- KIMM, 마이크로LED 롤러 전사 공정 개발

[디지털데일리 정혜원 기자] 차세대 디스플레이 주도권은 마이크로 발광다이오드(LED)가 될 것이라는 전망이 나왔다. 마이크로LED 디스플레이는 무기LED 디스플레이다. 하지만 가격을 얼마나 빨리 낮출 수 있을지가 관건이다.

25일 한국기계연구원(KIMM)은 부산 벡스코에서 열린 ‘국제정보디스플레이학술대회(IMID) 2022’에서 마이크로LED 롤러 전사 공정을 소개했다.

마이크로LED는 100마이크로미터(㎛) 이하 LED로 구현한 디스플레이를 일컫는다. LED 수백만개를 화소(픽셀) 단위로 배치한다. 사파이어 웨이퍼에서 LED를 만들어(성장) 이를 분리해 임시 기판으로 옮기고(전사) 디스플레이 구동회로에 심는(접합) 과정을 거친다.

유기발광다이오드(OLED)와 달리 픽셀이 무기물로 구성돼 신뢰도‧안정성이 높고 수명 제한이 없다. 이에 따라 휘도(밝기)도 OLED 대비 10~100배 이상 높일 수 있다. 백라이트유닛(BLU)가 필요없고 LED 배열에 따라 디자인 자유도가 높다.

그러나 마이크로LED는 기존 디스플레이와 달리 전사와 접합 공정에서 비용과 시간이 증가한다. 마이크로LED 제조 비용도 일반 LED에 비해 높은 편이다. 크기가 작아 전사와 접합 과정에서 불량이 발생할 확률도 올라간다.

마이크로LED TV는 2018년 삼성전자가 상용화했지만 대당 가격은 여전히 1억원이 넘는다. 연간 판매량은 아직 1000대에 미치지 못한다. 이 때문에 업계는 전사와 접합 공정 개선을 마이크로LED 대중화 척도로 여기고 있다.

KIMM 관계자는 "KIMM이 개발한 롤러 전사 기술을 적용하면 한 번에 24만개 칩을 전사할 수 있다"며 "레이저로 칩을 전사하는 기술도 있지만 그보다 한번에 전사할 수 있는 LED 칩 개수가 크게 차이나고 특히 롤러 방식은 접합 공정에도 이용할 수 있다”고 말했다.

또 다른 KIMM 관계자는 "마이크로LED가 수많은 장점에도 불구하고 미세공정이 필요한 만큼 가격을 낮추기까지는 5년 이상의 시간이 필요할 것으로 예상한다"며 "그렇지만 내연기관차가 결국 전기차로 전환되듯 디스플레이 발전 단계에서 주도권을 쥐는 건 마이크로LED가 될 것"이라고 전했다.

한편 KIMM은 이번에 개발한 공정을 업계가 무상으로 활용할 수 있는 '산업 제휴 프로그램(IAP)'에 포함시키기로 했다. 한국광기술원은 마이크로LED에 필요한 박막트랜지스터(TFT)기술과 30㎛ 이하 LED 개발에 나섰다.