마이크로 LED 디스플레이에 대한 도전

인공 지능 및 빅 데이터 시대에 LED 디스플레이는 더 이상 단순한 정보 디스플레이 화면이 아니라 대화 형, 매우 현실적이고 몰입 형 정보 상호 작용 터미널입니다. 3 차원 공간 이미지, 대화 형, 에너지 절약, 얇고 가벼운, 유연한 폴딩 및 컬링, 거대한 크기 등을 실현할 수있는 디스플레이 장치에 대한 요구 사항이 제시됩니다. 재료, 장비, 장치에서 제조 기술에 이르기까지 산업 및 전체 산업 체인이 새로운 혁명에 접어 들고 있습니다. 마이크로 LED 디스플레이 기술이 등장했습니다. 업계 체인 플레이어가 레이아웃의 크기를 계속 늘리므로 첫 번째 기술을 열기 위해 새로운 트랙 "키" 를 해독 할 수있는 사람은 매우 중요합니다.

01. 마이크로 LED는 무엇입니까?

마이크로 LED 디스플레이 기술은 능동 어드레싱 드라이버 기판에 통합 된 미크론 규모의 LED 발광 장치 (μLED) 어레이를 통해 자체 발광 디스플레이 기술입니다. 개별 제어 및 조명을 달성하여 디스플레이 이미지를 출력합니다. 마이크로 LED 디스플레이는 자체 조명, 고해상도, 낮은 응답 시간, 높은 통합, 높은 신뢰성 및 스몰 사이즈, 높은 유연성, 분해 및 병합하기 쉬운 등 많은 장점을 가지고 있습니다. 스몰 사이즈 큰 크기로 모든 디스플레이 응용 프로그램에 적용 할 수 있으며 많은 응용 프로그램 시나리오에서 마이크로 LED 디스플레이는 액정 디스플레이 (LCD) 및 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이보다 더 나은 디스플레이 효과를 제공합니다.

02. 마이크로 LED 기술 도전

마이크로 LED 디스플레이 기술의 급속한 발전에도 불구하고 조명 응용 프로그램에서 디스플레이 응용 프로그램으로 LED의 변환은 LED 확장에 대한 더 높은 요구 사항과 과제를 제시합니다.

(1) 기판 재료의 선택

기판 재료 및 에피택셜 기술의 선택은 마이크로LED 디바이스의 성능에 결정적인 영향을 미친다. 마이크로 LED 칩은 기존 칩보다 50 ㎛까지 작기 때문에 기판 선택 및 에피택셜 기술에 대한 높은 수율과 균일 성 요구 사항은 더 높은 요구 사항과 과제를 제시합니다. 고해상도 디스플레이에 적용 할 때 Micro-LED의 주입 전류 밀도가 매우 낮으며 결함으로 인한 비 복사 재결합이 특히 두드러집니다. 마이크로 LED의 광 출력 효율을 크게 줄입니다. 따라서, 낮은 결함 밀도를 갖는 에피택셜 시트가 마이크로-LED에 필요하다.

현재, 대규모로 상용화될 수 있는 기판은 사파이어, SiC, Si 등을 포함하지만, GaN 에피택셜과 같은 이들 기판은 이종 에피택셜이다. 이종 기판과 GaN 에피택셜층 사이의 격자 부정합 및 열 불일치로 인해, 에피택셜층은 높은 전위 밀도를 갖는다. 사파이어, SiC, Si 및 기타 이종 기판과 비교하여 GaN 재료는 기판으로 에피택셜 시트의 결정 품질을 크게 향상시키고 전위 밀도를 줄이며 작업 수명을 향상시킬 수 있습니다. 장치의 발광 효율 및 작동 전류 밀도. 그러나, GaN 단결정 기판의 제조는 매우 어렵고, GaN 기판은 매우 고가이며, 단지 4 인치 (10.16 cm) 의 최대 크기를 갖는다. 그래서 상용화의 요구를 충족시키기가 어렵습니다.

(2) 파장 균일 성 제어

마이크로 LED 디스플레이 기술은 자체 조명 디스플레이 기술입니다. 고해상도 디스플레이의 적용에서 Micro-LED의 고르지 않은 방출 파장으로 인한 색상 차이는 디스플레이 효과에 큰 영향을 미칩니다. 디스플레이 효과를 보장하기 위해 Micro-LED 에피택셜 웨이퍼의 파장 변화의 표준 편차는 0.8nm 이하로 제어되어야합니다. 따라서, 금속-유기 화학 기상 증착 (MOCVD) 에 의해 InGaN/GaN 양자 우물 에피택셜을 성장시키는 과정에서, 공기 흐름 및 온도 균일성의 제어가 특히 중요하다.


MOCVD의 에피택셜 성장 동안 기류 균일성을 최적화하는 것은 LED의 파장 균일성을 개선하는데 중요한 역할을 한다. 현재 최신 국내 MOCVD 장치 인 Prismo UniMax는이 구역의 온도 제어 기술을 채택하여 에피택셜 성장 중에 전체 온도 분야의 균형을 보장합니다. 한편, MO 소스 및 공기 흐름 균일성과 같은 일련의 변형 제어 기술은 마이크로 LED 디스플레이의 요구를 충족시키기 위해 LED 에피택셜 시트의 파장 균일성을 향상시키는 데 사용됩니다. Micro-LED 애플리케이션에 대한 파장 균일 성의 높은 요구 사항을 고려하여, 흑연 트레이의 설계는 e에피택셜 성장 공정에서 피택셜 시트는 온도 균일성 제어를 더욱 개선하였다.