"마이크로 LED 디스플레이, bLED+QD가 현실적 대안"
"마이크로 LED 디스플레이, bLED+QD가 현실적 대안"
  • 안석현 기자
  • 승인 2018.07.12 13:58
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적⋅녹⋅청색 LED칩 전사 공정은 수율 지나치게 낮아

마이크로 발광다이오드(LED) 디스플레이 양산기술의 난제인 ‘전사(Transfer)’ 공정을 개선하기 위해 새로운 방식의 디스플레이 구조가 제안됐다. 


전사는 개별 LED 칩을 디스플레이 기판 위에 옮겨 심는 과정이다. 마이크로 LED가 워낙 크기가 작고 화소수는 많은 탓에 전사 공정이 수율을 저해하는 요인이 되고 있다.


안종현 연세대학교 전기전자공학부 교수는 12일 서울 여의도 중소기업중앙회에서 열린 ‘마이크로 LED 핵심 기술 이슈 및 산업 적용 방안 세미나’에서 청색 LED와 퀀텀닷(QD) 기술을 결합한 마이크로 LED 디스플레이 구조를 소개했다.


현재 산업계 및 학계서 개발하고 있는 마이크로 LED 디스플레이의 궁극적인 목표는 적⋅녹⋅청색 LED 소자를 각 화소(Pixel)에 심어서 디스플레이를 구현하는 것이다. 빛의 3원색인 적⋅녹⋅청색이 모여 총천연색을 발색하는 원리다. 여기에 빠른 반응속도⋅유연성⋅명암비 등의 장점 덕분에 가상현실(VR)⋅증강현실(AR) 기기용 디스플레이로 활용 가능하다.


문제는 전사 공정의 난제다. 한 변이 100마이크로미터(μm) 이하인 마이크로 LED를 수천만개 만든다고 해도, 이를 디스플레이 기판 위 정확한 위치에 옮겨 심는 게 쉽지 않다. 4K UHD 규격의 디스플레이 위에는 약 830만개의 화소가 있고, 이를 적⋅녹⋅청으로 나누면 총 2400만개가 넘는 화소를 형성해야 한다. 더욱이 적⋅녹⋅청 각 색상별로 위치를 맞추는 것은 현재로서는 양산성이 나오지 않는다.



▲안종현 연세대학교 교수가 마이크로 LED 디스플레이에 대해 발표하고 있다. /KIPOST



안 교수는 “적⋅녹⋅청 화소별로 전사하는 기술은 난제가 산적해 있다”며 “청색 LED와 QD를 이용한 기술이 현실적 대안이 될 것”이라고 강조했다.


우선 색상 구분 없이 기판 위에 빼곡하게 청색 LED를 심은 뒤, 적색과 녹색은 청색 LED 위에 QD를 도포하거나 컬리필터에 QD를 적용하는 방식으로 구현하면 된다. QD는 청색 빛을 받으면 사이즈에 따라 각기 다른 빛을 내뿜는다. 54nm 이하로 제조하면 적색, 40nm 이하로 만들면 녹색으로 변환한다.


이 방법 역시 기판 위에 청색 LED를 전사해야 하는 건 마찬가지지만 적⋅녹⋅청색을 색상별로 전사하는 것 보다는 수율을 높일 수 있다. 또 롤투롤(roll to roll) 공정처럼 고속 전사가 가능한 기술을 적용하기도 용이하다.


안 교수는 “가까운 미래에 마이크로 LED 디스플레이를 양산한다면 이 방식이 가장 유력할 것으로 보인다”며 “국내외 디스플레이 업체들도 이 기술을 검토 중인 것으로 안다”고 말했다.


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