XR 기기용 Microdisplay 기술 보고서

소개

AI Smart 검색을 바탕으로 응용 콘텐트가 더욱 풍부해지고 제품 체험 효과가 더욱 확실해짐에 따라 XR(MR/VR/AR) 시장은 더욱 가속화될 것이다. 미래 메타버스 시장 개화를 대비하여 Apple, Meta, Google, Samsung, TCL, Xiaomi 등 IT 대기업들이 고객에게 Value를 제공할 만한 기술 및 제품화 개발에 역량을 집중하고 있다. Apple은 올해 새로운 증강현실 플랫폼인 VisionPro MR 기기를 발표하여 센서 기술과 새로운 OS를 통합해 Spatial Operation System을 바탕으로 공간 컴퓨팅 시대를 열어가려 하고 있다. Meta는 Gear VR, Quest, Quest 2, Quest Pro 등 VR 기기의 기술 진화 노력을 지속하고 있으며, 최근에는 신제품인 VR Holocake를 발표하였다.

XR 산업 동향 분석을 통해 XR 기기용 디스플레이 종류와 각 개수, 비율을 분석하고, micro-display의 제품 개발 동향 및 이슈를 분석하고 기술 개발 현황을 파악하였다. 조사된 Microdisplay 기기 중에서 LCD가 97종으로 전체의 38%를 차지하고 있으며, OLED는 57종으로서 23%를 점유. Micro-OLED는 36종으로서 23%이며, micro-LED는 2%에 불과하여, 앞으로 당분간 더욱 컴팩트한 Micro-OLED가 main 제품이 될 것이다. 중장기적으로 VR/MR Headset에는 LCoS 및 OLEDoS가, AR 안경에는 OLEDoS 및 LEDoS가 주된 기술로 전개될 전망이다.

Micro-OLED 업계는 지속적으로 휘도 및 해상도 증가 노력을 하고 있다. 향후 Screen Door Effect가 없는 Microdisplay에는 4,000ppi 해상도 및 10,000 nit 이상 휘도의 디스플레이 개발이 요구되고 있다. 고해상도의 RGB micro-OLED 제조를 위해 photolithography에 의한 color patterning 기술, 고정세 fine metal mask(FMM) 및 metal 대신 silicone fine shadow mask를 사용하는 기술 개발 등이 보고되고 있어 관련 특허, 전문가 의견을 반영하여 내용을 분석하였다.

XR 기기는 광학계의 손실이 커서 고휘도 microdisplay가 필요하며, 고휘도가 가능한 micro-LED가 매우 큰 주목을 받고 있다. Micro-LED는 전류에 매우 민감하여 12인치 사이즈 웨이퍼에서도 균일성 확보가 어려우며, micro-LED를 구동기판에 전사하고 전극과 연결하기 위해서는 현재의 장비로서는 수율 확보가 어렵다. 조사 통계로는 micro-LED는 아직 기술 및 원가 등이 원하는 수준에 도달하지 못하고 있음을 말해 주고 있다. 하지만, micro-LED는 AR 기기의 소형화, 경량화, 고휘도화가 가능하고, 소형부터 대형까지의 응용제품의 미래 시장 수요 잠재력이 커서 최근 몇 년간 개발 전시품도 많아지면서 개발 열기가 고조되고 있다. 특히 최근에 대만, 중국의 기업들이 선두를 향한 노력을 기울이고 있다. 이에 따라서 micro-LED 관련 고효율 Red Micro-LED chip의 개발, full color 및 monolithic 소자 등 핵심 기술의 개발이 진행되고 있다.

‘XR 기기용 Microdisplay 기술 보고서’는 XR 산업 동향과 고성능의 XR 기기용 microdisplay를 제조하기 위해 필요한 기술과 해결해야 할 과제를 면밀히 분석하여 디스플레이 산업에 종사하고 있는 업체 및 연구자들이 쉽게 연구 동향을 파악하고 개발 방향을 알려주는 유용한 가이드라인이 될 것이다.