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마이크로 LED 핵심 기술과 응용 원문보기

인포메이션 디스플레이 = Information display, v.19 no.1, 2018년, pp.22 - 32  

김자연 (한국광기술원, 광응용연구본부) ,  사기동 (한국광기술원, 광응용연구본부)

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문제 정의

  • 지금까지 마이크로 LED의 핵심 기술 내용에 대하여 알아보았다. 마이크로 LED는 극도로 작은 크기와 얇은 두께로 다양한 분야로 응용될 수 있는데 지금부터 디스플레이 및 다양한 응용기술에 대하여 소개하고자 한다.
  • 럭스뷰가 보유한 특허는 마이크로 LED를 플렉시블 혹은 평면기판위에 이송하는 기술로 프로그래밍을 통해 임의로 선택한 칩 또는 어레이만을 이송할 수 있는 장점을 가지고 있다. 모바일 OLED시장의 90%를 삼성디스플레이가 주도하고 있고 애플제품의 가장 높은 생산단가를 차지하는 디스플레이부품기술을 자사화하여 주도권을 차지하려는 것이 목표이다.[4]
  • 본고에서는 이러한 마이크로 LED에 대한 특징과 핵심 기술 및 다양한 응용분야에 대하여 소개하고자한다.
  • 전사 기술로는 그림 12와 같이 아주 다양한 방법이 제안되었으나 대표적으로 럭스뷰에서 제안한 Pick up Heads 방법, X-Celeprint, UIUC에서 제안한 탄성 트랜스퍼 프린팅(Elastomer Transfer printing)방법 및 최근 한국광기술원에서 연구한 결과를 소개하고자 한다.
  • 지금까지 마이크로 LED의 핵심 기술 내용에 대하여 알아보았다. 마이크로 LED는 극도로 작은 크기와 얇은 두께로 다양한 분야로 응용될 수 있는데 지금부터 디스플레이 및 다양한 응용기술에 대하여 소개하고자 한다.

가설 설정

  • 그림 5처럼 10 um × 10 um 크기의 마이크로 LED를 20 µm 간격의 초미세 폭의 레이저를 이용하여 절단할 경우에 LED 웨이퍼의 90% 정도가 손실된다.[1] 따라서 칩의 손실을 최소화할 수 있는 기판 분리 공정이 필수적이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
마이크로 LED란 무엇인가? 조명용으로 쓰이는 LED는 주로 1000 µm × 1000 μm의 크기이다. 이러한 LED의 면적을 1/100 이하로 줄이면 머리카락 두께 정도인 100 µm × 100 μm 크기가 되는데, 이러한 LED를 마이크로 LED라 한다. 이러한 마이크로 LED는 스트레처블 기판 및 유연기판, 3차원 구조의 기판에 실장 할 수 있게 되어 웨어러블 디스플레이, 피부 부착형 의료기기, 반도체 장비, 자율주행 센서 및 빅데이터 서비스용 광원 등과 같은 다양한 분야에 적용할 수 있다.
마이크로 LED의 적용 분야는? 이러한 LED의 면적을 1/100 이하로 줄이면 머리카락 두께 정도인 100 µm × 100 μm 크기가 되는데, 이러한 LED를 마이크로 LED라 한다. 이러한 마이크로 LED는 스트레처블 기판 및 유연기판, 3차원 구조의 기판에 실장 할 수 있게 되어 웨어러블 디스플레이, 피부 부착형 의료기기, 반도체 장비, 자율주행 센서 및 빅데이터 서비스용 광원 등과 같은 다양한 분야에 적용할 수 있다.[1-4]
디스플레이 화소에 적용되는 마이크로 LED의 파장 편차는 어느 수준을 만족하여야 하는가? 이러한 파장 편차를 가지는 LED를 조명에 적용 시에는 큰 문제가 되지 않았지만, 이를 디스플레이에 적용 시에는 사람의 눈은 매우 민감하기 때문에 불량 화소가 될 수 있다. 따라서 디스플레이 화소에 적용되는 마이크로 LED는 ± 1 ~ 3 nm 이내의 매우 엄격한 파장의 오차범위를 가지는 에피 성장기술이 요구된다.
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참고문헌 (13)

  1. Yole development, MicroLED Display Report, YDLS17003, 1 (2017). 

  2. Ja-Yeon Kim, Yoo-Hyun Cho, Hyun-Sun Park, Min-Ki Kwon, Scientific Reports, Submitted (2018). 

  3. 김자연, LED융복합 핵심기술세미나, LED 디스플레이 기술동향, (2017). 

  4. 조정선, ICT SPOT ISSUE, 7호 (2017). 

  5. Hoon-sik Kima,Eric Bruecknerb, Jizhou Songc, Yuhang Lid, Seok Kim, Chaofeng Lud, Joshua Sulkin, Kent Choquette, Yonggang Huang, Ralph G. Nuzzoa, and John A. Rogers, PNAS, 10072, 108, no. 25 (2011). 

  6. Sang-Il Park, Yujie Xiong, Rak-Hwan Kim, Paulius Elvikis, Matthew Meitl, Dae-Hyeong Kim, Jian Wu, Jongseung Yoon, Chang-Jae Yu, Zhuangjian Liu, Yonggang Huang, Keh-chih Hwang, Placid Ferreira, Xiuling Li, Kent Choquette, and John A. Rogers, Science, 325, 977 (2009). 

    상세보기 crossref

  7. US patent 9, 105, 492 

  8. M. Cooke, Semiconductor TODAY Compounds & Advanced Silicon, 6, 100 (2011). 

  9. International Consumer Technology Association 전시회 (Las Vegas, CES 2017). 

  10. D. Kim, N. Lu, Y. Huang, and J. A. Rogers, Materials Research Society, 37 (2012). 

  11. P. H, S. Lee, S. Park et al. Eur J Cancer, 50, 1259 (2014). 

    상세보기 crossref

  12. D.Priyanka, J.D. Nanaware, International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication, 3, 1599 (2015). 

  13. S. Teli ; W. A. Cahyadi ; Y. Chung, IEEE Communications Magazine, 55, 156 (2017). 

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