KR102233158B1 - Method for manufacturing display device using semiconductor light emitting diode - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 반도체 발광 소자들이 소정 간격으로 형성된 성장 기판과, 유체 내에서 식각되는 희생층이 형성된 임시 기판을 접합시켜, 상기 성장 기판 상에 형성된 상기 반도체 발광소자들을 상기 임시 기판으로 전사시키는 단계; 상기 반도체 발광소자들이 안착되는 셀이 소정 간격으로 형성된 억셉터 기판을 유체 내 투입하는 단계; 상기 희생층이 상기 억셉터 기판을 향하도록 상기 임시 기판을 상기 유체 내 정렬시키는 단계; 상기 임시 기판 및 상기 억셉터 기판 중 적어도 어느 하나의 기판에 전원을 인가하여 상기 반도체 발광소자들을 이동시키기 위한 전기장을 형성하는 단계; 및 상기 임시 기판으로부터 분리된 상기 반도체 발광소자들을 상기 억셉터 기판에 형성된 상기 셀에 안착시키는 단계를 포함하며, 상기 반도체 발광소자들은, 상기 성장 기판 상에 형성된 간격과 동일한 간격을 유지하면서, 상기 억셉터 기판에 안착되는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, the semiconductor light emitting device formed on the growth substrate by bonding a growth substrate on which semiconductor light emitting devices are formed at predetermined intervals and a temporary substrate on which a sacrificial layer etched in a fluid is formed. Transferring them to the temporary substrate; Introducing into a fluid an acceptor substrate in which cells on which the semiconductor light emitting devices are mounted are formed at predetermined intervals; Aligning the temporary substrate in the fluid so that the sacrificial layer faces the acceptor substrate; Applying power to at least one of the temporary substrate and the acceptor substrate to form an electric field for moving the semiconductor light emitting devices; And mounting the semiconductor light emitting devices separated from the temporary substrate on the cells formed on the acceptor substrate, wherein the semiconductor light emitting devices maintain the same distance as the distance formed on the growth substrate, and It is characterized in that it is seated on the Scepter substrate.

Description

반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE USING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DIODE}Manufacturing method of display device using semiconductor light emitting device {METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE USING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 수 내지 수십 ㎛ 크기의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a display device using a semiconductor light emitting device having a size of several to tens of μm.

최근에는 디스플레이 기술분야에서 대면적 디스플레이를 구현하기 위하여, 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광소자(OLED) 디스플레이, 그리고 마이크로 LED 디스플레이 등이 경쟁하고 있다. Recently, liquid crystal displays (LCDs), organic light-emitting device (OLED) displays, and micro LED displays are competing in the field of display technology to implement large-area displays.

한편, 디스플레이에 100 ㎛ 이하의 직경 또는 단면적을 가지는 반도체 발광소자(마이크로 LED)를 사용하면 디스플레이가 편광판 등을 사용하여 빛을 흡수하지 않기 때문에 매우 높은 효율을 제공할 수 있다. 그러나 대형 디스플레이에는 수백만 개의 반도체 발광소자들을 필요로 하기 때문에 다른 기술에 비해 소자들을 전사하는 것이 어려운 단점이 있다. On the other hand, if a semiconductor light emitting device (micro LED) having a diameter or cross-sectional area of 100 μm or less is used in the display, since the display does not absorb light using a polarizing plate or the like, very high efficiency can be provided. However, since a large display requires millions of semiconductor light emitting devices, it is difficult to transfer devices compared to other technologies.

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전사공정으로 현재 개발되고 있는 기술은 픽앤플레이스(pick & place), 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 자가조립 등이 있다. 이 중에서, 자가조립 방식은 유체 내에서 반도체 발광소자가 스스로 위치를 찾아가는 방식으로서, 대화면의 디스플레이 장치의 구현에 가장 유리한 방식이다.Technologies currently being developed for the transfer process include pick & place, laser lift-off (LLO), or self-assembly. Among them, the self-assembly method is a method in which the semiconductor light emitting device locates itself in a fluid, and is the most advantageous method for realizing a large-screen display device.

한편, 자가조립 방식에는 반도체 발광소자를 배선이 형성된 최종 기판 (또는 배선 기판)에 직접 조립하는 방식 및 반도체 발광소자를 조립 기판에 조립한 후 추가 전사 공정을 통해 최종 기판으로 전사하는 방식이 있다. 최종 기판에 직접 조립하는 방식은 공정 측면에서 효율적이며, 조립 기판을 이용하는 경우에는 자가조립을 위한 구조를 제한없이 추가할 수 있는 점에서 장점이 있어 두 방식이 선택적으로 사용되고 있다. Meanwhile, in the self-assembly method, there are a method of assembling a semiconductor light emitting device directly to a final substrate (or wiring board) on which wiring is formed, and a method of assembling the semiconductor light emitting device to an assembly substrate and then transferring it to the final substrate through an additional transfer process. The method of assembling directly on the final substrate is efficient in terms of the process, and in the case of using the assembled substrate, there is an advantage in that a structure for self-assembly can be added without limitation, so two methods are selectively used.

본 발명은 성장 기판 상에 소정 간격으로 형성된 반도체 발광소자들을 자가조립 방식에 의해 배선 기판 또는 조립 기판으로 전사시킬 때, 상기 간격을 유지한 채로 전사시킬 수 있는 디스플레이 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a display device capable of transferring semiconductor light emitting devices formed at predetermined intervals on a growth substrate to a wiring board or an assembly board by a self-assembly method, while maintaining the intervals. It is done.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 반도체 발광 소자들이 소정 간격으로 형성된 성장 기판과, 유체 내에서 식각되는 희생층이 형성된 임시 기판을 접합시켜, 상기 성장 기판 상에 형성된 상기 반도체 발광소자들을 상기 임시 기판으로 전사시키는 단계; 상기 반도체 발광소자들이 안착되는 셀이 소정 간격으로 형성된 억셉터 기판을 유체 내 투입하는 단계; 상기 희생층이 상기 억셉터 기판을 향하도록 상기 임시 기판을 상기 유체 내 정렬시키는 단계; 상기 임시 기판 및 상기 억셉터 기판 중 적어도 어느 하나의 기판에 전원을 인가하여 상기 반도체 발광소자들을 이동시키기 위한 전기장을 형성하는 단계; 및 상기 임시 기판으로부터 분리된 상기 반도체 발광소자들을 상기 억셉터 기판에 형성된 상기 셀에 안착시키는 단계를 포함하며, 상기 반도체 발광소자들은, 상기 성장 기판 상에 형성된 간격과 동일한 간격을 유지하면서, 상기 억셉터 기판에 안착되는 것을 특징으로 한다. In the method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, the semiconductor light emitting device formed on the growth substrate by bonding a growth substrate on which semiconductor light emitting devices are formed at predetermined intervals and a temporary substrate on which a sacrificial layer etched in a fluid is formed. Transferring them to the temporary substrate; Introducing into a fluid an acceptor substrate in which cells on which the semiconductor light emitting devices are mounted are formed at predetermined intervals; Aligning the temporary substrate in the fluid so that the sacrificial layer faces the acceptor substrate; Applying power to at least one of the temporary substrate and the acceptor substrate to form an electric field for moving the semiconductor light emitting devices; And mounting the semiconductor light emitting devices separated from the temporary substrate on the cells formed on the acceptor substrate, wherein the semiconductor light emitting devices maintain the same distance as the distance formed on the growth substrate, and It is characterized in that it is seated on the Scepter substrate.

본 실시예에서, 적어도 상기 임시 기판에 고정된 상기 반도체 발광 소자들은 상기 억셉터 기판에 형성된 상기 셀들과 마주하도록 정렬되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, at least the semiconductor light emitting devices fixed to the temporary substrate are arranged to face the cells formed on the acceptor substrate.

본 실시예에서, 상기 억셉터 기판은, 전원 인가 시 전기장을 형성하는 제1 조립 전극 및 제2 조립 전극 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 반도체 발광소자들을 일시적으로 수용하는 조립 기판이거나, 상기 반도체 발광소자들을 구동시키는 구동 전극이 형성된 배선 기판인 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the acceptor substrate includes at least one of a first assembly electrode and a second assembly electrode that forms an electric field when power is applied, and is an assembly substrate temporarily accommodating the semiconductor light emitting devices, or the semiconductor light emitting device It is characterized in that it is a wiring board on which driving electrodes for driving the elements are formed.

본 실시예에서, 상기 임시 기판은, 전원 인가 시 상기 억셉터 기판의 상기 제1 조립 전극 또는 상기 제2 조립 전극과 협력하여 상기 반도체 발광 소자들을 이동시키는 전기장을 형성하는 제3 조립 전극을 포함하며, 상기 제3 조립 전극은 투명 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다. In this embodiment, the temporary substrate includes a third assembly electrode that forms an electric field for moving the semiconductor light emitting elements in cooperation with the first assembly electrode or the second assembly electrode of the acceptor substrate when power is applied, and , The third assembly electrode is characterized in that it is formed of a transparent conductive material.

본 실시예에서, 상기 제1 조립 전극 및 상기 제2 조립 전극은 서로 평행하도록 형성된 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the first assembly electrode and the second assembly electrode are formed to be parallel to each other.

본 실시예에서, 상기 구동 전극은, 상기 반도체 발광소자들과 전기적으로 연결되는 금속 솔더를 포함하며, 상기 배선 기판은, 상기 셀의 바닥면에 상기 금속 솔더의 적어도 일부가 노출된 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the driving electrode includes a metal solder electrically connected to the semiconductor light emitting devices, and the wiring board is characterized in that at least a part of the metal solder is exposed on a bottom surface of the cell. .

본 실시예에서, 상기 임시 기판은, 상기 희생층의 하부에, 감광성 물질로 형성된 보조 접합층을 포함하는 것을 특징으로 한다. In this embodiment, the temporary substrate includes an auxiliary bonding layer formed of a photosensitive material under the sacrificial layer.

본 실시예에서, 상기 희생층은 감광성 물질로 형성되어 상기 유체 중에서 식각되는 노광 영역과 상기 유체 중에서 식각되지 않는 비노광 영역을 포함하고, 적어도 일부 반도체 발광소자들은, 상기 노광 영역에 고정된 것을 특징으로 한다. In this embodiment, the sacrificial layer is formed of a photosensitive material and includes an exposed region etched in the fluid and a non-exposed region not etched in the fluid, and at least some of the semiconductor light emitting devices are fixed to the exposed region. It is done.

본 실시예에서, 상기 임시 기판에 고정된 상기 반도체 발광소자들의 전사가 완료된 후, 상기 억셉터 기판이 배치된 측으로 상기 유체를 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present embodiment, after the transfer of the semiconductor light emitting devices fixed to the temporary substrate is completed, the step of discharging the fluid to the side where the acceptor substrate is disposed is further included.

본 실시예에서, 상기 억셉터 기판이 상기 조립 기판인 경우, 상기 임시 기판에 고정된 상기 반도체 발광소자들의 전사가 완료된 후, 상기 조립 기판에 점착물질을 도포하는 단계를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 한다. In this embodiment, when the acceptor substrate is the assembly substrate, after transfer of the semiconductor light emitting devices fixed to the temporary substrate is completed, the step of applying an adhesive material to the assembly substrate is selectively included. do.

본 실시예에서, 상기 반도체 발광소자들은, 청색을 발광하는 청색 반도체 발광소자, 녹색을 발광하는 녹색 반도체 발광소자 및 적색을 발광하는 적색 반도체 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 한다. In this embodiment, the semiconductor light emitting devices include a blue semiconductor light emitting device emitting blue light, a green semiconductor light emitting device emitting green light, and a red semiconductor light emitting device emitting red light.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 임시 기판에 형성된 반도체 발광소자들이 간격을 유지한 채 억셉터 기판으로 전사되므로, 임시 기판 및 억셉터 기판의 정렬을 통해 특정 반도체 발광소자를 특정 위치의 셀에 안착시키는 것이 가능한 효과가 있다. In the method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, since the semiconductor light emitting devices formed on the temporary substrate are transferred to the acceptor substrate while maintaining the spacing, a specific semiconductor light emitting device is positioned at a specific position through alignment of the temporary substrate and the acceptor substrate. It has a possible effect to settle in the cell of.

또한, 임시 기판에 형성된 반도체 발광소자들의 자가조립이 동시에 진행됨으로써 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 반도체 발광소자들의 이동거리를 최소화하여 반도체 발광소자의 유실 및 파손에 대비할 수 있는 효과가 있다.In addition, the self-assembly of the semiconductor light emitting devices formed on the temporary substrate is simultaneously performed, thereby improving the efficiency of the process, and minimizing the moving distance of the semiconductor light emitting devices to prepare for loss and damage of the semiconductor light emitting devices.

도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 A부분의 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 반도체 발광소자의 확대도이다.
도 4는 도 2의 반도체 발광소자의 다른 실시예를 나타내는 확대도이다.
도 5a 내지 도 5e는 전술한 반도체 발광소자를 제작하는 새로운 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 6은 본 발명에 따른 반도체 발광소자의 자가조립 장치의 일 예를 나타내는 개념도이다.
도 7은 도 6의 자가조립 장치의 블록 다이어그램이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 6의 자가조립 장치를 이용하여 반도체 발광소자를 자가조립 하는 공정을 나타내는 개념도이다.
도 9는 도 8a 내지 도 8e의 반도체 발광소자를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자가조립 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 억셉터 기판 상의 서브 픽셀 및 픽셀의 배열을 나타낸 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시예(배선 기판)에 따른 자가조립 공정을 나타낸 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 다른 실시예(조립 기판)에 따른 자가조립 공정을 나타낸 도면이다.
도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 실시예에 따른 임시 기판의 구조를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14d에 따른 임시 기판을 이용한 자가조립 공정을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 조립 기판에 형성된 조립 전극을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가조립 공정의 전공정으로서, 반도체 발광소자의 제조 단계부터 임시 기판으로의 전사 단계까지의 과정을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가조립 공정의 후공정을 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가조립 공정의 후공정을 나타낸 도면이다.
1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of portion A of the display device of FIG. 1.
3 is an enlarged view of the semiconductor light emitting device of FIG. 2.
4 is an enlarged view showing another embodiment of the semiconductor light emitting device of FIG. 2.
5A to 5E are conceptual diagrams for explaining a new process of manufacturing the above-described semiconductor light emitting device.
6 is a conceptual diagram showing an example of a self-assembly device of a semiconductor light emitting device according to the present invention.
7 is a block diagram of the self-assembly device of FIG. 6.
8A to 8E are conceptual diagrams illustrating a process of self-assembling a semiconductor light emitting device using the self-assembly device of FIG. 6.
9 is a conceptual diagram illustrating the semiconductor light emitting device of FIGS. 8A to 8E.
10 is a diagram schematically showing a self-assembly process according to the present invention.
11 is a diagram illustrating an arrangement of subpixels and pixels on an acceptor substrate according to an embodiment of the present invention.
12A to 12C are views showing a self-assembly process according to an embodiment (wiring substrate) of the present invention.
13A to 13C are views showing a self-assembly process according to another embodiment (assembled substrate) of the present invention.
14A to 14D are views showing the structure of a temporary substrate according to an embodiment of the present invention.
15 is a view showing a self-assembly process using the temporary substrate according to FIG. 14D.
16 is a view showing an assembly electrode formed on an assembly substrate according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating a process from a manufacturing step of a semiconductor light emitting device to a transfer step to a temporary substrate as a pre-process of the self-assembly process according to an embodiment of the present invention.
18 is a view showing a post-process of the self-assembly process according to an embodiment of the present invention.
19 is a view showing a post-process of a self-assembly process according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 “상(on)”에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “unit” for the constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not themselves have a distinct meaning or role from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the present specification is not to be construed as being limited by the accompanying drawings. Also, when an element such as a layer, region, or substrate is referred to as being “on” another component, it can be understood that it may exist directly on the other element, or intermediate elements may exist between them. There will be.

본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 테블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultra book), 디지털 TV(digital TV), 데스크톱 컴퓨터(desktop computer) 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태라도 디스플레이를 포함할 수 있다면 적용될 수 있다. Display devices described herein include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC. (slate PC), tablet PC (tablet PC), ultra book (ultra book), digital TV (digital TV), desktop computer (desktop computer), and the like may be included. However, the configuration according to the embodiment described in the present specification may be applied even if a new product type to be developed later can include a display.

도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 A 부분의 부분 확대도이고, 도 3은 도 2의 반도체 발광소자의 확대도이며, 도 4는 도 2의 반도체 발광소자의 다른 실시예를 나타내는 확대도이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention, FIG. 2 is a partial enlarged view of part A of the display device of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the semiconductor light emitting device of FIG. And FIG. 4 is an enlarged view showing another embodiment of the semiconductor light emitting device of FIG. 2.

도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 디스플레이 모듈(140)에서 출력될 수 있다. 상기 디스플레이 모듈의 테두리를 감싸는 폐루프 형태의 케이스(101)가 상기 디스플레이 장치의 베젤을 형성할 수 있다. As illustrated, information processed by the controller of the display device 100 may be output from the display module 140. A case 101 in a closed loop shape surrounding an edge of the display module may form a bezel of the display device.

상기 디스플레이 모듈(140)은 영상이 표시되는 패널(141)을 구비하고, 상기 패널(141)은 마이크로 크기의 반도체 발광소자(150)와 상기 반도체 발광소자(150)가 장착되는 배선기판(110)을 구비할 수 있다.The display module 140 includes a panel 141 on which an image is displayed, and the panel 141 includes a micro-sized semiconductor light emitting device 150 and a wiring board 110 on which the semiconductor light emitting device 150 is mounted. It can be provided.

상기 배선기판(110)에는 배선이 형성되어, 상기 반도체 발광소자(150)의 n형 전극(152) 및 p형 전극(156)과 연결될 수 있다. 이를 통하여, 상기 반도체 발광소자(150)는 자발광하는 개별화소로서 상기 배선기판(110) 상에 구비될 수 있다. A wiring is formed on the wiring board 110 to be connected to the n-type electrode 152 and the p-type electrode 156 of the semiconductor light emitting device 150. Through this, the semiconductor light emitting device 150 may be provided on the wiring board 110 as an individual pixel that emits light.

상기 패널(141)에 표시되는 영상은 시각 정보로서, 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 상기 배선을 통하여 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다.The image displayed on the panel 141 is visual information, and is implemented by independently controlling light emission of sub-pixels arranged in a matrix form through the wiring.

본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자(150)의 일 종류로서 마이크로 LED(Light Emitting Diode)를 예시한다. 상기 마이크로 LED는 100마이크로 이하의 작은 크기로 형성되는 발광 다이오드가 될 수 있다. 상기 반도체 발광소자(150)는 청색, 적색 및 녹색이 발광영역에 각각 구비되어 이들의 조합에 의하여 단위 화소가 구현될 수 있다. 즉, 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미하며, 상기 단위 화소 내에 적어도 3개의 마이크로 LED가 구비될 수 있다.In the present invention, a micro LED (Light Emitting Diode) is exemplified as a kind of semiconductor light emitting device 150 that converts current into light. The micro LED may be a light emitting diode formed in a small size of 100 microns or less. In the semiconductor light emitting device 150, blue, red, and green are respectively provided in the emission region, and a unit pixel may be implemented by a combination thereof. That is, the unit pixel means a minimum unit for implementing one color, and at least three micro LEDs may be provided in the unit pixel.

보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 수직형 구조가 될 수 있다.More specifically, referring to FIG. 3, the semiconductor light emitting device 150 may have a vertical structure.

예를 들어, 상기 반도체 발광 소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.For example, the semiconductor light emitting device 150 is mainly made of gallium nitride (GaN), and indium (In) and/or aluminum (Al) are added together to be implemented as a high-power light emitting device that emits various light including blue. Can be.

이러한 수직형 반도체 발광 소자는 p형 전극(156), p형 전극(156) 상에 형성된 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154)상에 형성된 n형 반도체층(153), 및 n형 반도체층(153) 상에 형성된 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(156)은 배선기판의 p전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(152)은 반도체 발광소자의 상측에서 n전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광 소자(150)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.Such a vertical semiconductor light emitting device includes a p-type electrode 156, a p-type semiconductor layer 155 formed on the p-type electrode 156, an active layer 154 formed on the p-type semiconductor layer 155, and an active layer 154. And an n-type semiconductor layer 153 formed thereon, and an n-type electrode 152 formed on the n-type semiconductor layer 153. In this case, the p-type electrode 156 located at the bottom may be electrically connected to the p electrode of the wiring board, and the n-type electrode 152 located at the top may be electrically connected to the n electrode at the top of the semiconductor light emitting device. The vertical semiconductor light emitting device 150 has a great advantage of reducing a chip size because electrodes can be arranged up and down.

다른 예로서 도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 플립 칩 타입 (flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.As another example, referring to FIG. 4, the semiconductor light emitting device may be a flip chip type light emitting device.

이러한 예로서, 상기 반도체 발광 소자(250)는 p형 전극(256), p형 전극 (256)이 형성되는 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층 (254), 활성층(254) 상에 형성된 n형 반도체층(253), 및 n형 반도체층(253) 상에서 p형 전극(256)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(256)과 n형 전극(152)은 모두 반도체 발광소자의 하부에서 배선기판의 p전극 및 n전극과 전기적으로 연결될 수 있다.As such an example, the semiconductor light emitting device 250 includes a p-type electrode 256, a p-type semiconductor layer 255 on which the p-type electrode 256 is formed, and an active layer 254 formed on the p-type semiconductor layer 255 , An n-type semiconductor layer 253 formed on the active layer 254, and an n-type electrode 252 disposed horizontally apart from the p-type electrode 256 on the n-type semiconductor layer 253. In this case, both the p-type electrode 256 and the n-type electrode 152 may be electrically connected to the p-electrode and the n-electrode of the wiring board under the semiconductor light emitting device.

상기 수직형 반도체 발광소자와 수평형 반도체 발광소자는 각각 녹색 반도체 발광소자, 청색 반도체 발광소자 또는 적색 반도체 발광소자가 될 수 있다. 녹색 반도체 발광소자와 청색 반도체 발광소자의 경우에 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 녹색이나 청색의 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다. 이러한 예로서, 상기 반도체 발광소자는 n-Gan, p-Gan, AlGaN, InGan 등 다양한 계층으로 형성되는 질화갈륨 박막이 될 수 있으며, 구체적으로 상기 p형 반도체층은 P-type GaN이고, 상기 n형 반도체층은 N-type GaN 이 될 수 있다. 다만, 적색 반도체 발광소자의 경우에는, 상기 p형 반도체층은 P-type GaAs이고, 상기 n형 반도체층은 N-type GaAs 가 될 수 있다. Each of the vertical semiconductor light emitting device and the horizontal semiconductor light emitting device may be a green semiconductor light emitting device, a blue semiconductor light emitting device, or a red semiconductor light emitting device. In the case of green and blue semiconductor light emitting devices, gallium nitride (GaN) is mainly used, and indium (In) and/or aluminum (Al) are added together to embody green or blue light. Can be. As such an example, the semiconductor light emitting device may be a gallium nitride thin film formed in various layers such as n-Gan, p-Gan, AlGaN, InGan, and specifically, the p-type semiconductor layer is P-type GaN, and the n The type semiconductor layer may be N-type GaN. However, in the case of a red semiconductor light emitting device, the p-type semiconductor layer may be P-type GaAs, and the n-type semiconductor layer may be N-type GaAs.

또한, 상기 p형 반도체층은 p 전극 쪽은 Mg가 도핑된 P-type GaN이고, n형 반도체층은 n 전극 쪽은 Si가 도핑된 N-type GaN 인 경우가 될 수 있다. 이 경우에, 전술한 반도체 발광소자들은 활성층이 없는 반도체 발광소자가 될 수 있다. Further, the p-type semiconductor layer may be P-type GaN doped with Mg at the p-electrode side, and the n-type semiconductor layer may be N-type GaN doped with Si at the n-electrode side. In this case, the above-described semiconductor light emitting devices may be semiconductor light emitting devices without an active layer.

한편, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 발광 다이오드가 매우 작기 때문에 상기 디스플레이 패널은 자발광하는 단위화소가 고정세로 배열될 수 있으며, 이를 통하여 고화질의 디스플레이 장치가 구현될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 to 4, since the light emitting diode is very small, unit pixels that emit light may be arranged in a high-definition manner in the display panel, thereby implementing a high-definition display device.

상기에서 설명된 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서는 웨이퍼 상에서 성장되어, 메사 및 아이솔레이션을 통하여 형성된 반도체 발광소자가 개별 화소로 이용된다. 이 경우에, 마이크로 크기의 반도체 발광소자(150)는 웨이퍼에 상기 디스플레이 패널의 기판 상의 기설정된 위치로 전사되어야 한다. 이러한 전사기술로 픽앤플레이스(pick and place)가 있으나, 성공률이 낮고 매우 많은 시간이 요구된다. 다른 예로서, 스탬프나 롤을 이용하여 한 번에 여러개의 소자를 전사하는 기술이 있으나, 수율에 한계가 있어 대화면의 디스플레이에는 적합하지 않다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 디스플레이 장치의 새로운 제조방법 및 제조장치를 제시한다.In the display device using the semiconductor light emitting device of the present invention described above, a semiconductor light emitting device grown on a wafer and formed through mesa and isolation is used as an individual pixel. In this case, the micro-sized semiconductor light emitting device 150 must be transferred to a wafer to a predetermined position on the substrate of the display panel. There is pick and place as such transfer technology, but the success rate is low and very long time is required. As another example, there is a technique of transferring several elements at once using a stamp or a roll, but there is a limit to the yield, so it is not suitable for a large screen display. In the present invention, a new manufacturing method and manufacturing apparatus for a display device capable of solving this problem are proposed.

이를 위하여, 이하, 먼저 디스플레이 장치의 새로운 제조방법에 대하여 살펴본다. 도 5a 내지 도 5e는 전술한 반도체 발광 소자를 제작하는 새로운 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.To this end, hereinafter, first, a new method of manufacturing a display device will be described. 5A to 5E are conceptual diagrams for explaining a new process of manufacturing the above-described semiconductor light emitting device.

본 명세서에서는, 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다. 또한, 수평형 반도체 발광소자를 자가조립 하는 방식에 대하여 예시하나, 이는 수직형 반도체 발광소자를 자가조립 하는 방식에도 적용가능하다.In the present specification, a display device using a passive matrix (PM) type semiconductor light emitting device is exemplified. However, the example described below is applicable to an active matrix (AM) type semiconductor light emitting device. In addition, a method of self-assembling a horizontal type semiconductor light emitting device is illustrated, but this is applicable to a method of self-assembling a vertical type semiconductor light emitting device.

먼저, 제조방법에 의하면, 성장기판(159)에 제1도전형 반도체층(153), 활성층(154), 제2 도전형 반도체층(155)을 각각 성장시킨다(도 5a). First, according to the manufacturing method, a first conductive type semiconductor layer 153, an active layer 154, and a second conductive type semiconductor layer 155 are respectively grown on the growth substrate 159 (FIG. 5A).

제1도전형 반도체층(153)이 성장하면, 다음은, 상기 제1도전형 반도체층 (153) 상에 활성층(154)을 성장시키고, 다음으로 상기 활성층(154) 상에 제2 도전형 반도체층(155)을 성장시킨다. 이와 같이, 제1도전형 반도체층(153), 활성층(154) 및 제2도전형 반도체층(155)을 순차적으로 성장시키면, 도 5a에 도시된 것과 같이, 제1도전형 반도체층(153), 활성층(154) 및 제2도전형 반도체층(155)이 적층 구조를 형성한다.When the first conductive type semiconductor layer 153 is grown, next, an active layer 154 is grown on the first conductive type semiconductor layer 153, and then a second conductive type semiconductor is formed on the active layer 154. The layer 155 is grown. In this way, when the first conductive type semiconductor layer 153, the active layer 154, and the second conductive type semiconductor layer 155 are sequentially grown, as shown in FIG. 5A, the first conductive type semiconductor layer 153 , The active layer 154 and the second conductive semiconductor layer 155 form a stacked structure.

이 경우에, 상기 제1도전형 반도체층(153)은 p형 반도체층이 될 수 있으며, 상기 제2도전형 반도체층(155)은 n형 반도체층이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1도전형이 n형이 되고 제2도전형이 p형이 되는 예시도 가능하다.In this case, the first conductive type semiconductor layer 153 may be a p-type semiconductor layer, and the second conductive type semiconductor layer 155 may be an n-type semiconductor layer. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and an example in which the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type is also possible.

또한, 본 실시예에서는 상기 활성층이 존재하는 경우를 예시하나, 전술한 바와 같이 경우에 따라 상기 활성층이 없는 구조도 가능하다. 이러한 예로서, 상기 p형 반도체층은 Mg가 도핑된 P-type GaN이고, n형 반도체층은 n 전극 쪽은 Si가 도핑된 N-type GaN 인 경우가 될 수 있다.In addition, although the present embodiment illustrates a case in which the active layer is present, as described above, a structure without the active layer may be possible depending on the case. As such an example, the p-type semiconductor layer may be P-type GaN doped with Mg, and the n-type semiconductor layer may be N-type GaN doped with Si on the n-electrode side.

성장기판(159)(웨이퍼)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 성장기판(1059)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하여 예를 들어, 사파이어(Al2O3) 기판에 비해 열전도성이 큰 SiC 기판 또는 Si, GaAs, GaP, InP, Ga2O3 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.The growth substrate 159 (wafer) may be formed of a material having a light-transmitting property, for example, any one of sapphire (Al2O3), GaN, ZnO, and AlO, but is not limited thereto. In addition, the growth substrate 1059 may be formed of a material suitable for growth of semiconductor materials or a carrier wafer. It can be formed of a material having excellent thermal conductivity, including a conductive substrate or an insulating substrate, for example, a SiC substrate having a higher thermal conductivity than a sapphire (Al2O3) substrate, or at least one of Si, GaAs, GaP, InP, and Ga2O3. Can be used.

다음으로, 제1도전형 반도체층(153), 활성층(154) 및 제2 도전형 반도체층 (155)의 적어도 일부를 제거하여 복수의 반도체 발광소자를 형성한다(도 5b).Next, at least a portion of the first conductive type semiconductor layer 153, the active layer 154, and the second conductive type semiconductor layer 155 is removed to form a plurality of semiconductor light emitting devices (FIG. 5B).

보다 구체적으로, 복수의 발광소자들이 발광 소자 어레이를 형성하도록, 아이솔레이션(isolation)을 수행한다. 즉, 제1도전형 반도체층(153), 활성층 (154) 및 제2 도전형 반도체층(155)을 수직방향으로 식각하여 복수의 반도체 발광소자를 형성한다.More specifically, isolation is performed so that a plurality of light emitting devices form a light emitting device array. That is, the first conductive type semiconductor layer 153, the active layer 154, and the second conductive type semiconductor layer 155 are vertically etched to form a plurality of semiconductor light emitting devices.

만약, 수평형 반도체 발광소자를 형성하는 경우라면, 상기 활성층(154) 및 제2 도전형 반도체층(155)은 수직방향으로 일부가 제거되어, 상기 제1도전형 반도체층(153)이 외부로 노출되는 메사 공정과, 이후에 제1도전형 반도체층을 식각하여 복수의 반도체 발광소자 어레이를 형성하는 아이솔레이션(isolation)이 수행될 수 있다.If, in the case of forming a horizontal type semiconductor light emitting device, the active layer 154 and the second conductive type semiconductor layer 155 are partially removed in the vertical direction, so that the first conductive type semiconductor layer 153 goes to the outside. The exposed mesa process and the isolation of forming a plurality of semiconductor light emitting device arrays by etching the first conductive type semiconductor layer thereafter may be performed.

다음으로, 상기 제2도전형 반도체층(155)의 일면 상에 제2도전형 전극(156, 또는 p형 전극)를 각각 형성한다(도 5c). 상기 제2도전형 전극(156)은 스퍼터링 등의 증착 방법으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상기 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층이 각각 n형 반도체층과 p형 반도체층인 경우에는, 상기 제2도전형 전극(156)은 n형 전극이 되는 것도 가능하다.Next, a second conductive type electrode 156 (or a p-type electrode) is formed on one surface of the second conductive type semiconductor layer 155 (FIG. 5C). The second conductive electrode 156 may be formed by a deposition method such as sputtering, but the present invention is not limited thereto. However, when the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer are an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, respectively, the second conductive type electrode 156 may be an n-type electrode.

그 다음에, 상기 성장기판(159)을 제거하여 복수의 반도체 발광소자를 구비한다. 예를 들어, 성장기판(1059)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다(도 5d).Then, the growth substrate 159 is removed to provide a plurality of semiconductor light emitting devices. For example, the growth substrate 1059 may be removed using a laser lift-off method (LLO) or a chemical lift-off method (CLO) (FIG. 5D).

이후에, 유체가 채워진 챔버에서 반도체 발광소자들(150)이 기판에 안착되는 단계가 진행된다(도 5e).Thereafter, a step in which the semiconductor light emitting devices 150 are seated on a substrate in a chamber filled with a fluid is performed (FIG. 5E).

예를 들어, 유체가 채워진 챔버 속에 상기 반도체 발광소자들(150) 및 기판을 넣고 유동, 중력, 표면 장력 등을 이용하여 상기 반도체 발광소자들이 상기 기판(1061)에 스스로 조립되도록 한다. 이 경우에, 상기 기판은 조립기판(161)이 될 수 있다.For example, the semiconductor light emitting devices 150 and a substrate are placed in a chamber filled with a fluid, and the semiconductor light emitting devices are self-assembled to the substrate 1061 using flow, gravity, and surface tension. In this case, the substrate may be an assembled substrate 161.

다른 예로서, 상기 조립기판(161) 대신에 배선기판을 유체 챔버 내에 넣어, 상기 반도체 발광소자들(150)이 배선기판에 바로 안착되는 것도 가능하다. 이 경우에, 상기 기판은 배선기판이 될 수 있다. 다만, 설명의 편의상, 본 발명에서는 기판이 조립기판(161)으로서 구비되어 반도체 발광소자들(1050)이 안착되는 것을 예시한다.As another example, it is possible to put a wiring board in the fluid chamber instead of the assembly board 161 so that the semiconductor light emitting devices 150 are directly seated on the wiring board. In this case, the substrate may be a wiring substrate. However, for convenience of explanation, the present invention illustrates that the substrate is provided as the assembly substrate 161 and the semiconductor light emitting devices 1050 are mounted thereon.

반도체 발광소자들(150)이 조립 기판(161)에 안착하는 것이 용이하도록, 상기 조립 기판(161)에는 상기 반도체 발광소자들(150)이 끼워지는 셀들 (미도시)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 조립기판(161)에는 상기 반도체 발광소자들(150)이 배선전극에 얼라인되는 위치에 상기 반도체 발광소자들 (150)이 안착되는 셀들이 형성된다. 상기 반도체 발광소자들(150)은 상기 유체 내에서 이동하다가, 상기 셀들에 조립된다. Cells (not shown) into which the semiconductor light emitting devices 150 are inserted may be provided on the assembly substrate 161 to facilitate mounting of the semiconductor light emitting devices 150 on the assembly substrate 161. Specifically, cells in which the semiconductor light emitting devices 150 are mounted are formed on the assembly substrate 161 at a position where the semiconductor light emitting devices 150 are aligned with a wiring electrode. The semiconductor light emitting devices 150 are assembled in the cells while moving in the fluid.

상기 조립기판(161)에 복수의 반도체 발광소자들이 어레이된 후에, 상기 조립기판(161)의 반도체 발광소자들을 배선기판으로 전사하면, 대면적의 전사가 가능하게 된다. 따라서, 상기 조립기판(161)은 임시기판으로 지칭될 수 있다.After a plurality of semiconductor light emitting elements are arrayed on the assembled substrate 161, when the semiconductor light emitting elements of the assembled substrate 161 are transferred to a wiring board, a large area can be transferred. Accordingly, the assembled substrate 161 may be referred to as a temporary substrate.

한편, 상기에서 설명된 자가조립 방법은 대화면 디스플레이의 제조에 적용하려면, 전사수율을 높여야만 한다. 본 발명에서는 전사수율을 높이기 위하여, 중력이나 마찰력의 영향을 최소화하고, 비특이적 결합을 막는 방법과 장치를 제안한다.Meanwhile, in order to apply the self-assembly method described above to manufacturing a large screen display, the transfer yield must be increased. The present invention proposes a method and apparatus for minimizing the influence of gravity or friction and preventing non-specific binding in order to increase the transfer yield.

이 경우, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 반도체 발광소자에 자성체를 배치시켜 자기력을 이용하여 반도체 발광소자를 이동시키고, 이동과정에서 전기장을 이용하여 상기 반도체 발광소자를 기 설정된 위치에 안착시킨다. 이하에서는, 이러한 전사 방법과 장치에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다.In this case, in the display device according to the present invention, a magnetic material is disposed on the semiconductor light emitting device to move the semiconductor light emitting device using magnetic force, and the semiconductor light emitting device is seated at a predetermined position using an electric field during the moving process. Hereinafter, such a transfer method and apparatus will be described in more detail together with the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 반도체 발광소자의 자가조립 장치의 일 예를 나타내는 개념도이고, 도 7은 도 6의 자가조립 장치의 블록 다이어그램이다. 또한, 도 8a 내지 도 8d는 도 6의 자가조립 장치를 이용하여 반도체 발광소자를 자가조립 하는 공정을 나타내는 개념도이며, 도 9는 도 8a 내지 도 8d의 반도체 발광소자를 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating an example of a self-assembly device of a semiconductor light emitting device according to the present invention, and FIG. 7 is a block diagram of the self-assembly device of FIG. 6. In addition, FIGS. 8A to 8D are conceptual diagrams illustrating a process of self-assembling a semiconductor light emitting device using the self-assembling device of FIG. 6, and FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the semiconductor light emitting device of FIGS. 8A to 8D.

도 6 및 도 7의 도시에 의하면, 본 발명의 자가조립 장치(160)는 유체 챔버(162), 자석(163) 및 위치 제어부(164)를 포함할 수 있다.6 and 7, the self-assembly device 160 of the present invention may include a fluid chamber 162, a magnet 163, and a position control unit 164.

상기 유체 챔버(162)는 복수의 반도체 발광소자들을 수용하는 공간을 구비한다. 상기 공간에는 유체가 채워질 수 있으며, 상기 유체는 조립용액으로서 물 등을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유체 챔버(162)는 수조가 될 수 있으며, 오픈형으로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 유체 챔버(162)는 상기 공간이 닫힌 공간으로 이루어지는 클로즈형이 될 수 있다.The fluid chamber 162 has a space for accommodating a plurality of semiconductor light emitting devices. The space may be filled with a fluid, and the fluid may contain water or the like as an assembly solution. Accordingly, the fluid chamber 162 may be a water tank, and may be configured in an open type. However, the present invention is not limited thereto, and the fluid chamber 162 may be a closed type in which the space is a closed space.

상기 유체 챔버(162)에는 기판(161)이 상기 반도체 발광소자들(150)이 조립되는 조립면이 아래를 향하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(161)은 이송부에 의하여 조립위치로 이송되며, 상기 이송부는 기판이 장착되는 스테이지(165)를 구비할 수 있다. 상기 스테이지(165)가 제어부에 의하여 위치조절되며, 이를 통하여 상기 기판(161)은 상기 조립위치로 이송될 수 있다. In the fluid chamber 162, a substrate 161 may be disposed such that an assembly surface on which the semiconductor light emitting devices 150 are assembled faces downward. For example, the substrate 161 is transferred to an assembly position by a transfer unit, and the transfer unit may include a stage 165 on which the substrate is mounted. The stage 165 is positioned by a control unit, through which the substrate 161 may be transferred to the assembly position.

이 때에, 상기 조립위치에서 상기 기판(161)의 조립면이 상기 유체 챔버(150)의 바닥을 향하게 된다. 도시에 의하면, 상기 기판(161)의 조립면은 상기 유체 챔버(162)내의 유체에 잠기도록 배치된다. 따라서, 상기 반도체 발광소자(150)는 상기 유체내에서 상기 조립면으로 이동하게 된다.At this time, the assembly surface of the substrate 161 faces the bottom of the fluid chamber 150 at the assembly position. As illustrated, the assembly surface of the substrate 161 is disposed to be immersed in the fluid in the fluid chamber 162. Accordingly, the semiconductor light emitting device 150 moves to the assembly surface in the fluid.

상기 기판(161)은 전기장 형성이 가능한 조립기판으로서, 베이스부(161a), 유전체층(161b) 및 복수의 전극들(161c)을 포함할 수 있다.The substrate 161 is an assembled substrate capable of forming an electric field, and may include a base portion 161a, a dielectric layer 161b, and a plurality of electrodes 161c.

상기 베이스부(161a)는 절연성 있는 재질로 이루어지며, 상기 복수의 전극들(161c)은 상기 베이스부(161a)의 일면에 패턴된 박막 또는 후막 bi-planar 전극이 될 수 있다. 상기 전극(161c)은 예를 들어, Ti/Cu/Ti의 적층, Ag 페이스트 및 ITO 등으로 형성될 수 있다.The base portion 161a is made of an insulating material, and the plurality of electrodes 161c may be a thin film or thick bi-planar electrode patterned on one surface of the base portion 161a. The electrode 161c may be formed of, for example, a stack of Ti/Cu/Ti, Ag paste, and ITO.

상기 유전체층(161b)은, SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, HfO2 등의 무기 물질로 이루어질 있다. 이와 다르게, 유전체층(161b)은, 유기 절연체로서 단일층이거나 멀티층으로 구성될 수 있다. 유전체층(161b)의 두께는, 수십 nm~수μ¥μm의 두께로 이루어질 수 있다.The dielectric layer 161b may be made of an inorganic material such as SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, and HfO2. Alternatively, the dielectric layer 161b may be formed of a single layer or a multilayer as an organic insulator. The dielectric layer 161b may have a thickness of several tens of nm to several μ\μm.

나아가, 본 발명에 따른 기판(161)은 격벽에 의하여 구획되는 복수의 셀들(161d)을 포함한다. 셀들(161d)은, 일방향을 따라 순차적으로 배치되며, 폴리머(polymer) 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 셀들(161d)을 이루는 격벽(161e)은, 이웃하는 셀들(161d)과 공유되도록 이루어진다. 상기 격벽 (161e)은 상기 베이스부(161a)에서 돌출되며, 상기 격벽(161e)에 의하여 상기 셀들(161d)이 일방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 셀들(161d)은 열과 행 방향으로 각각 순차적으로 배치되며, 매트릭스 구조를 가질 수 있다.Furthermore, the substrate 161 according to the present invention includes a plurality of cells 161d partitioned by a partition wall. The cells 161d are sequentially disposed in one direction, and may be made of a polymer material. In addition, the partition wall 161e constituting the cells 161d is made to be shared with the neighboring cells 161d. The partition wall 161e protrudes from the base portion 161a, and the cells 161d may be sequentially disposed in one direction by the partition wall 161e. More specifically, the cells 161d are sequentially arranged in column and row directions, respectively, and may have a matrix structure.

셀들(161d)의 내부는, 도시와 같이, 반도체 발광소자(150)를 수용하는 홈을 구비하며, 상기 홈은 상기 격벽(161e)에 의하여 한정되는 공간이 될 수 있다. 상기 홈의 형상은 반도체 발광소자의 형상과 동일 또는 유사할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자가 사각형상인 경우, 홈은 사각형상일 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았지만, 반도체 발광소자가 원형인 경우, 셀들 내부에 형성된 홈은, 원형으로 이루어질 수 있다. 나아가, 셀들 각각은, 단일의 반도체 발광소자를 수용하도록 이루어진다. 즉, 하나의 셀에는, 하나의 반도체 발광소자가 수용된다. Inside the cells 161d, as illustrated, a groove for accommodating the semiconductor light emitting device 150 may be provided, and the groove may be a space defined by the partition wall 161e. The shape of the groove may be the same or similar to the shape of the semiconductor light emitting device. For example, when the semiconductor light emitting device has a square shape, the groove may have a square shape. Further, although not shown, when the semiconductor light emitting device is circular, grooves formed inside the cells may be circular. Furthermore, each of the cells is made to accommodate a single semiconductor light emitting device. That is, one semiconductor light emitting device is accommodated in one cell.

한편, 복수의 전극들(161c)은 각각의 셀들(161d)의 바닥에 배치되는 복수의 전극라인을 구비하며, 상기 복수의 전극라인은 이웃한 셀로 연장되도록 이루어질 수 있다.Meanwhile, the plurality of electrodes 161c may include a plurality of electrode lines disposed on the bottom of each of the cells 161d, and the plurality of electrode lines may extend to neighboring cells.

상기 복수의 전극들(161c)은 상기 셀들(161d)의 하측에 배치되며, 서로 다른 극성이 각각 인가되어 상기 셀들(161d) 내에 전기장을 생성한다. 상기 전기장 형성을 위하여, 상기 복수의 전극들(161c)을 상기 유전체층이 덮으면서, 상기 유전체층이 상기 셀들(161d)의 바닥을 형성할 수 있다. 이런 구조에서, 각 셀들(161d)의 하측에서 한 쌍의 전극(161c)에 서로 다른 극성이 인가되면 전기장이 형성되고, 상기 전기장에 의하여 상기 셀들(161d) 내부로 상기 반도체 발광소자가 삽입될 수 있다.The plurality of electrodes 161c are disposed under the cells 161d, and different polarities are respectively applied to generate an electric field in the cells 161d. In order to form the electric field, the dielectric layer may form the bottom of the cells 161d while the dielectric layer covers the plurality of electrodes 161c. In this structure, when different polarities are applied to the pair of electrodes 161c under each of the cells 161d, an electric field is formed, and the semiconductor light emitting device can be inserted into the cells 161d by the electric field. have.

상기 조립위치에서 상기 기판(161)의 전극들은 전원공급부(171)와 전기적으로 연결된다. 상기 전원공급부(171)는 상기 복수의 전극에 전원을 인가하여 상기 전기장을 생성하는 기능을 수행한다.At the assembly position, the electrodes of the substrate 161 are electrically connected to the power supply unit 171. The power supply unit 171 performs a function of generating the electric field by applying power to the plurality of electrodes.

도시에 의하면, 상기 자가조립 장치는 상기 반도체 발광소자들에 자기력을 가하기 위한 자석(163)을 구비할 수 있다. 상기 자석(163)은 상기 유체 챔버(162)와 이격 배치되어 상기 반도체 발광소자들(150)에 자기력을 가하도록 이루어진다. 상기 자석(163)은 상기 기판(161)의 조립면의 반대면을 마주보도록 배치될 수 있으며, 상기 자석(163)과 연결되는 위치 제어부(164)에 의하여 상기 자석의 위치가 제어된다.As illustrated, the self-assembly device may include a magnet 163 for applying magnetic force to the semiconductor light emitting devices. The magnet 163 is disposed to be spaced apart from the fluid chamber 162 to apply a magnetic force to the semiconductor light emitting devices 150. The magnet 163 may be disposed to face the opposite surface of the assembly surface of the substrate 161, and the position of the magnet is controlled by a position control unit 164 connected to the magnet 163.

상기 자석(163)의 자기장에 의하여 상기 유체내에서 이동하도록, 상기 반도체 발광소자(1050)는 자성체를 구비할 수 있다.The semiconductor light emitting device 1050 may include a magnetic material to move in the fluid by the magnetic field of the magnet 163.

도 9를 참조하면, 자성체를 구비하는 반도체 발광 소자는 제1도전형 전극(1052) 및 제2도전형 전극(1056), 상기 제1도전형 전극(1052)이 배치되는 제1도전형 반도체층(1053), 상기 제1도전형 반도체층(1052)과 오버랩되며, 상기 제2도전형 전극(1056)이 배치되는 제2도전형 반도체층(1055), 그리고 상기 제1 및 제2도전형 반도체층(1053, 1055) 사이에 배치되는 활성층(1054)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, a semiconductor light emitting device including a magnetic material includes a first conductive type electrode 1052 and a second conductive type electrode 1056, and a first conductive type semiconductor layer on which the first conductive type electrode 1052 is disposed. (1053), a second conductive type semiconductor layer 1055 overlapping with the first conductive type semiconductor layer 1052 and on which the second conductive type electrode 1056 is disposed, and the first and second conductive type semiconductors An active layer 1054 disposed between the layers 1053 and 1055 may be included.

여기에서, 제1도전형은 p형이고, 제2도전형은 n형으로 구성될 수 있으며, 그 반대로도 구성될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 상기 활성층이 없는 반도체 발광소자가 될 수 있다.Here, the first conductivity type is p-type, the second conductivity type may be n-type, and vice versa. In addition, as described above, it may be a semiconductor light emitting device without the active layer.

한편, 본 발명에서, 상기 제1도전형 전극(1052)는 반도체 발광소자의 자가조립 등에 의하여, 반도체 발광소자가 배선기판에 조립된 이후에 생성될 수 있다. 또한, 본 발명에서, 상기 제2도전형 전극(1056)은 상기 자성체를 포함할 수 있다. 자성체는 자성을 띄는 금속을 의미할 수 있다. 상기 자성체는 Ni, SmCo 등이 될 수 있으며, 다른 예로서 Gd 계, La계 및 Mn계 중 적어도 하나에 대응되는 물질을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the first conductive type electrode 1052 may be generated after the semiconductor light emitting device is assembled to the wiring board by self-assembly of the semiconductor light emitting device. In addition, in the present invention, the second conductive type electrode 1056 may include the magnetic material. The magnetic material may mean a metal exhibiting magnetism. The magnetic material may be Ni, SmCo, or the like, and as another example, may include a material corresponding to at least one of Gd-based, La-based, and Mn-based.

자성체는 입자 형태로 상기 제2도전형 전극(1056)에 구비될 수 있다. 또한, 이와 다르게, 자성체를 포함한 도전형 전극은, 도전형 전극의 일 레이어가 자성체로 이루어질 수 있다. 이러한 예로서, 도 9에 도시된 것과 같이, 반도체 발광소자(1050)의 제2도전형 전극(1056)은, 제1층(1056a) 및 제2층(1056b)을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1층(1056a)은 자성체를 포함하도록 이루어질 수 있고, 제2층(1056b)는 자성체가 아닌 금속소재를 포함할 수 있다.The magnetic material may be provided on the second conductive electrode 1056 in the form of particles. Also, differently, in the conductive type electrode including a magnetic material, one layer of the conductive type electrode may be formed of a magnetic material. As such an example, as shown in FIG. 9, the second conductive type electrode 1056 of the semiconductor light emitting device 1050 may include a first layer 1056a and a second layer 1056b. Here, the first layer 1056a may be formed to include a magnetic material, and the second layer 1056b may include a metal material other than a magnetic material.

도시와 같이, 본 예시에서는 자성체를 포함하는 제1층(1056a)이, 제2 도전형 반도체층(1055)과 맞닿도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제1층(1056a)은, 제2층(1056b)과 제2도전형 반도체층(1055) 사이에 배치된다. 상기 제2층 (1056b)은 배선기판의 제2전극과 연결되는 컨택 메탈이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 자성체는 상기 제1도전형 반도체층의 일면에 배치될 수 있다.As illustrated, in the present example, the first layer 1056a including a magnetic material may be disposed to contact the second conductivity type semiconductor layer 1055. In this case, the first layer 1056a is disposed between the second layer 1056b and the second conductive semiconductor layer 1055. The second layer 1056b may be a contact metal connected to the second electrode of the wiring board. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the magnetic material may be disposed on one surface of the first conductive type semiconductor layer.

다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 보다 구체적으로, 상기 자가조립 장치는 상기 유체 챔버의 상부에 x,y,z 축으로 자동 또는 수동으로 움직일 수 있는 자석 핸들러를 구비하거나, 상기 자석(163)을 회전시킬 수 있는 모터를 구비할 수 있다. 상기 자석 핸들러 및 모터는 상기 위치 제어부(164)를 구성할 수 있다. 이를 통하여, 상기 자석(163)은 상기 기판(161)과 수평한 방향, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 된다.Referring back to FIGS. 6 and 7, more specifically, the self-assembly device includes a magnetic handler that can be automatically or manually moved in the x, y, z axis on the top of the fluid chamber, or the magnet 163 It may be provided with a motor capable of rotating. The magnet handler and the motor may constitute the position control unit 164. Through this, the magnet 163 rotates in a horizontal direction, a clockwise direction, or a counterclockwise direction with the substrate 161.

한편, 상기 유체 챔버(162)에는 광투과성의 바닥판(166)이 형성되고, 상기 반도체 발광소자들은 상기 바닥판(166)과 상기 기판(161)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 바닥판(166)을 통하여 상기 유체 챔버(162)의 내부를 모니터링하도록, 이미지 센서(167)가 상기 바닥판(166)을 바라보도록 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서(167)는 제어부(172)에 의하여 제어되며, 기판(161)의 조립면을 관찰할 수 있도록 inverted type 렌즈 및 CCD 등을 구비할 수 있다.Meanwhile, a light-transmitting bottom plate 166 is formed in the fluid chamber 162, and the semiconductor light emitting devices may be disposed between the bottom plate 166 and the substrate 161. The image sensor 167 may be disposed to face the bottom plate 166 so as to monitor the inside of the fluid chamber 162 through the bottom plate 166. The image sensor 167 is controlled by the control unit 172 and may include an inverted type lens and a CCD so that the assembly surface of the substrate 161 can be observed.

상기에서 설명한 자가조립 장치는 자기장과 전기장을 조합하여 이용하도록 이루어지며, 이를 이용하면, 상기 반도체 발광소자들이 상기 자석의 위치변화에 의하여 이동하는 과정에서 전기장에 의하여 상기 기판의 기설정된 위치에 안착될 수 있다. 이하, 상기에서 설명한 자기조립 장치를 이용한 조립과정에 대하여 보다 상세히 설명한다.The self-assembly device described above is made to use a combination of a magnetic field and an electric field, and if this is used, the semiconductor light emitting devices are seated at a predetermined position on the substrate by the electric field in the process of moving by the position change of the magnet. I can. Hereinafter, the assembly process using the self-assembly device described above will be described in more detail.

먼저, 도 5a 내지 도 5c에서 설명한 과정을 통하여 자성체를 구비하는 복수의 반도체 발광소자들(1050)을 형성한다. 이 경우에, 도 5c의 제2도전형 전극을 형성하는 과정에서, 자성체를 상기 반도체 발광소자에 증착할 수 있다.First, a plurality of semiconductor light emitting devices 1050 including magnetic materials are formed through the process described in FIGS. 5A to 5C. In this case, in the process of forming the second conductive type electrode of FIG. 5C, a magnetic material may be deposited on the semiconductor light emitting device.

다음으로, 기판(161)을 조립위치로 이송하고, 상기 반도체 발광소자들 (1050)을 유체 챔버(162)에 투입한다(도 8a).Next, the substrate 161 is transferred to the assembly position, and the semiconductor light emitting devices 1050 are put into the fluid chamber 162 (FIG. 8A).

전술한 바와 같이, 상기 기판(161)의 조립위치는 상기 기판(161)의 상기 반도체 발광소자들(1050)이 조립되는 조립면이 아래를 향하도록 상기 유체 챔버(162)에 배치되는 위치가 될 수 있다.As described above, the assembly position of the substrate 161 may be a position disposed in the fluid chamber 162 such that the assembly surface on which the semiconductor light emitting devices 1050 of the substrate 161 are assembled faces downward. I can.

이 경우에, 상기 반도체 발광소자들(1050) 중 일부는 유체 챔버(162)의 바닥에 가라앉고 일부는 유체 내에 부유할 수 있다. 상기 유체 챔버(162)에 광투과성의 바닥판(166)이 구비되는 경우에, 상기 반도체 발광소자들(1050) 중 일부는 바닥판(166)에 가라앉을 수 있다.In this case, some of the semiconductor light emitting devices 1050 may sink to the bottom of the fluid chamber 162 and some may float in the fluid. When the light-transmitting bottom plate 166 is provided in the fluid chamber 162, some of the semiconductor light emitting devices 1050 may sink to the bottom plate 166.

다음으로, 상기 유체 챔버(162) 내에서 상기 반도체 발광소자들(1050)이 수직방향으로 떠오르도록 상기 반도체 발광소자들(1050)에 자기력을 가한다(도 8b).Next, a magnetic force is applied to the semiconductor light emitting devices 1050 so that the semiconductor light emitting devices 1050 rise in the vertical direction within the fluid chamber 162 (FIG. 8B).

상기 자가조립 장치의 자석(163)이 원위치에서 상기 기판(161)의 조립면의 반대면으로 이동하면, 상기 반도체 발광소자들(1050)은 상기 기판(161)을 향하여 상기 유체 내에서 떠오르게 된다. 상기 원위치는 상기 유체 챔버(162)로부터 벗어난 위치가 될 수 있다. 다른 예로서, 상기 자석(163)이 전자석으로 구성될 수 있다. 이 경우에는 전자석에 전기를 공급하여 초기 자기력을 생성하게 된다.When the magnet 163 of the self-assembly device moves from its original position to a surface opposite to the assembly surface of the substrate 161, the semiconductor light emitting devices 1050 rise in the fluid toward the substrate 161. The original position may be a position away from the fluid chamber 162. As another example, the magnet 163 may be composed of an electromagnet. In this case, electricity is supplied to the electromagnet to generate an initial magnetic force.

한편, 본 예시에서, 상기 자기력의 크기를 조절하면 상기 기판(161)의 조립면과 상기 반도체 발광소자들(1050)의 이격거리가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 발광소자들(1050)의 무게, 부력 및 자기력을 이용하여 상기 이격거리를 제어한다. 상기 이격거리는 상기 기판의 최외각으로부터 수 밀리미터 내지 수십 마이크로미터가 될 수 있다.Meanwhile, in this example, when the magnitude of the magnetic force is adjusted, a separation distance between the assembly surface of the substrate 161 and the semiconductor light emitting devices 1050 may be controlled. For example, the separation distance is controlled using the weight, buoyancy, and magnetic force of the semiconductor light emitting devices 1050. The separation distance may be several millimeters to tens of micrometers from the outermost surface of the substrate.

다음으로, 상기 유체 챔버(162) 내에서 상기 반도체 발광소자들(1050)이 일방향을 따라 이동하도록, 상기 반도체 발광소자들(1050)에 자기력을 가한다. 예를 들어, 상기 자석(163)을 상기 기판과 수평한 방향, 시계방향 또는 반시계방향으로 이동한다(도 8c). 이 경우에, 상기 반도체 발광소자들(1050)은 상기 자기력에 의하여 상기 기판(161)과 이격된 위치에서 상기 기판(161)과 수평한 방향으로 따라 이동하게 된다.Next, magnetic force is applied to the semiconductor light emitting devices 1050 so that the semiconductor light emitting devices 1050 move in one direction within the fluid chamber 162. For example, the magnet 163 is moved in a direction horizontal to the substrate, in a clockwise direction, or in a counterclockwise direction (FIG. 8C). In this case, the semiconductor light emitting devices 1050 move in a direction horizontal to the substrate 161 at a position spaced apart from the substrate 161 by the magnetic force.

다음으로, 상기 반도체 발광소자들(1050)이 이동하는 과정에서 상기 기판(161)의 기설정된 위치에 안착되도록, 전기장을 가하여 상기 반도체 발광소자들(1050)을 상기 기설정된 위치로 유도하는 단계가 진행된다(도 8c). 예를 들어, 상기 반도체 발광소자들(1050)이 상기 기판(161)과 수평한 방향으로 따라 이동하는 도중에 상기 전기장에 의하여 상기 기판(161)과 수직한 방향으로 이동하여 상기 기판(161)의 기설정된 위치에 안착된다.Next, the step of inducing the semiconductor light emitting devices 1050 to the preset positions by applying an electric field so that the semiconductor light emitting devices 1050 are settled at a preset position of the substrate 161 during the movement of the semiconductor light emitting devices 1050 It proceeds (Fig. 8C). For example, while the semiconductor light emitting devices 1050 are moving in a direction horizontal to the substrate 161, they are moved in a direction perpendicular to the substrate 161 by the electric field. It is settled in the set position.

보다 구체적으로, 기판(161)의 bi-planar 전극에 전원을 공급하여 전기장을 생성하고, 이를 이용하여 기설정된 위치에서만 조립이 되도록 유도한게 된다. 즉 선택적으로 생성한 전기장을 이용하여, 반도체 발광소자들(1050)이 상기 기판(161)의 조립위치에 스스로 조립되도록 한다. 이를 위하여, 상기 기판(161)에는 상기 반도체 발광소자들(1050)이 끼워지는 셀들이 구비될 수 있다. More specifically, power is supplied to the bi-planar electrode of the substrate 161 to generate an electric field, and by using this, the assembly is induced only at a predetermined position. That is, by using the selectively generated electric field, the semiconductor light emitting devices 1050 are self-assembled to the assembly position of the substrate 161. To this end, cells to which the semiconductor light emitting devices 1050 are inserted may be provided on the substrate 161.

이후에, 상기 기판(161)의 언로딩 과정이 진행되며, 조립 공정이 완료된다. 상기 기판(161)이 조립 기판인 경우에, 전술한 바와 같이 어레인된 반도체 발광소자들을 배선기판으로 전사하여 디스플레이 장치를 구현하기 위한 후공정이 진행될 수 있다.Thereafter, the unloading process of the substrate 161 is performed, and the assembly process is completed. When the substrate 161 is an assembly substrate, a post-process for implementing a display device may be performed by transferring the arranged semiconductor light emitting devices to a wiring board as described above.

한편, 상기 반도체 발광소자들(1050)을 상기 기설정된 위치로 유도한 후에, 상기 유체 챔버(162) 내에 남아있는 반도체 발광소자들(1050)이 상기 유체 챔버(162)의 바닥으로 떨어지도록 상기 자석(163)을 상기 기판(161)과 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다(도 8d). 다른 예로서, 상기 자석(163)이 전자석인 경우에 전원공급을 중단하면, 상기 유체 챔버(162) 내에 남아있는 반도체 발광소자들(1050)이 상기 유체 챔버(162)의 바닥으로 떨어지게 된다.Meanwhile, after inducing the semiconductor light emitting devices 1050 to the preset position, the magnets so that the semiconductor light emitting devices 1050 remaining in the fluid chamber 162 fall to the bottom of the fluid chamber 162. The 163 may be moved in a direction away from the substrate 161 (FIG. 8D). As another example, when the power supply is stopped when the magnet 163 is an electromagnet, the semiconductor light emitting devices 1050 remaining in the fluid chamber 162 fall to the bottom of the fluid chamber 162.

이후에, 상기 유체 챔버(162)의 바닥에 있는 반도체 발광소자들(1050)을 회수하면, 상기 회수된 반도체 발광소자들(1050)의 재사용이 가능하게 된다.Thereafter, when the semiconductor light emitting devices 1050 on the bottom of the fluid chamber 162 are recovered, the recovered semiconductor light emitting devices 1050 can be reused.

상기에서 설명된 자가조립 장치 및 방법은 fluidic assembly에서 조립 수율을 높이기 위해 자기장을 이용하여 먼거리의 부품들을 미리 정해진 조립 사이트 근처에 집중시키고, 조립 사이트에 별도 전기장을 인가하여 조립 사이트에만 선택적으로 부품이 조립되도록 한다. 이때 조립기판을 수조 상부에 위치시키고 조립면이 아래로 향하도록 하여 부품의 무게에 의한 중력 영향을 최소화하면서 비특이적 결합을 막아 불량을 제거한다. 즉, 전사수율을 높이기 위해 조립 기판을 상부에 위치시켜 중력이나 마찰력 영향을 최소화하며, 비특이적 결합을 막는다.The self-assembly device and method described above focuses distant parts near a predetermined assembly site using a magnetic field to increase assembly yield in a fluidic assembly, and applies a separate electric field to the assembly site to selectively select parts only at the assembly site. Let it be assembled. At this time, the assembly board is placed on the top of the water tank and the assembly surface faces down, minimizing the effect of gravity caused by the weight of the parts, and preventing non-specific binding to eliminate defects. That is, in order to increase the transfer yield, the assembly substrate is placed on the top to minimize the effect of gravity or friction, and prevent non-specific binding.

이상에서 살펴본 것과 같이, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 개별화소를 반도체 발광소자로 형성하는 디스플레이 장치에서, 다량의 반도체 발광소자를 한번에 조립할 수 있다.As described above, according to the present invention having the above configuration, in a display device in which individual pixels are formed as semiconductor light emitting devices, a large number of semiconductor light emitting devices can be assembled at once.

이와 같이, 본 발명에 따르면 작은 크기의 웨이퍼 상에서 반도체 발광소자를 다량으로 화소화시킨 후 대면적 기판으로 전사시키는 것이 가능하게 된다. 이를 통하여, 저렴한 비용으로 대면적의 디스플레이 장치를 제작하는 것이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to pixelate a semiconductor light emitting device in a large amount on a small-sized wafer and then transfer it to a large area substrate. Through this, it is possible to manufacture a large-area display device at low cost.

한편, 본 발명은 상술한 자가 조립 공정의 수율 및 자가 조립 이후 공정 수율을 높이기 위한 조립 기판의 구조 및 방법을 제공한다. 본 발명은 상기 기판(161)이 조립 기판으로 사용될 때로 한정된다. 즉, 후술할 조립 기판은 디스플레이 장치의 배선 기판으로 사용되는 것이 아니다. 이에, 이하에서는 상기 기판(161)을 조립 기판(161)이라 칭한다. On the other hand, the present invention provides a structure and method of an assembled substrate for increasing the yield of the above-described self-assembly process and the process yield after self-assembly. The present invention is limited to when the substrate 161 is used as an assembly substrate. That is, the assembly board to be described later is not used as a wiring board of a display device. Accordingly, hereinafter, the substrate 161 is referred to as an assembly substrate 161.

본 발명은 두 가지 관점에서 공정 수율을 향상시킨다. 첫 번째, 본 발명은 원하지 않는 위치에 전기장이 강하게 형성되어, 반도체 발광소자가 원하지 않는 위치에 안착되는 것을 방지한다. 두 번째, 본 발명은 조립 기판에 안착된 반도체 발광소자들을 다른 기판으로 전사할 때, 반도체 발광소자가 조립 기판 상에 잔류하는 것을 방지한다.The present invention improves the process yield from two perspectives. First, according to the present invention, a strong electric field is formed at an undesired position, preventing the semiconductor light emitting device from being seated at an undesired position. Second, the present invention prevents the semiconductor light emitting elements from remaining on the assembly substrate when transferring the semiconductor light emitting elements mounted on the assembly substrate to another substrate.

본 발명에서는, 전술한 전기장 및 자기장을 이용한 자가조립 방식(도 8a 내지 도 8e)과 다른 유형의 자가조립 방식을 제시한다. In the present invention, a self-assembly method different from the self-assembly method (FIGS. 8A to 8E) using the electric and magnetic fields described above is proposed.

전술한 자가조립 방식에 의하면, 유체 내 무작위로 투입된 반도체 발광 소자들(1050)은 복수의 반도체 발광소자들(1050)로 이루어진 더미를 형성하여 자기장의 이동방향을 따라 함께 이동하였으며, 이동 과정에서 일부 반도체 발광 소자들(1050)은 셀(161d) 내부에 강하게 형성된 전기장에 이끌려 각각의 셀(161d) 내부에 안착되었다.According to the above-described self-assembly method, the semiconductor light emitting devices 1050 randomly injected into the fluid formed a dummy made of a plurality of semiconductor light emitting devices 1050 and moved together along the moving direction of the magnetic field. The semiconductor light emitting devices 1050 were seated inside each cell 161d by being attracted to an electric field strongly formed inside the cell 161d.

즉, 전술한 자가조립 방식은 자기장에 의해 반도체 발광소자들(1050)의 이동방향이 결정되므로, 반도체 발광소자들(1050)을 모든 셀들(161d)에 동시에 조립하거나, 특정 셀(161d)에 특정 반도체 발광소자(1050)를 조립할 수 없었다. That is, in the above-described self-assembly method, since the moving direction of the semiconductor light emitting devices 1050 is determined by the magnetic field, the semiconductor light emitting devices 1050 are simultaneously assembled to all cells 161d or specified in a specific cell 161d. The semiconductor light emitting device 1050 could not be assembled.

본 발명은 기판 대 기판으로 진행되는 자가조립 방식에 관한 것으로, 제1 기판에 제공된 반도체 발광소자들(1100)을 동시에 제2 기판으로 전사시키되, 반도체 발광소자들 간의 간격은 제1 기판 및 제2 기판에서 일정하게 유지되는 자가조립 방식에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate-to-substrate self-assembly method, in which semiconductor light emitting devices 1100 provided on a first substrate are simultaneously transferred to a second substrate, but the distance between the semiconductor light emitting devices is a first substrate and a second substrate. It relates to a self-assembly method that is kept constant on the substrate.

여기서, 제1 기판은 반도체 발광소자들(1100)을 제공하는 도너 기판으로 임시 기판(2000)일 수 있으며, 제2 기판은 반도체 발광 소자들(1100)을 수용하는 억셉터 기판(A)으로 배선 기판(3000) 또는 조립 기판 (4000)일 수 있다. 각각의 기판에 대한 구체적인 설명은 후술한다. Here, the first substrate is a donor substrate that provides the semiconductor light emitting devices 1100 and may be a temporary substrate 2000, and the second substrate is wired as an acceptor substrate (A) accommodating the semiconductor light emitting devices 1100. It may be a substrate 3000 or an assembly substrate 4000. A detailed description of each substrate will be described later.

도 10은 본 발명에 따른 자가조립 공정을 개략적으로 나타낸 도면으로, 본 발명에 따른 자가조립 공정은 크게 다음과 같은 단계들을 포함할 수 있다.10 is a diagram schematically showing a self-assembly process according to the present invention, and the self-assembly process according to the present invention may largely include the following steps.

먼저, 도 10(a) 및 (b)와 같이, 반도체 발광소자들(1100)이 소정 간격으로 형성된 성장 기판(1000)과, 유체 내에서 식각되는 희생층(2100)이 형성된 임시 기판(2000)을 접합시킨 후, 성장 기판(1000) 상에 형성된 반도체 발광소자들 (1100)을 임시 기판(2000)으로 전사시키는 단계가 수행될 수 있다.First, as shown in FIGS. 10A and 10B, a growth substrate 1000 on which semiconductor light emitting devices 1100 are formed at predetermined intervals, and a temporary substrate 2000 on which a sacrificial layer 2100 etched in a fluid is formed. After bonding, a step of transferring the semiconductor light emitting devices 1100 formed on the growth substrate 1000 to the temporary substrate 2000 may be performed.

구체적으로, 반도체 발광소자들(1100)이 형성된 성장 기판(1000)의 일면과 희생층(2100)이 형성된 임시 기판(2000)의 일면을 서로 압착시켜, 반도체 발광 소자들(1100)을 성장 기판(1000)으로부터 임시 기판(2000)의 희생층(2100)으로 전사시킬 수 있으며, 반도체 발광소자들(1100)의 간격은 동일하게 유지될 수 있다.Specifically, one surface of the growth substrate 1000 on which the semiconductor light emitting devices 1100 are formed and one surface of the temporary substrate 2000 on which the sacrificial layer 2100 is formed are pressed together to form the semiconductor light emitting devices 1100 on the growth substrate ( 1000) may be transferred to the sacrificial layer 2100 of the temporary substrate 2000, and the spacing of the semiconductor light emitting devices 1100 may be kept the same.

또한, 희생층(2100)은 성장 기판(1000) 대비 부착력 내지 접합력이 우수한 물질로 형성될 수 있으며, 이로써 성장 기판(1000)에 형성된 반도체 발광 소자들(1100)은 임시 기판(2000)으로 용이하게 전사될 수 있다.In addition, the sacrificial layer 2100 may be formed of a material having excellent adhesion or bonding strength compared to the growth substrate 1000, whereby the semiconductor light emitting devices 1100 formed on the growth substrate 1000 can be easily used as the temporary substrate 2000. Can be transferred.

다음으로, 도 10(c)와 같이, 반도체 발광소자들(1100)이 안착되는 셀이 소정 간격으로 형성된 억셉터 기판을 유체(L) 내 투입하고, 이어서 임시 기판 (2000)을 유체 내 투입한 후 억셉터 기판에 대하여 정렬시키는 단계가 수행될 수 있다.Next, as shown in FIG. 10(c), an acceptor substrate in which cells on which the semiconductor light emitting devices 1100 are seated is formed at predetermined intervals is introduced into the fluid L, and then the temporary substrate 2000 is introduced into the fluid. After the alignment with respect to the acceptor substrate may be performed.

이 때, 임시 기판(2000)은 성장 기판(1000)으로부터 전사된 반도체 발광 소자들(1100)이 고정된 희생층(2100)이 억셉터 기판을 향하도록 유체 내 정렬될 수 있으며, 희생층(2100)과 마주하는 억셉터 기판의 일면은 반도체 발광소자들 (1100)이 안착될 셀이 형성된 면일 수 있다.In this case, the temporary substrate 2000 may be aligned in a fluid such that the sacrificial layer 2100 to which the semiconductor light emitting devices 1100 transferred from the growth substrate 1000 are fixed faces the acceptor substrate, and the sacrificial layer 2100 One surface of the acceptor substrate facing) may be a surface in which a cell on which the semiconductor light emitting devices 1100 are to be mounted is formed.

또한, 적어도 임시 기판(2000)에 고정된 반도체 발광소자들(1100)은 모두 억셉터 기판에 형성된 셀들과 마주하도록 정렬될 수 있다. 다시 말해, 일부 셀들은 반도체 발광소자(1100)와 마주하지 않을 수 있으나, 적어도 임시 기판 (2000)에 고정된 모든 반도체 발광소자들(1100)은 셀들과 마주하도록 정렬될 수 있다.In addition, all of the semiconductor light emitting devices 1100 fixed to at least the temporary substrate 2000 may be aligned to face cells formed on the acceptor substrate. In other words, some cells may not face the semiconductor light emitting device 1100, but at least all of the semiconductor light emitting devices 1100 fixed to the temporary substrate 2000 may be aligned to face the cells.

또한, 임시 기판(2000)과 억셉터 기판은 유체 내에서 최대한 인접한 상태를 유지하되, 서로 접촉하지 않도록 정렬되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the temporary substrate 2000 and the acceptor substrate are aligned so as not to contact each other while maintaining a state as close to each other as possible in the fluid.

다음으로, 도 10(d)와 같이, 임시 기판(2000) 및 억셉터 기판 중 적어도 어느 하나의 기판에 전원을 인가하여 반도체 발광소자들(1100)을 이동시키기 위한 전기장을 형성하는 단계가 수행될 수 있다. Next, as shown in FIG. 10(d), the step of forming an electric field for moving the semiconductor light emitting devices 1100 by applying power to at least one of the temporary substrate 2000 and the acceptor substrate is performed. I can.

전원은 임시 기판(2000) 및 억셉터 기판에 모두 인가되거나(수직 방향으로 전기장 형성), 억셉터 기판에만 인가될 수 있다(수평 방향으로 전기장 형성). 각각의 경우에 따라 임시 기판(2000)의 구조 및 억셉터 기판의 종류는 상이해질 수 있으며, 이와 관련된 자세한 내용은 후술한다. Power may be applied to both the temporary substrate 2000 and the acceptor substrate (formation of an electric field in the vertical direction) or may be applied only to the acceptor substrate (formation of an electric field in the horizontal direction). In each case, the structure of the temporary substrate 2000 and the type of the acceptor substrate may be different, and details related thereto will be described later.

마지막으로, 도 10(e)와 같이, 임시 기판(2000)으로부터 분리된 반도체 발광소자들(1100)을 억셉터 기판에 형성된 셀들에 안착시키는 단계가 수행될 수 있다. Finally, as shown in FIG. 10E, a step of mounting the semiconductor light emitting devices 1100 separated from the temporary substrate 2000 on cells formed on the acceptor substrate may be performed.

반도체 발광소자들(1100)은 반도체 발광소자들(1100)이 고정된 희생층 (2100)이 유체 내에서 식각됨에 따라 임시 기판(2000)으로부터 분리될 수 있으며, 형성된 전기장에 의해 유전영동 힘(dielectrophoretic force)을 받아 임시 기판 (2000)에서 억셉터 기판 측으로 이동하게 되며, 마주하는 셀에 안착될 수 있다.The semiconductor light emitting devices 1100 may be separated from the temporary substrate 2000 as the sacrificial layer 2100 to which the semiconductor light emitting devices 1100 are fixed is etched in a fluid, and dielectrophoretic force is generated by the formed electric field. force) to move from the temporary substrate 2000 to the acceptor substrate, and may be seated on the facing cell.

또한, 임시 기판(2000)과 억셉터 기판은 최대한 인접한 상태로 배열되므로, 반도체 발광소자들(1100)은 임시 기판(2000)에 고정된 간격과 동일한 간격을 유지하면서 억셉터 기판에 안착될 수 있다.In addition, since the temporary substrate 2000 and the acceptor substrate are arranged as close to each other as possible, the semiconductor light emitting devices 1100 can be mounted on the acceptor substrate while maintaining the same distance as the fixed distance to the temporary substrate 2000. .

다음으로, 도 14 및 도 15를 참조하여 임시 기판(2000)의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. Next, various embodiments of the temporary substrate 2000 will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 실시예에 따른 임시 기판의 구조를 나타낸 도면이고, 도 15는 도 14d에 따른 임시 기판을 이용한 자가조립 공정을 나타낸 도면이다. 14A to 14D are views showing the structure of a temporary substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a view showing a self-assembly process using the temporary substrate according to FIG. 14D.

임시 기판(2000)은 자가조립 전 성장 기판(1000)에 형성된 반도체 발광 소자들(1100)이 압착 전사되는 기판일 수 있다. 반도체 발광소자들(1100)은 임시 기판(2000)의 일면에 형성된 희생층(2100)에 일시적으로 고정될 수 있으며, 희생층(2100)은 자가조립이 진행되는 유체 내에서 식각됨으로써, 반도체 발광 소자들(1100)을 임시 기판(2000)으로부터 분리시킬 수 있다.The temporary substrate 2000 may be a substrate on which the semiconductor light emitting devices 1100 formed on the growth substrate 1000 before self-assembly are transferred by pressure. The semiconductor light emitting devices 1100 may be temporarily fixed to the sacrificial layer 2100 formed on one surface of the temporary substrate 2000, and the sacrificial layer 2100 may be etched in a fluid in which self-assembly proceeds, so that the semiconductor light emitting device The field 1100 may be separated from the temporary substrate 2000.

즉, 임시 기판(2000)은 본 발명의 실시예에 따른 자가조립을 위해 희생층 (2100)을 반드시 포함할 수 있으며, 희생층(2100)은 반도체 발광 소자들(1100)을 고정시킬 수 있도록 접합력을 가지면서, 유체 내 식각될 수 있는 고분자 물질로 형성될 수 있다. That is, the temporary substrate 2000 may necessarily include the sacrificial layer 2100 for self-assembly according to an embodiment of the present invention, and the sacrificial layer 2100 has a bonding force to fix the semiconductor light emitting devices 1100. While having, it may be formed of a polymer material that can be etched in a fluid.

예를 들어, 희생층(2100)은 프로필렌-뷰텐(뷰틸렌) 공중합체(propylene-butene(butylene) copolymers), PVC 시멘트(PVC cement), 용제형 아크릴 접착제 (solvent type acrylic adhesives), 용제형 가용성 폴리이미드(solvent soluble polyimide) 등과 같은 용제형 접착제일 수 있다.For example, the sacrificial layer 2100 is propylene-butene (butylene) copolymers, PVC cement, solvent type acrylic adhesives, solvent type soluble It may be a solvent-type adhesive such as polyimide (solvent soluble polyimide).

이 때, 유체(L)는 희생층(2100)을 식각할 수 있는 아세톤(acetone) 또는 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA) 등이 사용될 수 있다. In this case, as the fluid L, acetone or isopropyl alcohol (IPA) capable of etching the sacrificial layer 2100 may be used.

한편, 전술한 물질로 형성된 희생층(2100)은 유체 내에서 전체적으로 식각되나, 희생층(2100) 중 일부 영역만 선택적으로 유체 내에서 식각되도록 구성하는 것 또한 가능하다. On the other hand, the sacrificial layer 2100 formed of the above-described material is etched entirely in the fluid, but it is also possible to configure only a partial region of the sacrificial layer 2100 to be selectively etched in the fluid.

이를 위해, 희생층(2100)은 감광성 물질로 형성될 수 있으며, 일부 영역만 노광(투사형 포토리소그래피)을 수행할 수 있다. 도 14d와 같이 희생층(2100)은 노광 공정을 통해 노광 영역(2100a) 및 비노광 영역(2100b)을 포함할 수 있으며, 유체(L)는 노광 영역(2100a)만을 식각할 수 있는 현상액을 사용함으로써, 희생층(2100)을 선택적으로 식각할 수 있다. To this end, the sacrificial layer 2100 may be formed of a photosensitive material, and exposure (projection type photolithography) may be performed on only a partial area. As shown in FIG. 14D, the sacrificial layer 2100 may include an exposed area 2100a and a non-exposed area 2100b through an exposure process, and the fluid L is a developer capable of etching only the exposed area 2100a. By doing so, the sacrificial layer 2100 may be selectively etched.

이 때, 임시 기판(2000)에 고정된 반도체 발광소자들(1100) 중 적어도 일부 반도체 발광소자들(1100)은 노광 영역(2100a)에 고정되어, 상기 노광 영역 (2100a)이 유체(L) 내에서 식각됨에 따라 일부 반도체 발광소자들(1100)만 선택적으로 임시 기판(2000)으로부터 분리될 수 있다.At this time, at least some of the semiconductor light emitting devices 1100 fixed to the temporary substrate 2000 are fixed to the exposure area 2100a, so that the exposure area 2100a is in the fluid L. As etched in, only some of the semiconductor light emitting devices 1100 may be selectively separated from the temporary substrate 2000.

선택적 분리를 위한 다른 실시예로, 임시 기판(2000)은 희생층(2100) 하부에, 감광성 물질로 형성된 보조 접합층(2300)을 포함할 수 있으며(도 14c), 이 때, 희생층(2100)은 전술한 용제형 접착제 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있다.As another embodiment for selective separation, the temporary substrate 2000 may include an auxiliary bonding layer 2300 formed of a photosensitive material under the sacrificial layer 2100 (FIG. 14C), and in this case, the sacrificial layer 2100 ) May be formed of any of the above-described solvent-type adhesive materials.

이 경우, 전술한 노광 공정을 통해 보조 접합층(2300)은 노광 영역(2300a) 및 비노광 영역(2300b)으로 이루어질 수 있으며, 현상액에 의해 노광 영역 (2300a)만이 선택적으로 식각될 수 있다. In this case, through the above-described exposure process, the auxiliary bonding layer 2300 may include an exposed area 2300a and a non-exposed area 2300b, and only the exposed area 2300a may be selectively etched by a developer.

보조 접합층(2300)에 대하여 노광을 진행하는 경우, 희생층(2100)과 반도체 발광소자들(1100) 사이의 접합력이 오래 유지될 수 있다. When the auxiliary bonding layer 2300 is exposed to light, the bonding force between the sacrificial layer 2100 and the semiconductor light emitting devices 1100 may be maintained for a long time.

보조 접합층(2300)을 포함하는 임시 기판(2000) 구조를 사용하는 경우, 노광 공정 전에 반도체 발광소자들(1100)이 고정되지 않은 희생층(2100) 영역에 대한 아이솔레이션 공정이 수행될 수 있다. 즉, 반도체 발광소자들(1100) 사이에 해당하는 영역에는 희생층(2100)이 식각되어, 희생층(2100) 하부에 형성된 보조 접합층(2300)이 노출될 수 있다. When the temporary substrate 2000 structure including the auxiliary bonding layer 2300 is used, an isolation process may be performed on a region of the sacrificial layer 2100 to which the semiconductor light emitting devices 1100 are not fixed before the exposure process. That is, the sacrificial layer 2100 may be etched in a region between the semiconductor light emitting devices 1100 to expose the auxiliary bonding layer 2300 formed under the sacrificial layer 2100.

또한, 자가조립 이후 반도체 발광소자들(1100)의 일면에 잔존하는 일부 희생층(2100)을 제거하기 위해, 유체(L)를 현상액에서 아세톤 또는 이소프로필 알콜 등으로 교체하는 과정이 진행될 수 있다. In addition, in order to remove the partial sacrificial layer 2100 remaining on one surface of the semiconductor light emitting devices 1100 after self-assembly, a process of replacing the fluid L with acetone or isopropyl alcohol in a developer may be performed.

한편, 임시 기판(2000)은 억셉터 기판의 종류에 따라 희생층(2100) 하부에 전기장 형성을 위한 제3 조립 전극(2200)을 포함할 수 있다(도 14b). Meanwhile, the temporary substrate 2000 may include a third assembly electrode 2200 for forming an electric field under the sacrificial layer 2100 according to the type of the acceptor substrate (FIG. 14B).

제3 조립 전극(2200)은 전원 인가 시 억셉터 기판 상에 형성된 조립 전극과 협력하여 반도체 발광소자들을 이동시키는 전기장을 형성할 수 있다. 이 때, 전기장 형성을 위해 인가되는 전원은 전압일 수 있다. The third assembly electrode 2200 may cooperate with the assembly electrode formed on the acceptor substrate when power is applied to form an electric field for moving the semiconductor light emitting devices. In this case, the power applied to form the electric field may be a voltage.

또한, 제3 조립 전극(2200)은 임시 기판(2000)에 형성된 반도체 발광 소자들(1100)이 억셉터 기판에 형성된 셀들과 마주하도록 임시 기판(2000)을 정렬시키기 위해 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.In addition, the third assembly electrode 2200 may be formed of a transparent conductive material to align the temporary substrate 2000 so that the semiconductor light emitting devices 1100 formed on the temporary substrate 2000 face cells formed on the acceptor substrate. have.

제3 조립 전극(2200)을 포함하는 임시 기판(2000)은 억셉터 기판이 배선 기판(3000)인 경우에 사용될 수 있으며, 이에 관하여는 후술한다. The temporary substrate 2000 including the third assembly electrode 2200 may be used when the acceptor substrate is the wiring substrate 3000, which will be described later.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 억셉터 기판 상의 서브 픽셀 및 픽셀의 배열을 나타낸 도면이다. 11 is a diagram illustrating an arrangement of sub-pixels and pixels on an acceptor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명에 따르면, 억셉터 기판은 동일한 색상을 발광하는 반도체 발광 소자들(1100)로만 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 2 이상의 서로 다른 색상을 발광하는 반도체 발광소자들(1100)이 조립되어 이루어진 것일 수 있다.According to the present invention, the acceptor substrate may be made of only semiconductor light emitting devices 1100 emitting the same color, but preferably, semiconductor light emitting devices 1100 emitting two or more different colors may be assembled. have.

구체적으로, 본 발명의 자가조립에 사용되는 반도체 발광소자들(1100)은 청색을 발광하는 청색 반도체 발광소자(이하, BLUE 칩), 녹색을 발광하는 녹색 반도체 발광소자(이하, GREEN 칩) 및 적색을 발광하는 적색 반도체 발광 소자(이하, RED 칩)를 포함할 수 있다. Specifically, the semiconductor light emitting devices 1100 used for self-assembly of the present invention include a blue semiconductor light emitting device that emits blue light (hereinafter, referred to as a BLUE chip), a green semiconductor light emitting device that emits green light (hereinafter, a GREEN chip), and a red color. It may include a red semiconductor light emitting device (hereinafter, RED chip) emitting light.

BLUE 칩, GREEN 칩 및 RED 칩은 각각 서로 다른 성장 기판(1000) 상에서 성장되어 서로 다른 임시 기판(2000)으로 전사된 후 개별적으로 전술한 자가조립 방식을 거쳐 억셉터 기판에 최종적으로 조립될 수 있다. The BLUE chip, the GREEN chip, and the RED chip may be grown on different growth substrates 1000, transferred to different temporary substrates 2000, and finally assembled on the acceptor substrate through the above-described self-assembly method. .

예를 들어, 억셉터 기판에는 서브 픽셀들이 매트릭스 형태의 배열로 조립될 수 있으며, 도 11과 같이 단위 픽셀은 인접한 4개의 서브 픽셀(2×2, RGBR)들로 구성될 수 있다. 또는, 단위 픽셀은 3개의 서브 픽셀(RGB)로 구성될 수도 있다. For example, sub-pixels may be assembled in a matrix-like array on the acceptor substrate, and a unit pixel may be composed of four adjacent sub-pixels (2×2, RGBR) as shown in FIG. 11. Alternatively, the unit pixel may be composed of three sub-pixels (RGB).

본 발명에 따른 자가조립은 억셉터 기판으로 배선 기판(3000) 또는 조립 기판(4000)을 사용할 수 있으며, 이하에서는 자가조립의 전공정으로서 반도체 발광소자들(1100)을 제조하여 임시 기판(2000) 상에 고정시키는 과정을 설명한 후, 억셉터 기판으로 배선 기판(3000) 및 조립 기판(4000)을 사용하는 각각의 경우에 대해 설명한다.In the self-assembly according to the present invention, the wiring board 3000 or the assembly board 4000 may be used as the acceptor substrate. Hereinafter, the semiconductor light emitting devices 1100 are manufactured as a pre-process of self-assembly, and the temporary board 2000 After explaining the process of fixing on the substrate, each case in which the wiring board 3000 and the assembly board 4000 are used as acceptor substrates will be described.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가조립 공정의 전공정으로서, 반도체 발광소자의 제조 단계부터 임시 기판으로의 전사 단계까지의 과정을 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a process from a manufacturing step of a semiconductor light emitting device to a transfer step to a temporary substrate as a pre-process of the self-assembly process according to an embodiment of the present invention.

도 17에 따른 자가조립의 전공정은 억셉터 기판의 종류에 관계없이 동일하게 적용될 수 있다. The pre-process of self-assembly according to FIG. 17 can be equally applied regardless of the type of the acceptor substrate.

먼저, 성장 기판(1000) 상에 반도체 발광소자(1100)를 구성하는 다수의 반도체층을 성장시키는 단계가 진행된다. BLUE 칩 및 GREEN 칩은 질화물계 반도체 성장방법에 의하며, RED 칩은 인화물계 반도체 성장방법에 의할 수 있다.First, a step of growing a plurality of semiconductor layers constituting the semiconductor light emitting device 1100 on the growth substrate 1000 is performed. The BLUE chip and the GREEN chip can be grown by the nitride-based semiconductor growth method, and the RED chip can be by the phosphide-based semiconductor growth method.

구체적으로, BLUE 칩 및 GREEN 칩의 경우, 사파이어 성장 기판(1000) 상에 제1 도전형 반도체층(이하, n형 반도체층)(1110), 활성층(1120) 및 제2 도전형 반도체층(이하, p형 반도체층)(1130)을 순차적으로 적층시킨 후(도 17a), 오믹 컨텍을 형성하기 위한 제2 도전형 전극층(이하, p형 전극층)(1140)을 증착한다 (도 17b). Specifically, in the case of a BLUE chip and a GREEN chip, a first conductivity type semiconductor layer (hereinafter, n-type semiconductor layer) 1110, an active layer 1120, and a second conductivity type semiconductor layer (hereinafter, referred to as , p-type semiconductor layers) 1130 are sequentially stacked (FIG. 17A), and then a second conductivity-type electrode layer (hereinafter, p-type electrode layer) 1140 for forming an ohmic contact is deposited (FIG. 17B).

RED 칩의 경우, GaAs 성장 기판(1000) 상에 n형 반도체층(1110), 활성층 (1120) 및 p형 반도체층(1130)을 차례로 적층시키고, p형 전극층(1140)을 증착할 수 있다.In the case of the RED chip, an n-type semiconductor layer 1110, an active layer 1120, and a p-type semiconductor layer 1130 may be sequentially stacked on the GaAs growth substrate 1000, and a p-type electrode layer 1140 may be deposited.

예를 들어, p형 전극층(1140)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극층이거나, 금속 전극층일 수 있다. 투명 전극층의 경우, 스퍼터링 및 식각 공정을 거쳐 제조될 수 있으며, 금속 전극층의 경우에는 E-beam 증착 및 lift-off 공정을 통해 제조될 수 있다. For example, the p-type electrode layer 1140 may be a transparent electrode layer such as indium tin oxide (ITO) or a metal electrode layer. In the case of a transparent electrode layer, it may be manufactured through sputtering and etching processes, and in the case of a metal electrode layer, it may be manufactured through E-beam deposition and lift-off process.

다음으로, 포토리소그래피 패터닝과 식각 공정을 통해 p형 반도체층(1130) 상에 전류 주입 영역을 형성한다(도 17c). 이는 p형 반도체층(1130) 표면 일부만 식각하거나 활성층(1120) 일부만을 식각하여 활성층(1120)의 측면이 최대한 드러나지 않도록 하는 방법과, n형 반도체층(1110) 일부가 드러나도록 식각하는 방법이 있다. 전류 주입 영역 형성 과정은 표면 비발광 재결합 현상에 따른 발광 효율 저하에 대비하기 위한 것으로, 해당 단계를 생략하는 것도 가능하다. Next, a current injection region is formed on the p-type semiconductor layer 1130 through photolithography patterning and etching processes (FIG. 17C). There are a method of etching only a part of the surface of the p-type semiconductor layer 1130 or a method of etching only a part of the active layer 1120 so that the side of the active layer 1120 is not exposed as much as possible, and a method of etching so that a part of the n-type semiconductor layer 1110 is exposed. . The process of forming the current injection region is to prepare for a decrease in luminous efficiency due to a surface non-emission recombination phenomenon, and the step may be omitted.

다음으로, 전류 주입 영역이 형성된 p형 반도체층(1130) 표면에 패시베이션층(1160)을 형성할 수 있다(도 17d). 패시베이션층(1160)은 SiO2 또는 SiNx 등으로 이루어진 절연막을 증착하여 형성될 수 있다. 패시베이션층(1160)을 형성하는 단계는 이후 자가조립 공정에서 임시 기판(2000)에 전원이 인가되는지 여부에 따라 포함 또는 생략될 수 있다. Next, a passivation layer 1160 may be formed on the surface of the p-type semiconductor layer 1130 in which the current injection region is formed (FIG. 17D). The passivation layer 1160 may be formed by depositing an insulating film made of SiO 2 or SiN x. The step of forming the passivation layer 1160 may be included or omitted depending on whether power is applied to the temporary substrate 2000 in the subsequent self-assembly process.

이후, 전술한 다수의 반도체층 및 패시베이션층(1160)이 형성된 성장 기판 (1000)과 제3 조립 전극(2200) 및 희생층(2100)이 증착된 임시 기판(2000)을 접합시킨다(도 17e). 구체적으로, 성장 기판(1000)의 패시베이션층(1160)과 임시 기판(2000)의 희생층(2100)이 서로 맞닿도록 접합시킬 수 있다. Thereafter, the growth substrate 1000 on which the plurality of semiconductor layers and passivation layers 1160 are formed and the temporary substrate 2000 on which the third assembly electrode 2200 and the sacrificial layer 2100 are deposited are bonded (FIG. 17E). . Specifically, the passivation layer 1160 of the growth substrate 1000 and the sacrificial layer 2100 of the temporary substrate 2000 may be bonded to come into contact with each other.

이 때, 임시 기판(2000)에 형성된 제3 조립 전극(2200)은 반도체 발광소자 (1100)와 억셉터 기판의 셀이 서로 마주하도록 광학 이미지 정렬을 해야 하므로, 투명한 전도성 물질(예: ITO)로 형성될 수 있다. At this time, the third assembly electrode 2200 formed on the temporary substrate 2000 must be optically aligned so that the semiconductor light emitting device 1100 and the cells of the acceptor substrate face each other, so that it is made of a transparent conductive material (for example, ITO). Can be formed.

또한, 희생층(2100)은 접합이 진행되는 약 100℃(유리 전이 온도, Tg)에서 비교적 강한 접합력을 가지면서, 특정 성분의 유체에 의해 용이하게 식각될 수 있는 고분자 물질로 형성될 수 있다. In addition, the sacrificial layer 2100 may be formed of a polymer material that can be easily etched by a fluid of a specific component while having a relatively strong bonding force at about 100°C (glass transition temperature, T g) where bonding is performed. .

다음으로, LLO(laser lift-off) 또는 CLO(chemical lift-off) 방식을 통해 성장 기판(1000)을 분리시키고(도 17f), 성장 기판(1000)이 분리됨에 따라 표면에 노출된 n형 반도체층(1110)을 전면 식각하여, n형 반도체층(1110)의 두께를 얇게 하는 과정(약 5 내지 10㎛ 두께)이 진행된다(도 17g). Next, the growth substrate 1000 is separated through a laser lift-off (LLO) or chemical lift-off (CLO) method (FIG. 17F), and the n-type semiconductor exposed to the surface as the growth substrate 1000 is separated. A process of thinning the thickness of the n-type semiconductor layer 1110 (approximately 5 to 10 μm in thickness) by etching the entire surface of the layer 1110 is performed (FIG. 17G).

이후, n형 반도체층(1110) 상에 ITO와 같은 투명 전도체를 증착한 후, 전류 주입 영역과 일치하는 위치에 오믹 컨텍을 위한 n형 전극층(1150)이 위치하도록 패터닝한 후(도 17h), 아이솔레이션 식각함으로써 반도체 발광소자 (1100)를 제조하는 공정이 완료될 수 있으며(도 17i), 이 상태에서 후술할 자가 조립 공정이 진행될 수 있다.Thereafter, after depositing a transparent conductor such as ITO on the n-type semiconductor layer 1110, patterning is performed so that the n-type electrode layer 1150 for ohmic contact is positioned at a position coincident with the current injection region (FIG. 17H), The process of manufacturing the semiconductor light emitting device 1100 may be completed by isolation etching (FIG. 17I), and a self-assembly process to be described later may be performed in this state.

도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시예(배선 기판)에 따른 자가조립 공정을 나타낸 도면이고, 도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 다른 실시예(조립 기판)에 따른 자가조립 공정을 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 조립 기판에 형성된 조립 전극을 나타낸 도면이다. 12A to 12C are views showing a self-assembly process according to an embodiment (wiring substrate) of the present invention, and FIGS. 13A to 13C are views showing a self-assembly process according to another embodiment (assembly substrate) of the present invention. And FIG. 16 is a view showing an assembly electrode formed on an assembly substrate according to an embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따라 억셉터 기판으로 배선 기판(3000)을 사용하는 경우에 대하여 설명한다. First, a case of using the wiring board 3000 as an acceptor substrate according to an embodiment of the present invention will be described.

배선 기판(3000)은 반도체 발광소자들(1100)을 구동시키는 구동 전극 (3100)이 형성된 기판으로, 최종 디스플레이 패널로 사용되는 기판일 수 있다. The wiring substrate 3000 is a substrate on which the driving electrodes 3100 for driving the semiconductor light emitting devices 1100 are formed, and may be a substrate used as a final display panel.

도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 억셉터 기판이 배선 기판(3000)인 경우, 전기장이 수직 방향으로 형성되도록, 전원은 임시 기판(2000) 및 배선 기판 (3000)에 동시에 인가될 수 있다. 예를 들어, 인가되는 전원은 전압일 수 있으며, 임시 기판(2000) 및 배선 기판(3000)에는 서로 다른 극성의 전압이 인가될 수 있다.Referring to FIGS. 12A to 12C, when the acceptor substrate is the wiring substrate 3000, power may be simultaneously applied to the temporary substrate 2000 and the wiring substrate 3000 so that an electric field is formed in a vertical direction. For example, the applied power may be a voltage, and voltages of different polarities may be applied to the temporary substrate 2000 and the wiring substrate 3000.

이에, 임시 기판(2000) 및 배선 기판(3000)은 모두 전기장 형성을 위한 조립 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임시 기판(2000)으로는 제3 조립 전극(2200)을 포함하는 임시 기판(2000)이 사용될 수 있으며(도 14b), 배선 기판(3000)은 제1 조립 전극 또는 제2 조립 전극을 포함할 수 있다. 또는, 배선 기판(3000)에 형성된 구동 전극(3100)이 제1 조립 전극 또는 제2 조립 전극의 기능을 수행할 수 있다. Accordingly, both the temporary substrate 2000 and the wiring substrate 3000 may include assembly electrodes for forming an electric field. For example, the temporary substrate 2000 including the third assembly electrode 2200 may be used as the temporary substrate 2000 (FIG. 14B), and the wiring substrate 3000 may be a first assembly electrode or a second assembly electrode. It may include. Alternatively, the driving electrode 3100 formed on the wiring board 3000 may function as a first assembly electrode or a second assembly electrode.

여기서, 제1 조립 전극 및 제2 조립 전극은 인가되는 전압의 극성에 따라 구분될 수 있으며, 예를 들어, 제1 조립 전극에는 + 극성의 전압이 인가되고, 제2 조립 전극에는 - 극성의 전압이 인가될 수 있다. Here, the first assembly electrode and the second assembly electrode may be classified according to the polarity of the applied voltage. For example, a voltage of + polarity is applied to the first assembly electrode and a voltage of-polarity is applied to the second assembly electrode. Can be authorized.

억셉터 기판이 배선 기판(3000)인 경우, 임시 기판(2000)의 제3 조립 전극(2200) 및 배선 기판(3000)의 구동 전극(3100)에 전원이 동시에 인가되어 임시 기판(2000) 및 배선 기판(3000) 사이의 공간에 수직 방향으로 전기장이 형성될 수 있으며, 임시 기판(2000)에 고정된 반도체 발광소자들(1100)은 희생층 (2100)이 분리됨에 따라 유전영동힘에 의해 배선 기판(3000)으로 안착될 수 있다. When the acceptor substrate is the wiring board 3000, power is simultaneously applied to the third assembly electrode 2200 of the temporary board 2000 and the driving electrode 3100 of the wiring board 3000 to provide the temporary board 2000 and wiring. An electric field may be formed in the space between the substrates 3000 in a vertical direction, and the semiconductor light emitting devices 1100 fixed to the temporary substrate 2000 are separated from the sacrificial layer 2100, and thus the wiring board (3000) can be settled.

한편, 도 12a 내지 도 12c와 같이 배선 기판(3000)에 RED 칩, GREEN 칩 및 BLUE 칩을 모두 조립하기 위해서는, RED 칩을 조립하는 단계, GREEN 칩을 조립하는 단계 및 BLUE 칩을 조립하는 단계가 각각 수행될 수 있다.Meanwhile, in order to assemble all of the RED chip, the GREEN chip, and the BLUE chip on the wiring board 3000 as shown in FIGS. 12A to 12C, assembling the RED chip, assembling the GREEN chip, and assembling the BLUE chip are Each can be performed.

각 단계의 순서는 임의로 변경 가능하며, 본 명세서에서는 RED 칩 - GREEN 칩 - BLUE 칩 순서대로 조립하는 것을 예를 들어 설명한다. The order of each step can be arbitrarily changed, and in this specification, assembling in the order of RED chip-GREEN chip-BLUE chip will be described as an example.

먼저, 소정 간격으로 RED 칩이 형성된 임시 기판(2000)과 배선 기판 (3000)을 이용하여 자가조립을 진행하고, 이어서 동일한 방식으로 GREEN 칩 및 BLUE 칩이 형성된 임시 기판(2000)과 배선 기판(3000)을 이용하여 자가조립을 진행할 수 있다. 이 때, 임시 기판(2000)에 형성된 각각의 칩들은 배선 기판 (3000) 상에 안착될 셀들(3200)과 마주하도록 정렬된 후 자가조립이 진행될 수 있다. First, self-assembly is performed using the temporary board 2000 and the wiring board 3000 on which the RED chips are formed at predetermined intervals, and then the temporary board 2000 and the wiring board 3000 on which the GREEN chips and the BLUE chips are formed in the same manner. ) Can be used for self-assembly. In this case, after the chips formed on the temporary substrate 2000 are aligned to face the cells 3200 to be mounted on the wiring board 3000, self-assembly may be performed.

특히, GREEN 칩들은 RED 칩들이 안착되지 않은 셀들과 마주하도록 배열될 수 있으며, BLUE 칩들은 RED 칩들 및 GREEN 칩들이 안착되지 않은 셀들과 마주하도록 배열될 수 있다. In particular, GREEN chips may be arranged to face cells in which RED chips are not seated, and BLUE chips may be arranged to face cells in which RED chips and GREEN chips are not seated.

한편, 하나의 임시 기판(2000)에 고정된 반도체 발광소자들(1100)의 전사가 완료되면, 억셉터 기판 측으로 유체(L)를 배출하는 단계가 수행될 수 있다. Meanwhile, when the transfer of the semiconductor light emitting devices 1100 fixed to one temporary substrate 2000 is completed, a step of discharging the fluid L to the acceptor substrate may be performed.

예를 들어, 도 12a와 같이 임시 기판(2000)에 고정된 RED 칩들이 모두 배선 기판(3000)에 전사되면 배선 기판(3000)의 하부로 유체(L)를 배출하고, GREEN 칩들의 조립을 위한 새로운 유체(L)를 다시 투입할 수 있으며, 도 12b와 같이 GREEN 칩들을 전사하는 단계가 완료되면 다시 유체(L)를 배출하고 BLUE 칩들의 조립을 위한 새로운 유체(L)를 투입할 수 있다. For example, when all the RED chips fixed to the temporary substrate 2000 are transferred to the wiring board 3000 as shown in FIG. 12A, the fluid L is discharged to the lower portion of the wiring board 3000, and A new fluid L may be re-injected, and when the step of transferring the GREEN chips as shown in FIG. 12B is completed, the fluid L may be discharged again and a new fluid L for assembling BLUE chips may be introduced.

이 때, 유체(L)에 용해된 희생층(2100)의 접착 성분에 의해 억셉터 기판에 조립된 반도체 발광소자들(1100)의 고정력이 향상될 수 있다. In this case, the fixing force of the semiconductor light emitting devices 1100 assembled on the acceptor substrate may be improved by the adhesive component of the sacrificial layer 2100 dissolved in the fluid L.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가조립 공정의 후공정을 나타낸 도면이다. 18 is a view showing a post-process of the self-assembly process according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배선 기판(3000)에 형성된 셀들(3200)의 바닥면에는 구동 전극(3100)의 일부가 노출되어 자가조립에 의해 셀(3200)에 안착되는 반도체 발광 소자(1100)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 구동 전극 (3100)의 일부는 금속 솔더일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a part of the driving electrode 3100 is exposed on the bottom surface of the cells 3200 formed on the wiring board 3000 to be mounted on the cell 3200 by self-assembly. ) May be electrically connected, and a part of the driving electrode 3100 may be a metal solder.

구체적으로, 자가조립이 완료되면 전기장이 인가된 상태에서 유체(L)를 배출한 후, 반도체 발광소자(1100)의 n형 전극층(1150)과 구동 전극(3100)을 접합시키기 위해 열 및 압력이 인가될 수 있다(도 18a). 이 경우, n형 전극층 (1150)은 반드시 투명 전극층일 필요는 없다. Specifically, after self-assembly is completed, the fluid L is discharged while an electric field is applied, and then heat and pressure are applied to bond the n-type electrode layer 1150 and the driving electrode 3100 of the semiconductor light emitting device 1100. Can be applied (Fig. 18A). In this case, the n-type electrode layer 1150 need not necessarily be a transparent electrode layer.

이어서, 배선 기판(3000)에 패시베이션층(3300)과, 서브 픽셀 간 간격을 채우면서 상기 패시베이션층(3300)을 덮도록 평탄화층(3400)을 형성한 후, p형 전극층(1140)과 연결되는 AM 방식의 투명 구동 전극(3500)을 형성할 수 있다(도 18b 내지 도 18d). Subsequently, a passivation layer 3300 is formed on the wiring board 3000 and a planarization layer 3400 is formed to cover the passivation layer 3300 while filling the gap between subpixels, and then connected to the p-type electrode layer 1140. An AM type transparent driving electrode 3500 may be formed (FIGS. 18B to 18D ).

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따라 억셉터 기판으로 조립 기판 (4000)을 사용하는 경우에 대하여 설명한다. Next, a case where the assembly substrate 4000 is used as an acceptor substrate according to another embodiment of the present invention will be described.

조립 기판(4000)은 자가조립 시 반도체 발광소자들(1100)을 일시적으로 수용하기 위해 사용되는 기판일 수 있다. 따라서, 자가조립의 후공정으로 배선 기판(3000) 전사되는 단계를 더 거칠 수 있다. The assembly substrate 4000 may be a substrate used to temporarily accommodate the semiconductor light emitting devices 1100 during self-assembly. Accordingly, the step of transferring the wiring board 3000 may be further performed as a post-process of self-assembly.

도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 억셉터 기판이 조립 기판(4000)인 경우, 전원은 조립 기판(4000)으로 인가되어, 전기장은 조립 기판(4000) 부근에 수평 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 인가되는 전원은 전압일 수 있으며, 조립 기판(4000)은 서로 다른 극성의 전압이 인가되는 제1 조립 전극(4100) 및 제2 조립 전극(4200)을 포함할 수 있다. 13A to 13C, when the acceptor substrate is the assembly substrate 4000, power is applied to the assembly substrate 4000 so that an electric field may be formed near the assembly substrate 4000 in a horizontal direction. For example, the applied power may be a voltage, and the assembly substrate 4000 may include a first assembly electrode 4100 and a second assembly electrode 4200 to which voltages of different polarities are applied.

제1 조립 전극(4100) 및 제2 조립 전극(4200)은 서로 평행하도록 형성될 수 있으며, 제1 조립 전극(4100)과 제2 조립 전극(4200)이 교대로 배치될 수 있다. 이 때, 반도체 발광소자들(1100)이 안착되는 셀들(4300)은 제1 조립 전극 (4100) 및 제2 조립 전극(4200)과 오버랩 되어, 전원 인가 시 셀(4300) 내부에 전기장이 형성될 수 있다. The first assembly electrode 4100 and the second assembly electrode 4200 may be formed to be parallel to each other, and the first assembly electrode 4100 and the second assembly electrode 4200 may be alternately disposed. At this time, the cells 4300 on which the semiconductor light emitting devices 1100 are mounted overlap with the first assembly electrode 4100 and the second assembly electrode 4200, so that an electric field is formed inside the cell 4300 when power is applied. I can.

임시 기판(2000)에 고정된 반도체 발광소자들(1100)은 희생층(2100)이 분리됨에 따라 유전영동힘에 의해 조립 기판(4000)으로 안착될 수 있으며, 조립 과정은 억셉터 기판으로 배선 기판(3000)을 사용하는 경우와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.The semiconductor light emitting devices 1100 fixed to the temporary substrate 2000 may be seated on the assembly substrate 4000 by dielectrophoresis as the sacrificial layer 2100 is separated, and the assembly process is a wiring substrate using an acceptor substrate. Since it is the same as the case of using (3000), a detailed description will be omitted.

한편, 전술한 바와 같이 하나의 임시 기판(2000)에 대한 자가조립이 완료된 후 억셉터 기판, 본 실시예에서 조립 기판(4000) 측으로 유체(L)를 배출하는 과정에서, 유체(L)에 용해된 희생층(2100)의 점착 성분은 조립 기판 (4000)에 대한 반도체 발광소자들(1100)의 고정력을 향상시킬 수 있다. 이로써, 조립 기판(4000)에 안착된 반도체 발광소자들(1100)을 배선 기판(3000)으로 전사하는 과정에서, 반도체 발광소자들(1100)이 조립 기판(4000)의 표면에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, in the process of discharging the fluid L to the acceptor substrate and the assembly substrate 4000 in this embodiment after self-assembly of one temporary substrate 2000 is completed as described above, it is dissolved in the fluid L. The adhesive component of the sacrificial layer 2100 may improve fixing power of the semiconductor light emitting devices 1100 to the assembly substrate 4000. Accordingly, in the process of transferring the semiconductor light emitting devices 1100 seated on the assembly substrate 4000 to the wiring board 3000, the semiconductor light emitting devices 1100 can be prevented from being separated from the surface of the assembly substrate 4000. I can.

또는, 억셉터 기판이 조립 기판(4000)인 경우, 임시 기판(2000)에 고정된 반도체 발광소자들(1100)의 전사가 완료된 후 조립 기판(4000)에 점착물질 (4400)을 도포하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 도포된 점착물질(4400)에 의해 조립 기판(4000)의 표면에 대한 반도체 발광소자들(1100)의 고정력은 향상될 수 있다. Alternatively, if the acceptor substrate is the assembly substrate 4000, the step of applying the adhesive material 4400 to the assembly substrate 4000 after the transfer of the semiconductor light emitting devices 1100 fixed to the temporary substrate 2000 is completed. It can be optionally included. The fixing force of the semiconductor light emitting devices 1100 to the surface of the assembly substrate 4000 may be improved by the applied adhesive material 4400.

도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자가조립 공정의 후공정을 나타낸 도면이다. 19 is a view showing a post-process of a self-assembly process according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반도체 발광소자들(1100)은 조립 기판(400)에 일시적으로 안착되고, 이후 조립 기판(4000)에서 도 18에 따른 배선 기판(3000)으로 전사되는 단계가 수행될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the semiconductor light emitting devices 1100 are temporarily seated on the assembly substrate 400, and thereafter, a step of transferring from the assembly substrate 4000 to the wiring substrate 3000 according to FIG. 18 is performed. Can be.

도 19를 참조하면, 조립 기판(400)에 안착된 반도체 발광소자들(1100)의 이탈을 방지하기 위해 점착물질(4400)을 도포하는 과정이 선행될 수 있으며, 이로써 반도체 발광소자들(1100)은 배선 기판(3000)에 안정적으로 전사될 수 있다. 조립 기판(4000)에 안착된 반도체 발광소자들(1100)은 압착에 의해 배선 기판(3000)으로 전사될 수 있으며, 배선 기판(3000)에 전사된 이후 도 18과 동일한 후공정이 진행될 수 있다. Referring to FIG. 19, a process of applying an adhesive material 4400 may be preceded in order to prevent separation of the semiconductor light emitting devices 1100 mounted on the assembly substrate 400, whereby the semiconductor light emitting devices 1100 Silver can be stably transferred to the wiring board 3000. The semiconductor light emitting devices 1100 seated on the assembly substrate 4000 may be transferred to the wiring board 3000 by pressing, and after being transferred to the wiring board 3000, the same post-process as shown in FIG. 18 may be performed.

다만, 본 실시예에서는 반도체 발광소자(1100)가 조립 기판(4000)을 거쳐 배선 기판(3000)에 안착되는 바, 배선 기판(3000)의 구동 전극(3100)과 연결되는 반도체 발광소자(1100)의 전극층은 p형 전극층(1140)이 될 수 있다. However, in this embodiment, the semiconductor light emitting device 1100 is mounted on the wiring board 3000 through the assembly board 4000, and the semiconductor light emitting device 1100 connected to the driving electrode 3100 of the wiring board 3000 The electrode layer of may be a p-type electrode layer 1140.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 임시 기판(200)에 형성된 반도체 발광소자들(1100)이 간격을 유지한 채 억셉터 기판으로 전사되므로, 임시 기판(2000) 및 억셉터 기판의 정렬을 통해 특정 반도체 발광소자(1100)를 특정 위치의 셀에 안착시키는 것이 가능한 효과가 있다. As described above, in the method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, since the semiconductor light emitting devices 1100 formed on the temporary substrate 200 are transferred to the acceptor substrate while maintaining the gap, the temporary substrate 2000 ) And the acceptor substrate are aligned to allow the specific semiconductor light emitting device 1100 to be seated in a cell at a specific location.

또한, 임시 기판(2000)에 형성된 반도체 발광소자들(1100)의 자가조립이 동시에 진행됨으로써 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 반도체 발광소자들 (1100)의 이동거리를 최소화하여 반도체 발광소자(1100)의 유실 및 파손에 대비할 수 있는 효과가 있다. In addition, the self-assembly of the semiconductor light emitting devices 1100 formed on the temporary substrate 2000 can be carried out at the same time, thereby improving the efficiency of the process, and minimizing the moving distance of the semiconductor light emitting devices 1100 to minimize the movement distance of the semiconductor light emitting devices 1100. ) Has the effect of preparing for loss and damage.

전술한 본 발명은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.The above-described present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, and the embodiments may be configured by selectively combining all or part of each of the embodiments so that various modifications may be made.

1000: 성장 기판
1100: 반도체 발광소자
2000: 임시 기판
2100: 희생층
2100a: 노광 영역
2100b: 비노광 영역
2200: 제3 조립 전극
2300: 보조 접합층
3000: 배선 기판
4000: 조립 기판
4100: 제1 조립 전극
4200: 제2 조립 전극
1000: growth substrate
1100: semiconductor light emitting device
2000: temporary substrate
2100: sacrificial layer
2100a: exposure area
2100b: non-exposed area
2200: third assembly electrode
2300: auxiliary bonding layer
3000: wiring board
4000: assembly board
4100: first assembly electrode
4200: second assembly electrode

Claims (11)

반도체 발광소자들이 소정 간격으로 형성된 성장 기판과, 유체 내에서 식각되는 희생층이 형성된 임시 기판을 접합시켜, 상기 성장 기판 상에 형성된 상기 반도체 발광소자들을 상기 임시 기판으로 전사시키는 단계;
상기 반도체 발광소자들이 안착되는 셀이 소정 간격으로 형성된 억셉터 기판을 유체 내 투입하는 단계;
상기 희생층이 상기 억셉터 기판을 향하도록 상기 임시 기판을 상기 유체 내 정렬시키는 단계;
상기 임시 기판 및 상기 억셉터 기판 중 적어도 어느 하나의 기판에 전원을 인가하여 상기 반도체 발광소자들을 이동시키기 위한 전기장을 형성하는 단계; 및
상기 임시 기판으로부터 분리된 상기 반도체 발광소자들을 상기 억셉터 기판에 형성된 상기 셀에 안착시키는 단계를 포함하며,
상기 반도체 발광소자들은,
상기 성장 기판 상에 형성된 간격과 동일한 간격을 유지하면서, 상기 억셉터 기판에 안착되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
Transferring the semiconductor light emitting devices formed on the growth substrate to the temporary substrate by bonding a growth substrate on which semiconductor light emitting devices are formed at predetermined intervals and a temporary substrate on which a sacrificial layer etched in a fluid is formed;
Introducing into a fluid an acceptor substrate in which cells on which the semiconductor light emitting devices are mounted are formed at predetermined intervals;
Aligning the temporary substrate in the fluid so that the sacrificial layer faces the acceptor substrate;
Applying power to at least one of the temporary substrate and the acceptor substrate to form an electric field for moving the semiconductor light emitting devices; And
And seating the semiconductor light emitting devices separated from the temporary substrate on the cells formed on the acceptor substrate,
The semiconductor light emitting devices,
A method of manufacturing a display device, characterized in that it is mounted on the acceptor substrate while maintaining the same distance as the distance formed on the growth substrate.
제1항에 있어서,
적어도 상기 임시 기판에 고정된 상기 반도체 발광소자들은 상기 억셉터 기판에 형성된 상기 셀들과 마주하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 1,
At least the semiconductor light emitting devices fixed to the temporary substrate are aligned to face the cells formed on the acceptor substrate.
제1항에 있어서,
상기 억셉터 기판은, 전원 인가 시 전기장을 형성하는 제1 조립 전극 및 제2 조립 전극 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 반도체 발광소자들을 일시적으로 수용하는 조립 기판이거나, 상기 반도체 발광소자들을 구동시키는 구동 전극이 형성된 배선 기판인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 1,
The acceptor substrate includes at least one of a first assembly electrode and a second assembly electrode that forms an electric field when power is applied,
An assembly substrate temporarily accommodating the semiconductor light emitting devices, or a wiring board having driving electrodes for driving the semiconductor light emitting devices formed thereon.
제3항에 있어서,
상기 임시 기판은, 전원 인가 시 상기 억셉터 기판의 상기 제1 조립 전극 또는 상기 제2 조립 전극과 협력하여 상기 반도체 발광소자들을 이동시키는 전기장을 형성하는 제3 조립 전극을 포함하며,
상기 제3 조립 전극은 투명 전도성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 3,
The temporary substrate includes a third assembly electrode that forms an electric field for moving the semiconductor light emitting devices in cooperation with the first assembly electrode or the second assembly electrode of the acceptor substrate when power is applied,
The third assembly electrode is a method of manufacturing a display device, characterized in that formed of a transparent conductive material.
제3항에 있어서,
상기 제1 조립 전극 및 상기 제2 조립 전극은 서로 평행하도록 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 3,
The method of manufacturing a display device, characterized in that the first assembly electrode and the second assembly electrode are formed to be parallel to each other.
제3항에 있어서,
상기 구동 전극은, 상기 반도체 발광소자들과 전기적으로 연결되는 금속 솔더를 포함하며,
상기 배선 기판은, 상기 셀의 바닥면에 상기 금속 솔더의 적어도 일부가 노출된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 3,
The driving electrode includes a metal solder electrically connected to the semiconductor light emitting devices,
The wiring board is characterized in that at least a part of the metal solder is exposed on a bottom surface of the cell.
제1항에 있어서,
상기 임시 기판은, 상기 희생층의 하부에, 감광성 물질로 형성된 보조 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 1,
The temporary substrate, a method of manufacturing a display device, comprising an auxiliary bonding layer formed of a photosensitive material under the sacrificial layer.
제1항에 있어서,
상기 희생층은, 감광성 물질로 형성되어 상기 유체 중에서 식각되는 노광 영역과 상기 유체 중에서 식각되지 않는 비노광 영역을 포함하고,
적어도 일부 반도체 발광소자들은, 상기 노광 영역에 고정된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 1,
The sacrificial layer is formed of a photosensitive material and includes an exposed region etched in the fluid and a non-exposed region not etched in the fluid,
At least some of the semiconductor light emitting devices, characterized in that fixed to the exposure area, a method of manufacturing a display device.
제1항에 있어서,
상기 임시 기판에 고정된 상기 반도체 발광소자들의 전사가 완료된 후, 상기 억셉터 기판이 배치된 측으로 상기 유체를 배출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 1,
And discharging the fluid to a side on which the acceptor substrate is disposed after the transfer of the semiconductor light emitting devices fixed to the temporary substrate is completed.
제3항에 있어서,
상기 억셉터 기판이 상기 조립 기판인 경우, 상기 임시 기판에 고정된 상기 반도체 발광소자들의 전사가 완료된 후, 상기 조립 기판에 점착물질을 도포하는 단계를 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 3,
When the acceptor substrate is the assembly substrate, after the transfer of the semiconductor light emitting devices fixed to the temporary substrate is completed, the step of applying an adhesive material to the assembly substrate is selectively included. Manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 반도체 발광소자들은, 청색을 발광하는 청색 반도체 발광소자, 녹색을 발광하는 녹색 반도체 발광소자 및 적색을 발광하는 적색 반도체 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
The method of claim 1,
The semiconductor light emitting devices include a blue semiconductor light emitting device emitting blue light, a green semiconductor light emitting device emitting green light, and a red semiconductor light emitting device emitting red light.
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