마이크로LED는 칩 하나 크기가 0.1㎜에 해당하는 100마이크로미터(㎛) 이하의 초소형 LED다. 100마이크로미터는 머리카락 1개 굵기 정도다. 루멘스가 선보인 139인치용 UHD 마이크로LED는 픽셀 간 간격이 0.8㎜에 불과하다. 수천개 마이크로LED가 배치된 모듈을 실제로 보면 모래가 반짝이듯 작게 빛난다.
마이크로LED는 같은 해상도일 경우 디스플레이 크기가 작을수록 구현하기 어렵다. 작은 면적에 더 많은 칩을 넣어야 하기 때문이다.
마이크로LED를 만들려면 상당히 까다로운 미세 공정 기술이 요구된다. 웨이퍼에서 칩을 형성한 뒤 이를 기판에 옮기고 모듈로 만드는 기술은 더 어렵다. 칩 크기가 작을수록, 픽셀 간 간격(픽셀 피치)이 좁을수록 더 정밀한 제어가 필요하기 때문이다.
정태홍 루멘스 사장이 CES 2018에서 139인치의 4분의 1 크기로 제작한 UHD 마이크로LED 디스플레이를 소개했다.
(사진=전자신문)>
루멘스는 마이크로LED 칩 개발은 물론 모듈까지 자체 기술로 제작했다. 특히 웨이퍼에서 칩을 들어올리고 이를 기판으로 옮기는 전사 기술을 확보하고 관련 장비까지 갖췄다.
마이크로LED 전사 기술은 생산에 걸림돌이 되는 핵심 요인 중 하나다. 예를 들어 UHD 해상도의 150인치 마이크로LED 패널 하나를 제작하려면 약 2400만~2500만개 마이크로LED 칩이 필요하다. 칩을 하나씩 들어올려 옮기는 기존 다이 본더(Die Bonder)로는 패널 1대를 제작하는데 20일 정도 걸려 대량 생산이 불가능하다.
<루멘스가 개발한 0.57인치 마이크로LED (사진=전자신문)>
정태홍 루멘스 사장은 “국내 기업들과 협력해 롤 트랜스퍼 본딩 장비를 마련해 1달에 약 20~30대의 초대형 마이크로LED 패널을 만들 수 있게 됐다”고 설명했다.
또 “모듈과 패널 크기, 해상도에 따라 다르지만 139인치 UHD 패널에는 1000개 이상 마이크로LED 모듈이 탑재된다”며 “각 모듈에서 발생할 수 있는 픽셀 불량을 수리하기 위해 마이크로LED용 리페어 장비도 갖췄다”고 덧붙였다.
정태홍 사장은 자동차 HUD303용으로 개발한 0.57인치 마이크로LED에도 높은 자신감을 나타냈다. HD 해상도로 픽셀 크기가 8㎛에 불과하다. 초대형 마이크로LED 패널 대비 픽셀 크기가 80분의 1 수준에 불과하다. 손톱보다 작은 크기의 패널 1장 안에 약 100만개 픽셀이 들어있다.
정 사장은 “100만개 픽셀을 동시에 전사하는 기술 난도가 높아 상당히 공을 들였다”며 “전력 효율이 우수하고 온도에 민감하지 않은 장점을 바탕으로 모바일 기기뿐만 아니라 자동차, 산업용, 군수용 등 다양한 분야에 적용할 수 있다”고 말했다.
루멘스는 올해 마이크로LED 사업에서 상당한 수익을 거둘 것으로 예상했다.
정태홍 사장은 “올해 상업용 사이니지 시장을 중심으로 마이크로LED를 보급할 계획”이라며 “국내외 관련 기업과 공급을 논의하고 있다”고 말했다.
