스웨덴의 Polar Light Technologies가 실리콘 칩의 인듐 패드에 직접 접합된 새로운 개념의 질화갈륨(GaN) 피라미드형 마이크로 LED 개발에 성공했다. LED가 아래에서 위로 제작되는 이 새로운 방법은 기존의 탑다운 방식에서 볼 수 있는 표면 손상을 피하고 훨씬 더 나은 광학 성능을 제공하는 것으로 알려졌다.
피라미드 모양은 에너지 손실을 줄이고 에너지 효율을 높임으로써 더 밝고 빛을 방출하는 매우 작은 LED를 만들 수 있다. 이러한 피라미드형 마이크로 LED를 실리콘 기판에 연결하기 위해 Polar Light는 독일의 서브미크론 및 고정밀 다이 본딩 솔루션 공급업체인 Finetech와 협력해 전자 장치와의 정확한 정렬을 보장하는 콜드 본딩 기술을 개발했다.
이러한 공정으로 생산된 마이크로 LED는 광학적 특성에 필수적인 거의 완벽한 표면을 갖게 된다. 마이크로 LED 디스플레이는 5mm²보다 작은 면적에 전체 TV 화면의 해상도를 적용할 수 있으며 약 1,000 x 1,000개의 연결 지점이 5µm 간격으로 배치된다.
이 소자는 에너지 사용량을 크게 줄여 마이크로 LED를 차세대 마이크로 디스플레이에 매우 효율적으로 만들어준다. 피라미드형 마이크로 LED는 더 나은 내부 및 외부 양자 효율과 향상된 광 활용 덕분에 증강 현실(AR) 시스템 효율을 50~200배 향상시켜 준다.
Polar Light의 디스플레이 전면 패널 제작 접근 방식에는 원자층 재생을 사용하는 하향식 제조 방법이 포함된다. 실리콘 카바이드(SiC) 기판에 피라미드 모양의 GaN 마이크로 LED를 성장시키면 기존의 상향식 방법으로 인한 손상 없이 300nm만큼 작은 고품질 마이크로 LED가 생산된다.
마이크로 LED는 내부 전기장 간섭을 최소화하고 양자 우물에서 전하 캐리어 간의 상호 작용을 최적화함으로써 더 선명하고 좁은 방출로 더 많은 빛을 생성한다. 이는 정밀한 광 제어가 중요한 AR 및 마이크로 프로젝터와 같은 애플리케이션에 이상적이다.
85%의 성공률을 보인 초기 시험에서 이 방법은 대량생산의 잠재력을 입증했다.
