LEDinside의 최신 연구 결과에 따르면 마이크로 LED는 2018년까지 양산에 들어갈 것입니다.LEDLEDinside는 기술을 종합적으로 다루고 시장 잠재력을 활용하여 연혁, 현황, 이론, 제조 공정 및 관련 제조업체를 구성했습니다.

역사

마이크로 LED의 역사는 1990년대 TFT-LCD 개발이 등장한 TFT-LCD 디스플레이 백라이트 모듈 애플리케이션의 개발로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 채도가 높고 에너지 효율이 높으며 얇다는 LED 기능으로 인해 일부 제조업체에서는 LED를 백라이트 소스로 사용했습니다. 그러나 명백히 높은 비용과 열악한 열 방출, 낮은 광전 변환 효율 등의 요인으로 인해 TFT-LCD 제품에는 널리 적용되지 않았습니다.

2000년이 되어서야 형광체 분말을 코팅한 청색 LED가 전기에 의해 여기되어 백색광을 방출하는 백색 LED 칩 기술이 발전했습니다. 2008년까지 백색 LED 백라이트 모듈은 기하급수적으로 성장하여 단기간에 CCFL을 완전히 대체했습니다. 주요 응용 분야에는 스마트폰, 태블릿, 노트북, 탁상용 모니터 및 TV가 포함됩니다.

그러나 TFT-LCD는 자체 발광 특성과 이론으로 인해 개방 셀 투과율이 7% 미만으로 떨어지게 되어 TFT-LCD에서 낮은 광전 변환 효율을 발생시킵니다. 또한 백색 LED의 채도 성능은 RGB LED보다 훨씬 낮기 때문에 대부분의 TFT-LCD 제품은 NTSC가 72%에 불과합니다. 또한 실외 환경에서 TFT-LCD의 주요 결함은 밝기가 1,000nits 이상에 도달하지 못해 낮은 이미지 품질과 색상 인식을 유발한다는 것입니다. 다른 솔루션 및 개발에는 RGB LED를 자체 발광 픽셀 마이크로 LED 디스플레이로 사용하는 것이 포함됩니다.

현재 상황

LED가 성숙하고 진화함에 따라 마이크로 LED 디스플레이는 2010년 현재 완전히 새로운 형태로 등장했습니다.

Sony는 개발 역사에서 2012년 Full HD 해상도를 활용하는 새로운 마이크로 LED 디스플레이 기술인 55인치 "Crystal LED Display"를 출시했습니다. 디스플레이는 고해상도 디스플레이를 위해 약 622만 개의 마이크로 LED(공식: 1920 x 1080 x 3)를 사용하고 명암비는 100만 대 1에 달할 수 있으며 색 채도는 NTSC 140%입니다. 디스플레이 역시 반응시간과 수명 문제가 없지만, 디스플레이에 내장된 단일 마이크로 LED를 사용하기 때문에 제품이 상용화되고 양산되기까지는 여전히 많은 비용과 기술 장벽을 극복해야 한다.

이론적으로 마이크로 LED는 다양한 크기의 디스플레이에 적용될 수 있지만 제조 공정 및 수율은 디스플레이 해상도 요구와 음의 상관 관계가 있습니다. 따라서 OLED에 비해 크기가 작고, 수율이 높으며, 실외 환경에서 휘도가 높기 때문에 웨어러블 장치와 같은 소형 디스플레이 응용 분야에 먼저 제품이 도입되고 있습니다. 또한 에너지 소비가 적습니다.

기판과 에피 웨이퍼 층을 포함하는 평균 LED 칩은 약 100~500미크론(μm)을 측정하는 반면, 첨단 마이크로 LED 디스플레이 연구는 현재 기계적 또는 화학적 공정으로 4~5μm 두께의 LED 표면을 제거하여 칩을 옮기는 데 중점을 두고 있습니다. IC 보드.

Micro LED 디스플레이는 TFT-LCD와 LED 기술의 특징을 결합한 것으로 재료, 제조 공정, 장비 개발 면에서 OLED 기술보다 더 성숙한 기술입니다. 또한 마이크로 LED 제품 사양은 TFT-LCD 또는 OLED보다 훨씬 더 발전되어 유연성, 투명 디스플레이를 포함한 더 광범위한 응용 분야를 포괄하며 보다 실현 가능한 차세대 디스플레이 기술입니다.

2010년부터 제조사들은 통합과 연구개발을 통해 마이크로 LED 디스플레이 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다. 그러나 마이크로 LED 디스플레이는 표준화된 마이크로 LED 구조가 없고 제조사들은 양산, 드라이버 IC 설계 등의 전선에서 경쟁하며 적극적으로 특허 전략을 펼치고 있다.

2016년 현재 마이크로 LED 특허 출원을 주도하는 제조업체에는 Apple 계열사인 Luxvue, Mikro Mesa, Sony, Leti 등이 있습니다. 또한 관련 기술 개발에 투자하는 많은 기업과 연구 센터가 있습니다.

주요 개발자 및 제조업체

(주최 LED인사이드)

이론

이론상 마이크로 LED 디스플레이는 LED 구조를 더 얇고, 더 작게, 어레이 구조로 만들고 있습니다. 개별 마이크로 LED는 일반적으로 1~10μm 범위이며 IC 기판에 대량으로 전송됩니다. 기질은 단단하거나 유연하거나 투명하거나 투명하지 않을 수 있습니다. 물리적 기상 증착을 사용하여 보호층을 완성하고 상부 전극을 형성함으로써 단순한 구조의 마이크로 LED 디스플레이로 패키징할 수 있습니다.

디스플레이를 제조하는 방법? LED 칩 표면은 각 픽셀이 개별적으로 제어되고 밝기로 구동될 수 있는 어레이 구조에 배치되어야 합니다. 보완적인 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)가 능동 마이크로 LED 구조의 주요 프레임워크가 된다면 마이크로 LED 칩 어레이와 CMOS가 패키지 기술을 사용할 수 있습니다.

패시브 마이크로 LED 구조는 마이크로 LED를 접착하고 마이크로 렌즈 어레이는 LED 밝기와 대비를 향상시킬 수 있습니다.

마이크로 LED 구조.

마이크로 LED 구조

고전적인 마이크로 LED 구조는 직접 밴드갭 반도체 재료로 만들어진 PN 접합 다이오드 튜브로, 마이크로 LED가 반도체 전도대의 순방향 바이어스된 전자가 가전자대의 정공과 재결합하여 단색광을 방출하는 광자를 방출합니다. 일반적으로 마이크로 LED의 최대 FWHM(Full Width at Half Maximum) 선폭은 20nm이며 120% NTSC 이상의 높은 채도를 제공할 수 있습니다.

2008년부터 LED 광전 효율은 100lm/W 이상으로 크게 증가했으며 대량 생산 요구 사항에 도달했습니다. 따라서 마이크로 LED 디스플레이는 자체 발광 특성과 빛의 손실을 일으키지 않는 단순한 구조로 인해 낮은 에너지 소비 및 고휘도 설계를 쉽게 달성할 수 있습니다.

이것은 디스플레이 애플리케이션의 두 가지 주요 문제를 해결할 수 있습니다. 첫 번째는 디스플레이 에너지 소비가 80%에 달하는 웨어러블, 스마트폰 및 태블릿 장비입니다. 낮은 에너지 소비를 사용하는 디스플레이 기술은 배터리 내구성을 연장할 수 있는 반면 특정 환경의 강한 조명 아래에서는 디스플레이가 눈부심, 저해상도를 생성할 수 있는 반면 디스플레이 밝기를 높이는 기술은 더 넓은 범위의 제품에 적용될 수 있습니다.

(주최 LED인사이드)

제조 방법 및 기술 개발

반도체 칩 공정의 소형화는 한계에 다다랐지만 소형화의 성장 여지는 여전히 크다. 마이크로 LED의 제조 방법은 크게 3가지로 칩 본딩, 웨이퍼 본딩, 박막 전사로 나눌 수 있습니다.

각 제조공정의 장점과 제조공정에 관여하는 기업.

칩 본딩

LED를 마이크로 크기의 Micro LED 칩(Epi-wafer 필름 및 기판 포함)으로 분할하거나 SMT 및 COB 기술을 사용하여 마이크로 LED 칩을 디스플레이 기판에 하나씩 접합할 수 있습니다.

웨이퍼 본딩

LED EPI 웨이퍼 필름은 ICP(Inductively Coupled Plasma) 에칭기를 사용하여 마이크로급 마이크로 LED EPI 웨이퍼 필름 구조를 형성하며, 일단 이 구조가 굳어지면 디스플레이 피치가 됩니다. EPI 웨이퍼와 기판을 포함하는 LED 웨이퍼가 IC 기판에 직접 결합되면 제조업체는 기계적 또는 화학적 처리를 사용하여 기판을 벗겨내고 디스플레이를 구성하는 4-5 마이크론 두께의 마이크로 LED EPI 웨이퍼 필름 구조를 남깁니다. IC 드라이버 기판의 픽셀.

박막 전사

기계적 또는 화학적 방법을 사용하여 LED 기판을 벗겨내고 임시 LED EPI 웨이퍼로 교체하여 마이크로 LED EPI 웨이퍼 구조를 형성합니다. 또 다른 방법은 ICP(Inductively Coupled Plasma) 식각기를 사용하여 마이크로 LED EPI 웨이퍼 구조를 형성한 다음 기계적 또는 화학적 방법을 사용하여 기판을 제거하고 일시적으로 다른 박막으로 교체하는 것입니다.

마지막으로 드라이버 IC 기판에 필요한 디스플레이 피치는 선택적 전송 고정 장치를 사용하여 마이크로 LED EPI 웨이퍼 박막 구조를 대량 전송하여 기판에 결합하고 디스플레이 픽셀을 형성합니다.

결론

Micro-LED 디스플레이는 막대한 R&D 자금을 지원받고 주요 기업의 주목을 받았으며 사양이 LCD를 능가하여 OLED 화질에 필적하지만 현재 단계에서 micro-LED 디스플레이는 세 가지 주요 장벽으로 인해 여전히 흔하지 않습니다.

1)칩 본딩

이미 성숙한 LED 스트립 조명 제조 공정을 예로 들면, 특히 디스플레이에 수백만 개의 LED를 내장하는 LED 조명 스트립의 결함이나 문제는 매우 어려운 기술입니다. LCD와 OLED는 서로 다른 단계를 거쳐 제조되면서 더 나은 수율 성능을 보입니다.

2)LED 구성 요소에 본딩.

LED 플립 칩은 크기가 작고 금속 본딩 와이어가 필요 없는 소형화 공정으로 인해 마이크로 LED 디스플레이 제조에 적합합니다. 또한 플립 칩 수율에 여전히 특정 문제가 있지만 기술이 더 포괄적이고 막대한 자금을 지원받았음에도 LED 간의 격차를 줄일 수 있습니다. 또한 꾸준히 개선되고 있습니다.

3) 마이크로 LED의 대량 전송.

미래에 마이크로 LED 디스플레이에서 가장 어려운 프로세스는 임베디드 LED 프로세스가 대량 생산 방법을 사용할 수 있을 것이며, 특히 RGB LED는 단색 애플리케이션에서 훨씬 더 어려운 문제를 제시합니다. 그러나 미래에는 LED 접착제 및 인쇄 기술이 발전함에 따라 마이크로 LED 디스플레이가 양산 단계에 진입하는 것이 유리할 것입니다.

키워드

미세화; 기술; 

• 출처:ledinside

  자세한 내용은 당사 웹사이트를 참조하십시오.www.powerwaywafer.com, 이메일을 보내주십시오.sales@powerwaywafer.com또는powerwaymaterial@gmail.com.