KR102498252B1 - 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법 - Google Patents

발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102498252B1
KR102498252B1 KR1020170124391A KR20170124391A KR102498252B1 KR 102498252 B1 KR102498252 B1 KR 102498252B1 KR 1020170124391 A KR1020170124391 A KR 1020170124391A KR 20170124391 A KR20170124391 A KR 20170124391A KR 102498252 B1 KR102498252 B1 KR 102498252B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
plate
display
micro led
cavities
Prior art date
Application number
KR1020170124391A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190035319A (ko
Inventor
장경운
장현태
문영준
이창준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020170124391A priority Critical patent/KR102498252B1/ko
Priority to US16/650,578 priority patent/US11387220B2/en
Priority to PCT/KR2018/008055 priority patent/WO2019066223A1/ko
Publication of KR20190035319A publication Critical patent/KR20190035319A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102498252B1 publication Critical patent/KR102498252B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/24Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이는, 다수의 캐비티들(cavities)을 포함하는 광 투과성 제 1 층(layer)과, 상기 캐비티들에 배치되는 다수의 LED(light emitting diodes) 칩들, 및 상기 다수의 LED 칩들과 전기적으로 연결되는 배선(circuit)을 포함하는 제 2 층을 포함하고, 상기 캐비티는 상기 LED 칩을 수용 가능한 약 200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적을 가질 수 있다. 다양한 다른 실시 예들 또한 가능하다.

Description

발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법{DISPLAY INCLUDING LUMINOUS CHIPS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명의 다양한 실시 예들은 발광 칩들을 이용하여 픽셀들을 구현하는 디스플레이 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 산업은 TV, 모니터, 모바일 제품 등을 중심으로 발전을 거듭해 왔다. 각 제조 업체들은 화질과 해상도 등 사용자에게 어필할 수 있는 특성들을 발전시켜 가며 시장을 형성해 왔다. 고해상도, 고휘도, 저전력화 등을 구현하기 위한 노력으로서, 기존의 LCD(liquid crystal display) 또는 OLED(organic light emitting diodes)를 기반으로 하는 패널 베이스(panel-base)의 디스플레이 산업에서 칩 단위의 발광 소자들(또는, 발광 칩들)을 이용하여 디스플레이를 구현하고자 하는 패러다임의 변화를 겪고 있다.
최근 초소형 LED 칩인, 마이크로 LED(micro-LED, mLED, 또는 μLED) 칩이 설계되고 있다. 디스플레이에 적용 시 마이크로 LED 칩은 별도의 백라이트 없이도 자체 발광이 가능한 하나의 화소로 활용될 수 있다. 마이크로 LED 칩이 디스플레이에 적용되면, 높은 휘도와 빠른 응답속도, 우수한 명암비, 높은 색재현율, 긴 수명 등의 장점을 가질 수 있다. 또한, 패널의 크기와 형태에 구애 받지 않아 웨어러블 디바이스와 스마트폰 등에 탑재되는 소형 디스플레이부터 약 100 인치 이상의 초대형 디스플레이에도 적용될 것이라는 전망이다.
디스플레이는 마이크로 LED 칩들을 회로 기판(예: PCB)에 솔더링을 기반으로 하는 기술(예: SMT(surface mounting technology))을 이용하여 제작될 수 있다. 마이크로 LED 칩들을 회로 기판의 픽셀 영역에 정확하게 실장된다면, 그 생산 수율은 높아질 수 있다. 하지만, 마이크로 LED 칩들을 회로 기판에 실장하는 공정에서, 열, 압력 등에 의한 휨(warpage), 변형 등이 발생할 수 있고, 이는 디스플레이의 생산 수율을 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 회로 기판의 실장 면의 표면 평탄도가 확보되지 않을 경우에도, 그 생산 수율은 확보되기 어려울 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은, 다수의 마이크로 LED 칩들을 회로 기판에 실장하는 방식과는 다르게 제조되는, 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은, 다수의 마이크로 LED 칩들을 빠르고 정확하게 디스플레이에 임베디드(embedded) 가능한 방법 및 이로 제조된 디스플레이를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이는 다수의 캐비티들(cavities)을 포함하는 광 투과성 제 1 층(layer)과, 상기 캐비티들에 배치되는 다수의 LED(light emitting diode) 칩들, 및 상기 다수의 LED 칩들과 전기적으로 연결되는 배선(circuit)을 포함하는 제 2 층을 포함하고, 상기 캐비티는 상기 LED 칩을 수용 가능한 200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 내열성을 가지는 유리(glass)와 같은 물질로 형성된 플레이트에 다수의 캐비티들(cavities)을 형성하고, 각 캐비티에 마이크로 LED 칩과 같은 발광 칩을 배치한 후 배선 층을 형성하는 방식의 패키징(packaging)을 통하여 디스플레이가 제조되므로, 그 생산 수율은 종래 기술과 비교하여 개선될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 칩들이 형성된 기판의 단면도이다.
도 2는 일 실시 예들에 따른 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법의 흐름도이다.
도 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g 및 3h는 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g 및 4h는 다른 실시 예에 따른 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 디스플레이의 평면도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다,""포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예:수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성 요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B,""A 또는/및 B 중 적어도 하나,"또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," A 및 B 중 적어도 하나,"또는 " A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제 1,""제 2,""첫째,"또는"둘째,"등의 표현들은 다양한 구성 요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소(예: 제 1 구성 요소)가 다른 구성 요소(예: 제 2 구성 요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나, "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예:제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소 (예: 제 1 구성 요소)가 다른 구성 요소 (예: 제 2 구성 요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소와 상기 다른 구성 요소 사이에 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)," "하는 능력을 가지는 (having the capacity to)," "하도록 설계된 (designed to)," "하도록 변경된 (adapted to)," "~하도록 만들어진 (made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to) 것만 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치" 라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는"것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 디스플레이는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch)) 등과 같은 다양한 전자 장치에 적용될 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 디스플레이는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TVTM 또는 구글 TVTM, 게임 콘솔 (예:Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 등과 같은 스마트 가전 제품(smart home appliance)에 적용될 수 있다.
다른 실시 예에서, 디스플레이는 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things)(예:전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 등에 적용될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 디스플레이는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 등에 적용될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 디스플레이는 프로젝터(projector), 시네마(cinema)용 화면 등에 적용될 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 디스플레이는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 기기에 적용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 마이크로 LED 칩들(또는 소자들)을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법을 설명하겠다.
마이크로 LED 칩은 두 개의 전극들(이하, 다이오드(diode))과, 다이오드 내부의 N 타입 물질과 P 타입 물질을 포함하는 반도체 소자이고, 이러한 반도체 소자를 기초로 하는 다양한 구조로 설계될 수 있다. 마이크로 LED 칩은 전기 에너지를 빛 에너지로 바꿀 수 있고, 반도체에 사용된 물질의 종류에 따라 다양한 파장을 빛을 출력할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 디스플레이는 마이크로 LED 칩의 형상 또는 크기에는 제약을 두지 않는다. 일 실시 예에서, 마이크로 LED 칩은 가로, 세로 및 높이를 가지는 육면체이고, 가로, 세로 또는 높이가 약 200 ㎛ 이하로 설계된 LED 칩으로 정의될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 마이크로 LED 칩은 약 200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적으로 설계된 LED 칩으로 정의될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 마이크로 LED 칩의 가로, 세로 및 높이 중 적어도 하나는 100 ㎛ 이하로 설계될 수 있다. 예를 들어, TV, 모니터, 스마트 폰, 와치 등과 같이 근거리용 디스플레이에 적용되는 마이크로 LED 칩의 가로 × 세로 크기는 약 5 ㎛ × 5 ㎛일 수 있고, 영화관의 디스플레이 등과 같은 원거리용 디스플레이에 적용되는 마이크로 LED 칩은 근거리용 디스플레이에 적용되는 마이크로 LED 칩과 동일한 크기 또는 이 보다 크게 설계될 수 있다. 마이크로 LED 칩의 형상 또는 크기는 모두 열거할 수 없으나 컨버전스(convergence) 추세에 따라 그 변형은 다양할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 칩들이 형성된 기판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에서, 기판 기반의 마이크로 LED 칩들(102)이 형성될 수 있다. 기판(101)은 반도체 소자를 만드는 토대가 되는 얇은 판이고, 증착 등을 이용하여 기판(101)의 일면(1011)에 다이오드 등을 결합하는 공정을 거치면, 다수의 마이크로 LED 칩들(102)이 형성된 기판(101)이 형성될 수 있다. 기판(101)은 단일 원소로 형성된 물질 또는 적어도 둘 이상의 원소들로 형성된 물질을 포함할 수 있다. 기판(101)의 두께(1013)는 최종 마이크로 LED 칩(102-n)의 두께를 고려하여 설계될 수 있고, 일 예로 약 500 ㎛ 이하일 수 있다. 기판(101)은 원형의 웨이퍼 모양일 수 있다. 어떤 실시 예에서, 기판(101)은 직사각형의 패널 모양일 수도 있다.
기판(101)을 컷팅(cutting)하면, 다수의 마이크로 LED 칩들(102)은 분리될 수 있다. 마이크로 LED 칩(102-n)은, 기판(101)의 일면(1011)이 향하는 방향(1001)으로 향해 있는 컨택 면(1031)을 제공하는 컨택들(contacts)(103)을 포함할 수 있다. 마이크로 LED 칩(102-n)이 디스플레이에 적용되고, 구동 회로 또는 구송 소자로부터 컨택 면들(1031)로 전류가 공급되면 마이크로 LED 칩(102-n)은 해당 색의 광을 출력할 수 있다.
기판(101)으로부터 분리된 다수의 마이크로 LED 칩들(102)은 이하 도 2의 공정 흐름을 통하여 디스플레이의 발광 요소로서 임베디드 될 수 있다. 마이크로 LED 칩과 같은 사이즈 또는 체적을 가지는 다른 타입의 발광 칩 또한 도 2의 공정 흐름을 통하여 디스플레이에 임베디드 될 수 있다. 열거할 수 없으나, 마이크로 LED 칩을 대체 가능한 발광 칩은 '마이크로 발광 칩'이라고 정의할 수 있고, 컨버전스(convergence) 추세에 따라 다양할 수 있다.
도 2는 일 실시 예들에 따른 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법의 흐름도이다. 도 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g 및 3h는 일 실시 예에 따른 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 201 과정에서, 다수의 캐비티들(cavities)을 포함하는 광 투과성 플레이트가 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 광 투과성 플레이트는 약 10×10-6 m/m℃ 이하의 열팽창 계수(CTE(coefficient of thermal expansion))를 가지는 물질을 포함할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 마이크로 LED 칩들을 결합하기 위한 제 1 플레이트(또는, 제 1 층(layer))(300a)가 제공될 수 있다. 제 1 플레이트(300a)는 제 1 방향(30011)으로 향하는 제 1 면(3001)과, 제 1 방향(30012)과 반대인 제 2 방향(30012)으로 향하는 제 2 면(3002)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 플레이트(300a)의 두께(3013)는 약 500 ㎛ 이하일 수 있으나, 마이크로 LED 칩들의 크기를 고려하여 이와는 다르게 설계될 수도 있다. 도시하지 않았으나, 제 2 방향(30012)으로 볼 때, 제 1 플레이트(300a)는 직사각형일 수 있고, 그 가로 또는 세로의 길이(3014)는 제 1 플레이트(300a)에 결합되는 마이크로 LED 칩들의 수에 따라 다양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 면(3001) 또는 제 2 면(3002)은 0 또는 0에 가까운 표면 평탄도 또는 표면 거칠기(surface roughness)를 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제 1 면(3001) 또는 제 2 면(3002)의 중심선 평균 거칠기 값(Ra) 또는 최대 거칠기 값(Rmax)은 약 5 ㎛ 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 플레이트(300a)는 고온 하에서 연화하거나 변화하지 않는 내열성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 내열성은 온도의 급변(예: 열충격)에 견딜 수 있는 성질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 플레이트(300a)는 약 10×10-6 m/m℃ 이하의 열팽창 계수를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 플레이트(300a)는 기계적 강도, 화학 내구성, 투명도, 전기적 절연성 등의 특성을 더 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 플레이트(300a)는 강철보다 작거나 큰 인장 강도, 탄성률 또는 압축률 등의 기계적 강도를 가지는 물질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 플레이트(300a)는 셀레늄, 황 등의 원소, 규소, 붕소, 저마늄 등의 산화물, 또는 산화물염류, 황화물, 셀레늄화물, 할로젠화물 등의 무기물로 형성되는 유리(glass)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 플레이트(300a)는, 열팽창률이 상대적으로 작아 열충격에 강한 유리, 예를 들어, 석영 유리, 붕규산 유리 또는 알루미나규산 유리 등을 포함할 수 있다. 제 1 플레이트(300a)의 유리는 기본적인 망목형성(network form)의 물질을 포함하거나, 이에 화학적으로 결합하여 기계적 강도, 화학 내구성, 투명도, 전기적 절연성, 착색 등의 특성을 가지게 하는 보조 물질을 더 포함할 수 있다.
제 1 플레이트(300a)는 전기적 절연성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 플레이트(300a)를 유리로 형성하는 경우, 유리에 의한 에너지 손실을 방지하기 위하여 상대적으로 유전율이 낮은 유리가 이용될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 플레이트(300a)는 유전체손(dielectric loss)이 작은 유리로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 유리 내에 나트륨 이온 등이 있는 경우 전기장 작용하에 전하를 운반(이온 전도)할 수 있으므로, 제 1 플레이트(300a)는 나트륨 등의 알칼리 함량이 낮은 유리로 형성하여 마이크로 LED 칩들의 성능 열화를 방지할 수도 있다.
제 1 플레이트(300a)는 굴절률 또는 분산율 등의 다양한 광학적 성질을 가지는 유리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 플레이트(300a)는 약 80 % 이상의 광 투과율을 가지는 유리로 형성될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 플레이트(300a)는 자외선, 적외선 등의 특정 파장 대역을 통과시키거나 또는 통과시키지 않게 하도록 설계될 수도 있다.
모두 열거할 수 없으나, 제 1 플레이트(300a)는 경질 유리(hard glass), 파이렉스 유리(pyrex glass) 등의 유리에 국한되지 않고, 이보다 우수한 기계적 강도, 화학 내구성, 투명도 또는 전기적 절연성 등의 특성을 가지는 다른 물질로도 형성될 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 제 1 플레이트(300a)의 제 1 면(3001)을 절삭 툴(cutting tool)을 이용하여 절삭하여, 제 2 방향(30012)으로 파인 형태의 홈들(grooves) 또는 캐비티들(320)을 가지는 제 2 플레이트(300b)가 형성될 수 있다. 캐비티들(320)은 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 및 제 3 캐비티(323)를 가지는 캐비티 그룹(또는, 캐비티 세트)(320-n)을 포함할 수 있다. 제 2 플레이트(300b)의 세로 또는 가로에 해당하는 직선 방향(3015)으로, 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 및 제 3 캐비티(323)는 일렬로 배치될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 및 제 3 캐비티(323)는 일렬 구조에 국한되지 않고 다양한 다른 배열 구조로 배치될 수도 있다. 또한, 어떤 실시 예에 따르면, 캐비티 그룹(320-n)은 추가적인 캐비티를 더 포함하도록 설계될 수도 있다.
단면으로 볼 때, 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 또는 제 3 캐비티(323)는 깊이 및 너비를 가지는 직사각형일 수 있다. 예를 들어, 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 또는 제 3 캐비티(323)는 약 300 × 300 × 300 ㎛3 이하의 공간을 가질 수 있다. 어떤 실시 예에서, 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 또는 제 3 캐비티(323)의 가로, 세로 및 높이 중 적어도 어느 하나는 300 ㎛ 이하로 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 제 1 캐비티(321), 제 2 캐비티(322) 또는 제 3 캐비티(323)는 직사각형 단면 구조에 국한되지 않고 마이크로 LED 칩들의 모양에 따라 다른 단면 구조로 제공될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 캐비티(321)는 적색(red)의 광을 출력하기 위한 마이크로 LED 칩(이하, Red 마이크로 LED 칩)이 삽입되는 공간일 수 있다. 제 2 캐비티(322)는 녹색(green)의 광을 출력하기 위한 마이크로 LED 칩(이하, Green 마이크로 LED 칩)이 삽입되는 공간일 수 있다. 제 3 캐비티(323)는 청색(blue)의 광을 출력하기 위한 마이크로 LED 칩(이하, Blue 마이크로 LED 칩)이 삽입되는 공간일 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 제 2 플레이트(300b)는 적색, 녹색 및 청색과는 다른 색상의 광을 출력하는 마이크로 LED 칩들을 배치하기 위한 캐비티들을 더 포함하도록 설계될 수도 있다.
제 1 캐비티(321)의 깊이(321a), 제 2 캐비티(322)의 깊이(322a) 및 제 3 캐비티(323)의 깊이(323a)는 동일하게 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에서, Red 마이크로 LED 칩, Green 마이크로 LED 칩 및 Blue 마이크로 LED 칩은 서로 다른 높이를 가질 수 있고, 제 1 캐비티(321)의 깊이(321a), 제 2 캐비티(322)의 깊이(322a) 및 제 3 캐비티(323)의 깊이(323a)는 서로 다르게 설계될 수 있다. 제 1 캐비티(321)의 깊이(321a), 제 2 캐비티(322)의 깊이(322a) 또는 제 3 캐비티(323)의 깊이(323a)는, 예를 들어, 약 300 ㎛ 이하로 설계될 수 있다.
제 1 캐비티(321)의 너비(321b), 제 2 캐비티(322)의 너비(322b) 및 제 3 캐비티(323)의 너비(323b)는 동일하게 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에서, Red 마이크로 LED 칩, Green 마이크로 LED 칩 및 Blue 마이크로 LED 칩은 서로 다른 가로 또는 세로 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 캐비티(321)의 너비(321b), 제 2 캐비티(322)의 너비(322b) 및 제 3 캐비티(323)의 너비(323b)는 서로 다르게 설계될 수 있다.
제 1 캐비티(321)의 너비(321b), 제 2 캐비티(322)의 너비(322b) 및 제 3 캐비티(323)의 너비(323b)는 마이크로 LED 칩의 가로 또는 세로 길이와 일치하거나, 또는 공차를 포함하는 크기일 수 있다. 제 1 캐비티(321)의 너비(321b), 제 2 캐비티(322)의 너비(322b) 및 제 3 캐비티(323)의 너비(323b)는, 예를 들어, 약 300 ㎛ 이하일 수 있다.
제 1 캐비티(321) 및 제 2 캐비티(322) 간의 간극(320c)과, 제 2 캐비티(322) 및 제 3 캐비티(323) 간의 간극(320d)은 동일하게 설계될 수 있다. 간극들(320c, 320d)은, 예를 들어, 약 500 ㎛ 이하로 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 간극들(320c, 320d)은 서로 다르게 설계될 수도 있다.
캐비티 그룹들(320) 간의 간극(320e)은 일정하게 형성될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 캐비티 그룹들(320) 간의 간극(320e)은 일정하지 않게 설계될 수도 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 캐비티 그룹들(320) 사이의 적어도 일부분(320f)은 블랙(black)과 같은 어두운 계통의 색상을 가지는 물질을 포함하도록 설계될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 제 1 캐비티(321) 및 제 2 캐비티(322) 사이의 적어도 일부분(320g), 또는 제 2 캐비티(322) 및 제 3 캐비티(323) 사이의 적어도 일부분(320h)은 블랙과 같은 어두운 계통의 색상을 가지는 물질을 포함하도록 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 블랙 색상을 가지는 추가적인 물질이 제 1 면(3001) 중 상기 부분들(320f, 320g, 또는 320h)에 대응하는 영역을 커버하도록 설계될 수도 있다.
어떤 실시 예에서는, 제 2 플레이트(300b)의 제 2 면(3002)에 결합되는 하나 이상의 플레이트(또는 층(layer))가 더 추가될 수도 있다. 일 실시 예에서, 추가된 플레이트는 결국에는 제 2 플레이트(300b)로부터 분리되는 요소로서, 다수의 마이크로 LED 칩들을 제 2 플레이트(300b)에 결합하는 과정에서 제 2 플레이트(300b)의 변형, 흔들림, 파손 등을 방지하기 위한 역할을 할 수 있다. 추가된 플레이트는 기계적 강도, 내열성 또는 화학 내구성 등의 특성을 가지는 다양한 물질(예: 유리)로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 203 과정에서, 다수의 캐비티들에 마이크로 LED 칩들이 배치될 수 있다.
도 3b 및 3c를 참조하면, 마이크로 LED 칩들이 제 2 플레이트(300b)에 결합된 제 3 플레이트(300c)가 형성될 수 있다. 예를 들어, Red 마이크로 LED 칩(331)은 제 1 캐비티(321)에 삽입되고, Green 마이크로 LED 칩(332)은 제 2 캐비티(322)에 삽입되며, Blue 마이크로 LED 칩(333)은 제 3 캐비티(323)에 삽입될 수 있다. 캐비티들(321, 322, 323)에 배치된 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)의 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 제 1 방향(30011)으로 향할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 기판(101)을 컷팅(cutting)하여 다수의 마이크로 LED 칩들(102)은 분리될 수 있고, 픽업 툴(pick up tool)을 이용하여 제 2 플레이트(300b)로 이송될 수 있다. 예를 들어, 픽업 툴은 정전기를 이용 칩을 순간적으로 전사하는 정전기 방식, 원자 또는 분자의 전하 분포가 순간적으로 달라지면 생기는 인력을 이용하여 전사하는 반데르발스 힘 방식, 정전 헤드(electrostatic head)를 이용하여 전사하는 방식, 탄성 고무 스탬프를 이용하여 전사하는 방식 등으로 이용하는 장치일 수 있다. 도 1의 기판(101)은 동일 색상의 광을 출력하기 위한 마이크로 LED 칩들을 위한 하나의 기판을 도시한 것일 뿐이고, Red 마이크로 LED 칩들을 위한 기판, Green 마이크로 LED 칩들을 위한 기판, 및 Blue 마이크로 LED 칩들을 위한 기판 각각이 도 1의 기판(101)과 같이 형성될 수 있다. 하나의 기판(101)을 컷팅하여 분리된 다수의 Red 마이크로 LED 칩들은 제 1 임시 기판 상에 이송될 수 있다. 다른 하나의 기판(101)을 컷팅하여 분리된 다수의 Green 마이크로 LED 칩들은 제 2 임시 기판 상에 이송될 수 있다. 또 다른 하나의 기판(101)을 컷팅하여 분리된 다수의 Blue 마이크로 LED 칩들은 제 3 임시 기판 상에 이송될 수 있다. 하나 이상의 Red 마이크로 LED 칩들, 하나 이상의 Green 마이크로 LED 칩들, 및 하나 이상의 Blue 마이크로 LED 칩들은 제 1, 2 및 3 임시 기판들로부터 분리된 후 제 2 플레이트(300b)로 이송될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 다수의 마이크로 LED 칩들은 개별적으로 또는 한꺼번에 임시 기판들로부터 제 2 플레이트(300b)로 이송될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 임시 기판 상에 마이크로 LED 칩들을 이송하는 과정 없이, 도 1의 기판(101)으로부터 하나 이상의 마이크로 LED 칩들이 제 2 플레이트(300b)로 곧바로 이송되는 과정으로도 설계될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, Red 마이크로 LED 칩(331), Green 마이크로 LED 칩(332) 및 Blue 마이크로 LED 칩(333)을 포함하는 칩 그룹(330)을 임시 기판에 다수 개 이송한 후, 다수의 개의 칩 그룹들을 임시 기판으로부터 제 2 플레이트(300b)로 개별적으로 또는 한꺼번에 이송하는 과정으로도 설계될 수 있다.
마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)의 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 제 1 면(3001)에 대하여 돌출될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 제 1 면(3001)에 대하여 제 1 방향(30011)으로 돌출되지 않게 설계될 수 있다. 예를 들어, 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 제 1 면(3001)과 함께 하나의 평면(3001a)을 이룰 수 있다.
제 1 캐비티(321)는 측면(321c) 및 바닥 면(321d)을 포함하는 형상일 수 있고, 제 2 캐비티(322) 및 제 3 캐비티(323) 또한 마찬가지의 형상으로서 측면(322c, 323c) 및 바닥 면(322d, 323d)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 3 플레이트(300c)는 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)과 바닥 면(321d, 322d, 323d) 사이에 배치되는 수지(resin) 등의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)은 수지가 코팅된 바닥 면(321d, 322d, 323d)에 고정될 수 있다. 수지는, 예를 들어, 90 % 이상의 광 투과율을 가질 수 있고, 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)로부터 출력된 광은 수지를 통과하여 제 2 플레이트(300b)로 전달될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 수지는 내열성, 화학 내구성 또는 전기적 절연성 등의 특성을 가지는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
도 3c 및 3d를 참조하면, 수지 등의 물질을 포함하는 층(이하, 수지 층)(340)을 제 3 플레이트(300c)에 결합한 제 4 플레이트(300d)가 형성될 수 있다. 수지 층(340)은 제 2 플레이트(300b)의 제 1 면(3001) 및 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)을 커버할 수 있다. 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)은 수지 층(340)에 의하여 제 2 플레이트(300b)에 고정될 수 있다. 일 실시 예에서, 수지 층(340)의 두께(3403)는 약 200 ㎛ 이하로 설계될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
어떤 실시 예에서, 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)과 측면(321c, 322c, 323c) 사이에 간극(또는 공차)이 있는 경우, 수지 층(340)은 이 간극에 배치되는 부분(341)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용융 수지를 제 3 플레이트(300c)에 코팅하여 수지 층(340)이 형성되고, 상기 용융 수지는 마이크로 LED 칩들(332, 332, 333)과 측면(321c, 322c, 323c) 사이의 간극으로 유동될 수 있다. 또한, 수지 층(340)은 내열성, 전기적 절연성, 기계적 강도, 또는 화학적 내구성 등의 특성을 가지는 물질일 수 있다.
마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)의 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 제 1 방향(30011)으로 수지 층(340)에 대하여 돌출되지 않게 설계될 수 있다. 예를 들어, 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 수지 층(340)으로 형성된 면(3401)과 함께 하나의 평면을 이룰 수 있다. 어떤 실시 예에서, 컨택 면들(3311, 3321, 3331)은 수지 층(340)에 의해 커버되거나, 또는 제 1 방향(30011)으로 수지 층(340)에 대하여 돌출되게 설계될 수도 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 수지 층(340) 중 제 2 플레이트(300b)의 제 1 면(3001)을 커버하는 적어도 일부분은 블랙과 같은 어두운 계통의 색상을 가지는 물질을 포함하도록 설계될 수 있다.
도 2를 참조하면, 205 과정에서, 배선 층(circuit layer)이 형성될 수 있다.
도 3d 및 3e를 참조하면, 제 4 플레이트(300d)에 배선 층(350)을 결합한 제 5 플레이트(300e)가 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배선 층(350)은 재배선을 통하여 형성된 층(예: RDL(re-distribution layer))일 수 있다. 배선 층(350)은 수지 층(340)에 접합되는 면(3502)과, 제 1 방향(30011)으로 향하는 면(3501)을 포함할 수 있다. 배선 층(350)의 두께(3503)는, 예를 들어, 약 300 ㎛ 이하로 설계될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 배선 층(350)은 그 내부에 형성된 도전성 경로들(또는, 배선(circuit))(351, 352, 353, 354, 355, 356)을 포함할 수 있다. 도전성 경로들(351, 352)은 Red 마이크로 LED 칩(331)의 컨택 면들(3311)에 전기적으로 연결되고, 그 단부들(3511, 3521)은 면(3501)으로 노출되어 패드(pad)로 이용될 수 있다. 도전성 경로들(353, 354)은 Green 마이크로 LED 칩(332)의 컨택 면들(3321)에 전기적으로 연결되고, 그 단부들(3531, 3541)은 면(3501)으로 노출되어 패드로 이용될 수 있다. 도전성 경로들(355, 356)은 Blue 마이크로 LED 칩(333)의 컨택 면들(3331)에 전기적으로 연결되고, 그 단부들(3551, 3561)은 면(3501)으로 노출되어 패드로 이용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배선 층(350)은 제 2 플레이트(300b) 또는 수지 층(340)과 같거나, 다른 열팽창 계수(CTE(coefficient of thermal expansion))의 물질을 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 수지 층(340) 없이, 도 3c의 제 3 플레이트(300c)에 배선 층(350)을 결합한 플레이트가 형성될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법은 도 3f, 3g 또는 3h의 구조를 형성하는 과정이 더 추가될 수 있다.
도 3e 및 3f를 참조하면, 배선 층(350)의 단부들(이하, 패드들)(3511, 3521, 3531, 3541, 3551, 3561)에 솔더 볼(solder ball)(361, 362, 363, 364, 365, 366)을 결합한 제 6 플레이트(300f)가 형성될 수 있다.
도 3f 및 3g를 참조하면, 제 6 플레이트(300f)에 회로 기판(370)을 결합한 제 7 플레이트(300g)가 형성될 수 있다. 회로 기판(370)은 제 1 방향(30011)으로 향하는 면(3701)을 포함하고, 이 면(3701)에 실장된 하나 이상의 소자들(372)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 소자들(372)은 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)을 위한 LED 구동 소자일 수 있고, 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)에 대한 온/오프, 전류 세기 등을 조절하기 위한 스위치 등의 회로를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서, 하나 이상의 소자들(372)은 회로 기판(370)의 내부에 임베디드된 형태로 설계될 수도 있다. 회로 기판(370)은 제 2 방향(30012)으로 향하는 면(3702)을 포함하고, 이 면(3702)에 형성된 다수의 랜드들(lands)(또는 패드들(pads))(3731, 3732, 3733, 3734, 3735, 3736)을 포함할 수 있다. 회로 기판(370)은 하나 이상의 소자들(372) 및 다수의 랜드들(3731, 3732, 3733, 3734, 3735, 3736)을 전기적으로 연결하는 도전성 경로들을 내장할 수 있다. 다수의 랜드들(3731, 3732, 3733, 3734, 3735, 3736)이 솔더 볼들(361, 362, 363, 364, 365, 366)에 정렬되도록 회로 기판(370)이 제 6 플레이트(300f) 쪽으로 이송되고, 솔더 볼들(361, 362, 363, 364, 365, 366)은 다수의 랜드들(3731, 3732, 3733, 3734, 3735, 3736)에 융착될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 열거할 수 없으나, 솔더 볼(361, 362, 363, 364, 365, 366)을 대신하여 ACF(anisotropic conductive film)와 같은 다양한 도전성 물질이 제 5 플레이트(300e) 및 회로 기판(370)을 연결하는데 이용될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 솔더 볼(361, 362, 363, 364, 365, 366)과 같은 도전성 물질을 제 5 플레이트(300e) 및 회로 기판(370) 사이에 개재 없이, 제 5 플레이트(300e)에 연결된 제 1 단부에서 회로 기판(370)에 연결된 제 2 단부로 연장된 길이를 가지는 가요성 도전 부재(예: FPCB(flexible printed circuit))가 설계될 수도 있다.
어떤 실시 예에서, 도 3e 및 3h를 참조하면, 제 5 플레이트(300e)의 배선 층(350)에 다수의 소자들(381, 382, 383)이 배치되는 제 8 플레이트(300h)가 형성될 수도 있다. 제 1 소자(381)는 Red 마이크로 LED 칩(331)의 구동을 위한 회로를 포함하고, 제 1 소자(381)의 리드들(leads)(381a, 381b)은 배선 층(350)의 면(3501) 상의 패드들(3511, 3521)에 각각 연결될 수 있다. 제 2 소자(382)는 Green 마이크로 LED 칩(332)의 구동을 위한 회로를 포함하고, 제 1 소자(381)와 마찬가지로 배선 층(350)의 패드들(3531, 3541)에 연결될 수 있다. 제 3 소자(383)는 Blue 마이크로 LED 칩(333)의 구동을 위한 회로를 포함하고, 제 1 소자(381)와 마찬가지로 배선 층(350)의 패드들(3551, 3561)에 연결될 수 있다.
어떤 실시 예에서, 제 1, 2 및 3 소자들(381, 382, 383)을 대신하여, 다수의 마이크로 LED 칩들의 구동을 위한 하나의 소자가 배선 층(350)에 결합될 수도 있다.
디스플레이는 도 3d의 제 4 플레이트(300d), 도 3e의 제 5 플레이트(300e), 도 3f의 제 6 플레이트(300f), 도 3g의 제 7 플레이트(300g) 또는 도 3h의 제 8 플레이트(300h) 중 하나로 정의될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 배선 층(350)은 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)을 구동할 수 있는 회로(이하, 디스플레이 구동 회로)(미도시)를 포함하도록 설계될 수도 있다. 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333) 및 배선 층(350)을 포함하는 디스플레이가 휴대용 단말기와 같은 전자 장치에 설치되면, 디스플레이 구동 회로는 전자 장치의 프로세서와 같은 제어 회로에 전기적으로 연결될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 프로세서 및 디스플레이 구동 회로를 연결하는 DDI(display drive integrated circuit)와 같은 회로가 있을 수 있고, 이러한 회로는 디스플레이에 포함되거나 디스플레이와는 별개로 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 배선 층(350)의 디스플레이 구동 회로는 DDI와 같은 회로의 일부로 설계될 수도 있다. 디스플레이 구동 회로는 프로세서의 제어에 따라 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)로 공급되는 전력(예: 전압 또는 전류)을 조절할 수 있다. 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)로 공급되는 전력이 제어될 때, 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)의 온/오프 또는 광의 세기는 조절될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 구동 회로는 스위치들을 포함할 수 있고, 스위치들은 프로세서의 제어에 따라 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333)로의 전력을 조절할 수 있다. 배선 층(350)에 포함되는 스위치는 트랜지스터(transistor)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배선 층(350)은 그 내부에 임베디드되는(embedded) TFT(thin film transistor)를 포함하도록 설계될 수 있다. TFT는 소스 전극(source electrode), 드레인 전극(drain electrode), 게이트 전극(gate electrode) 및 반도체 레이어(semiconductor layer)를 포함할 수 있다. 소스 전극은 전자를 공급하는 전극이고, 드레인 전극은 전자를 공급받는 전극이며, 게이트 전극은 소스 전극에서 드레인 전극으로의 전자 이동을 스위칭(switching)하기 위한 전극일 수 있다. 반도체 레이어는 게이트 전극이 일정 이상 전압을 가할 경우, 전자 이동하는 패스(path)가 될 수 있다. 반도체 레이어는 스위치를 온 상태로 전환하는 요소로서 스위치의 '액티브 레이어(active layer)' 또는 '액티브 영역(active area)'으로 정의될 수 있다. 게이트 전극에 임계 이상의 신호(예: 전압)가 가해지면, 반도체 레이어는 도체와 같이 전자를 이동 가능하게 되고, 전자는 반도체 레이어를 통해 소스 전극에서 드레인 전극으로 이동될 수 있다. 전자의 이동으로 인해 마이크로 LED 칩(331, 332 또는 333)에 전압이 가해질 수 있고, 마이크로 LED 칩(331, 332 또는 333)은 광을 출력할 수 있다. 일 실시 예에서, 배선들(351, 352, 353, 354, 355, 356)은 TFT의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
도 3e의 제 5 플레이트(300e)가 TFT와 같은 디스플레이 구동 회로가 임베디드된 배선 층(350)을 가지도록 설계되는 경우, 배선 층(350)은 도 3g의 하나 이상의 소자들(372)을 포함하는 회로 기판(370) 또는 도 3h의 하나 이상의 소자들(381)을 대신할 수 있으므로, 제 5 플레이트(300e)에서 제 7 플레이트(300g) 또는 제 8 플레이트(300h)로의 공정은 생략될 수 있다. 제 5 플레이트(300e)로 형성된 디스플레이가 휴대용 단말기와 같은 전자 장치에 설치되면, 배선 층(350)의 디스플레이 구동 회로는 전자 장치의 프로세서에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 프로세서, 메모리, 통신 모듈, 센서 모듈 등이 실장된 PCB를 포함할 수 있고, PCB 및 제 5 플레이트(300e)는 FPCB와 같은 연결 수단에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 프로세서 및 디스플레이 구동 회로를 연결하는 DDI 가 있을 수 있다. DDI는 디스플레이에 포함되거나 디스플레이와는 별개로 설계될 수 있다. DDI는 픽셀을 온 또는 오프하기 위한 게이트 IC(integrated circuit) 및 픽셀의 이미지 시그널의 양을 조절하여 색상 차이를 만들기 위한 소스 IC를 포함할 수 있다. 디스플레이는 TFT들의 게이트 전극들에 전기적으로 연결되는 다수의 게이트 라인들과, TFT들의 소스 전극들에 전기적으로 연결되는 다수의 소스 전극들을 포함할 수 있다. 게이트 IC는 다수의 게이트 라인들에 전기적으로 연결되고, 소스 IC는 다수의 소스 라인들에 전기적으로 연결되며, DDI는 프로세서의 제어 하에 TFT들을 조절할 수 있다. 게이트 라인들 및 소스 라인들은 배선 층(350)에 임베디드되도록 설계될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배선들(351, 352, 353, 354, 355, 356)은 게이트 라인들 및 소스 라인들의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
도 4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g 및 4h는 다른 실시 예에 따른 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 이하, 도 2를 다시 참조하여, 도 4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g 및 4h를 설명하겠다.
도 2의 201 과정에서, 다수의 캐비티들을 포함하는 광 투과성 플레이트가 형성될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 마이크로 LED 칩들을 결합하기 위한 제 11 플레이트 (400a)가 제공될 수 있다. 제 11 플레이트(400a)는 제 1 방향(40011)으로 향하는 제 11 면(4001)과, 제 11 방향(40011)과 반대인 제 12 방향(40012)으로 향하는 제 12 면(4002)을 포함할 수 있다. 이하, A 요소, B 요소 및 C 요소가 제 12 방향(40012)으로 순서대로 배치될 때, B 요소 및 C 요소는 A 요소의 아래에 있고, B 요소는 A 요소 및 C 요소 사이에 있다고 정의할 수 있다. 제 11 플레이트(400a)는 제 11 면(4001)을 형성하는 상부 플레이트(또는, 상부 층(layer))(401)와, 상부 플레이트(401) 아래에 배치되고 제 12 면(4002)을 형성하는 하부 플레이트(또는, 하부 층)(402), 및 상부 플레이트(401) 및 하부 플레이트(402) 사이에 배치되는 중간 플레이트(또는, 중간 층)(403)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상부 플레이트(401)의 두께(4013a), 하부 플레이트(402)의 두께(4013b), 또는 중간 플레이트(403)의 두께(4103c)는 약 500 ㎛ 이하로 설계될 수 있으나, 마이크로 LED 칩들의 크기를 고려하여 이와는 다르게 설계될 수 있다. 도시하지 않았으나, 제 12 방향(40012)으로 볼 때, 제 11 플레이트(400a)는 직사각형이고, 그 가로 또는 세로의 길이(4014)는 제 11 플레이트(400a)에 결합되는 마이크로 LED 칩들의 수에 따라 다양할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 11 면(4001), 상부 플레이트(401) 및 중간 플레이트(402) 간의 접합 면(이하, 제 13 면)(4003)은 0 또는 0에 가까운 표면 평탄도 또는 표면 거칠기(surface roughness)를 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제 11 면(4001) 또는 제 13 면(4003)의 중심선 평균 거칠기 값(Ra) 또는 최대 거칠기 값(Rmax)은 약 5 ㎛ 이하로 설계될 수 있다.
상부 플레이트(401)는 도 3a의 제 1 플레이트(300a)와 유사하거나 동일한 적어도 하나의 물성을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 중간 플레이트(403)는 상부 플레이트(401) 및 하부 플레이트(402)에 결합되는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 중간 플레이트(403) 및 하부 플레이트(402)는 다수의 마이크로 LED 칩들을 상부 플레이트(401)에 결합하는 과정에서 상부 플레이트(401)의 변형, 흔들림, 파손 등을 방지하는 역할을 할 수 있고, 결국에는 상부 플레이트(401)로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 중간 플레이트(403) 또는 하부 플레이트(402)는 기계적 강도, 내열성 또는 화학 내구성 등의 특성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 하부 플레이트(402)는 상부 플레이트(401)와 유사하거나 동일한 적어도 하나의 물성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상부 플레이트(401) 및 하부 플레이트(402)는 유리로 형성될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 하부 플레이트(402)는 상부 플레이트(401)와는 다른 물질로 형성될 수도 있다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 상부 플레이트(401)를 절삭 툴을 이용하여 절삭하여, 제 12 방향(40012)으로 파인 형태의 홈들 또는 캐비티들(420)을 가지는 제 12 플레이트(400b)가 형성될 수 있다. 상부 플레이트(401)는 절삭에 의해 홀들(holes)을 가질 수 있고, 이 홀들에 의해 캐비티들(420)이 제공될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 홀들을 포함하는 상부 플레이트(401)를 중간 플레이트(403)가 부착된 하부 플레이트(402)에 결합하는 방식으로도 제 12 플레이트(400b)가 형성될 수 있다.
캐비티들(420)은 제 1 캐비티(421), 제 2 캐비티(422) 및 제 3 캐비티(423)를 가지는 캐비티 그룹(420-n)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 캐비티(421)는 Red 마이크로 LED 칩이 삽입되는 공간이고, 제 2 캐비티(422)는 Green 마이크로 LED 칩이 삽입되는 공간이며, 제 3 캐비티(423)는 Blue 마이크로 LED 칩이 삽입되는 공간일 수 있다. 단면으로 볼 때, 제 1 캐비티(421), 제 2 캐비티(422) 또는 제 3 캐비티(423)는 측면(421c, 422c, 423c) 및 바닥 면(421d, 422d, 423d)를 가지는 직사각형일 수 있다. 측면(421c, 422c, 423c)은 상부 플레이트(401)에 형성된 홀들의 내면에 해당하고, 바닥 면(421d, 422d, 423d)은 중간 플레이트(403)에 의해 형성될 수 있다. 도 3b의 캐비티들(320)과 비교하여 도 4b의 캐비티들(420)은 중간 플레이트(403)에 의하여 그 공간이 한정된다는 차이점을 가질 뿐, 그 형상, 크기, 배열 구조 등은 도 3b의 캐비티들(320)과 유사하거나 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
어떤 실시 예에 따르면, 캐비티 그룹들(420) 사이의 적어도 일부분(420f), 제 1 캐비티(421) 및 제 2 캐비티(422) 사이의 적어도 일부분(420g), 또는 제 2 캐비티(422) 및 제 3 캐비티(423) 사이의 적어도 일부분(420h)은 블랙과 같은 어두운 계통의 색상을 가지는 물질을 포함하도록 설계될 수 있다.
도 2의 203 과정에서, 다수의 캐비티들에 마이크로 LED 칩들이 배치될 수 있다.
도 4b 및 4c를 참조하면, 마이크로 LED 칩들을 제 12 플레이트(400b)에 결합한 제 13 플레이트(400c)가 형성될 수 있다. Red 마이크로 LED 칩(431)은 제 1 캐비티(421)에 배치고, Green 마이크로 LED 칩(432)은 제 2 캐비티(422)에 배치되며, Blue 마이크로 LED 칩(433)은 제 3 캐비티(423)에 배치될 수 있다. 다수의 마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)을 다수의 캐비티들(420)로 이송하는 방식은, 도 3b 및 3c를 참조하여 설명한 바와 유사하거나 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제 12 플레이트(400b)에 결합된 마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)의 컨택 면들(4311, 4321, 4331)은 제 11 방향(40011)으로 향할 수 있다. 컨택 면들(4311, 4321, 4331)은 제 1 면(4001)에 대하여 돌출될 수 있으나, 어떤 실시 예에서는 돌출되지 않게 설계될 수도 있다.
마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)은 수지가 코팅된 바닥 면(421d, 422d, 423d)에 고정될 수 있다. 일 실시 예에서, 수지는 하부 플레이트(402) 및 중간 플레이트(403)와 함께 결국에는 제 13 플레이트(400c)로부터 분리되는 요소일 수 있고, 디스플레이를 제조하는 공정에서 마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)의 흔들림, 파손 등을 방지할 수 있다. 이러한 수지는 내열성, 기계적 강도, 화학 내구성 등의 특성을 가지도록 설계될 수 있다.
어떤 실시 예에서, 수지는 디스플레이에 포함되는 요소일 수 있고, 이 경우 수지는 마이크로 LED 칩들을 커버하게 되므로, 마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)로부터 출력된 광에 관한 다양한 광학적 성질을 가지도록 설계될 수 있다.
도 4c 및 4d를 참조하면, 제 13 플레이트(400c)에 수지 등의 물질을 포함하는 층(이하, 수지 층)(440)을 결합한 제 14 플레이트(400d)가 형성될 수 있다. 수지 층(440)은 도 3c 및 3d를 참조하여 설명한 수지 층(340)과 유사하거나 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
어떤 실시 예에서, 수지 층(440) 중 상부 플레이트(401)의 제 1 면(4001)을 커버하는 적어도 일부분은 블랙과 같은 어두운 계통의 색상을 가지는 물질을 포함하도록 설계될 수 있다.
마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)의 컨택 면들(4311, 4321, 4331)은 제 11 방향(40011)으로 수지 층(440)에 대하여 돌출되지 않을 수 있으나, 어떤 실시 예에서는 돌출되게 설계될 수도 있다.
도 2의 205 과정에서, 배선 층이 형성될 수 있다.
도 4d 및 4e를 참조하면, 제 14 플레이트(400d)에 배선 층(450)을 결합한 제 15 플레이트(400e)가 형성될 수 있다. 배선 층(450)은 도 3d 및 3e를 참조하여 설명한 배선 층(350)과 유사하거나 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
어떤 실시 예에 따르면, 수지 층(440) 없이, 도 4c의 제 13 플레이트(400c)에 배선 층(450)을 결합한 플레이트가 형성될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 마이크로 LED 칩들을 포함하는 디스플레이의 제조 과정은 도 4f, 4g 또는 4h의 구조를 형성하는 과정이 더 추가될 수 있다.
도 4e 및 4f를 참조하면, 배선 층(450)의 패드들(4511, 4521, 4531, 4541, 4551, 4561)에 솔더 볼(461, 462, 463, 464, 465, 466)을 결합한 제 16 플레이트(400f)가 형성될 수 있다.
도 4f 및 4g를 참조하면, 제 16 플레이트(400f)에 회로 기판(470)을 결합하고, 제 16 플레이트(400f)로부터 하부 플레이트(402) 및 중간 플레이트(403)를 분리한 제 17 플레이트(400g)가 형성될 수 있다. 회로 기판(470)은 도 3f 및 3g를 참조하여 설명한 회로 기판(370)과 유사하거나 동일할 수 있고, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 다수의 랜드들(4731, 4732, 4733, 4734, 4735, 4736)이 솔더 볼들(461, 462, 463, 464, 465, 466)에 정렬되도록 회로 기판(470)이 제 16 플레이트(400f) 쪽으로 이송되고, 솔더 볼들(461, 462, 463, 464, 465, 466)은 다수의 랜드들(4731, 4732, 4733, 4734, 4735, 4736)에 융착될 수 있다. 회로 기판(470)에 배치된 하나 이상의 소자들(472)은 솔더 볼들(461, 462, 463, 464, 465, 466) 및 배선 층(450)을 통하여 마이크로 LED 칩들(431, 432, 433)에 전기적으로 연결될 수 있다.
어떤 실시 예에서, 도 4e 및 4h를 참조하면, 제 15 플레이트(400e)의 배선 층(450)에 다수의 소자들(481, 482, 483)을 결합하고, 하부 플레이트(402) 및 중간 플레이트(403)를 제 15 플레이트(400e)로부터 분리한 제 18 플레이트(400h)가 형성될 수 있다. 다수의 소자들(481, 482, 483)이 배선 층(450)에 결합되는 구조는, 도 3e 및 3h를 참조하여 설명한 바와 유사하거나 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
디스플레이는 도 4g의 제 17 플레이트(400g) 또는 도 4h의 제 18 플레이트(300h) 중 하나로 정의될 수 있다.
어떤 실시 예에서, 디스플레이는 도 4d의 제 14 플레이트(400d), 도 4e의 제 15 플레이트(400e) 또는 도 4f의 제 16 플레이트(400f)로부터 하부 플레이트(402) 및 중간 플레이트(403)를 분리한 구조로 정의될 수도 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 디스플레이의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이(500)는 가로(501) 및 세로(502)를 가지는 직사각형의 패널일 수 있다. 디스플레이(500)는 도 2의 공정 흐름에 따라 배열된 다수의 마이크로 LED 칩들(510)을 포함할 수 있고, 다수의 마이크로 LED 칩들(510)은 픽셀들(pixels)을 형성할 수 있다. 디스플레이(500)의 가로(501) 또는 세로(502)의 크기는 마이크로 LED 칩들(510)의 사이즈, 배열 구조 등에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(500)는 해당 기기의 화면 전체를 차지하는 크기로 설계될 수 있다. 어떤 실시 예에서, 해당 기기의 화면은 다수 개의 영역들로 구분되고, 디스플레이(500)는 각 영역을 차지하는 크기로 설계될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이는, 다수의 캐비티들(cavities)(예: 도 3b의 320 또는 도 4b의 420)을 포함하는 광 투과성 제 1 층(layer)(예: 도 3b의 제 2 플레이트(300b) 또는 도 4b의 상부 플레이트(401))과, 상기 캐비티들에 배치되는 다수의 LED(light emitting diodes) 칩들(예: 도 3c의 마이크로 LED 칩들(331, 332, 333) 또는 도 4c의 마이크로 LED 칩들(441, 442, 443)), 및 상기 다수의 LED 칩들과 전기적으로 연결되는 배선(circuit)을 포함하는 제 2 층(예: 도 3e의 배선 층(350) 또는 도 4e의 배선 층(450))을 포함할 수 있다. 상기 캐비티는, 상기 LED 칩을 수용 가능한 약 200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 LED 칩의 가로, 세로 및 높이 중 적어도 하나는 100 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 층은 약 10×10-6 m/m℃ 이하의 열팽창 계수를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 층은 유리(glass)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 캐비티들은 상기 제 1 층에 형성된 홈들(groves)(예: 도 3b의 320)의 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 캐비티들은 상기 제 1 층에 형성된 홀들(holes)(예: 도 4b의 420)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 제 1 층 및 제 2 층 사이에 배치되는 전기적 절연성의 제 3 층(예: 도 3d의 수지 층(340) 또는 도 4d의 수지 층(450))을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 다수의 캐비티들의 내면 및 상기 LED 칩 사이에 배치되는 접착 물질(예: 도 3c의 바닥 면(321d, 322d, 323d) 또는 도 4c의 바닥 면(421d, 422d, 423d)에 코팅된 물질)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 제 2 층에 결합되고 상기 배선과 전기적으로 연결되는 도전성 물질(예: 도 3f의 솔더 볼(361. 362, 363, 364, 365, 366, 또는 도 4f의 461, 462, 463, 464, 465, 466))을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 배선에 전기적으로 연결되는 하나 이상의 LED 구동 소자들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 하나 이상의 LED 구동 소자들(예: 도 3h의 381, 382, 383, 또는 도 4h의 481, 482, 483)은 상기 제 2 층에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 하나의 이상의 LED 구동 소자들을 포함하는 회로 기판(예: 도 3g의 370 또는 도 4g의 470)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 층은, 상기 제 1 층 및 상기 회로 기판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 제 2 층과 상기 회로 기판 사이에 배치되고, 상기 배선 및 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 도전성 물질(예: 솔더 볼들)을 더 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는, 상기 제 2 층에 연결된 제 1 단부에서 상기 회로 기판에 연결된 제 2 단부로 연장된 길이를 가지는 가요성 도전 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 층은, TFT를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 다수의 LED 칩들은 서로 다른 사이즈 또는 체적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 다수의 캐비티들은 서로 다른 체적 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 다수의 캐비티들은 직사각형 단면을 가지는 공간을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 디스플레이의 제조 방법은, 약 200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적을 가지는 다수의 캐비티들(cavities)을 포함하는 광 투과성의 제 1 층을 형성하는 과정과, 상기 체적 이하의 다수의 LED(light emitting diode) 칩들을 상기 다수의 캐비티들에 배치하는 과정, 및 상기 다수의 LED 칩들과 전기적으로 연결되는 배선(circuit)을 포함하는 제 2 층을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 층은 약 10×10-6 m/m℃ 이하의 열팽창 계수를 가지는 광 투과성 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제 2 층을 형성하는 과정 전에, 전기적 절연성 접착 물질을 상기 제 1 층에 코팅하여 상기 다수의 LED 칩들을 상기 다수의 캐비티들에 고정시키는 과정이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 적어도 하나의 LED 구동 소자를 상기 제 2 층의 일면에 실장하는 과정이 더 포함될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 일 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
300e: 제 5 플레이트 300b: 제 2 플레이트
321, 322, 323: 캐비티들 331: Red 마이크로 LED 칩
332: Green 마이크로 LED 칩 333: Blue 마이크로 LED 칩
3311, 3321, 3331: 컨택 면들 340: 수지 층
350: 배선 층

Claims (20)

  1. 디스플레이에 있어서,
    다수의 캐비티들(cavities)을 포함하는 광 투과성 제 1 층(layer), 상기 제 1 층의 표면 거칠기 값은 5 ㎛ 이하이고, 상기 제 1 층은 상기 다수의 캐비티들 사이의 적어도 일 부분에서 블랙 색상의 물질을 포함하고;
    상기 캐비티들에 배치되는 다수의 LED(light emitting diode) 칩들, 상기 캐비티 및 상기 LED 칩 사이에는 90 % 이상의 광 투과율을 갖는 수지가 배치되고;
    상기 다수의 LED 칩들과 전기적으로 연결되는 배선(circuit)을 포함하는 제 2 층;
    상기 제 2 층에 결합되고 상기 배선과 전기적으로 연결되는 도전성 물질; 및
    하나 이상의 LED 구동 소자들을 포함하고 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함하고,
    상기 캐비티는, 상기 LED 칩을 수용 가능한 200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적을 가지는 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 칩의 가로, 세로 및 높이 중 적어도 하나는 100 ㎛ 이하인 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은,
    10×10-6 m/m℃ 이하의 열팽창 계수를 가지는 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은,
    유리(glass)를 포함하는 디스플레이.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티들은,
    상기 제 1 층에 형성된 홈들(groves)을 포함하는 디스플레이.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티들은,
    상기 제 1 층에 형성된 홀들(holes)을 포함하는 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 제 2 층 사이에 배치되는 전기적 절연성의 제 3 층을 더 포함하는 디스플레이.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층은,
    TFT(thin film transistor)를 포함하는 디스플레이.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 LED 칩들은,
    서로 다른 사이즈 또는 체적을 가지는 디스플레이.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 캐비티들은,
    서로 다른 체적 가지는 디스플레이.
  17. 디스플레이의 제조 방법에 있어서,
    200 × 200 × 200 ㎛3 이하의 체적을 가지는 다수의 캐비티들(cavities)을 포함하는 광 투과성의 제 1 층을 형성하는 과정, 상기 제 1 층의 표면 거칠기 값은 5 ㎛ 이하로 형성되고, 상기 제 1 층은 상기 다수의 캐비티들 사이의 적어도 일 부분에서 블랙 색상의 물질을 포함하도록 형성되고;
    상기 체적 이하의 다수의 LED(light emitting diodes) 칩들을 상기 다수의 캐비티들에 배치하는 과정, 상기 캐비티 및 상기 LED 칩 사이에는 90 % 이상의 광 투과율을 갖는 수지가 배치되고;
    상기 다수의 LED 칩들과 전기적으로 연결되는 배선(circuit)을 포함하는 제 2 층을 형성하는 과정;
    상기 배선과 전기적으로 연결되는 도전성 물질을 상기 제 2 층에 결합하는 과정; 및
    하나 이상의 LED 구동 소자들을 포함하고 상기 도전성 물질과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 형성하는 과정을 포함하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 층은,
    10×10-6 m/m℃ 이하의 열팽창 계수를 가지는 광 투과성 물질로 형성되는 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020170124391A 2017-09-26 2017-09-26 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법 KR102498252B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170124391A KR102498252B1 (ko) 2017-09-26 2017-09-26 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법
US16/650,578 US11387220B2 (en) 2017-09-26 2018-07-17 Display comprising light-emitting chips and manufacturing method therefor
PCT/KR2018/008055 WO2019066223A1 (ko) 2017-09-26 2018-07-17 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170124391A KR102498252B1 (ko) 2017-09-26 2017-09-26 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190035319A KR20190035319A (ko) 2019-04-03
KR102498252B1 true KR102498252B1 (ko) 2023-02-10

Family

ID=65901753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170124391A KR102498252B1 (ko) 2017-09-26 2017-09-26 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11387220B2 (ko)
KR (1) KR102498252B1 (ko)
WO (1) WO2019066223A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110416248B (zh) * 2019-08-06 2022-11-04 京东方科技集团股份有限公司 一种显示基板及其制备方法、显示装置
US11257421B2 (en) * 2019-08-24 2022-02-22 Huayuan Semiconductor (Shenzhen) Limited Company Display device with single package light emitting diode and driver circuit
CN110707197A (zh) * 2019-09-11 2020-01-17 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Led基板及led显示面板的制作方法
CN110911437A (zh) * 2019-12-06 2020-03-24 业成科技(成都)有限公司 微发光二极管驱动背板和显示面板
KR20210133777A (ko) * 2020-04-29 2021-11-08 삼성전자주식회사 마이크로 led와 tft 층 간 접합구조를 포함하는 디스플레이 모듈
JP2022023266A (ja) * 2020-07-27 2022-02-08 沖電気工業株式会社 発光装置、発光素子フィルム、発光ディスプレイ、及び発光装置の製造方法
CN111933630A (zh) * 2020-07-28 2020-11-13 华为技术有限公司 Led芯片封装模块、显示屏及其制作方法
US11308890B2 (en) * 2020-07-31 2022-04-19 Huayuan Semiconductor (Shenzhen) Limited Company Power line communication signal detector
TWI761211B (zh) * 2021-05-17 2022-04-11 友達光電股份有限公司 顯示面板

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160172341A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 PlayNitride Inc. Light emitting device
KR101636516B1 (ko) * 2015-03-10 2016-07-06 한국광기술원 렌즈 일체형 발광다이오드 모듈의 제조방법
US20160380158A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Sharp Laboratories Of America, Inc. Light emitting device and fluidic manufacture thereof

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020035819A (ko) * 2002-04-25 2002-05-15 주식회사 포스기술 방수, 방진 구조를 가진 방열판 겸용 반사면을 구비한발광소자 매트릭스 모듈 및 그 형성방법
WO2005091392A1 (en) * 2004-03-18 2005-09-29 Phoseon Technology, Inc. Micro-reflectors on a substrate for high-density led array
US8198109B2 (en) * 2010-08-27 2012-06-12 Quarkstar Llc Manufacturing methods for solid state light sheet or strip with LEDs connected in series for general illumination
KR101255121B1 (ko) * 2011-08-10 2013-04-22 장종진 발광 다이오드 패키지 및 그의 제조 방법
US8349116B1 (en) 2011-11-18 2013-01-08 LuxVue Technology Corporation Micro device transfer head heater assembly and method of transferring a micro device
WO2013112435A1 (en) * 2012-01-24 2013-08-01 Cooledge Lighting Inc. Light - emitting devices having discrete phosphor chips and fabrication methods
WO2014084645A1 (ko) * 2012-11-28 2014-06-05 주식회사 루멘스 발광소자 패키지 및 이의 제작 방법
US9391042B2 (en) 2012-12-14 2016-07-12 Apple Inc. Micro device transfer system with pivot mount
CN104969371A (zh) * 2013-02-11 2015-10-07 皇家飞利浦有限公司 具有波长转换材料的密闭密封的led模块
KR101607305B1 (ko) 2014-11-04 2016-03-30 한국광기술원 광학특성 조정형 발광다이오드 모듈의 제조방법
US10269776B2 (en) * 2014-12-16 2019-04-23 PlayNitride Inc. Light emitting device
US9484492B2 (en) * 2015-01-06 2016-11-01 Apple Inc. LED structures for reduced non-radiative sidewall recombination
JP6631905B2 (ja) 2015-07-28 2020-01-15 ローム株式会社 マルチチップモジュールおよびその製造方法
KR102506737B1 (ko) 2015-11-27 2023-03-13 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광소자 및 이를 구비한 라이트 유닛
DE102015119343B4 (de) * 2015-11-10 2024-05-29 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Anordnung mit einem Träger aus einem Glasmaterial und einem optoelektronischen Halbleiterbauteil und Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung
KR20170059068A (ko) * 2015-11-19 2017-05-30 삼성전자주식회사 광원 모듈, 디스플레이 패널 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR101894789B1 (ko) * 2016-10-06 2018-10-04 황석민 Led 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
CN106782128A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 深圳市华星光电技术有限公司 微发光二极管显示面板及其制造方法
US11201077B2 (en) * 2017-06-12 2021-12-14 Kulicke & Soffa Netherlands B.V. Parallel assembly of discrete components onto a substrate
US10985149B2 (en) * 2019-01-15 2021-04-20 Omnivision Technologies, Inc Semiconductor device package and method of manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160172341A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 PlayNitride Inc. Light emitting device
KR101636516B1 (ko) * 2015-03-10 2016-07-06 한국광기술원 렌즈 일체형 발광다이오드 모듈의 제조방법
US20160380158A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Sharp Laboratories Of America, Inc. Light emitting device and fluidic manufacture thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190035319A (ko) 2019-04-03
US20200235078A1 (en) 2020-07-23
WO2019066223A1 (ko) 2019-04-04
US11387220B2 (en) 2022-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102498252B1 (ko) 발광 칩들을 포함하는 디스플레이 및 그 제조 방법
US9935136B2 (en) Manufacturing method of display with lighting devices
JP4782410B2 (ja) 駆動チップ及びこれを有する表示装置
CN109857279B (zh) 显示面板及显示装置
US10566383B2 (en) Light emitting diode display
TWI768083B (zh) 光電子設備
KR20190099164A (ko) 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치 제조를 위한 기판
CN104412315B (zh) 显示装置
US20090185393A1 (en) Light source module, method of fabricating the same, and display device having the light source module
KR20180128464A (ko) 소형 피치 직시형 디스플레이 및 이의 제조 방법
CN111108543A (zh) 光电设备
KR20190104276A (ko) 마이크로 led를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법
CN104217659A (zh) 新型led显示屏
CN103323979A (zh) 制造设备、制造方法、光学元件、显示装置和电子设备
US9307644B2 (en) Connector assembly with an asymmetrically disposed alignment unit
US9816687B2 (en) MEMS LED zoom
US9706645B2 (en) L-bending PCB
WO2017045372A1 (zh) 显示面板的封装结构、转接板、封装方法及显示装置
KR101669997B1 (ko) 평판 표시 장치 및 그의 제조 방법
US20210167055A1 (en) Micro led display with printed circuit board assembly
US20200355357A1 (en) Light source package structure
KR20220122843A (ko) 전자 장치
TW201416758A (zh) 顯示模組
WO2015198982A1 (ja) 回路基板、表示パネル及び表示装置
KR20120029875A (ko) 카메라 모듈 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant