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마이크로LED

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목차

1. 개요

마이크로LED는 기존 디스플레이 기술의 대안으로, 각 화소가 독립된 LED로 구성되어 자체 발광하는 디스플레이 기술이다. 2000년 캔자스 주립 대학교 연구진에 의해 처음 발명되었으며, 소니, 삼성전자, LG전자 등 여러 기업에서 상용화를 위한 노력을 기울이고 있다. 마이크로LED는 높은 밝기, 긴 수명, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있어, 디스플레이, 광유전학, 가시광 통신 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 그러나 높은 제조 비용과 낮은 수율은 해결해야 할 과제로 남아있다.

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마이크로LED
개요
마이크로 LED 소자
마이크로 LED 소자
종류LED
기술 유형디스플레이 기술
발명가홍싱 장(Hongxing Jiang), 징유 린(Jingyu Lin)
개발캔자스 주립 대학교
첫 시연2000년
특징
장점높은 밝기
높은 명암비
넓은 색 영역
빠른 응답 속도
높은 에너지 효율
긴 수명
단점높은 제조 비용
대량 생산의 어려움
수율 문제
기술적 세부 사항
작동 원리전기 -> 빛
재료질화 갈륨(GaN)
인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)
알루미늄 갈륨 나이트라이드(AlGaN)
픽셀 크기1 ~ 100 μm
픽셀 간 간격1 μm 이하
응용 분야
디스플레이스마트폰
스마트워치
텔레비전
자동차 디스플레이
증강 현실(AR) 장치
가상 현실(VR) 장치
헤드 마운트 디스플레이(HMD)
조명실내 조명
실외 조명
자동차 조명
기타의료 기기
센서
시장 동향
시장 규모 (2022년)2430만 달러 (USD) (예상)
시장 규모 (2032년)1827억 달러 (USD) (예상)
연평균 성장률 (CAGR)58.1% (예상)
주요 기업

2. 역사

텍사스 테크 대학교의 Hongxing Jiang|홍싱 장영어과 Jingyu Lin|징유 린영어 연구 그룹은 캔자스 주립 대학교 재직 중이던 2000년에 비유기 반도체 마이크로LED(µLED) 기술[120]을 처음 발명했다. 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체 기반의 전기 주입 마이크로LED에 대한 첫 보고 이후, 여러 단체들이 빠르게 이 개념을 추구하기 시작했다.[121] 이와 관련하여 수많은 잠재적인 응용에 대한 개념들이 제시되었다. 마이크로LED 화소 배열의 다양한 온 칩 커넥션 스킴을 적용함으로써 단일 칩 고압 DC/AC-LED 개발이 가능해졌으며,[122] 고압 전기 인프라, 저압 LED 동작, 높은 밝기의 자체 발광 마이크로디스플레이 간의 호환성에 관해 언급되었다.[123]

초기 InGaN 기반 마이크로LED 배열과 마이크로디스플레이는 주로 패시브 구동 방식이었다.

마이크로 LED 디스플레이 제조 방법에는 여러 가지가 있다. 플립 칩 방식은 기존 사파이어 기판 위에 LED를 제조하고, 트랜지스터 어레이와 솔더 범프는 기존 제조 및 금속화 공정을 사용하여 실리콘 웨이퍼에 증착한다. 매스 트랜스퍼를 사용하여 여러 천 개의 LED를 한 번에 한 웨이퍼에서 다른 웨이퍼로 옮기고, LED는 리플로우 오븐을 사용하여 실리콘 기판에 접합한다. 플립 칩 방식은 가상 현실 헤드셋에 사용되는 마이크로 디스플레이에 사용된다. 또 다른 제조 방법은 LED를 실리콘 기판의 IC 레이어에 접합한 다음, 기존 반도체 제조 기술을 사용하여 LED 접합 재료를 제거하는 것이다.[47][48][49] 현재 제조 공정의 병목 현상은 모든 LED를 개별적으로 테스트하고 엑시머 레이저 리프트 오프 장치를 사용하여 결함이 있는 LED를 교체해야 한다는 점이다. 이 장치는 레이저를 사용하여 LED와 기판 사이의 결합을 약화시킨다. 결함이 있는 LED 교체는 고정밀 픽앤플레이스 머신을 사용하여 수행해야 하며, 테스트 및 수리 프로세스는 몇 시간이 걸린다. 매스 트랜스퍼 공정만으로도 유리 기판이 있는 스마트폰 화면의 경우 18일이 걸릴 수 있다.[50][51][52] 특별한 LED 제조 기술을 사용하여 수율을 높이고 교체해야 하는 결함 LED의 양을 줄일 수 있다. 각 LED는 5μm 크기만큼 작을 수 있다.[53][54][55][56][57] LED 수율을 높이기 위해 LED 에피택시 기술을 개선해야 한다.[58][59][60]

엑시머 레이저는 LED를 사파이어 기판에서 분리하고 결함이 있는 LED를 제거하기 위한 레이저 리프트 오프, LTPS-TFT 백플레인 제조 및 완성된 LED의 레이저 절단 등 여러 단계에 사용된다. 엘라스토머 스탬프를 사용하는 특수 매스 트랜스퍼 기술도 연구되고 있다.[61] 다른 회사들은 매스 트랜스퍼 비용을 줄이기 위해 3개의 LED(빨간색 1개, 녹색 1개, 파란색 1개)를 단일 패키지에 포장하는 가능성을 탐구하고 있다.[62][63]

양자점은 마이크로 LED 픽셀의 크기를 줄이는 방법으로 연구되고 있으며, 다른 회사들은 서로 다른 색상의 LED가 필요하지 않도록 형광체와 양자점을 사용하는 것을 탐구하고 있다.[64][65][66][67] 센서는 마이크로 LED 디스플레이에 내장될 수 있다.[68]

130개 이상의 회사가 마이크로 LED 연구 및 개발에 참여하고 있다.[69] 마이크로 LED 조명 패널도 제작되고 있으며, 기존 OLED 및 LED 조명 패널의 대안이다.[70]

디지털 펄스 폭 변조는 마이크로 LED 디스플레이를 구동하는 데 적합하다. 마이크로 LED는 전류 크기가 변경됨에 따라 색상 변화를 경험한다. 아날로그 방식은 밝기를 변경하기 위해 전류를 변경하는 반면, 디지털 펄스를 사용하면 켜짐 상태에 대해 하나의 전류 값만 사용되므로 밝기가 변경될 때 색상 변화가 발생하지 않는다.

2. 1. 초기 연구 개발

2000년 캔자스 주립 대학교의 Hongxing Jiang|홍싱 장영어과 Jingyu Lin|징유 린영어 연구팀이 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 기반 마이크로 LED 기술을 최초로 발명했다.[120][1][2][3][4][5] 이후 여러 연구 기관에서 마이크로 LED 기술의 다양한 응용 가능성을 탐색하기 시작했다.[121][28][29]

마이크로 LED 배열은 광유전학[124][39][40], 가시광 통신[125][41] 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 연구되었다. 초기에는 주로 패시브 구동 방식의 마이크로 LED 배열 및 마이크로 디스플레이가 연구되었다.

2009년, 텍사스 테크 대학교 연구팀은 CMOS 집적 회로와의 통합을 통해 액티브 구동 방식의 VGA급(640 x 480 화소) 마이크로 LED 마이크로 디스플레이를 개발했다.[126][38][42][43][44][45]

2. 2. 상용화 노력

소니(Sony)는 2012년에 "크리스탈 LED 디스플레이"를 출시했으며,[77] 대형 디스플레이 생산에 표면 실장 LED를 사용하는 CLEDIS(Crystal LED Integrated Structure) 브랜드를 발표했다.[78] 2019년 9월 12일, 소니는 1080p에서 16K 디스플레이에 이르는 소비자용 크리스탈 LED 출시를 발표했다.[80]

삼성전자(Samsung)는 CES 2018에서 The Wall이라는 마이크로LED 디스플레이를 시연했다.[81] 2019년 6월 12일, InfoComm 2019에서 삼성은 2K에서 8K까지 구성 가능한 The Wall Luxury 마이크로LED 디스플레이의 글로벌 출시를 발표했다.[84] 2019년 10월 4일, 삼성은 The Wall Luxury 마이크로LED 디스플레이 출하가 시작되었다고 발표했다.[13][85] 2024년 현재 삼성은 이미 The Wall을 포함한 마이크로LED 디스플레이 제품을 출시했으며, 마이크로미터 규모의 LED를 LED 모듈로 이전하여 거의 미세한 광선의 대량 전송 클러스터로 구성된 벽 타일과 유사한 결과를 얻는 기술을 사용한다.[95][96]

삼성의 마이크로LED 디스플레이 - The Wall (2024년 CES에서 데뷔)


삼성의 투명 마이크로LED (2024년 CES에서 데뷔)


삼성은 2024년 CES에서 투명 마이크로LED 디스플레이도 선보였다.[97]

2018년 8월 IFA 2018에서 LG 디스플레이(LG Display)는 마이크로LED 디스플레이를 시연했다.[16] LG전자는 2024년 CES에서 마이크로LED 디스플레이 - LG MAGNIT을 선보였다.[98]

블룸버그 뉴스(Bloomberg News)는 2018년 3월 애플(Apple Inc.)이 마이크로LED 스크린 자체 개발에 300명 정도의 엔지니어를 투입했다고 보도했으며,[86][87] 마이크로LED 디스플레이 자체 디자인을 개발하고 있다고 보도했다. 이러한 디스플레이 도입은 삼성, LG 및 기타 디스플레이 제조업체에 대한 애플의 의존도를 줄이고, 완전한 수직적 통합을 향한 회사의 다른 단계와 일치한다.[100] 마이크로LED로의 전환은 애플 워치(Apple Watch)에서 시작되어, 첫 번째 마이크로LED 시계가 2026년 초에 시장에 출시될 수 있다.[101]

2019년 9월 4일 Touch Taiwan 2019에서 AU 옵트로닉스(AU Optronics)는 마이크로LED 디스플레이를 시연했으며 마이크로LED가 대량 상용화까지 1~2년 남았다고 밝혔다.[93]

2012년, 소니는 최초의 마이크로 LED 디스플레이 제품인 55인치 풀HD 디스플레이 (크리스탈 LED 디스플레이) 시제품을 국제 전자제품 박람회에 참고 출품했고,[108] 2017년에 출시되었다.

2018년, 삼성전자는 세계 최초의 146인치 마이크로 LED 텔레비전 "The Wall"을 발표했으며,[109] 같은 해 여름에 출시되었다.[110] 다만, 이것은 업무용 모델로 전문적인 설치가 필요했다. 또한, 마이크로 LED가 아닌 미니 LED가 아니냐는 지적도 있었다. 2021년에는 가정용 모델의 110인치 사이즈를 출시했으며,[111] 초기 판매 가격은 1.7억원(약 1600만엔)이었다. 이후, 소형 사이즈를 확대하고 있다.[112]

3. 특징

마이크로LED(µLED) 기술은 2000년 텍사스 테크 대학교의 지앙홍싱과 린징위 연구 단체가 캔자스 주립 대학교에 있을 때 처음 발명한 비유기 반도체 기술이다.[120] InGaN 반도체 기반의 전기 주입 마이크로LED에 대한 첫 보고 이후, 여러 단체들이 이 개념을 빠르게 추구하기 시작했다.[121]

마이크로LED 배열은 광유전학용 광원[124] 및 가시광 통신[125] 용도로도 연구되었다. 초기 InGaN 기반 마이크로LED 배열과 마이크로디스플레이는 주로 패시브 구동 방식이었다. VGA 형태의 최초 액티브 구동 방식 자체 발광 InGaN 마이크로LED 마이크로디스플레이(640 x 480 화소, 각 12마이크론 크기, 15마이크론 간격)는 하이브리드 CMOS와 집적회로(IC) 하이브리드 어셈블리를 통해 실현되었다.[126]

2024년 현재 삼성은 The Wall을 포함한 마이크로LED 디스플레이 제품을 이미 출시했다. 삼성의 마이크로LED 디스플레이 기술은 마이크로미터 규모의 LED를 LED 모듈로 이전하여 거의 미세한 광선의 대량 전송 클러스터로 구성된 벽 타일과 유사한 결과를 얻는다.[95][96] 삼성은 또한 2024년 CES에서 투명 마이크로LED 디스플레이를 선보였다.[97] LG 역시 2024년 CES에서 마이크로LED 디스플레이인 LG MAGNIT을 선보였다.[98]

마이크로LED 마이크로디스플레이 측면에서 Jade Bird Display는 AR 및 VR 디스플레이 제품을 위해 대각선으로 3.3mm의 활성 영역과 640X480 해상도를 가진 0.13" 시리즈의 마이크로LED 디스플레이를 출시했다.[99]

블룸버그 뉴스 보고서에 따르면, 애플은 마이크로LED 디스플레이 자체 디자인을 개발하고 있다. 이러한 디스플레이 도입은 삼성, LG 및 기타 디스플레이 제조업체에 대한 애플의 의존도를 줄이고, 완전한 수직적 통합을 향한 회사의 다른 단계와 일치한다.[100] 마이크로LED로의 전환은 애플 워치에서 시작되어, 2026년 초에 첫 마이크로LED 시계가 시장에 출시될 수 있다.[101]

3. 1. 작동 원리

마이크로 LED는 액정 디스플레이(LCD)나 유기 EL(OLED) 디스플레이와는 다른 제3의 영상 표시 방식이다. 디스플레이의 서브 픽셀을 구성하는 R(적색), G(녹색), B(청색) 각각이 독립된 LED로 되어 있어 "자발광"하여 영상을 표시하는 구조로 되어 있다.[103] 약 10μm까지 미세화된 LED가 각각의 발색을 하기 때문에, 화소 수준에서 정밀하게 제어함으로써 압도적인 고화질을 만들어낼 수 있다.[113][114] 또한, 마이크로 LED는 무기물이기 때문에, 유기 EL보다 수명이 길고, 화면의 번짐이 적으며 밝은 화면을 표시할 수 있다. 특히, 3D/AR/VR 디스플레이에서는 더 많은 이미지, 이미지당 픽셀 수, 초당 프레임 수, 고속 응답이 요구되기 때문에, μLED의 나노초 이하의 응답 속도는 다른 디스플레이 기술에 비해 큰 우위를 가진다.[114]

3. 2. 장점

마이크로LED는 LCD 및 OLED 디스플레이보다 더 높은 밝기, 더 낮은 지연 시간, 더 높은 명암비, 더 큰 채도, 자체 발광, 더 나은 효율성, 더 긴 수명 등 성능이 뛰어나다.[75] 고성능, 내구성, 에너지 효율성을 모두 갖춰 주목받고 있으며,[75] 특히 초고휘도는 실외 환경에서 태양 밝기와 경쟁하는 증강 현실 디스플레이 분야에 적합하다.[75]

마이크로 LED는 기존의 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이와는 다른 제3의 영상 표시 방식이다. R(적), G(녹), B(청) 각각의 LED가 독립적으로 빛을 내는 "자발광" 구조로, 디스플레이의 서브 픽셀을 구성한다.. 약 10μm 크기의 미세한 LED가 각각 발색하므로, 화소 수준의 정밀한 제어를 통해 압도적인 고화질을 구현할 수 있다.[113]. 또한, 무기물인 마이크로 LED는 유기 EL보다 수명이 길고, 화면 번짐이 적으며, 밝은 화면을 표시할 수 있다. 3D/AR/VR 디스플레이는 더 많은 이미지, 이미지당 픽셀 수, 초당 프레임 수, 빠른 응답 속도를 필요로 하므로, 나노초 이하의 응답 속도를 가진 μLED가 다른 디스플레이 기술에 비해 큰 장점을 가진다.

4. 제조 기술

텍사스 테크 대학교의 지앙홍싱과 린징위 연구 단체는 캔자스 주립 대학교에 있던 2000년에 비유기 반도체 마이크로LED(µLED) 기술[120]을 처음 발명하였다. InGaN 반도체 기반 전기 주입 마이크로LED에 대한 첫 보고 이후 여러 단체들이 빠르게 이 개념을 추구하기 시작했다.[121] 이와 관련하여 수많은 잠재적인 응용에 대한 개념들이 제시되었다.

마이크로LED 배열은 광유전학용 광원[124] 및 가시광 통신[125]으로도 연구되었다.

4. 1. 칩 제조

InGaN 기반 마이크로 LED 칩 제조 기술은 2000년 텍사스 테크 대학교의 지앙홍싱과 린징위 연구 단체가 캔자스 주립 대학교에 있을 때 처음 발명하였다.[120] InGaN 반도체 기반 전기 주입 마이크로LED에 대한 첫 보고 이후 여러 단체들이 빠르게 이 개념을 추구하기 시작했다.[121]

마이크로LED 화소 배열의 다양한 온 칩 커넥션 스킴을 적용하여 단일 칩 고압 DC/AC-LED 개발을 가능케 했으며,[122] 고압 전기 인프라, 저압 LED 동작, 높은 밝기의 자체 발광 마이크로디스플레이 간의 호환성에 관해 언급하였다.[123]

초기 InGaN 기반 마이크로LED 배열과 마이크로디스플레이는 주로 패시브 구동 방식이었다. 최초의 액티브 구동 방식 비디오 지원 자체 발광 InGaN 마이크로LED 마이크로디스플레이(640 x 480 화소, 각 12마이크론 크기, 15마이크론 간격)는 하이브리드 CMOS와 집적회로(IC) 하이브리드 어셈블리를 통해 실현되었다.[126]

4. 2. 전사 기술

마이크로 LED 디스플레이 제조 방법은 여러 가지가 있다. 플립 칩 방식은 기존 사파이어 기판 위에 LED를 제조하고, 트랜지스터 어레이와 솔더 범프는 기존 제조 및 금속화 공정을 사용하여 실리콘 웨이퍼에 증착한다.[47] 매스 트랜스퍼를 사용하여 여러 천 개의 LED를 한 번에 한 웨이퍼에서 다른 웨이퍼로 옮기고, LED는 리플로우 오븐을 사용하여 실리콘 기판에 접합한다. 플립 칩 방식은 가상 현실 헤드셋에 사용되는 마이크로 디스플레이에 사용된다. 또 다른 마이크로 LED 제조 방법은 LED를 실리콘 기판의 IC 레이어에 접합한 다음 기존 반도체 제조 기술을 사용하여 LED 접합 재료를 제거하는 것이다.[48][49]

현재 제조 공정의 병목 현상은 모든 LED를 개별적으로 테스트하고 엑시머 레이저 리프트 오프 장치를 사용하여 결함이 있는 LED를 교체해야 한다는 점이다. 이 장치는 레이저를 사용하여 LED와 기판 사이의 결합을 약화시킨다. 결함이 있는 LED 교체는 고정밀 픽앤플레이스 머신을 사용하여 수행해야 하며, 테스트 및 수리 프로세스는 몇 시간이 걸린다. 매스 트랜스퍼 공정만으로도 유리 기판이 있는 스마트폰 화면의 경우 18일이 걸릴 수 있다.[50][51][52] 특별한 LED 제조 기술을 사용하면 수율을 높이고 교체해야 하는 결함 LED의 양을 줄일 수 있다. 각 LED는 5μm 크기만큼 작을 수 있다.[53][54][55][56][57] LED 수율을 높이기 위해 LED 에피택시 기술을 개선해야 한다.[58][59][60]

엑시머 레이저는 LED를 사파이어 기판에서 분리하고 결함이 있는 LED를 제거하기 위한 레이저 리프트 오프, LTPS-TFT 백플레인 제조 및 완성된 LED의 레이저 절단 등 여러 단계에 사용된다. 엘라스토머 스탬프를 사용하는 특수 매스 트랜스퍼 기술도 연구되고 있다.[61] 다른 회사들은 매스 트랜스퍼 비용을 줄이기 위해 3개의 LED (빨간색 1개, 녹색 1개, 파란색 1개)를 단일 패키지에 포장하는 가능성을 탐구하고 있다.[62][63]

4. 3. 구동 방식

초기 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 기반 마이크로LED 배열과 마이크로디스플레이는 주로 패시브 구동 방식(passively driven)이었다. 2009년, 홍싱 장(Hongxing Jiang)과 징유 린(Jingyu Lin) 연구 그룹은 하이브리드 CMOS와 집적회로(IC) 하이브리드 어셈블리를 통해, 저전압을 요구하는 VGA 형태(640 x 480 화소, 각 12마이크론 크기에 이들 사이에는 15마이크론)의 최초 액티브 구동 방식(active driven) 비디오 지원 자발광 InGaN 마이크로LED 마이크로디스플레이를 개발했다.[126][38][42][43][44][45]

디지털 펄스 폭 변조(PWM)는 마이크로 LED 디스플레이를 구동하는 데 적합하다. 마이크로 LED는 전류 크기가 변경됨에 따라 색상 변화를 경험한다. 아날로그 방식은 밝기를 변경하기 위해 전류를 변경하는 반면, 디지털 펄스를 사용하면 켜짐 상태에 대해 하나의 전류 값만 사용되므로 밝기가 변경될 때 색상 변화가 발생하지 않는다.

5. 과제

마이크로 LED 기술이 상용화되기 위해서는 높은 제조 비용과 낮은 수율이라는 두 가지 과제를 극복해야 한다.[115][116] 에피택셜 성장 공정의 복잡성과 높은 에너지 소비량, 그리고 매스 트랜스퍼(Mass Transfer) 기술의 낮은 수율은 주요 문제점으로 꼽힌다.[117]

5. 1. 높은 제조 비용

마이크로 LED의 가장 큰 과제는 제조 비용이 높다는 점이다.[115][116] 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 다수의 결정층을 정밀하게 형성하는 에피택셜 성장 공정이나, 기판을 실리콘(Si) 기판으로 교체하는 공정은 매우 복잡하고, 대량의 에너지를 소비하기 때문에 비용을 대폭 절감하기 어렵다.[117]

다수의 LED를 대면적 디스플레이 기판 위에 배열하는 비용 문제는 "매스 트랜스퍼(Mass Transfer)"라는 스탬프 전사법으로 해소되었지만, 수율이 낮다는 과제가 있다.[117]

5. 2. 낮은 수율

매스 트랜스퍼(Mass Transfer)라고 불리는 스탬프 전사법에 의해 다수의 LED를 대면적 디스플레이 기판 위에 배열하는 비용은 해소되었지만, 수율이 낮다는 점이 과제이다.[117]

6. 한국 기업의 현황 및 전망

삼성전자와 LG전자는 마이크로LED 기술 개발에 적극적으로 투자하고 있는 한국 기업이다. 삼성전자는 2018년 CES에서 "더 월"을 선보였고, LG전자는 2018년 IFA에서 마이크로LED 디스플레이를 공개했다. 이후 삼성전자는 지속적으로 관련 제품을 출시하고 있으며, LG전자는 2024년 CES에서 "LG MAGNIT"을 선보였다.

6. 1. 삼성전자

삼성은 CES 2018에서 '더 월(The Wall)'이라는 마이크로LED 디스플레이를 선보였다.[81] 2018년 7월, 삼성은 2019년에 4K 마이크로LED TV를 소비자 시장에 출시할 계획을 발표했다.[82] CES 2019에서는 4K 및 6K 마이크로LED 디스플레이를 시연했다.[83] 2019년 6월 12일, InfoComm 2019에서 삼성은 2K부터 8K까지 해상도 조절이 가능한 '더 월 럭셔리(The Wall Luxury)' 마이크로LED 디스플레이의 글로벌 출시를 발표했다.[84] 2019년 10월 4일, '더 월 럭셔리' 마이크로LED 디스플레이 출하가 시작되었다고 발표했다.[13][85]

2024년 현재 삼성은 이미 '더 월'을 포함한 마이크로LED 디스플레이 제품을 출시했다. 삼성의 마이크로LED 디스플레이 기술은 마이크로미터(μm) 크기의 LED를 LED 모듈로 옮겨, 미세한 광선을 대량으로 모아 벽 타일과 같은 형태로 만든다.[95][96]

삼성은 또한 2024년 CES에서 투명 마이크로LED 디스플레이를 선보였다.[97]

6. 2. LG전자

LG 디스플레이(LG Display)는 2018년 8월 IFA에서 마이크로LED 디스플레이를 선보였다.[16]

LG는 2024년 CES에서 마이크로LED 디스플레이인 LG MAGNIT을 선보였다.[98]

7. 응용 분야

텍사스 테크 대학교의 지앙홍싱과 린징위 연구 단체가 2000년에 처음으로 비유기 반도체 마이크로LED(µLED) 기술을 발명한 이후,[120] 다양한 응용 분야가 연구, 개발되고 있다.

2000년, 홍싱 장(Hongxing Jiang)과 징유 린(Jingyu Lin) 연구 그룹은 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체를 기반으로 한 전기 주입 마이크로 LED에 대한 첫 보고서를 발표했다.[2][3][4][5] AC LED Lighting, LLC (장과 린이 자금을 지원하는 회사)는 마이크로 LED 픽셀 어레이의 다양한 온칩 연결 방식을 사용하여 고전압 전기 인프라와 LED의 저전압 작동 특성 및 고휘도 자발광 마이크로 디스플레이 간의 호환성 문제를 해결하기 위해 단일 칩 고전압 DC/AC-LED를 개발했다.[30][31][32][33][34][35][36][37][38]

마이크로 LED 디스플레이 제조 방법에는 플립 칩 방식, 매스 트랜스퍼 방식 등이 있다.[47][48][49] 제조 공정의 병목 현상을 해결하기 위해 엑시머 레이저, 엘라스토머 스탬프, 양자점 등의 기술이 연구되고 있다.[61][64][65][66][67]

디지털 펄스 폭 변조(PWM)는 마이크로 LED 디스플레이를 구동하는 데 적합하다. 마이크로 LED는 전류 크기가 변경됨에 따라 색상 변화를 경험하는데, 디지털 펄스를 사용하면 밝기가 변경될 때 색상 변화가 발생하지 않는다.

130개 이상의 회사가 마이크로 LED 연구 및 개발에 참여하고 있으며,[69] 마이크로 LED 조명 패널도 제작되고 있다.[70]

삼성(Samsung)과 소니(Sony)의 현재 마이크로 LED 디스플레이 제품은 임의의 크기의 대형 디스플레이를 만들기 위해 타일링할 수 있는 "캐비닛"으로 구성되며, 디스플레이의 해상도는 크기에 따라 증가한다. 또한 물과 먼지로부터 디스플레이를 보호하는 메커니즘이 포함되어 있다. 각 캐비닛은 대각선 92.4cm (36.4inch)의 해상도를 가진다.[71][11][72][12][73][74]

7. 1. 디스플레이

마이크로LED는 TV, 스마트폰, 스마트워치, 증강현실(AR)/가상현실(VR) 기기 등 다양한 제품의 디스플레이에 적용될 가능성이 있다.[120][121][122][123] 초기 InGaN 기반 마이크로LED 배열과 마이크로디스플레이는 주로 패시브 구동 방식이었다. VGA 형태(640 x 480 화소, 각 12마이크론 크기에 이들 사이에는 15마이크론)의 최초 액티브 구동 방식 비디오 지원 자체 발광 InGaN 마이크로LED 마이크로디스플레이는 하이브리드 CMOS와 집적회로(IC) 하이브리드 어셈블리를 통해 실현되었다.[126]

2012년 소니(Sony)는 최초의 마이크로 LED 제품을 시연했지만, 가격이 매우 비쌌다.[46] 이후 삼성(Samsung), LG 디스플레이(LG Display) 등 여러 기업들이 마이크로LED 디스플레이 개발 및 상용화에 참여하고 있다.

2024년 현재 삼성은 The Wall을 포함한 마이크로LED 디스플레이 제품을 출시했다.[95][96]

삼성은 2024년 CES에서 투명 마이크로LED 디스플레이를 선보였다.[97]

LG는 2024년 CES에서 LG MAGNIT 마이크로LED 디스플레이를 선보였다.[98]

마이크로LED는 투명 디스플레이, 플렉서블 디스플레이 등 차세대 디스플레이 분야에서 활용될 가능성이 크다.

7. 2. 기타 응용 분야

마이크로LED 배열은 광유전학 광원[124][39][40] 및 가시광 통신[125][41] 분야에서 활용이 연구되고 있다.

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