KR102542182B1 - Light emitting diode element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
LED 소자의 제조 방법이 개시된다. LED 소자의 제조 방법은, 글래스(glass) 기판 상에 상호 이격된 복수의 제1 전극을 마련하는 단계, 글래스 기판의 노출 영역 및 복수의 제1 전극을 덮도록 전도성 폴리머 층을 형성하는 단계 및 일 측면에 상호 이격된 복수의 제2 전극이 마련된 LED(Light Emitting Diode) 칩을 전도성 폴리머 층 상에 실장하는 단계를 포함한다. 여기서, 복수의 제2 전극은, 전도성 폴리머 층에 의해 복수의 제1 전극과 각각 전기적으로 연결된다.A method of manufacturing an LED device is disclosed. A method of manufacturing an LED device includes providing a plurality of first electrodes spaced apart from each other on a glass substrate, forming a conductive polymer layer to cover an exposed area of the glass substrate and the plurality of first electrodes, and and mounting a Light Emitting Diode (LED) chip having a plurality of second electrodes spaced apart from each other on the conductive polymer layer. Here, the plurality of second electrodes are each electrically connected to the plurality of first electrodes by conductive polymer layers.
Description
본 개시는 마이크로 LED 소자 및 그 제조 방법에 대한 것이다.The present disclosure relates to a micro LED device and a manufacturing method thereof.
반도체 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 조명 장치용 광원뿐만 아니라, TV, 휴대폰, PC, 노트북 PC, PDA 등과 같은 다양한 전자 제품의 각종 디스플레이 장치들을 위한 광원으로 널리 사용되고 있다.Semiconductor light emitting diodes (Light Emitting Diodes, LEDs) are widely used not only as light sources for lighting devices, but also as light sources for various display devices of various electronic products such as TVs, mobile phones, PCs, notebook PCs, and PDAs.
특히, 최근에는 그 크기가 100㎛ 이하의 마이크로 LED(micro LED)가 개발되고 있으며, 마이크로 LED는 기존의 LED에 비해 빠른 반응속도, 낮은 전력, 높은 휘도를 가지고 있어 차세대 디스플레이의 발광 소자로서 각광받고 있다.In particular, recently, micro LEDs with a size of less than 100㎛ have been developed, and micro LEDs have a faster response speed, lower power, and higher brightness than conventional LEDs, and are in the limelight as light emitting devices for next-generation displays. there is.
하지만, 초소형 칩을 이용한다는 점에서 새로운 제조 기술이 요구되고 있다. However, a new manufacturing technology is required in that a microchip is used.
본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은, 원활하게 타겟 기판과 전기적으로 접속되는 마이크로 LED 소자 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.The present disclosure is in accordance with the above-described needs, and an object of the present disclosure is to provide a micro LED device electrically connected to a target substrate smoothly and a manufacturing method thereof.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법은, 글래스(glass) 기판 상에 상호 이격된 복수의 제1 전극을 마련하는 단계, 상기 글래스 기판의 노출 영역 및 상기 복수의 제1 전극을 덮도록 전도성 폴리머 층을 형성하는 단계 및 일 측면에 상호 이격된 복수의 제2 전극이 마련된 LED(Light Emitting Diode) 칩을 상기 전도성 폴리머 층 상에 실장하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing an LED device according to an embodiment of the present disclosure includes providing a plurality of first electrodes spaced apart from each other on a glass substrate, covering an exposed area of the glass substrate and the plurality of first electrodes. The method may include forming a conductive polymer layer and mounting a Light Emitting Diode (LED) chip having a plurality of second electrodes spaced apart from each other on one side of the conductive polymer layer.
여기서, 상기 복수의 제2 전극은, 상기 전도성 폴리머 층에 의해 상기 복수의 제1 전극과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.Here, the plurality of second electrodes may be electrically connected to each of the plurality of first electrodes by the conductive polymer layer.
상기 복수의 제2 전극 간 이격 거리는, 상기 전도성 폴리머 층의 두께의 기설정된 배수 이상일 수 있다.A separation distance between the plurality of second electrodes may be greater than or equal to a predetermined multiple of a thickness of the conductive polymer layer.
상기 전도성 폴리머 층의 두께는 20㎚ 이상 2㎛ 이하이며, 상기 기설정된 배수는 5배 이상 1000배 이하일 수 있다.The conductive polymer layer may have a thickness of 20 nm or more and 2 μm or less, and the predetermined multiple may be 5 times or more and 1000 times or less.
상기 전도성 폴리머 층은, 전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)을 포함할 수 있다.The conductive polymer layer may include a plurality of particles made of a conductive polymer.
상기 전도성 폴리머 층은, 비 전도성의 베이스 층에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층일 수 있다.The conductive polymer layer may be a layer including a conductive polymer inside a plurality of holes provided in a vertical direction in the non-conductive base layer.
상기 전도성 폴리머 층은, PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) 소재로 형성될 수 있다.The conductive polymer layer may be formed of PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) material.
상기 전도성 폴리머 층은, 비등방성(anisotropic) 성질을 가지는 층일 수 있다.The conductive polymer layer may be a layer having an anisotropic property.
상기 제2 전극의 폭 및 상기 제2 전극 간의 거리를 승산한 값은 0.04 ㎛2 이상 4㎜2 이하일 수 있다.A value obtained by multiplying the width of the second electrode by the distance between the second electrodes may be 0.04 μm 2 or more and 4 mm 2 or less.
상기 LED 소자의 길이 및 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.The length and width of the LED device may be 1 μm or more and 100 μm or less.
상기 LED 소자는, LED 디스플레이 패널의 디스플레이 소자로 이용될 수 있다.The LED element may be used as a display element of an LED display panel.
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자는, 글래스(glass) 기판, 상기 글래스 기판의 상부에 이격 배치된 복수의 제1 전극, 상기 글래스 기판의 노출 영역 및 상기 복수의 제1 전극 상을 덮도록 형성된 전도성 폴리머 층, 상기 전도성 폴리머 층 상에서 상기 복수의 제1 전극에 대응되는 위치에 형성된 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제2 전극 상에 형성된 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. An LED device according to an embodiment of the present disclosure covers a glass substrate, a plurality of first electrodes spaced apart from each other on an upper portion of the glass substrate, an exposed area of the glass substrate, and an upper portion of the plurality of first electrodes. It may include a formed conductive polymer layer, a plurality of second electrodes formed at positions corresponding to the plurality of first electrodes on the conductive polymer layer, and light emitting diodes (LEDs) formed on the plurality of second electrodes.
여기서, 상기 복수의 제2 전극 간 이격 거리는, 상기 전도성 폴리머 층의 두께의 기설정된 배수 이상일 수 있다.Here, the separation distance between the plurality of second electrodes may be greater than or equal to a predetermined multiple of the thickness of the conductive polymer layer.
상기 전도성 폴리머 층의 두께는 20㎚ 이상 2㎛ 이하일 수 있다.The conductive polymer layer may have a thickness of 20 nm or more and 2 μm or less.
상기 기설정된 배수는 5배 이상 1000배 이하일 수 있다.The predetermined multiple may be 5 times or more and 1000 times or less.
상기 전도성 폴리머 층은, 전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)을 포함할 수 있다.The conductive polymer layer may include a plurality of particles made of a conductive polymer.
상기 전도성 폴리머 층은, 비 전도성의 베이스 층에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층일 수 있다.The conductive polymer layer may be a layer including a conductive polymer inside a plurality of holes provided in a vertical direction in the non-conductive base layer.
상기 전도성 폴리머 층은, PEDOT: PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly styrene sulfonate) 소재로 형성될 수 있다.The conductive polymer layer may be formed of PEDOT: PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly styrene sulfonate) material.
상기 전도성 폴리머 층은, 비등방성(anisotropic) 성질을 가질 수 있다.The conductive polymer layer may have an anisotropic property.
상기 제2 전극의 폭 및 상기 제2 전극 간의 거리를 승산한 값은 0.04 ㎛2 이상 4㎜2 이하일 수 있다.A value obtained by multiplying the width of the second electrode by the distance between the second electrodes may be 0.04 μm 2 or more and 4 mm 2 or less.
상기 LED 소자의 길이 및 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.The length and width of the LED device may be 1 μm or more and 100 μm or less.
상술한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면 마이크로 LED 소자 제조 시 마이크로 LED 칩을 타겟 기판에 실장하는 공정에서, 접착성을 갖는 전도성 폴리머 층을 이용하여 마이크로 LED 칩을 안정적으로 실장할 수 있다. 또한, 전도성 폴리머 층을 이용하여 마이크로 LED 칩을 원활하게 타겟 기판과 전기적으로 연결할 수 있다.As described above, according to various embodiments of the present disclosure, in a process of mounting a micro LED chip on a target substrate when manufacturing a micro LED device, the micro LED chip can be stably mounted using an adhesive conductive polymer layer. In addition, the micro LED chip can be smoothly electrically connected to the target substrate by using the conductive polymer layer.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 디스플레이 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 파티클(particles)을 포함하는 전도성 폴리머 층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 블록 공중합체(block co-polymer)로 패터닝된 전도성 폴리머 층을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an LED display according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a diagram for explaining a method of manufacturing an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram for explaining a conductive polymer layer including a plurality of particles according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a view for explaining a conductive polymer layer patterned with a block co-polymer according to another embodiment of the present disclosure.
5A to 5C are views for explaining a method of manufacturing an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a flowchart illustrating a manufacturing process of an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the embodiments of the present disclosure have been selected from general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but they may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technologies, and the like. . In addition, in a specific case, there is also a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the disclosure. Therefore, terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the general content of the present disclosure, not simply the name of the term.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Embodiments of the present disclosure may apply various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of technology disclosed. In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter, the detailed description will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are only used to distinguish one component from another.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.In the present disclosure, a “module” or “unit” performs at least one function or operation, and may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of "modules" or a plurality of "units" are integrated into at least one module and implemented by at least one processor (not shown), except for "modules" or "units" that need to be implemented with specific hardware. It can be.
또한, 'a, b 및 c 중 적어도 하나'라는 표현은 'a', 'b', 'c', 'a 및 b', 'a 및 c', 'b 및 c' 또는 'a, b 및 c'로 해석될 수 있다.In addition, the expression 'at least one of a, b and c' means 'a', 'b', 'c', 'a and b', 'a and c', 'b and c' or 'a, b and can be interpreted as c'.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present disclosure. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly describe the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.Terms used in the embodiments of the present disclosure may be interpreted as meanings commonly known to those skilled in the art unless otherwise defined.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail using the accompanying drawings.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 디스플레이 제조 방법을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a method for manufacturing an LED display according to an embodiment of the present disclosure.
최근 HMD, 스마트폰과 태블릿, 노트북/모니터, TV 등 대형기기 등과 같은 다양한 디스플레이 장치에 마이크로 LED 디스플레이가 적용되기 시작하고 있다. 마이크로 LED 디스플레이란, 10~100 마이크로미터(㎛) 단위의 초소형 LED를 촘촘히 배열해 각각의 픽셀을 표현하는 디스플레이를 의미한다. 즉, 각각의 마이크로 LED 소자는 디스플레이 패널의 서브 픽셀로 이용될 수 있다.Recently, micro LED displays are beginning to be applied to various display devices such as large devices such as HMDs, smartphones and tablets, laptops/monitors, and TVs. Micro LED display refers to a display that expresses each pixel by densely arranging subminiature LEDs in units of 10 to 100 micrometers (㎛). That is, each micro LED element may be used as a sub-pixel of a display panel.
이러한 마이크로 LED 디스플레이를 구현하기 위해서 많은 수의 초소형 칩을 정밀하게 기판으로 옮기는 전사 공정이 요구된다. 여기서, 전사 공정은 단일 또는 복수의 마이크로 LED를 타겟 기판으로 전송하는 공정이다.In order to implement such a micro LED display, a transfer process of precisely transferring a large number of subminiature chips to a substrate is required. Here, the transfer process is a process of transferring a single or a plurality of micro LEDs to a target substrate.
전사 공정에는 직접 전사 공정 및 인쇄 전사 공정 등이 있다.The transfer process includes a direct transfer process, a print transfer process, and the like.
직접 전사 공정은 전송하고자 하는 칩을 타겟 기판에 직접 접합하는 공정이다. 예를 들어, p-type의 GaN (gallium nitride)을 식각 공정으로 마이크로 크기로 분리시킨 후에 스위칭 소자가 형성된 기판에 직접 접합하는 방식이다. 필요에 따라 성장기판으로 사용한 실리콘 또는 사파이어 기판이 제거될 수 있다. 여기서, 스위칭 소자는 CMOS와 같은 미세 스위칭 소자가 이용될 수 있다.The direct transfer process is a process of directly bonding a chip to be transferred to a target substrate. For example, p-type GaN (gallium nitride) is separated into micrometers through an etching process and then directly bonded to a substrate on which a switching element is formed. A silicon or sapphire substrate used as a growth substrate may be removed if necessary. Here, as the switching element, a fine switching element such as CMOS may be used.
직접 전사 공정에는 롤투롤(Roll to Roll) 방식이 이용될 수 있다. 구체적으로, 원통형 롤을 이용하여 CMOS와 같은 미세 스위칭 소자를 픽업한 후 임시 기판에 배치시키고, 롤을 이용하여 웨이퍼 상의 LED 칩을 픽업하여 스위칭 소자가 형성된 기판에 접합한다. 이후, 롤을 이용하여 스위칭 소자 및 LED 칩을 픽업하고 타겟 기판에 전사하는 방식이다.A roll to roll method may be used for the direct transfer process. Specifically, a fine switching element such as CMOS is picked up using a cylindrical roll and placed on a temporary substrate, and an LED chip on a wafer is picked up using the roll and bonded to the substrate on which the switching element is formed. After that, it is a method of picking up a switching element and an LED chip using a roll and transferring them to a target substrate.
인쇄 전사 공정은 픽앤플레이스(pick & place) 장치와 같은 중간 매개체를 이용하여 기판에서 성장된 LED 칩을 타겟 기판으로 옮기는 공정이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 픽앤플레이스 장치를 전송 장치(10)로 통칭한다. 전송 장치(10)는 웨이퍼(20) 상에 배치된 복수의 칩(21)을 픽업하여 타겟 기판(30)에 배치하는 장치로서, 픽업 장치(11) 및 이동 장치(12)를 포함할 수 있다. 여기서, 인쇄 전사 공정은 픽업 장치(11)의 후술하는 픽업 방식에 따라 구분될 수 있다.The print transfer process is a process of transferring an LED chip grown on a substrate to a target substrate using an intermediate medium such as a pick and place device. Hereinafter, for convenience of explanation, the pick-and-place device is collectively referred to as the
도 1에 따르면, 픽업 장치(11)는 웨이퍼(20) 상에 배치된 복수의 칩(21)을 픽업하고, 이동 장치(12)는 픽업된 복수의 칩(21)을 타겟 기판(30)으로 이동하여 타겟 기판(30) 상에 픽업된 칩을 배치할 수 있다. 다만, 복수의 칩(21)이 픽업되기 전에 복수의 칩(21)이 웨이퍼(20)로부터 분리되어 개별 칩이 되는 공정이 선행되어야 한다. 이러한 공정에는 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)이 이용될 수 있다.According to FIG. 1 , a pick-up
여기서, 웨이퍼(20)는 그 상면에 반도체 물질을 성장시킬 수 있는 반도체 성장용 기판이 될 수 있다. 구체적으로, 웨이퍼(20)는 사파이어 기판, 실리콘(Si) 기판, 산화아연(ZnO) 기판, 질화물 반도체 기판 또는 GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN 중 적어도 어느 하나가 적층된 템플레이트(Template) 기판 일 수 있다. 일 예로, 웨이퍼(20)는 사파이어 기판으로 육방정계 격자구조(hexagonal crystal system)를 갖는 질화물층을 성장시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 웨이퍼(20)는 Cu, Cr, Ni, Ag, Au, Mo, Pd, W 또는 Al 등의 금속 물질로 이루어진 금속 기판일 수도 있다. Here, the
예를 들어, 웨이퍼(20) 상에 InGaN LED 층을 성장하고, n-type 전극을 배치하기 위해 메사(mesa) 구조를 형성하고, p-type Ni/Au 투명 전극을 p-GaN 상에 형성할 수 있다. 이후, n-type 전극 형성을 위하여 Ti/Al/Mo/Au를 n-GaN 상에 증착하고, Ti/Au 패드 전극을 p형 투명전극 상에 형성할 수 있다. 이후, KOH(수산화 칼륨) 용액을 이용하여 웨이퍼(20)를 식각하고 남아있는 GaN 층이 LED 칩으로서 타겟 기판(30)에 전송될 수 있다.For example, an InGaN LED layer is grown on the
픽업 장치(11)는 이동 장치(12)와 연결되어 이동함과 동시에 복수의 칩(21)을 픽업할 수 있는 장치이면, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 픽업 장치(11)는 웨이퍼(20) 상에 배치된 복수의 칩(21)을 선택적 또는 일괄적으로 픽업할 수 있다. The
픽업 장치(11)는 복수의 칩(21)을 다양한 방식으로 픽업할 수 있다. 이러한 방식은 인쇄 전사 공정의 방식이기도 하다.The
구체적으로, 복수의 칩(21)을 픽업하는 방식에는 정전기 방식, 접착(adhesive) 방식, 진공(vacuum) 방식, 하이브리드(hybrid) 방식 등이 있다.Specifically, a method for picking up the plurality of
정전기 방식은 실리콘 재질로 구성된 정전 헤드(Electrostatic head)에 전압을 인가하여 웨이퍼(20) 상의 칩을 픽업하여 타겟 기판(30)에 이송하는 방식이다. The electrostatic method is a method in which a voltage is applied to an electrostatic head made of silicon to pick up chips on the
접착 방식은 탄성이 있는 고분자 물질을 캐리어로 이용하여 웨이퍼(20) 상의 칩을 픽업하여 타겟 기판(30)에 이송하는 방식이다. 여기서, 탄성이 있는 고분자 물질은 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS)이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 접착 방식이 사용되는 경우, 복수의 칩(21)이 타겟 기판(30) 상의 층(후술하는 전도성 폴리머 층)에 실장되기 위해 복수의 칩(21)을 픽업하는 탄성이 있는 고분자 물질보다 타겟 기판(30) 상의 층의 접착력이 더 커야 한다. 복수의 칩(21)을 픽업하는 고분자 물질의 접착력이 타겟 기판(30) 상의 층의 접착력보다 큰 경우, 복수의 칩(21)이 고분자 물질에 접착된 상태가 유지되어 타겟 기판(30) 상의 층에 실장되지 않을 수 있기 때문이다.The adhesion method is a method of picking up a chip on the
진공 방식은 픽업 장치(11)가 진공 압을 통해 웨이퍼(20) 상의 칩을 흡착하여 픽업하여 타겟 기판(30) 상으로 이동하고, 원하는 위치에서 진공 압을 해제하여 이송하는 방식이다.The vacuum method is a method in which the pick-up
이동 장치(12)는 픽업 장치(11)를 이송하기 위해 픽업 장치(11)를 지지하는 구조물이며, 도시하지 않은 구조체에 결합될 수 있다. 이동 장치(12)는 다중 관절 구조, 피스톤 구조, 슬라이딩 구조 등의 통상적인 구조를 통해 픽업 장치(11)를 이동시킬 수 있다. 이동 장치(12)는 픽업 장치(11)와 연결된 상태에서 이동 장치(12) 자체가 이동할 수 있다.The moving
전송 장치(10)는 웨이퍼(20) 및 타겟 기판(30) 상에서 공간 좌표계(X, Y, Z 축)를 따라 상하좌우로 이동할 수 있을 뿐만 아니라, X, Y, Z축을 중심으로 회전할 수 있다.The
이에 따라, 전송 장치(10)는 웨이퍼(20)에서 복수의 칩(21)을 픽업한 후, 픽업된 복수의 칩(21)을 타겟 기판(30)의 다양한 위치에 실장(mounting)할 수 있다. 후술하는 전도성 폴리머 층은 접착성을 가지므로 복수의 칩(21)이 타겟 기판(30) 상에 안전하게 실장될 수 있다. Accordingly, after the
복수의 칩(21)은 웨이퍼(20) 상에 배치되어 성장할 수 있다. 복수의 칩(21)은 XY 평면상에서 상호 기 설정된 간격으로 배치될 수 있다. 여기서, 기 설정된 간격은 하나의 칩의 일면에서 이웃한 다른 칩의 일면 사이의 거리를 의미한다. 기설정된 간격은, 예를 들어, 픽업 장치(11)에 의해 복수의 칩(21)이 동시에 픽업될 수 있도록 결정될 수도 있다.A plurality of
하나의 픽셀이 RGB 서브 픽셀로 구현되는 경우, LED 소자는 각각 서브 픽셀을 이루는 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. LED 소자는 휘도가 우수하므로, 초소형의 LED 소자 각각이 개별 서브 픽셀을 구성할 수 있다. 이 경우, 각각의 색상의 서브 픽셀은 서로 다른 웨이퍼에서 성장될 수 있다. 즉, 하나의 웨이퍼에 일 색상의 LED가 성장되고 다른 웨이퍼에 다른 색상의 LED가 성장될 수 있다. When one pixel is implemented as an RGB sub-pixel, the LED element may be a red, green, and blue semiconductor light emitting element constituting each sub-pixel. Since the LED element has excellent luminance, each subminiature LED element can constitute an individual sub-pixel. In this case, sub-pixels of each color may be grown on different wafers. That is, LEDs of one color may be grown on one wafer and LEDs of different colors may be grown on another wafer.
예를 들어, 적색(R) 서브 픽셀은 적색의 LED만이 성장되는 웨이퍼로부터 생성되고, 청색(B) 서브 픽셀은 청색의 LED만이 성장되는 웨이퍼로부터 생성될 수 있다. 이에 따라, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 서브 픽셀들이 하나의 픽셀(또는 화소)을 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.For example, a red (R) sub-pixel may be created from a wafer on which only red LEDs are grown, and a blue (B) sub-pixel may be created from a wafer on which only blue LEDs are grown. Accordingly, the red, green, and blue semiconductor light emitting elements R, G, and B are alternately disposed, and the red, green, and blue semiconductor light emitting elements emit sub-colors of red, green, and blue. Pixels form one pixel (or pixel), and through this, a full color display can be implemented.
본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 칩(21)은 LED (Micro Light Emitting Diode) 칩일 수 있으며, 구체적으로, 마이크로 LED (micro LED) 칩일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 칩(21)을 LED 칩으로 통칭한다.The plurality of
여기서, 마이크로 LED는, 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하로 제작되는 LED이다. 즉, 마이크로 LED 소자의 길이 및 폭은 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하이며, Al, Ga, N, P, As, In 등의 무기물 재료로 사파이어 또는 실리콘 기판 위에 박막 성장을 통하여 제작될 수 있다.Here, the micro LED is an LED manufactured to 1 μm or more and 100 μm or less. That is, the length and width of the micro LED device is 1 μm or more and 100 μm or less, and it can be manufactured through thin film growth on a sapphire or silicon substrate with an inorganic material such as Al, Ga, N, P, As, In.
타겟 기판(30)은 LED 칩(21)이 배치되어 LED 칩(21)과 물리적, 전기적으로 연결되는 구성이다. 타겟 기판(30)은 글래스(glass) 기판일 수 있다. 즉, LED 칩(21)이 타겟 기판(30)에 실장된 LED 소자는 유리 기판 상에 칩을 탑재하는 COG(Chip on Glass) 형태일 수 있다. COG 형태는 인쇄 회로 기판이 필요 없는 초박형 경량화 및 미세한 접속 피치의 실장 방식이다.The
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 타겟 기판(30)은 통상의 인쇄회로 기판일 수도 있으며, 디스플레이 제품에 적용되기 위한 다양한 형상일 수 있다.However, it is not limited thereto, and the
스테이지(35)는 웨이퍼(20)와 타겟 기판(30)이 각각 로딩, 언로딩 되는 구성이며, 평판으로 형성될 수 있다. 스테이지(35)는 웨이퍼(20)와 타겟 기판(30)이 로딩된 상태에서 전송 장치(10)에 대해 상대적으로 이동할 수 있다.The
본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 타입은 제조 공정에 따라 수평형(lateral), 수직형(vertical) 및 플립 칩(flip chip) 등의 구조가 될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 LED 타입은 수평형, 플립 칩으로 상정하여 설명한다.An LED type according to an embodiment of the present disclosure may have a structure such as a lateral type, a vertical type, and a flip chip structure according to a manufacturing process. However, in the following, for convenience of description, the LED type is assumed to be a horizontal type and a flip chip.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 인쇄 전사 공정을 이용하는 경우를 상정하여 설명하나, 직접 전사 공정도 본 개시의 다른 실시 예로서 이용될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, for convenience of explanation, a case in which a print transfer process is used is assumed, but it goes without saying that a direct transfer process can also be used as another embodiment of the present disclosure.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a method of manufacturing an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
즉, 도 2는 도 1에 따라 전송된 LED 칩(21)이 전도성 폴리머 층(50) 상에 실장되어 전기적으로 접속되는 과정을 설명하는 도면이다.That is, FIG. 2 is a diagram illustrating a process in which the
도 2에 따르면, LED 소자(100)는 타겟 기판(30), 복수의 제1 전극(40), 전도성 폴리머 층(50), 복수의 제2 전극(60) 및 반도체 층(70)을 포함할 수 있다.According to FIG. 2, the
여기서, 복수의 제2 전극(60) 및 반도체 층(70)은 상술한 도 1에 따라 타겟 기판(30)으로 전송된 LED 칩(21)에 포함되는 구성이다.Here, the plurality of
타겟 기판(30)의 상부에 복수의 제1 전극(40)이 이격 배치될 수 있다. 여기서, 타겟 기판(30)은 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 예를 들어, 타겟 기판(30)은 글래스나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 타겟 기판(30)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.A plurality of
이하에서는 설명의 편의를 위해 타겟 기판(30)은 글래스 기판으로 통칭하도록 한다.Hereinafter, for convenience of description, the
복수의 제1 전극(40)은 ITO(Indium tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, GZO(ZnO:Ga), In2O3, SnO2, CdO, CdSnO4, 또는 Ga2O3일 수 있다. 복수의 제1 전극(40)은 투명 전극, 투명 전극 층으로 불릴 수 있으나 이하에서는 설명의 편의를 위해 복수의 제1 전극(40)으로 통칭하도록 한다.The plurality of
복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)과 전기적으로 연결됨에 따라 LED 소자(100)는 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 여기서, 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)이 전기적으로 연결되기 위해 타겟 기판(30) 및 반도체 층(70) 사이에는 전도성을 갖는 전도성 폴리머 층(50)이 형성될 수 있다. 복수의 제2 전극(60)은 복수의 제1 전극(40)과 유사한 물질로 형성될 수 있다.As the plurality of
전도성 폴리머 층(50)은 글래스 기판(30)의 노출 영역 및 복수의 제1 전극(40) 상을 덮도록 형성될 수 있다. The
복수의 제2 전극(60)은 전도성 폴리머 층(50) 상에서 복수의 제1 전극(40)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 전극(60) 각각의 중심은 복수의 제1 전극(40) 각각의 중심과 일치 또는 유사한 위치에 복수의 제2 전극(60)이 배치될 수 있다. The plurality of
반도체 층(70)은 LED 칩(21)이 글래스 기판(30)으로 전송되기 전 웨이퍼(20)에서 식각되고 남은 층이다. 전송 장치(10)에 의해 복수의 제2 전극(60)과 함께 전도성 폴리머 층(50) 상에 배치된다. 반도체 층(70)은 일 측면에 복수의 제2 전극(60)이 배치된 층으로, GaN (gallium nitride)으로 형성된 층일 수 있다.The
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 파티클(particles)을 포함하는 전도성 폴리머 층을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a conductive polymer layer including a plurality of particles according to an embodiment of the present disclosure.
도 3에 따르면, 전도성 폴리머 층(50)은 전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)(52)을 포함할 수 있다.According to FIG. 3 , the
여기서, 복수의 파티클(52) 각각은 니켈(nickel) 및 금(gold) 또는 니켈, 금 및 은(silver)으로 구현될 수 있다. 다만, 파티클은 전도성을 갖는 입자이면 재질의 종류에 상관없이 다양한 형태로 구현될 수 있다.Here, each of the plurality of
전도성 폴리머 층(50)은 전도성을 갖는 복수의 파티클(52)을 포함하는 물질이 글래스 기판(30) 상부에 도포된 형태 또는 필름으로 라미네이션된 형태로 구현될 수 있다.The
도 4는 본 개시의 다른 실시 예에 따른 블록 공중합체(block co-polymer)로 패터닝된 전도성 폴리머 층을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a conductive polymer layer patterned with a block co-polymer according to another embodiment of the present disclosure.
도 4a는 블록 공중합체로 패터닝된 전도성 폴리머 층(50)이 글래스 기판(30)의 노출 영역 및 복수의 제1 전극(40) 상을 덮는 모습을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4A is a view for explaining how the
도 4b는 블록 공중합체로 패터닝된 전도성 폴리머 층(50)을 확대한 형태의 도면이다. 여기서, 블록 공중합체는 두 가지 이상의 폴리머가 공유결합으로 이루어진 중합체이며, 하나의 폴리머가 다른 폴리머와 화학 구조상 또는 입체 배치상 다른 블록일 수 있다. 4B is an enlarged view of the
전도성 폴리머 층(50)은 비 전도성의 베이스 층(54)에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀(56) 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층일 수 있다. 수직 방향의 복수의 홀(56)이 전도성을 가지며, 베이스 층(54)은 비 전도성 물질로 구현되므로 수평 방향의 전도는 베이스 층(54)에 의해 차단되고, 수직 방향의 전도는 전도성을 갖는 홀(56)에 의해 가능하게 될 수 있다. 즉, 전도성 폴리머 층(50)은 수평 방향은 전도성이 없으나 수직 방향의 전도성 만을 갖는 비등방성(anisotropic) 성질을 갖는다. 여기서, 비등방성은 방향에 따라 물체의 물리적 성질이 달라지는 성질이며, 본 개시에서는 수평 방향 및 수직 방향의 전도성의 크기가 다른 성질일 수 있다. The
전도성 폴리머 층(50)은 비 전도성의 베이스 층(54)에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀(56) 내부에 전도성 폴리머를 포함하고 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)은 서로 수직 방향으로 배치되어 있으므로, 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)이 용이하게 전기적으로 연결될 수 있다. The
여기서, 베이스 층(54)은 비 전도성의 폴리머 계열의 소재로 형성되고, 복수의 홀(56) 내부에 배치된 폴리머는 전도성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 홀(56) 내부에 배치된 폴리머는 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 홀(56)은 상호 이격 배치될 수 있다. Here, the
다만, 수직 방향의 전도성이 수평 방향의 전도성보다 크면, 블록 공중합체는 도 4b에 도시된 실린더 형태뿐만 아니라 구(sphere), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamellae) 등 다양한 형태로 패터닝되어 구현될 수 있다.However, if the conductivity in the vertical direction is greater than the conductivity in the horizontal direction, the block copolymer may be patterned and implemented in various shapes such as sphere, gyroid, and lamellae as well as the cylinder shape shown in FIG. 4B. can
도 5a 내지 도 5c는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.5A to 5C are views for explaining a method of manufacturing an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
LED 소자(100)는 소자의 길이 및 폭이 1㎛ 이상 100㎛ 이하인 마이크로 LED 소자일 수 있다. 또한, LED 소자(100)는 LED 디스플레이 패널의 디스플레이 소자로 이용되는 소자일 수 있다. 즉, 각각의 마이크로 LED 소자는 디스플레이 패널의 서브 픽셀로 이용될 수 있다.The
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(30)을 마련하고, 글래스 기판(30) 상에 상호 이격된 복수의 제1 전극(40)을 마련할 수 있다. 여기서, 복수의 제1 전극(40)은 ITO(Indium tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, GZO(ZnO:Ga), In2O3, SnO2, CdO, CdSnO4, Cu, Ag, Al, Ni, Au 또는 Ga2O3일 수 있다.First, as shown in FIG. 5A , a
글래스 기판(30) 상에 회로 패턴을 삽입한 포토 공정 이후, 증착 공정을 통해 복수의 제1 전극(40)이 마련될 수 있다. 증착 공정에는 물리적으로 증착시키는 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition, PVD), 화학 반응을 이용하는 화학적 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)이 이용될 수 있다.After a photo process of inserting a circuit pattern on the
복수의 제1 전극(40)은 상호 기설정된 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 전극(40) 간 기설정된 거리는 0.5㎛ 이상 100㎛ 이하 이고, 바람직하게는 5㎛ 이상 50㎛ 이하가 될 수 있다. 여기서, 기설정된 거리는 전극 제조 단계에서 설정되는 거리로서 LED 소자의 특성에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 전극(60) 간 거리에 기초하여 복수의 제1 전극(40) 간 기설정된 거리가 변경될 수 있다. 제1 전극(40) 및 제2 전극(60)에서 어느 하나가 애노드(anode)이고 나머지가 캐소드(cathode)가 된다. 제1 전극(40)과 제2 전극(60)의 애노드 및 캐소드가 각각 결합되는 형태이다. The plurality of
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(30)의 노출 영역 및 복수의 제1 전극(40)을 덮도록 전도성 폴리머 층(50)을 형성할 수 있다. 여기서, 전도성 폴리머 층(50)의 두께(55)는 20㎚ 이상 2㎛ 이하일 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 5B , a
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전도성 폴리머 층(50)은 전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the
여기서, 복수의 파티클 각각은 니켈(nickel) 및 금(gold) 또는 니켈, 금 및 은(silver)으로 구현될 수 있다. 다만, 파티클은 전도성을 갖는 입자이면 재질의 종류에 상관없이 다양한 형태로 구현될 수 있다.Here, each of the plurality of particles may be implemented with nickel and gold or nickel, gold, and silver. However, as long as the particle has conductivity, it can be implemented in various forms regardless of the type of material.
전도성 폴리머 층(50)은 전도성을 갖는 복수의 파티클을 포함하는 물질이 글래스 기판(30) 상부에 도포된 형태 또는 필름으로 라미네이션된 형태로 구현될 수 있다.The
다른 실시 예에 따르면, 전도성 폴리머 층(50)은 블록 공중합체(Block co-polymer)로 패터닝된 형태일 수 있다. 블록 공중합체는, 두 가지 이상의 폴리머가 공유결합으로 이루어진 중합체이며, 하나의 폴리머가 다른 폴리머와 화학 구조상 또는 입체 배치상 다른 블록일 수 있다. According to another embodiment, the
전도성 폴리머 층(50)은 비 전도성의 베이스 층에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층일 수 있다. 수직 방향의 복수의 홀이 전도성을 가지며, 베이스 층은 비 전도성 물질로 구현되므로 수평 방향의 전도는 베이스 층에 의해 차단되고, 수직 방향의 전도는 전도성을 갖는 홀에 의해 가능하게 될 수 있다. 즉, 전도성 폴리머 층(50)은 수평 방향은 전도성이 없으나 수직 방향의 전도성 만을 갖는 비등방성 성질을 갖는다. 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)은 서로 수직 방향으로 배치되어 있으므로 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)이 용이하게 전기적으로 연결될 수 있다. The
여기서, 베이스 층(54)은 비 전도성의 폴리머 계열의 소재로 형성되고, 복수의 홀 내부에 전도성 폴리머는 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 홀(56)은 상호 이격 배치될수 있다.Here, the
다만, 수직 방향의 전도성이 수평 방향의 전도성보다 크면, 블록 공중합체는 도 4b에 도시된 실린더 형태뿐만 아니라 구(sphere), 자이로이드(gyroid), 라멜라(lamellae) 등 다양한 형태로 패터닝되어 구현될 수 있다.However, if the conductivity in the vertical direction is greater than the conductivity in the horizontal direction, the block copolymer may be patterned and implemented in various shapes such as sphere, gyroid, and lamellae as well as the cylinder shape shown in FIG. 4B. can
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 일 측면에 상호 이격된 복수의 제2 전극(60)이 마련된 반도체 층(70)을 포함하는 LED(Light Emitting Diode) 칩을 전도성 폴리머 층(50) 상에 실장할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, a Light Emitting Diode (LED) chip including a
전송 장치(10)는 웨이퍼(20) 상에 배치된 LED 칩(21)을 픽업하여 글래스 기판(30) 상으로 이동할 수 있다. 즉, 웨이퍼(20) 상에서 성장된 LED 칩(21)은 타겟 기판인 글래스 기판(30)으로 이동되어 전도성 폴리머 층(50) 상에 실장될 수 있다. The
전송 장치(10)는 웨이퍼(20) 상에 배치된 LED 칩(21)을 선택적 또는 일괄적으로 픽업할 수 있으며, 필요에 따라 접착(adhesive) 방식, 진공(vacuum) 방식, 정전기 방식, 하이브리드(hybrid) 방식 등 다양한 방식으로 LED 칩(21)을 픽업할 수 있다.The
여기서, 정전기 방식은 실리콘 재질로 구성된 정전 헤드(Electrostatic head)에 전압을 걸어 웨이퍼(20) 상의 LED 칩(21)을 픽업하여 글래스 기판(30)에 이송하는 방식이다. 접착 방식은 탄성이 있는 고분자 물질을 캐리어로 이용하여 웨이퍼(20) 상의 LED 칩(21)을 픽업하여 글래스 기판(30)에 이송하는 방식이다. 여기서, 탄성이 있는 고분자 물질은 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS)이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the electrostatic method is a method in which a voltage is applied to an electrostatic head made of silicon to pick up the
여기서, 전도성 폴리머 층(50)은 접착성을 가지므로 LED 칩(21)이 글래스 기판(30) 상에 안전하게 실장될 수 있다. LED 칩(21)을 픽업하는 방식으로 접착 방식이 사용되는 경우, LED 칩(21)이 전도성 폴리머 층(50)에 실장되기 위해 LED 칩(21)을 픽업하는 탄성이 있는 고분자 물질보다 전도성 폴리머 층(50)의 접착력이 더 커야 한다.Here, since the
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복수의 제2 전극(60) 간 이격 거리(65)는 복수의 제2 전극(60)이 복수의 제1 전극(40)에 대응되도록 설정되어 LED 칩(21)이 제조될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 전극(60) 각각의 중심은 복수의 제1 전극(40) 각각의 중심과 일치 또는 유사한 위치에 복수의 제2 전극(60)이 배치되도록 복수의 제2 전극(60) 간 이격 거리(65)가 결정되어 LED 칩(21)이 제조될 수 있다.The
복수의 제2 전극(60)은 전도성 폴리머 층(50)에 의해 복수의 제1 전극(40)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(60)이 애노드(anode) 및 캐소드(cathode) 중 하나이면 제1 전극(40)이 나머지 극일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(60)이 애노드(anode)이면, 제2 전극(60)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(40)은 캐소드(cathode)일 수 있다. 또는 제2 전극(60)이 캐소드(cathode)이면, 제1 전극(40)은 애노드(anode)일 수 있다.The plurality of
여기서, 복수의 제2 전극(60) 간 이격 거리(65)는 전도성 폴리머 층(50)의 두께(55)의 기설정된 배수 이상일 수 있다. 예를 들어, 전도성 폴리머 층(50)의 두께(55)는 20㎚ 이상 2㎛ 이하이며, 기설정된 배수는 2배 이상 1000배 이하, 바람직하게는 5배 이상 1000배 이하일 수 있다.Here, the
복수의 제2 전극(60) 간 이격 거리(65)와 전도성 폴리머 층(50)의 두께의 차이를 이용하여 전도성 폴리머 층(50)은 비등방성(anisotropic) 성질을 갖을 수 있다. 여기서, 비등방성은 수평 방향 및 수직 방향의 전도성의 크기가 다른 성질일 수 있다. 여기서, 전도성 폴리머 층(50)은 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly styrene sulfonate) 소재로 형성될 수 있다.The
예를 들어, 복수의 제2 전극(60) 간 이격 거리(65)가 5㎛이고, 전도성 폴리머 층(50)의 두께가 50nm인 경우, 수직 방향의 전도성이 수평 방향의 전도성보다 약 100배 클 수 있다. 수평 방향의 전도성보다 수직 방향의 전도성이 커짐에 따라 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)이 용이하게 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 제1 전극(40) 및 복수의 제2 전극(60)은 서로 수직 방향으로 배치되어 있기 때문이다.For example, when the
또한, 복수의 제2 전극(60) 각각의 폭(66) 및 복수의 제2 전극 간 이격 거리(65)를 승산한 값은 0.04 ㎛2 이상 4㎜2 이하일 수 있다.In addition, a value obtained by multiplying the
반도체 층(70)은 LED 칩(21)이 글래스 기판(30)으로 전송되기 전 웨이퍼(20)에서 식각되고 남은 층이다. 전송 장치(10)에 의해 복수의 제2 전극(60)과 함께 전도성 폴리머 층(50) 상에 배치된다. 반도체 층(70)은 일 측면에 복수의 제2 전극(60)이 배치된 층으로, GaN (gallium nitride)으로 형성된 층일 수 있다.The
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 제조 공정을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a manufacturing process of an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
먼저, 글래스 기판(30)을 마련하고, 글래스(glass) 기판 상에 상호 이격된 복수의 제1 전극(40)을 마련할 수 있다(S610).First, a
이어서, 글래스 기판(30)의 노출 영역 및 복수의 제1 전극(40)을 덮도록 전도성 폴리머 층(50)을 형성할 수 있다(S620).Subsequently, a
여기서, 전도성 폴리머 층(50)은 전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)(52)을 포함할 수 있다. 또는, 전도성 폴리머 층(50)은 비 전도성의 베이스 층(54)에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀(56) 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층일 수 있다.Here, the
전도성 폴리머 층(50)은 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly styrene sulfonate) 소재로 형성될 수 있다. 또한, 전도성 폴리머 층(50)은 비등방성(anisotropic) 성질을 가질 수 있다. 여기서, 비등방성은 수평 방향 및 수직 방향의 전도성의 크기가 다른 성질이며, 본 개시에서는 수직 방향의 전도성이 수평 방향의 전도성보다 큰 성질일 수 있다.The
이어서, 일 측면에 상호 이격된 복수의 제2 전극(60)이 마련된 LED(Light Emitting Diode) 칩을 전도성 폴리머 층(50) 상에 실장할 수 있다(S630).Subsequently, a Light Emitting Diode (LED) chip provided with a plurality of
여기서, 복수의 제2 전극(60) 간 이격 거리는 전도성 폴리머 층(50)의 두께의 기설정된 배수 이상이다. 전도성 폴리머 층(50)의 두께는 20㎚ 이상 2㎛ 이하이며, 기설정된 배수는 2배 이상 1000배 이하, 바람직하게는 5배 이상 1000배 이하일 수 있다.Here, the separation distance between the plurality of
여기서, 복수의 제2 전극(60)은 전도성 폴리머 층(50)에 의해 복수의 제1 전극(40)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다(S640).Here, the plurality of
LED 소자(100)는 길이 및 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하인 마이크로 LED 일 수 있으며, LED 소자(100)는 LED 디스플레이 패널의 디스플레이 소자로 이용될 수 있다. 즉, 각각의 마이크로 LED 소자는 디스플레이 패널의 서브 픽셀로 이용될 수 있다.The
상술한 "증착", "성장" 등의 용어는 반도체 물질 층을 형성한다는 의미일 수 있다.The aforementioned terms such as “deposition” and “growth” may mean forming a semiconductor material layer.
또한, 층 또는 기판과 같은 구성이 다른 구성 "상(on)"에 존재하는 하는 것으로 기재된 것은 직접적으로 다른 구성 상에 존재하거나 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다.Also, what is described as being "on" another component, such as a layer or substrate, may be directly on the other component or intervening elements may exist therebetween.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.In the above, various embodiments of the present disclosure have been individually described, but each embodiment is not necessarily implemented alone, and the configuration and operation of each embodiment may be implemented in combination with at least one other embodiment. .
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the subject matter of the present disclosure claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present disclosure.
10: 전송 장치 20: 웨이퍼
30: 타겟 기판 40: 복수의 제1 전극
50: 전도성 폴리머 층 60: 복수의 제2 전극10: transfer device 20: wafer
30: target substrate 40: a plurality of first electrodes
50: conductive polymer layer 60: a plurality of second electrodes
Claims (18)
상기 글래스 기판의 노출 영역 및 상기 복수의 제1 전극을 덮도록 전도성 폴리머 층을 형성하는 단계; 및
일 측면에 상호 이격된 복수의 제2 전극이 마련된 LED(Light Emitting Diode) 칩을 상기 전도성 폴리머 층 상에 실장하는 단계;를 포함하며,
상기 복수의 제2 전극은, 상기 전도성 폴리머 층에 의해 상기 복수의 제1 전극과 각각 전기적으로 연결되며,
상기 전도성 폴리머 층은,
비 전도성의 베이스 층에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층인, LED 소자의 제조 방법.
providing a plurality of first electrodes spaced apart from each other on a glass substrate;
forming a conductive polymer layer to cover the exposed region of the glass substrate and the plurality of first electrodes; and
Mounting a Light Emitting Diode (LED) chip having a plurality of second electrodes spaced apart from one side on the conductive polymer layer,
The plurality of second electrodes are each electrically connected to the plurality of first electrodes by the conductive polymer layer,
The conductive polymer layer,
A method for manufacturing an LED device, which is a layer containing a conductive polymer inside a plurality of holes provided in a direction perpendicular to a non-conductive base layer.
상기 복수의 제2 전극 간 이격 거리는, 상기 전도성 폴리머 층의 두께의 기설정된 배수 이상인, 제조 방법.
According to claim 1,
The separation distance between the plurality of second electrodes is greater than or equal to a predetermined multiple of the thickness of the conductive polymer layer.
상기 전도성 폴리머 층의 두께는 20㎚ 이상 2㎛ 이하이며,
상기 기설정된 배수는 5배 이상 1000배 이하인, 제조 방법.
According to claim 2,
The thickness of the conductive polymer layer is 20 nm or more and 2 μm or less,
The predetermined multiple is 5 times or more and 1000 times or less, manufacturing method.
상기 전도성 폴리머 층은,
전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)을 포함하는, 제조 방법.
According to claim 1,
The conductive polymer layer,
A manufacturing method comprising a plurality of particles implemented with a conductive polymer.
상기 전도성 폴리머 층은,
PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) 소재로 형성되는, 제조 방법.
According to claim 1,
The conductive polymer layer,
A manufacturing method formed of PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) material.
상기 전도성 폴리머 층은,
비등방성(anisotropic) 성질을 가지는, 제조 방법.
According to claim 1,
The conductive polymer layer,
A manufacturing method having anisotropic properties.
상기 제2 전극의 폭 및 상기 제2 전극 간의 거리를 승산한 값은 0.04 ㎛2 이상 4㎜2 이하인, 제조 방법.
According to claim 1,
A value obtained by multiplying the width of the second electrode and the distance between the second electrodes is 0.04 μm 2 or more and 4 mm 2 or less, the manufacturing method.
상기 LED 소자의 길이 및 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하인, 제조 방법.
According to claim 1,
The length and width of the LED element is 1 μm or more and 100 μm or less, manufacturing method.
상기 LED 소자는,
LED 디스플레이 패널의 디스플레이 소자로 이용되는, 제조 방법.
According to claim 1,
The LED element,
Used as a display element of an LED display panel, a manufacturing method.
상기 글래스 기판의 상부에 이격 배치된 복수의 제1 전극;
상기 글래스 기판의 노출 영역 및 상기 복수의 제1 전극 상을 덮도록 형성된 전도성 폴리머 층;
상기 전도성 폴리머 층 상에서 상기 복수의 제1 전극에 대응되는 위치에 형성된 복수의 제2 전극; 및
상기 복수의 제2 전극 상에 형성된 LED(Light Emitting Diode);를 포함하며,
상기 복수의 제2 전극 간 이격 거리는, 상기 전도성 폴리머 층의 두께의 기설정된 배수 이상이며,
상기 전도성 폴리머 층은,
비 전도성의 베이스 층에 수직 방향으로 마련된 복수의 홀 내부에 전도성 폴리머를 포함하는 층인, LED 소자.
a glass substrate;
a plurality of first electrodes spaced apart from each other on the glass substrate;
a conductive polymer layer formed to cover the exposed region of the glass substrate and the plurality of first electrodes;
a plurality of second electrodes formed on the conductive polymer layer at positions corresponding to the plurality of first electrodes; and
Including; LED (Light Emitting Diode) formed on the plurality of second electrodes,
The distance between the plurality of second electrodes is greater than or equal to a predetermined multiple of the thickness of the conductive polymer layer,
The conductive polymer layer,
A layer containing a conductive polymer inside a plurality of holes provided in a direction perpendicular to a non-conductive base layer, an LED device.
상기 전도성 폴리머 층의 두께는 20㎚ 이상 2㎛ 이하이며,
상기 기설정된 배수는 5배 이상 1000배 이하인, LED 소자.
According to claim 11,
The thickness of the conductive polymer layer is 20 nm or more and 2 μm or less,
The predetermined multiple is 5 times or more and 1000 times or less, the LED device.
상기 전도성 폴리머 층은,
전도성 폴리머로 구현된 복수의 파티클(particles)을 포함하는, LED 소자.
According to claim 11,
The conductive polymer layer,
An LED device comprising a plurality of particles implemented with a conductive polymer.
상기 전도성 폴리머 층은,
PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) 소재로 형성되는, LED 소자.
According to claim 11,
The conductive polymer layer,
An LED device made of PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly styrene sulfonate) material.
상기 전도성 폴리머 층은,
비등방성(anisotropic) 성질을 가지는, LED 소자.
According to claim 11,
The conductive polymer layer,
An LED element having an anisotropic property.
상기 제2 전극의 폭 및 상기 제2 전극 간의 거리를 승산한 값은 0.04 ㎛2 이상 4㎜2 이하인, LED 소자.
According to claim 11,
A value obtained by multiplying the width of the second electrode and the distance between the second electrodes is 0.04 μm 2 or more and 4 mm 2 or less, the LED device.
상기 LED 소자의 길이 및 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하인, LED 소자.According to claim 11,
The length and width of the LED element is 1㎛ or more and 100㎛ or less, the LED element.
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