Local Dimming의 새로운 물결 - Micro LED의 시대

1. Micro LED란 무엇인가?

 

Mini LED와 OLED에 이어서 차세대 디스플레이로 떠오르는 기술로 Micro LED가 있습니다. Micro LED란 정확한 표준이 있는 것은 아니지만 일반적으로 100㎛ 이하의 수~수십㎛의 LED Chip을 광원으로 사용하여 구현한 디스플레이입니다. 최근 들어 Flexible display에 대한 관심과 수요가 높아지면서 관련한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. Micro 단위의 LED를 접거나 휘어도 파손되지 않는 수준으로 단일 광원으로 실장하여 유연한 기판위에 제작할 수 있다면 Flexible display로 구현이 가능합니다.

 

 또한 높은 효율성과 해상도, 유연성과 공기 및 수증기에 민감하지 않은 점들은 OLED 대비 장점으로 평가받고 있으며 결정적으로 OLED 대비 번인 현상이 없고 수명이 길어서 미래의 혁신적인 디스플레이로 주목 받고 있습니다. 

 

 

2. Micro LED는 어디에 쓰일까?

 

1) VR

 

 VR기기를 사용할 때 현실감을 최적으로 느끼기 위해 필요한 것은 해상도와 반응속도입니다. 기존의 LCD의 저조한 반응속도를 통해서는 잔상 또는 화면 깜빡거림 이슈가 생겨 어지러움을 유발하는 경우가 많습니다. 잔상과 깜빡거림 이슈는 OLED로도 해결이 가능하지만 Micro LED는 2000PPI가 넘는 초고해상도와 나노스케일의 반응속도가 가능합니다. 

 

2) 초대형 디스플레이 

 

 디스플레이가 커질수록 전류랑이 능가하여 RGB를 각각 만들기 어렵습니다. OLED와 Mini LED로 구현하기 어려운 초대형 디스플레이는 저전력, 수명이 긴 Micro LED로 옥외 전광판 같은 대형 디스플레이에 상용화 되어질 수 있습니다. 

 

3) 웨어러블 디스플레이(Wearable display)

 

 웨어러블 기기이 문제점 중 하나는 소비전력입니다. 하지만 OLED 대비 5배 낮은 전력 소모량 덕분에 Micro LED는 스마트워치 같은 기기에 적합합니다. 또한 각 화소별 구동이 가능하다는 장점을 활용하여 옷의 패턴을 조작할 수 있는 스마트 LED 드레스에도 적용이 가능합니다. 

 

4) 바이오 산업

 

 접거나 휠수 있는 디스플레이로 매우 작은 크기로서 광역학 치료방법으로 인체 삽입형 치표부품까지 실현 가능하여 바이오 산업에 접목할 수 있습니다. 

 

5) 자율 주행 자동차

 

 자율 주행 자동차의 경우 중단거리 안전 및 라에다 센서용 광원으로 활용이 가능하며 주행 정보를 전면 유리계기판에 보여주는 헤드업디스플레이(HUD)에도 적용할 수 있습니다. 

 

 

 

 

3. Micro LED 시장 전망

 

 세계 LED 시장 구모는 2020년 4억9백만달러에서 2026년 188억 달러까지 89.3%의 CAGR로 성장할 것으로 예상되지만 시장이 성장을 위해서 아직 해결되어야 할 많은 과제들을 안고 있습니다. 

 

1) Micro LED 시장의 견인

 

 보다 밝고 전력 효율이 높은 디스플레이 패널에 대한 수요가 증가함에 따라서 스마트워치, 스마트폰, TV, AR/VR 기기 등에 상용화가 예상됩니다. 이 제품들을 중심으로 애플, 삼성 등 Micro LED에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 향후 시장의 성장을 주도할 것으로 예상됩니다. 

 

2) 제약사항 : Supply chain 및 특허 부족

 

 시장내에 정립된 Supply Chain 및 특허 포트폴리오의 부족이 시장 성장의 걸림으로 예상되며 OLED 제품의 시장 전개에 따라 Micro LED제품의 상용화가 늦어질 수 있습니다. Micro 제품의 장점이 많다는 것은 누구나 인정하지만 이에 대한 제품 상용화를 위한 업체들의 기술개발에 아직 시간이 필요한 것도 사실입니다. 

 

3) 기회 : 대형 Silicon wafer의 Micro LED 제조

 

 Wafer위에 Micro LED를 제조하는 공정은 수율과 원가 측면에서 가장 큰 어려움이었습니다. 하지만 최근 신규 개발된 GaN-on-silicon 기술은 MOCVD/MOVPE를 통해 고품질 GaN-on-si 상피성 Wafer를 만드는데 사용되어 제조원가 측면에서 상당한 영향을 미칠 것으로 기대됩니다. 

 

4) 과제 : 생산 장비 및 공정 개발에 대한 투자 및 호환성에 대한 요구

 

 현재 LED Chip 제조업체들은 기존 시스템을 업그레이드 하거나 기존 제조 공정과 장비를 채택하여 Micro LED Chip을 양산할 필요가 있습니다. 기존의 시스템과 공정 장비들에 대해 Micro LED Chip과의 호환성 부분에서 적용되지 않는 부분은 신규 투자를 유발하여 원가에 부담이 될 것이며 수율 확보에 대한 연구가 필수적으로 동반되어져야합니다.