차세대 주류 디스플레이 기술에 대해 읽어보세요 - Micro-LED

현 시대에 디스플레이 기술은 스마트폰, VR/AR 기기, 웨어러블 제품, 차량용 디스플레이, 태블릿/컴퓨터, 레이저 프로젝션 등을 망라하여 정보 교환의 핵심 방식이 되었습니다.

 

마이크로 LED기술은 "차세대 주류 디스플레이 기술"로 알려져 있으며 개발 및 산업화가 가속화되고 시장 기회가 증가하고 있습니다.

국내 선두 기업의 레이아웃

 

Tianma Microelectronics는 2017년부터 높은 PPI, 고휘도 및 높은 밝기에 중점을 두고 Micro-LED 기술에 투자해 왔습니다.투명 디스플레이. 회사는 업계를 선도하는 다수의 마이크로 LED 제품을 출시했습니다.

 

2022년 Tianma는 세계적으로 기성 기술이 없는 경우를 대비해 레이저 공정과 맞춤형 장비를 활용해 대규모 이전부터 디스플레이 모듈까지 풀 프로세스 마이크로 LED 생산 라인 구축에 투자했다. 완전 자동 생산을 실현합니다. 이 라인은 2024년 6월 26일에 첫 번째 생산을 성공적으로 시작했으며, 그 동안 공급망 회사와 협력하여 30개 이상의 생산 장비 및 재료가 개발되었습니다.

1월 31일 BOE Huacan Optoelectronics Zhuhai Micro LED 웨이퍼 제조 및 패키징 테스트 기반 프로젝트가 종료되었습니다. 이 프로젝트는 약 217에이커에 달하는 면적에 약 20억 위안을 투자해 2024년 9월에 첫 번째 제품을 조명할 예정이며 대량 생산할 예정입니다. 올해 12월 생산, 향후 연간 생산량 58,800대 달성 예정마이크로 LED웨이퍼.

자료에 따르면 2023년 마이크로 LED 칩 시장 규모는 약 3,200만 달러이며, 2025년 글로벌 마이크로 LED 시장 규모는 2025년에는 35억 달러를 넘어설 것으로 예상된다. 2027년에는 100억 달러 달성.

 

마이크로 LED - 차세대 주류 디스플레이 기술

 

mLED 또는 μLED라고도 알려진 마이크로 LED는 마이크론 규모의 전자발광 장치로 구성된 장치입니다. 대량 전사 기술을 통해 이러한 장치는 단단하거나 유연한 기판으로 전사된 다음 보호 층 및 전극과 함께 포장될 수 있습니다.

마이크로 LED 디스플레이 원리

 

MicroLED 기술의 핵심은 픽셀 구조에 있으며, 각 픽셀은 빨간색, 녹색, 파란색 원색 하위 픽셀로 구성됩니다. 각 하위 픽셀을 독립적으로 제어하여 디스플레이의 밝기, 색상 및 대비를 정밀하게 조정할 수 있습니다. MicroLED 디스플레이 시스템에서는 각 LED에서 방출되는 빛이 렌즈와 거울에 의해 처리되어 최종적으로 디스플레이 화면에 픽셀을 형성하고 컬러 필터에 의해 조정되어 원하는 색상 성능을 보여줍니다. 이 기술의 장점은 매우 높은 밝기, 대비 및 색상 정확도를 제공할 수 있다는 것입니다.

 

나아가 마이크로주도의어레이는 수직으로 교차 배열된 양극 및 음극 그리드 전극에 의해 각 마이크로 LED의 양극 및 음극에 연결됩니다. 이렇게 연결하면 특정 순서로 전극선을 활성화하여 스캔하여 마이크로 LED가 켜지고 이미지 표시가 가능해집니다.

마이크로 LED 공정

 

마이크로 LED(Micro-LED)는 박막화, 소형화, 어레이 처리한 LED 구조로 크기는 1~100μm 정도이다. 이 기술에는 마이크로 LED를 일괄적으로 회로 기판(단단하거나 부드럽거나 투명하거나 불투명할 수 있음)으로 옮기는 작업이 포함됩니다. 다음으로 물리적 증착 공정을 통해 보호층과 상부 전극을 추가하고, 최종적으로 상부 기판을 패키징해 마이크로 LED 디스플레이를 완성한다.

마이크로 LED 디스플레이는 그레인, 패키지, 통합 프로세스, 백플레인 및 드라이브 측면에서 기존 LED 디스플레이와 근본적으로 다릅니다.

 

마이크로 LED 제조 공정은 주로 다음과 같습니다.

 

첫째, 미세 가공 공정 기술을 통해 LED 크리스탈을 박막화, 소형화, 어레이화한 것이다.

현재 반도체와 칩의 공정 미세화가 한계에 가까워지고 있지만 마이크로 LED 공정은 여전히 ​​성장 여지가 크다. 사용되는 세 가지 주요 방법은 칩 레벨 용접, 에피택셜 레벨 용접, 필름 전사입니다.

 

칩 본딩(칩 레벨 본딩)

 

칩 레벨 용접에는 LED를 마이크론 크기의 마이크로 LED 칩으로 분할하고 SMT 또는 COB 기술을 사용하여 디스플레이 보드에 접착하는 작업이 포함됩니다. 이 방법은 전송 간격을 조정할 수 있지만 일괄적으로 전송할 수는 없습니다.

 

SMT는 리플로우 용접이나 용접 조립과 같은 딥 용접 방법을 사용하여 PCB 또는 기타 기판 표면에 칩 부품을 장착함으로써 전자 조립 분야에서 널리 사용됩니다. 단계에는 재료 검사, 스크린 페이스트, 패치, 건조, 리플로우 솔더링, 세척, 플러그인, 웨이브 솔더링, 재세척, 검사 및 수리가 포함됩니다.

 

COB는 LED 웨이퍼를 PCB에 직접 캡슐화해 CELL 유닛으로 결합하는 소형 피치 디스플레이 기술이다. SMD 기술과 비교하여 COB 패키징 기술은 고유한 장점을 가지고 있습니다.

웨이퍼 본딩(에피택셜 용접)

 

에피택셜 레벨 용접은 유도결합플라즈마이온에칭(ICP) 기술을 이용해 LED 에피박막층 위에 마이크로미터 수준의 마이크로 LED 에피택시박막 구조를 직접 형성하는 방식이다. 이 구조의 고정 간격은 디스플레이 픽셀에 필요한 간격입니다.

 

그런 다음 에피택시층과 기판이 포함된 LED 웨이퍼를 구동 회로 기판에 직접 연결하고 물리적 또는 화학적 메커니즘을 사용하여 기판을 벗겨내면 4~5μm의 Micro-LED 에피택셜 필름 구조만 남게 되어 디스플레이 픽셀을 형성합니다. 드라이브 회로 기판에. 이 방식의 장점은 일괄 전송이 가능하다는 점이지만, 전송 간격을 조정할 수 없다는 단점이 있다.

박막 전사 박막 전사

 

LED 기판은 임시 기판을 사용하여 Micro-LED 필름 층을 고정하는 물리적 또는 화학적 수단으로 제거됩니다. 그런 다음 유도 결합 플라즈마 식각을 통해 마이크론 구조를 형성한다. 또 다른 방법은 먼저 식각한 후 LED 기판을 벗겨내는 것이다. 드라이브 회로의 디스플레이 포인트 간격 요구에 따라 Micro-LED 필름은 선택적 전송 도구를 사용하여 일괄적으로 드라이버 보드로 이동되어 디스플레이 포인트 어셈블리를 완성합니다. 이 공정은 비용이 저렴하고, 디스플레이 기판의 크기에 제한을 받지 않으며, 대규모 전송이 가능합니다.

 

둘째, 회로 기판으로 일괄 전송 - 대용량 전송 기술

 

마이크로 LED 기술의 핵심은 칩에 매우 작은 등기구를 밀집하게 통합하는 것입니다. 이를 위해서는 특수 프로세스, 즉 대형 마이크로 전송(대형 전송이라고도 함) 기술이 필요합니다.

이 기술에는 작은 TFT 회로 기판에 수백에서 수천 개의 기본 LED 그레인을 정밀하게 납땜하는 작업이 포함되며, 이는 매우 높은 고장률을 요구합니다. 이 목표를 달성하기 위해 다양한 기술이 존재하지만 대량이전은 여전히 ​​대량생산이 필요한 기술이다.

물질 전달 기술은 정밀 잡기, 자가 조립, 선택적 방출 및 전달의 네 가지 범주로 분류됩니다.

 

고색상, 고해상도 화면에 대한 시장 수요가 증가함에 따라 마이크로 LED 컬러화는 연구의 초점이 되었습니다. 현재 주요 구현 방법은 다음과 같습니다.RGB 3색 LED 방식, UV/청색 LED 발광매질 방식 및 광학렌즈 합성 방식.

AR/VR 시장이 지속적으로 성장함에 따라 기존 LCD 및 OLED 디스플레이가 더 이상 충족할 수 없는 고성능 패널에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 시장에서는 성능을 개선하고 미래 개발 표준을 충족하기 위해 새로운 디스플레이 기술이 시급히 필요합니다. 새롭게 떠오르는 솔루션인 마이크로 LED 기술의 특성으로 인해 이러한 요구 사항을 충족할 수 있는 강력한 경쟁자가 되었습니다.