, 더 많은 픽셀, 더 많은 초당 프레임 수,[3] 더 빠른 응답이 필요하기 때문에 δLED의 1나노초 미만의 응답 시간은 다른 디스플레이 기술에 비해 매우 유리합니다.

2021년 현재 마이크로LED[5] 디스플레이는 소니, 삼성, 콩카가 마이크로LED 비디오월드를 [6][7][8][9][10]판매하고 있지만 양산되지 않았다.LG, 톈마, 플레이니트라이드, TCL/CSoT, 재스퍼디스플레이, 제이드버드디스플레이, 플레세이반도체, 오스텐도테크놀로지스 등이 [11][12][13][14][15][16][17][18]시제품을 시연했다.소니는 이미 기존의 영화 [19]화면을 대체하는 마이크로 LED 디스플레이를 판매하고 있다.BOE, 서신, 리야드는 마이크로LED [20][21]양산 계획을 갖고 있다.마이크로 LED는 [22][21]OLED처럼 유연하고 투명하게 만들 수 있다.

조사.

무기반도체 마이크로LED(μLED) 기술은[1][23][24][25] 2000년 텍사스공대 홍싱장(Hongxing Jiang)과 징유린(Jingu Lin) 연구팀이 캔자스주립대 재학 중 처음 발명했다.인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체를 기반으로 한 전기 분사 마이크로 LED에 대한 첫 보고에 이어 여러 그룹이 [26][27]이 개념을 빠르게 추구하고 있습니다.관련된 많은 잠재적 응용 프로그램이 확인되었습니다.microLED 픽셀 배열의 다양한 온칩 연결 계획 교류 LED조명이 취업했고, LLC(회사 훙싱 주석직을 사임하고 징위 린에 의해 자금)단일 칩의 높은 전압 DC[28][29][30][31일][32][33][34]의 개발을 위한 고압 전기 인프라와 낮은번 사이의 호환성 문제를 해결하도록 그것을 허락한다.LED의 그 운전 자연.고휘도 자기방출 마이크로 디스플레이.[35][2]

마이크로 LED 어레이는 광유전학 응용[36][37] 프로그램 및 가시광선 [38]통신용 광원으로도 연구되고 있습니다.

초기 InGaN 기반 마이크로 LED 어레이와 마이크로 디스플레이는 주로 수동적으로 구동되었습니다.VGA 형식(640×480픽셀, 각 12μm, 15μm 사이즈의 저전압 요건을 갖춘 최초의 능동 구동식 InGaN 마이크로 LED 마이크로 디스플레이)는 2009년 Hongxing Jiang과 Jingu Lin, 그리고 III-N 테크놀로지(주)에 의해 특허 취득되어 실현되었습니다.Jingyu Lin)과 텍사스 공대(Texas Tech University)는 마이크로 LED 어레이와 CMOS 집적회로(IC)[2] 간의 이종 집적화를 통해 다음 해에 [39][40][41][42]이 연구도 발표되었습니다.

최초의 마이크로 LED 제품은 2012년에 소니에 의해 시연되었다.그러나 이 전시품들은 매우 [43]비쌌다.

마이크로 LED 디스플레이를 제조하는 방법에는 몇 가지가 있습니다.플립칩 방식은 기존의 사파이어 기판 위에 LED를 제조하고, 트랜지스터 어레이와 솔더 범프는 기존의 제조 및 금속화 공정을 사용하여 실리콘 웨이퍼 위에 퇴적됩니다.하나의 웨이퍼에서 다른 웨이퍼로 수천 개의 LED를 동시에 집어서 배치하기 위해 질량전사를 사용하고, LED는 리플로 오븐을 사용하여 실리콘 기판에 접합된다.플립칩 방식은 가상현실 헤드셋에 사용되는 마이크로 디스플레이에 사용됩니다.단점은 비용, 제한된 픽셀 크기, 제한된 배치 정확도, LED와 실리콘 간의 온도 불일치로 인한 디스플레이 뒤틀림 및 파손을 방지하기 위한 냉각 필요성입니다.또한 기존 마이크로LED 디스플레이는 동급 OLED 디스플레이보다 효율성이 떨어진다.또 다른 마이크로LED 제조방법은 LED를 실리콘 기판상의 IC층에 접합한 후 기존의 반도체 제조기술을 [44][45][46]사용하여 LED 접합재를 제거하는 것이다.현재 제조공정에서 병목현상은 모든 LED를 개별적으로 테스트하고 레이저를 사용하여 LED와 그 기판 사이의 결합을 약화시키는 엑시머 레이저 리프트오프 장치를 사용하여 고장난 LED를 교체해야 하는 것입니다.고장난 LED 교체는 고정밀 픽업 앤 플레이스 기계를 사용하여 수행해야 하며 테스트 및 수리 프로세스는 몇 시간이 소요됩니다.유리기판을 [47][48][49]탑재한 스마트폰 스크린의 경우, 질량 전송 프로세스만 18일이 걸릴 수 있습니다.특수 LED 제조 기술을 사용하여 수율을 높이고 교체해야 하는 LED 불량량을 줄일 수 있습니다.각 LED의 [50][51][52][53][54]지름은 5µm입니다.LED [55][56][57]수율을 높이려면 LED 에피택시 기술을 개선해야 합니다.

엑시머 레이저는 사파이어 기판에서 LED를 분리하여 불량 LED를 제거하고 LTPS-TFT 백플레인 제조 및 완성된 LED의 레이저 절단 등 여러 단계에 사용됩니다.엘라스토머 스탬프를 이용한 특별한 질량 전달 기술도 [58]연구되고 있다.다른 기업에서는 대량 [59][60]전송 비용을 절감하기 위해 빨간색, 녹색 및 파란색 LED 3개를 하나의 패키지로 패키징하는 방안을 검토하고 있습니다.

양자 도트는 마이크로 LED 픽셀의 크기를 줄이는 방법으로 연구되고 있으며, 다른 회사들은 다른 색상의 LED를 [61][62][63][64]필요로 하지 않기 위해 인광과 양자 도트의 사용을 검토하고 있습니다.센서는 마이크로 LED [65]디스플레이에 내장할 수 있습니다.

130개 이상의 기업이 마이크로 LED 연구개발에 [66]참여하고 있습니다.기존 OLED와 LED [67]라이트패널을 대체하는 마이크로LED 라이트패널도 제작되고 있다.

디지털 펄스 폭 변조는 마이크로 LED 디스플레이 구동에 적합합니다.마이크로 LED는 전류 크기가 변화함에 따라 색상의 변화를 경험합니다.아날로그 방식은 밝기를 변경하기 위해 전류를 변경합니다.디지털 펄스의 경우 ON 상태에는 하나의 전류 값만 사용됩니다.따라서 밝기 변화에 따라 색 변화가 발생하지 않습니다.

현재 삼성과 소니가 제공하는 마이크로LED 디스플레이는 타일링 방식으로 어떤 크기의 대형 디스플레이를 만들 수 있는 '캐비닛'으로 구성돼 있으며 디스플레이 해상도는 크기에 따라 높아진다.또한 물이나 먼지로부터 디스플레이를 보호하는 메커니즘도 포함되어 있습니다.각 캐비닛은 대각선으로 36.4인치(92cm)이며 해상도는 960×[68][7][69][8][70][71]540입니다.

상용화

마이크로 LED는 LCD 디스플레이보다 높은 휘도, 낮은 레이텐시, 높은 콘트라스트비, 높은 색채도, 고유의 자기 조명, 뛰어난 효율 등 잠재적인 퍼포먼스 이점을 가지고 있습니다.2016년 현재 기술 및 생산 장벽이 상용화를 [72]가로막고 있다.

2016년 현재, 기판 위에 개별 LED 픽셀을 조립하기 위한 다양한 기술이 활발하게 연구되고 있습니다.여기에는 마이크로 LED 칩의 기판(대형 디스플레이의 잠재력이 있다고 생각됨), LED 어레이를 제조하기 위해 식초를 사용한 웨이퍼 생산 방법 및 IC에 접합하기 위해 중간 임시 박막을 사용하여 LED 어레이를 기판에 전사하는 웨이퍼 생산 방법이 포함됩니다.

GLO와 Jasper Display Corporation은 SID Display Week 2017에서 대각선 0.55인치(1.4cm) 크기의 세계 최초의 RGB 마이크로 LED 마이크로 디스플레이를 시연했습니다.Glo는 마이크로 LED를 Jasper Display 백플레인으로 [73]옮겼습니다.

소니는 2012년 해상도 1920×1080의 55인치(140cm) '크리스털 LED 디스플레이'를 시승품으로 [72]출시했다.소니는 대형 디스플레이 [74]생산에 표면 실장형 LED를 사용한 크리스털 LED 통합구조(CLEDIS) 브랜드를 발표했다.소니는 2019년 8월 기준으로 146인치(3.7m), 182인치(4.6m), 219인치(5.6m)[75] 디스플레이를 제공한다.2019년 9월 12일, 소니는 1080p 110인치 (2.8m)부터 16K 790인치 (20m)까지의 [76]소비자들에게 크리스탈 LED를 제공한다고 발표했다.

삼성은 CES [77]2018에서 더 월이라는 146인치 (3.7m) 마이크로 LED 디스플레이를 시연했다.2018년 7월, 삼성은 2019년에 [78]4K 마이크로 LED TV를 소비자 시장에 출시할 계획을 발표했다.삼성전자는 CES 2019에서 75인치(1.9m) 4K 마이크로LED 디스플레이와 219인치(5.6m) 6K 마이크로LED 디스플레이를 [79]선보였다.6월 12일, 삼성은 InfoComm 2019에서 2K의 73인치(1.9m)에서 [80]8K의 292인치(7.4m)까지 구성할 수 있는 더 월 럭셔리 마이크로 LED 디스플레이의 글로벌 출시를 발표했다.2019년 10월 4일 삼성은 월 럭셔리 마이크로 LED 디스플레이 출하가 [9][81]시작됐다고 발표했다.

2018년 3월 블룸버그는 애플이 300여명의 엔지니어가 마이크로LED 스크린 자체 [82][83]개발에 전념하고 있다고 보도했다.LG디스플레이는 8월 IFA 2018에서 173인치(4.4m) 마이크로 LED 디스플레이를 [12]시연했다.

5월 SID 디스플레이 위크 2019에서 티안마와 플레이니트라이드는 60% 이상의 [13][14]투명도로 공동 개발한 7.56인치(19.2cm) 마이크로 LED 디스플레이를 시연했다.차이나스타옵토일렉트로닉스테크놀로지(CSoT)는 3.[15]3인치(8.4cm) 투명 마이크로LED 디스플레이를 플레이니트라이드와 공동 개발했다.Plesey Semiconductors Ltd는 Jasper Display CMOS 백플레인 0.7인치(18mm) 액티브 매트릭스 마이크로 LED 디스플레이에 8μm 픽셀 [84][85][86][87]피치로 결합된 모노크롬 블루 GaN-on-Silicon 웨이퍼를 시연했습니다.

제이드버드디스플레이는 5월 SID 디스플레이위크 2019에서 5μm와 2.5μm 피치의 720p와 1080p 마이크로 LED 마이크로 디스플레이를 시연해 평방미터당 수백만 개의 캔델라 휘도를 달성했습니다.2021년 제이드버드디스플레이와 부직스는 스마트안경·증강현실안경용 마이크로LED 기반 프로젝터를 공동제작하는 계약을 체결했다.

2019년 9월 4일 Touch Taiwan 2019에서 AU Optronics는 12.1인치(31cm) 마이크로 LED 디스플레이를 시연했으며 마이크로 LED가 대량 상용화된 [89]지 1~2년이 지났다고 밝혔습니다.TCL은 2019년 9월 13일 IFA 2019에서 자회사인 차이나스타 옵토일렉트로닉스(CSOT)[16]가 제작한 최대 밝기 1,500cd/m2, 콘트라스트비 250만µ1의 4K 132인치(3.4m) 마이크로 LED 디스플레이를 탑재한 시네마월을 시연했다.

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