마이크로 디스플레이(Micro Display)란 1인치 내외의 작은 크기에 수천 PPI(Pixels Per Inch) 수준의 높은 픽셀 집적도를 갖춘 초고해상도 디스플레이를 통칭하는 용어입니다.

디스플레이의 크기는 작지만 수십에서 수백 배 확대된 큰 화면을 보여주기 때문에 가상현실(VR) · 증강현실(AR) · 혼합현실(MR)을 구현하는 핵심 기술로 주목받고 있습니다.

대부분의 마이크로 디스플레이 기술은 반도체 기판과 유사한 실리콘 웨이퍼 기판을 사용합니다. 웨이퍼 기판은 기존의 디스플레이용 유리 기판보다 회로의 전자 이동 속도가 훨씬 빠른데요. 전자의 이동 속도가 빠를수록 응답속도와 같은 디스플레이 구동 성능이 좋아져 잔상이 적은 선명한 화질을 보여줄 수 있습니다.

실리콘 기반 회로 기판은 열처리를 통해서 성능이 향상되는데, 온도가 높을수록 균질한 형태로 변하므로 전자의 이동이 수월해집니다. 그런데 기존의 유리 기판의 경우 유리의 특성상 500℃ 이상의 열에 취약하므로 보다 고온에서 열처리를 하는 웨이퍼 실리콘을 사용하는 것입니다. 그래서 기술 명칭도 [주요 기술 이름 + on Silicon] 형식으로 부르는데 예를 들면, 실리콘 위에 OLED 기술을 결합한 마이크로 디스플레이는 [OLED on Silicon (OLEDoS)]라고 부릅니다.

마이크로 디스플레이는 크게 3가지 방식으로 구분됩니다. 액정을 활용한 LCD 계열의 LCoS(Liquid Crystal on Silicon), OLED를 활용한 OLEDoS(OLED on Silicon) 그리고 LED를 활용한 LEDoS(LED on Silicon)입니다.

LCoS는 1970년 최초로 등장해 가장 오래된 역사를 가진 기술로 빔프로젝터에 널리 사용돼 왔습니다. 실리콘 웨이퍼에 기판을 만들고 그 위에 LCD를 구성한 방식으로 외부 광원을 액정 및 반사판에 투사해 구현하며 기존 LCD 공정을 활용할 수 있다는 장점이 있습니다. OLEDoS는 실리콘 웨이퍼 기판 위에 OLED를 입히는 방식으로 컬러필터(C/F)를 활용한 White OLED와 서브픽셀이 개별 발광하는 RGB 방식으로 나뉩니다. LCoS와 달리 OLED가 자체 발광하는 방식이므로 별도의 외부 광원이 필요 없으며 기판과 OLED의 응답속도가 모두 우수해 고화질 초고해상도 화면 구현에 유리합니다. LEDoS는 실리콘 웨이퍼 기판 위에 무기물 소자인 LED를 입힌 방식입니다. 자체 발광 방식이라 색재현률이 높고 OLEDoS 대비 높은 밝기(휘도)를 낼 수 있다는 장점이 있습니다.

XR(AR/VR/MR) 산업의 확대에 따라 이를 구현하는 마이크로 디스플레이 기술은 빠른 속도로 연구 개발이 이루어지고 있으며, 기술별로 치열한 경쟁과 더불어 각 기술의 장점과 어울리는 분야로 적용처의 분화와 확대가 전망됩니다.