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디스플레이 기대주, 마이크로 LED가 넘어야할 산 '전사기술'

상용화와 대량생산을 위해서는 새로운 전사방식 개발해야...
정동희 기자l승인2017.07.21 16:25:43l수정2017.07.21 18:22

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[CCTV뉴스=정동희 기자] 마이크로 LED 제조업체가 LED 효율과 생산량을 향상하기 위해 가장 많은 연구를 하는 것이 바로 전사기술이다. 마이크로 LED 칩을 빠르고 정확하게 백플레인에 전사하는 것은 현재 마이크로LED의 상용화와 대량 생산하는 데 있어 가장 큰 해결과제다.

마이크로 LED 제조공정에 있어 전사기술은 가장 어려운 부분을 차지한다. 마이크로 단위의 칩을 정확하고, 손상 없이 전사하기는 매우 어렵다. 성공적인 전사과정을 위해서는 장비의 정확도, 수율, 전달 시간, 검사, 처리비용 등 많은 요소가 작용한다.

마이크로 LED는 기존의 LED와 비교했을 때 픽셀 크기의 차이가 크다. 이는 결국 기존의 전사기술을 활용하기에는 한계가 있다는 의미다. 새로운 전사기술을 직접 개발하는 것은 많은 비용과 개발기간이 필요하다. 이 때문에  기존 기술을 활용해 낮은 픽셀과 효율의 칩을 생산하며 개발 기간 단축을 우선과제로 프로토타입에 집중하고 있는 경우도 있다.

▲ 럭스뷰(Luxvue)와 X-Celeprint의 전사방식

일반적으로 3000μm 광원을 가진 3030 LED와 같은 표준 LED는 SMT 장비로 전사할 수 있다. 광원의 크기가 100μm 정도라면 다이 본더 (die bonder)로 칩을 이송 할 수 있다. 문제는 칩 사이즈가 10μm로 줄어들었을 때 기존의 픽앤 플레이스(Pick & Place) 방식의 전사기술에서는 문제가 발생한다는 것이다.

마이크로 LED 칩을 백플레인에 정확하게 전사하려면 장비의 정확도가 ± 1.5μm 미만 이여야 한다. 그러나 일반적으로 기존 전사 장비의 정확도는 ± 34μm다. 본딩 작업 또한 기존의 칩 본딩이나 웨이퍼 본딩을 적용하기엔 생산 능력과 시간이 많이 소요된다. 

결국, 마이크로 LED의 상용화와 대량생산을 위해서는 마이크로 LED의 적합한 전사 기술이 개발돼야 한다. 현재 몇 가지 가능성 있는 마이크로 LED 전사기술로는 ▲정전기 방식(정전기를 이용 칩을 순간적으로 전사) ▲반데르 발스 힘 방식(원자 또는 분자의 전하 분포가 순간적으로 달라지면서 생기는 인력을 이용한 전사) ▲럭스뷰(Luxvue)사의 정전 헤드(electrostatic head) 이용방법 ▲X-Celeprint사의 탄성고무 스탬프 방식 등이 있다.

#마이크로 LED#디스플레이#전사기술

정동희 기자  dhjung@epnc.co.kr
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