마이크로 LED 칩 전사 장치란 웨이퍼에 제조된 마이크로 LED 칩을 원하는 디스플레이 회로 기판(Backplane) 위에 옮기고 부착하는 (Pick and Place) 장치를 말함

▪마이크로 LED 칩 전사 장치는 디스플레이 자체 기판에 마이크로 LED 칩을 제작하기 어렵기 때문에 별도로 제작한 후 전사시키는 게 일반적임

▪마이크로 LED 칩 전사 장치의 기본적인 기능은 따로 제작된(주로 실리콘 웨이퍼) 마이크로 LED 칩을 개별적으로 빼내고 (Pick) 이들을 기판 위(Backplane) 원하는 위치에 정확히 놓는(Place) 것임

▪마이크로 LED 칩 전사 장치는 기술적으로는 칩의 손실을 최소화하는 칩 분리 기술과 개별 칩을 대량으로 동시에 실장하는 기술이 핵심적인 장치임

마이크로 LED는 에너지 효율, 수명, 명암비 등 기존 디스플레이 특성보다 훨씬 우수하며, 적용 분야도 투명 디스플레이, 유연 디스플레이 등에도 사용 가능함. 마이크로 디스플레이 (AR, VR), 휴대전화, 패드/노트북과 같은 중형 디스플레이에 사용 가능하며, TV와 사이니지로도 디스플레이 패널 크기에 따라 확장할 수 있기도 함. 하지만, 마이크로 LED 제조 양산하는데 기술적으로 극복해야할 난관이 있음. 특히, 수십 μm 이하의 마이크로 LED 칩은 에피기술을 적용해야 하므로 웨이퍼에서 제조 후 이들을 백플에인(backplane) 기판 위 원하는 위치에 전사(pick & place)한 후 부착(bonding)을 하는 마이크로 LED 제조 공정은 가장 핵심적인 공정임

▪표에서 보여주듯이 수천만 개의 마이크로 LED 칩을 웨이퍼에서 디스플레이 패널 기판(backplane)으 로 옮기는 생산성 있는 전사 공정을 대면적에 구현하는 것이 마이크로 LED 상용화에 있어 가장 큰 핵심 중 하나임

4K(3840 × 2160) 마이크로 LED 디스플레이의 경우 약 2.5 백만 개 마이크로 LED 칩이 실장 되어야 하기 때문에 기존 방식으로 개별 칩 단위로 제조한다면, 제조 비용과 시간이 상당하기 때문에 양산이 불가능함

▪마이크로 LED 칩은 수십 μm 이하로 크기가 작으므로 기존의 100 μm 이상 두께를 갖는 사파이어 기판 및 InP 기판이나 흡수가 많은 Si 및 GaAs 기판을 제거하지 않고 적용하는 것은 적합하지 않음. 따라서 기판을 분리하고 전사하는 기술이 필요함

▪LED 칩 자체를 발광 소재로 화면을 구현하기 때문에 OLED와 같이 동일하나. OLED는 유기재료라는 특성상 수분 및 외부 환경에 민감하지만, 마이크로 LED는 무기물 재료를 사용하므로 외부 환경에 민감하지 않아 재료가 갖는 단점을 극복할 수 있어 VR/AR, 유연디스플레이 등 차세대 디스플레이에 적용하기 용이함

▪웨어러블, 휴대용 전자기기 등을 포함한 무선기기 사용에 있어 가장 중요한 이슈 중 하나는 사용 시간과 밀접한 관련이 있는 소비전력임. 마이크로 LED 디스플레이의 경우 전력 소모 측면에서 OLED에 비해 약 5배 이상 개선될 수 있음