KR20170047324A - 마이크로 어셈블링된 하이브리드 디스플레이들 및 조명 엘리먼트들 - Google Patents

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Abstract

개시된 기술은 일반적으로 무기 발광 다이오드(ILED)들 및 유기 발광 다이오드(OLED)들 둘 모두를 포함하는 픽셀들을 가진 하이브리드 디스플레이들에 관한 것이다. 개시된 기술은 각각의 픽셀에 ILED들 및 OLED들의 혼합을 사용하는 하이브리드 디스플레이를 제공한다. 특정 실시예들에서, 하이브리드 디스플레이의 각각의 픽셀은 적색 ILED, 청색 ILED, 및 녹색 OLED를 포함한다. 이런 인스턴스에서, OLED 프로세스는 고 해상도 쉐도우 마스크를 요구하지 않을 것이고, 이에 의해 더 큰 포맷 디스플레이들을 위한 OLED들의 제조가능성이 향상된다. 부가적으로, 이 예에서 OLED 프로세스는 임의의 미세 리소그래피를 요구하지 않을 것이다. OLED 서브픽셀(예컨대, 녹색 서브픽셀)은 더 클 수 있고 ILED들은 작을 수 있다(예컨대, 마이크로-적색 및 마이크로-청색 ILED들). 작은 ILED들의 사용은 다른 기능들, 이를테면 마이크로 센서들 및 마이크로 집적 회로들이 픽셀에 부가되게 한다.

Description

마이크로 어셈블링된 하이브리드 디스플레이들 및 조명 엘리먼트들{MICRO ASSEMBLED HYBRID DISPLAYS AND LIGHTING ELEMENTS}
이 출원은 2014년 8월 26일 출원되고, 발명의 명칭이 "Micro Assembled Hybrid ILED-OLED Displays and Lighting Elements"인 미국 가 특허 출원 번호 제 62/042,093호를 우선권을 하여 이익을 주장하고, 그 내용은 그 전체가 본원에 인용에 의해 통합된다.
본 발명은 유기 및 무기 광 방사체들 둘 모두를 포함하는 디스플레이들에 관한 것이다.
상이한 타입들의 광 방사체들은 상이한 방식들에서 또는 상이한 환경들에서 사용될 때 다소 유용한 상이한 성능 특징들을 가진다. 다양한 발광 기술들은 상이한 특징들, 장점들 및 단점들을 가진다. 예컨대, 액정들은 제어하기에 간단하고 고도로 발달되고 정교한 기술적 인프라구조를 가진다. 유기 발광 다이오드들(유기 LED들)은 영역 방사체들이고, 더 효율적이고 유연할 수 있고, 그리고 매우 얇은 폼 팩터(form factor)로 시연된다. 무기 발광 다이오드들은 매우 효율적이고 환경적으로 견고한 구조에서 비교적 포화된 광을 제공한다. 레이저들은 또한 효율적이고, 사실상 단색 광을 제공하지만, 제한된 시야각을 가진다. 그러나, 이들 기술들 중 어느 것도, 모든 환경들하에서 디스플레이 뷰어(viewer)의 요구 모두를 충족시키지 못한다.
상이한 종류의 무기 LED들의 상대적 이익들은 방출된 광의 컬러, LED들의 용도, 및 주위 조건들에 따라 가변할 수 있다. 예컨대, LED 효율, 수명, 및 비용은 LED 휘도, 사이즈, 및 컬러에 따라 가변한다. 게다가, 인간 시각 시스템은 일부 컬러들, 예컨대 녹색에 더 민감하고, 그리고 다른 것들, 예컨대 청색에 덜 민감하다.
ILED들 및 OLED들의 상대적 이익들은 또한 발광 디바이스에 의해 방출된 광의 컬러에 기반하여 가변한다. 마이크로-전사-인쇄 무기 LED들은 밝고(예컨대, 300 W/cm2 내지 500 W/cm2의 강도들을 가짐) 저전력 소비를 가능하게 한다. 그러나, 예컨대, 녹색 ILED들은 "녹색 갭", 즉 녹색 LED들의 효율이 급락하는 광 스펙트럼 부분으로 고통을 받는다.
OLED들은 LCD 디스플레이들보다 얇고, 가볍고, 유연하고, 그리고 전력을 덜 소비한다. 부가적으로, OLED들은 LCD 디스플레이들에서 사용된 액정들보다 생산하기 더 쉽다. 그러나, 청색 OLED들은 더 짧은 수명들을 가지며 적색 및 녹색 OLED들보다 덜 효율적이다. 유사하게, 적색 OLED들은 비교적 더 긴 수명들을 가지지만 녹색 OLED들보다 덜 효율적이다. 게다가, OLED들의 밀집한 어레이들을 위한 제조 프로세스는 비교적 어렵고 비싸다. 게다가, 디스플레이 기판상에 층들로서 증착되는 방출 물질들을 패턴화하기 위하여 금속 스크린들(미세한 금속 마스크들)이 OLED 제조 프로세스 동안 사용된다. 또한 쉐도우(shadow) 마스크들로서 알려진 이들 금속 스크린들은 재료 증착을 위해 직사각형 개구(또는 애퍼처(aperture))들을 포함한다. 디스플레이(예컨대, 1024 x 768 디스플레이)는 거의 8십만 픽셀들을 포함할 수 있다. 따라서, 마스크의 개구들은 매우 정확하게 생성되어야 한다. 이것은 OLED 제조 프로세스에 상당한 비용을 부가한다.
그러므로, 개선된 특징들 및 제조 프로세스들을 가진 디스플레이 구조들에 대한 필요가 존재한다.
개시된 기술은 디스플레이 기판상에 배치되는 이종 컬러 픽셀들을 가진 하이브리드 디스플레이를 제공한다. 각각의 이종 컬러 픽셀은 제 1 광 방사체로부터 제 1 컬러의 광을 방사하는 제 1 서브픽셀(subpixel) 및 제 2 광 방사체로부터 제 1 컬러의 광과 상이한 제 2 컬러의 광을 방사하는 제 2 서브픽셀을 포함한다. 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈이다. 게다가, 제 1 및 제 2 광 방사체들은 상이한 타입들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 광 방사체들 둘 모두는 무기, 예컨대 무기 발광 다이오드들이다. 다른 실시예에서, 제 1 광 방사체는 무기성이고 제 2 광 방사체는 유기성이다. 특정 실시예들에서, 광 방사체들은 마이크로 어셈블링될 수 있다.
상이한 컬러들의 광을 방사하는 광 방사체들은 상이한 루미넌스(luminance) 레벨들에서 상이한 효율들을 가진다. 그러므로, 일 실시예에서, 예컨대 상대적 흐릿한(dim) 애플리케이션, 이를테면 실내 애플리케이션에 대해, 낮은 루미넌스 레벨에서 덜 효율적인 비교적 더 큰 광 방사체보다 그런 낮은 루미넌스 레벨들에서 더 효율적인 비교적 더 작은 광 방사체를 제공하는 것이 유용할 수 있다. 다른 실시예에서, 높은 루미넌스 레벨에서 덜 효율적인 비교적 더 큰 광 방사체보다 높은 그런 루미넌스 레벨들에서 더 효율적인 비교적 더 작은 광 방사체를 제공하는 것이 유용하다. 또 다른 실시예에서, 인간 시각 시스템의 대응하는 컬러 응답에 매칭하는 사이즈들을 가지는 컬러화된 광 방사체들을 제공하는 것이 유용하다. 더 큰 응답은 더 작은 방사체에 대응할 수 있고 그 반대도 가능하다.
개시된 기술은 또한 마이크로 어셈블링된 하이브리드 ILED-OLED 디스플레이들 및 조명 엘리먼트들을 제공한다. 디스플레이들 및 조명 엘리먼트들은 ILED들(예컨대, 마이크로-무기 LED들) 및 OLED들의 혼합을 활용한다. 예컨대, 디스플레이의 각각의 픽셀은, 특정 서브픽셀들이 ILED들을 사용하는 반면 다른 서브픽셀들이 OLED들에 의존하도록, ILED들 및 OLED들의 혼합을 포함한다. ILED들은, 그들이 종래의 수단에 의해 어셈블링하기에 너무 작고(예컨대, 10 μm 내지 50 μm의 폭 또는 직경을 가지는 마이크로-ILED들), 너무 많거나, 또는 부서지기 쉽기 때문에, 마이크로-전사 인쇄 기술들을 활용하여 어셈블링된다. 각각의 픽셀에 작은 ILED들의 사용은 더 큰 OLED들을 포함하는 다른 디바이스들을 위해 각각의 픽셀에 부가적인 공간을 남긴다.
하이브리드 디스플레이들은 컬러 품질, 효율, 및 제조가능성의 용이성을 최적화하기 위하여 ILED들 및 OLED들의 혼합을 활용하는 대안적인 접근법을 제공한다. 특정 실시예들에서, 적색 및 청색 마이크로-ILED들은 적색 및 청색 서브픽셀들을 형성하는 반면 녹색 OLED는 녹색 서브픽셀을 형성한다. 녹색 OLED를 형성하는 프로세스는 고-해상도 쉐도우 마스크를 요구하지 않으며, 이는 큰 디스플레이 포맷들에서 OLED들을 활용하는 제조가능성을 크게 향상시킨다.
마이크로-ILED들은 네이티브(native) 기판상에 준비될 수 있고 목적지 디스플레이 기판(예컨대, 플라스틱, 금속, 유리, 또는 다른 재료들; 투명한, 단단한, 또는 유연한 재료들의 기판)에 인쇄될 수 있고, 이에 의해 목적지 기판상에 마이크로-ILED들의 제조가 필요하지 않게된다. 이것은 다른 기능들이 픽셀에 부가되게 한다. 부가적으로, OLED 서브픽셀은 적색 및 청색 서브픽셀들보다 더 클 수 있다.
특정 실시예들에서, ILED들 및 OLED들에 더하여, 다른 마이크로 디바이스들은 각각의 픽셀 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 마이크로 감지 및 마이크로 집적 회로들(예컨대, 마이크로 디스플레이 구동기들)은 픽셀 내에 배치될 수 있다. 부가적으로, 리던던트(redundant) 마이크로-ILED들은 픽셀 내에 배치될 수 있다. 리던던시는 결함 있는 ILED들이 교체되고 및/또는 예비 ILED들에 의해 보충되게 함으로써 디스플레이들의 제조 수율을 증가시킬 수 있다. 특정 실시예들에서, 리던던트 ILED들은, 주 ILED가 제조중이라는 것을 결정할 때(예컨대, 디스플레이 제조 동안 또는 분배 이전) 디스플레이에 전기적으로 연결된다.
디스플레이들은 투명한(예컨대, 플라스틱 또는 유리) 기판을 활용할 수 있고, 그리고 가볍고 유연하게 만들어질 수 있다. ILED들이 디스플레이 면적의 작은 부분을 차지하고, 그리고 ILED 배선이 미세하고 및/또는 투명할 수 있기 때문에, 디스플레이 자체가 투명할 수 있다. 디스플레이들은 전면 측, 후면 측, 또는 양측들로부터 광을 방사할 수 있다. 디스플레이는 심지어 일 측 상에 접착제 층을 가질 수 있어서, 데칼-형(decal-like) 디스플레이가 생산된다. 드문드문하게 집적된 ILED들은 마이크로-센서들, 전력 수확(harvesting), 제스처 감지(접촉 및 비-접촉 둘 모두), 이미지 캡처 등을 포함하는 새로운 기능들을 허용한다. 디스플레이들은 또한 CMOS 성능 및 임베딩된 메모리(예컨대, 비-휘발성 메모리)를 제공하는 마이크로-전사-인쇄 μIC들(마이크로-집적 회로들)을 포함할 수 있다.
특정 실시예들에서, 전자적으로 활성 컴포넌트들은 네이티브 기판(예컨대, 무기 반도체 재료들, 단결정 실리콘 웨이퍼들, 실리콘-온-절연체 웨이퍼들, 다결정 실리콘 웨이퍼들 및 GaAs 웨이퍼들, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP)으로부터 목적지 기판(예컨대, 이를테면 활성 컴포넌트들의 어레이를 형성하기 위하여 사용되는 비-네이티브 기판)으로 전사된다. 목적지 기판은 예컨대, 유리, 플라스틱, 사파이어, 금속, 또는 다른 반도체를 포함할 수 있다. 전사는 탄성중합체 스탬프(stamp)를 사용하여 수행될 수 있다. 활성 컴포넌트들의 릴리스(release)는 제어되고 예측가능하여, 마이크로 전사 인쇄 기술들을 사용하여 본원에서 설명된 ILED 디스플레이들의 생산이 가능해진다. 마이크로 전사 인쇄에 관하여, 예컨대 2011년 7월 19일 특허 허여된 미국 특허 번호 제 7,982,296호를 참조하고, 그 내용은 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다.
일 양상에서, 개시된 기술은 하이브리드 디스플레이를 포함하고, 하이브리드 디스플레이는: 디스플레이 기판상에 배치된 복수의 픽셀들을 포함하고, 각각의 픽셀은 제 1 컬러의 광을 방사하는 제 1 서브픽셀 및 제 1 컬러의 광과 상이한 제 2 컬러의 광을 방사하는 제 2 서브픽셀을 포함하고, 제 1 서브픽셀로부터의 광은 무기 광 방사체에 의해 방사되고 제 2 서브픽셀로부터의 광은 유기 광 방사체에 의해 방출된다.
특정 실시예들에서, 무기 광 방사체는 디스플레이 기판과 분리되어 구별되는 네이티브 반도체 기판을 가지는 무기 발광 다이오드(iLED)이다.
특정 실시예들에서, iLED의 네이티브 반도체 기판은 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재를 포함한다.
특정 실시예들에서, 유기 광 방사체는 디스플레이 기판상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED)이다.
특정 실시예들에서, 제 1 컬러와 상이하고 제 2 컬러와 상이한 제 3 컬러의 광을 방사하는 제 3 서브픽셀이 포함되고, 제 3 서브픽셀로부터의 광은 무기 광 방사체에 의해 방출된다.
특정 실시예들에서, 제 1 서브픽셀은 적색 서브픽셀이고, 제 2 서브픽셀은 녹색 서브픽셀이고, 그리고 제 3 서브픽셀은 청색 서브픽셀이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이 기판은 가시 광에 대해 50%, 80%, 90%, 또는 95%보다 크거나 이와 같은 투과도를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이 기판은 폴리머, 플라스틱, 수지, 폴리이미드, PEN, PET, 금속, 금속 포일, 유리, 반도체, 및 사파이어로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이 기판은 5 내지 10 micron, 10 내지 50 micron, 50 내지 100 micron, 100 내지 200 micron, 200 내지 500 micron, 500 micron 내지 0.5 mm, 0.5 내지 1 mm, 1 mm 내지 5 mm, 5 mm 내지 10 mm, 또는 10 mm 내지 20 mm 두께를 가진다.
특정 실시예들에서, 각각의 무기 광 방사체는 2 내지 5 μm, 5 내지 10 μm, 10 내지 20 μm, 또는 20 내지 50 μm의 폭, 길이, 및 높이 중 적어도 하나를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 능동-매트릭스 디스플레이이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 수동-매트릭스 디스플레이이다.
특정 실시예들에서, 각각의 픽셀은 제 4 컬러의 광을 방사하는 제 4 서브픽셀을 포함한다.
특정 실시예들에서, 제 4 서브픽셀은 황색 서브픽셀이다.
특정 실시예들에서, ILED들로 커버된 비-네이티브 기판의 면적은 디스플레이의 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 또는 3%보다 크지 않다.
특정 실시예들에서, 각각의 픽셀은 센서를 포함한다.
특정 실시예들에서, 센서는 적외선 센서, 온도 센서, 및 용량성 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
특정 실시예들에서, 복수의 픽셀들에서 센서들의 수는 복수의 픽셀들에서 ILED들의 수 미만이다.
특정 실시예들에서, 복수의 픽셀들에서 센서들의 수는 복수의 픽셀들에서 ILED들의 수보다 크거나 같다.
특정 실시예들에서, 각각의 픽셀은 개별 픽셀 내 각각의 서브픽셀에 전기적으로 연결된 집적 회로를 포함한다.
특정 실시예들에서, 집적 회로들은 광 방사체들과 동일한 평면상에 있다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 상이한 타입들의 광 방사체들을 제어하기 위하여 사용된다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 감지 엘리먼트들로부터의 신호들을 프로세싱한다.
특정 실시예들에서, 개별 집적 회로에 의해 구동되는 광 방사체들의 각각의 세트는 독립적인 서브-디스플레이를 형성한다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 하나 또는 그 초과의 집적 안테나들에 연결된다.
특정 실시예들에서, 집적 회로들은 빌트-인(built-in) 리던던시를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이 기판은 유연하다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 각각의 픽셀 내의 광 방사체들의 적어도 일부를 커버하는 반사 구조들을 포함한다.
특정 실시예들에서, 반사 구조들은 각각의 픽셀 내의 광 방사체들의 적어도 일 측을 커버한다.
특정 실시예들에서, 무기 광 방사체들 및 유기 광 방사체들 중 적어도 하나는 특정 파장에 실질적으로 투과적인 적어도 하나의 재료를 포함하고, 그리고 비-네이티브 기판은 특정 파장에 투과적이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 디스플레이 기판을 마주하는, 무기 광 방사체들 및 유기 광 방사체들 중 적어도 하나의 일 측을 커버하는 유전체 재료(예컨대, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물)를 포함한다.
특정 실시예들에서, 무기 광 방사체들 각각은 무기 광 방사체들과 디스플레이 기판 간의 인터페이스를 마주하는 무기 광 방사체들의 일 측 상에 2 또는 그 초과의 접촉부들을 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 광 방사체들의 적어도 일부의 주변부를 둘러싸는 절연체 층을 포함한다.
특정 실시예들에서, 절연체 층은 하나 또는 그 초과의 금속 접촉부들 위의 지역들을 제외하고 교차결합된 사진-현상형(photo-definable) 유전체(예컨대, BCB, 폴리이미드, PBO, 에폭시, 또는 실리콘) 층을 포함한다.
다른 양상에서, 개시된 기술은 복수의 픽셀들을 가지는 하이브리드 디스플레이를 마이크로 어셈블링하는 방법을 포함하고, 각각의 픽셀은 무기 발광 다이오드들(ILED들) 및 유기 발광 다이오드들(OLED들)을 포함하고, 방법은: 복수의 ILED들을 제공하는 단계; 및 iLED들의 반도체 기판들과 분리되어 구별되는 디스플레이 기판상에 복수의 인쇄가능 ILED들을 마이크로 전사 인쇄하는 단계 ― ILED들은 비-네이티브 기판상에 인쇄 후 전기적으로 연결됨 ―; 하이브리드 디스플레이의 각각의 픽셀에 OLED를 형성하는 단계; 및 디스플레이 기판의 표면상에 복수의 녹색 OLED를 위해 복수의 애노드들(예컨대, ITO 애노드)을 형성하는 단계를 포함하고, 복수의 애노드들은 복수의 ILED들을 마이크로 전사 인쇄하기 전에 형성된다.
특정 실시예들에서 OLED들을 형성하는 단계는 OLED 층들을 증발시키는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, OLED 층들은 코스(coarse) 쉐도우 마스크를 통해 증발된다.
특정 실시예들에서, OLED들을 형성하는 단계는 캐소드 금속을 증착하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 캐소드 금속은 코스 쉐도우 마스크를 통해 증착된다.
특정 실시예들에서, 복수의 ILED들은 적색 광을 방사하는 적색 ILED들 및 청색 광을 방사하는 청색 ILED들을 포함한다.
특정 실시예들에서, 복수의 OLED들은 녹색 광을 방사하는 녹색 OLED들을 포함한다.
특정 실시예들에서, 각각의 픽셀은 제 1, 제 2, 및 제 3 서브픽셀을 포함하고, 그리고 제 1 서브픽셀은 적어도 2개의 적색 ILED들을 포함하고, 제 2 서브픽셀은 녹색 OLED를 포함하고, 그리고 제 3 서브픽셀은 적어도 2개의 청색 ILED들을 포함한다.
특정 실시예들에서, 제 2 서브픽셀은 제 1 서브픽셀보다 크고 제 3 서브픽셀보다 크다.
특정 실시예들에서, 복수의 ILED들 각각은 특정 파장에 실질적으로 투과적인 적어도 하나의 재료를 포함하고, 그리고 디스플레이 기판은 특정 파장에 투과적이다.
특정 실시예들에서, OLED들 각각은 특정 파장에 실질적으로 투과적인 적어도 하나의 재료를 포함하고, 그리고 디스플레이 기판은 특정 파장에 투과적이다.
특정 실시예들에서, 유전체 재료(예컨대, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물)은 디스플레이 기판을 마주하는, 복수의 ILED들 및 OLED들 중 적어도 하나의 일 측을 커버한다.
특정 실시예들에서, ILED들 각각은 ILED와 디스플레이 기판 간의 인터페이스를 마주하는 ILED들의 일 측상에 2 또는 그 초과의 접촉부들을 가진다.
특정 실시예들에서, 방법은 복수의 ILED들에 연결들을 형성하기 전에, ILED들의 적어도 일부의 주변부를 둘러싸는 절연체 층을 제공하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 복수의 ILED들의 각각의 주변부를 둘러싸는 절연체 층을 제공하는 단계는:
사진-현상형 유전체 층을 증착하는 단계;
광활성(photoactive) 유전체를 광에 노출시키는 단계; 및
하나 또는 그 초과의 금속 접촉부들 위의 지역들을 제외하고 사진-현상형 재료를 교차결합하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 방법은 복수의 집적 회로들을 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 방법은 각각의 집적 회로를 ILED들의 세트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 각각의 IC는 상이한 타입들의 ILED들을 제어하기 위하여 사용된다.
특정 실시예들에서, 각각의 IC는 감지 기능 엘리먼트들로부터의 신호들을 프로세싱한다.
특정 실시예들에서, 각각의 IC는 기능 어레이 엘리먼트들에 대한 제어 신호들을 프로세싱한다.
특정 실시예들에서, 개별 집적 회로에 의해 구동되는 ILED들의 각각의 세트는 독립적인 서브-디스플레이를 형성한다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 하나 또는 그 초과의 집적 안테나들에 연결된다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 하나 또는 그 초과의 집적 안테나들에 연결된다.
특정 실시예들에서, 복수의 집적 회로들은 빌트-인 리던던시를 가진다.
특정 실시예들에서, 복수의 집적 회로들 각각은 임베딩된 메모리를 포함한다.
특정 실시예들에서, 방법은 복수의 감지 디바이스들을 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 마이크로 어셈블링된 감지 디바이스들을 제공하는 단계는 2 또는 그 초과의 타입들의 온도 감지 디바이스들을 제공하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에서, 감지 엘리먼트들의 수는 디스플레이 내 ILED들의 수 미만이다.
특정 실시예들에서, 감지 엘리먼트들의 수는 디스플레이 내 ILED들의 수보다 크거나 같다.
특정 실시예들에서, 방법은 ILED들을 비-네이티브 기판에 인쇄하기 전에, (예컨대, 에칭에 의해) 각각의 ILED 다이오드의 접합 주변부를 노출시키는 단계; 및 노출된 접합 주변부 상에 높은 대역 갭 반도체(예컨대, InGaAlP, InGaN, GaN, AlGaN)의 재성장을 유발하는 단계를 포함하고, 이에 의해 ILED에서 비-방사성 재결합이 감소된다.
특정 실시예들에서, 네이티브 기판은, 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재를 포함한다.
다른 양상에서, 개시된 기술은 하이브리드 디스플레이를 포함하고, 하이브리드 디스플레이는 디스플레이 기판상에 배치된 복수의 이종 픽셀들을 포함하고, 각각의 픽셀은 제 1 컬러의 광을 방사하는 제 1 서브픽셀 및 제 1 컬러의 광과 상이한 제 2 컬러의 광을 방사하는 제 2 서브픽셀을 포함하고, 제 1 서브픽셀로부터의 광은 제 1 광 방사체에 의해 방사되고 제 2 서브픽셀로부터의 광은 제 1 광 방사체와 상이한 사이즈를 가지는 제 2 광 방사체에 의해 방출된다.
특정 실시예들에서, 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체이고 그리고 제 2 광 방사체는 유기 광 방사체이다.
특정 실시예들에서, 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체이고 그리고 제 2 광 방사체는 무기 광 방사체이다.
특정 실시예들에서, 무기 광 방사체들 각각의 네이티브 반도체 기판은 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재를 포함한다.
특정 실시예들에서, 무기 광 방사체들은 2 내지 5 μm, 5 내지 10 μm, 10 내지 20 μm, 또는 20 내지 50 μm의 폭, 길이, 및 높이 중 적어도 하나를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는, 광 방사체들이 배치되는 디스플레이 기판을 포함하고 그리고 무기 광 방사체들로 커버되는 디스플레이 기판의 면적은 디스플레이의 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 또는 3%보다 크지 않다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 제 3 광 방사체를 포함한다.
특정 실시예들에서, 제 3 광 방사체는 제 1 광 방사체와 상이한 사이즈, 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈, 또는 제 1 광 방사체 및 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈를 가진다.
특정 실시예들에서, 제 1 광 방사체는 적색 광을 방사하는 적색 광 방사체이고, 제 2 광 방사체는 녹색 광을 방사하는 녹색 광 방사체이고, 그리고 제 3 광 방사체는 청색 광을 방사하는 청색 광 방사체이다.
특정 실시예들에서, 녹색 광 방사체는 적색 광 방사체 및 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 작다.
특정 실시예들에서, 녹색 광 방사체는 적색 광 방사체 및 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 크다.
특정 실시예들에서, 적색 광 방사체는 녹색 광 방사체 및 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 크다.
특정 실시예들에서, 청색 광 방사체는 녹색 광 방사체 및 적색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 크다.
특정 실시예들에서, 적색 광 방사체는 녹색 광 방사체 및 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 작다.
특정 실시예들에서, 제 1 광 방사체는 공통 제어 신호에 대한 응답으로 제 2 광 방사체와 상이한 광의 컬러의 색상, 색조(tint), 또는 쉐이드(shade)를 방사하거나; 제 1 광 방사체는 공통 제어 신호에 대한 응답으로 제 2 광 방사체와 상이한 휘도를 방사하거나; 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 효율을 가지거나; 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 방출된 광의 각도 분포를 가지거나; 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 전자 특성 또는 응답을 가지거나; 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 메커니즘을 사용하여 광을 방사하거나; 또는 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 구조를 가진다.
특정 실시예들에서, 제 1 광 방사체 또는 제 2 광 방사체는 무기 광 방사체, 유기 광 방사체, 무기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, 레이저, 수직 공동 표면 방사 레이저, 또는 광학적으로 펌핑되거나 전기적으로 제어된 인광체, 나노-결정질, 또는 양자점(quantum dot)이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 제 1 및 제 2 광 방사체들을 제어하기 위한 픽셀 제어기를 포함하고 그리고 픽셀 제어기는 제 2 광 방사체와 상이하게 제 1 광 방사체를 제어하는 제어 회로를 포함한다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는, 광 방사체들이 배치되는 디스플레이 기판을 포함하고 그리고 디스플레이 기판은 가시 광에 대해 50%, 80%, 90%, 또는 95%보다 크거나 이와 동일한 투과도를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이 기판은 폴리머, 플라스틱, 수지, 폴리이미드, PEN, PET, 금속, 금속 포일, 유리, 반도체, 및 사파이어로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이 기판은 5 내지 10 micron, 10 내지 50 micron, 50 내지 100 micron, 100 내지 200 micron, 200 내지 500 micron, 500 micron 내지 0.5 mm, 0.5 내지 1 mm, 1 mm 내지 5 mm, 5 mm 내지 10 mm, 또는 10 mm 내지 20 mm 두께를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 능동-매트릭스 디스플레이이다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 수동-매트릭스 디스플레이이다.
특정 실시예들에서, 각각의 이종 픽셀은 제 4 컬러의 광을 방사하는 제 4 서브픽셀을 포함한다.
특정 실시예들에서, 제 4 서브픽셀은 황색 서브픽셀이다.
특정 실시예들에서, 각각의 픽셀은 센서를 포함한다.
특정 실시예들에서, 센서는 적외선 센서, 온도 센서, 및 용량성 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
특정 실시예들에서, 각각의 픽셀은 개별 픽셀 내 각각의 서브픽셀에 전기적으로 연결된 집적 회로를 포함한다.
특정 실시예들에서, 집적 회로들은 광 방사체들과 동일한 평면상에 있다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 상이한 타입들의 광 방사체들을 제어하기 위하여 사용된다.
특정 실시예들에서, 각각의 집적 회로는 감지 엘리먼트들로부터의 신호들을 프로세싱한다.
특정 실시예들에서, 집적 회로들은 빌트-인(built-in) 리던던시를 가진다.
특정 실시예들에서, 디스플레이는 각각의 픽셀 내의 광 방사체들의 적어도 일부를 커버하는 반사 구조들을 포함한다.
특정 실시예들에서, 반사 구조들은 각각의 픽셀 내의 광 방사체들의 적어도 일 측을 커버한다.
특정 실시예들에서, 무기 광 방사체들 각각은 무기 광 방사체들과 디스플레이 기판 간의 인터페이스를 마주하는 무기 광 방사체들의 일 측상에 2 또는 그 초과의 접촉부들을 가진다.
본 개시내용의 전술한 그리고 다른 목적들, 양상들, 특징들 및 장점들은 첨부 도면들과 함께 취해진 다음 설명을 참조함으로써 더 자명하고 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 LCD 디스플레이에 사용된 통상적인 종래 기술 픽셀의 예시이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 구성된 예시적인 픽셀의 예시이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 디스플레이의 픽셀의 예시적인 단면도의 예시이다.
본 개시내용의 특징들 및 장점들은, 도면들과 함께 취해질 때 아래에서 설명되는 상세한 설명으로부터 더 자명하게 될 것이고, 동일한 참조 문자들은 전체에 걸쳐 대응하는 엘리먼트들을 식별한다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 엘리먼트들을 표시한다.
본원에서 사용된 바와 같이 표현 "반도체 엘리먼트" 및 "반도체 구조"는 동의어로 사용되고 대략적으로 반도체 재료, 구조, 디바이스, 또는 디바이스의 컴포넌트를 지칭한다. 반도체 엘리먼트들은 고품질 단결정 및 다결정 반도체들, 고온 프로세싱을 통해 제조된 반도체 재료들, 도핑된 반도체 재료들, 유기 및 무기 반도체들, 및 하나 또는 그 초과의 부가적인 반도체 컴포넌트들 및/또는 비-반도체 컴포넌트들, 이를테면 유전체 층들 또는 재료들 및/또는 전도층들 또는 재료들을 가지는 복합 반도체 재료들 및 구조들을 포함한다. 반도체 엘리먼트들은 트랜지스터들, 태양 전지들을 포함하는 광전 변환 소자, 다이오드들, 발광 다이오드들, 레이저들, p-n 접합부들, 포토다이오드들, 집적 회로들, 및 센서들을 포함하는 (그러나 이에 제한되지 않음) 반도체 디바이스들 및 디바이스 컴포넌트들을 포함한다. 게다가, 반도체 엘리먼트는 기능적 반도체 디바이스 또는 제품을 형성하는 파트 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"반도체"는 매우 낮은 온도에서 절연체이지만, 약 300 켈빈의 온도들에서 감지가능한 전기 전도도를 가지는 재료인 임의의 재료를 지칭한다. 반도체의 전기 특징들은 불순물들 또는 도판트들의 부가에 의해 수정되고 전기장들의 사용에 의해 제어될 수 있다. 본 설명에서, 용어 반도체의 사용은 마이크로전자장치 및 전자 디바이스들 분야에서의 이 용어의 사용과 일관되도록 의도된다. 본 발명에서 유용한 반도체들은 엘리먼트 반도체(elemental semiconductor)들, 이를테면 실리콘, 게르마늄 및 다이아몬드, 및 화합물 반도체들, 이를테면 IV족 화합물 반도체들, 이를테면 SiC 및 SiGe, III-V족 반도체들, 이를테면 AlSb, AlAs, Aln, AlP, BN, GaSb, GaAs, GaN, GaP, InSb, InAs, InN, 및 InP, III-V족 3원 반도체 합금들, 이를테면 AlxGa1- xAs, II-VI족 반도체들, 이를테면 CsSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, 및 ZnTe, I-VII족 반도체들 CuCl, IV-VI족 반도체들, 이를테면 PbS, PbTe 및 SnS, 층 반도체들, 이를테면 PbI2, MoS2 및 GaSe, 산화물 반도체들, 이를테면 CuO 및 Cu2O를 포함할 수 있다. 반도체란 주어진 애플리케이션 또는 디바이스에 유용한 유리한 전자 특성들을 제공하기 위하여, p-타입 도핑 재료들 및 n-타입 도핑 재료들을 가지는 반도체를 포함하여, 하나 또는 그 초과의 선택된 재료들로 도핑된 외인성 반도체들 및 진성 반도체들을 포함한다. 반도체란 반도체들 및/또는 도판트들의 혼합을 포함하는 복합 재료들을 포함한다. 본 발명의 일부 애플리케이션들에 유용한 특정 반도체 재료들은 Si, Ge, SiC, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, GaSb, InP, InAs, InSb, ZnO, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, PbS, PbSe, PbTe, AlGaAs, AlInAs, AlInP, GaAsP, GaInAs, GaInP, AlGaAsSb, AlGaInP, 및 GaInAsP를 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 다공성 실리콘 반도체 재료들은 센서들 및 발광 재료들, 이를테면 발광 다이오드들(LED들) 및 고체 레이저들의 분야에서 본 발명의 애플리케이션들에 유용하다. 반도체 재료들의 불순물들은 반도체 재료(들) 자체들 또는 반도체 재료에 제공되는 임의의 도판트들 외에 원자들, 엘리먼트들, 이온들 또는 분자들이다. 불순물들은 반도체 재료들의 전자 특성들에 악영향을 줄 수 있는 반도체 재료들에 존재하는 바람직하지 않은 재료들이고, 그리고 산소, 탄소, 및 중금속들을 포함하는 금속들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다. 중금속 불순물들은 주기율표상의 구리와 납 간의 엘리먼트들 그룹, 칼슘, 나트륨, 및 모든 이온들, 화합물들 및/또는 이들의 복합물들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다.
"기판"은 구조 또는 재료를 지칭하고, 구조 또는 재료상에서, 또는 구조 또는 재료 내에서, 프로세스, 이를테면 반도체 엘리먼트들의 패터닝, 어셈블리 또는 통합이 수행된다(또는 수행되었다). 기판들은 (i) 그 위에 또는 그 내부에 반도체 엘리먼트들이 제조되는 구조(또한 네이티브 기판으로서 지칭됨); (ii) 디바이스 기판, 예컨대 전자 디바이스 기판; (iii) 추후 전사, 어셈블리 또는 통합을 위한 엘리먼트들, 이를테면 반도체 엘리먼트들을 가지는 도너(donor) 기판, 이를테면 반도체 웨이퍼; 및 (iv) 인쇄가능 구조들, 이를테면 반도체 엘리먼트들을 수용하기 위한 타겟 또는 목적지 비-네이티브 기판(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다. 도너 기판은 네이티브 기판(그러나 반드시는 아님)일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같은 "디스플레이 기판"은 인쇄가능 구조들, 이를테면 반도체 엘리먼트들을 수용하기 위한 타겟 기판(예컨대, 비-네이티브 목적지 기판)을 지칭한다. 디스플레이 기판 재료들의 예들은 폴리머, 플라스틱, 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 금속, 금속 포일, 유리, 유연성 유리, 반도체, 및 사파이어를 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같은 "마이크로" 및 "마이크로-디바이스"란 용어는 본 발명의 실시예들에 따른 특정 디바이스들 또는 구조들의 기술적인 사이즈를 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어들 "마이크로" 및 "마이크로-디바이스"는 0.5 내지 250 μm의 스케일의 구조들 또는 디바이스들을 지칭하는 것으로 의미된다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 반드시 그렇게 제한되지 않고 그리고 실시예들의 특정 양상들이 더 크거나 더 작은 사이즈 스케일들에 적용가능할 수 있다는 것이 인지될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, "마이크로-ILED"는 0.5 내지 250 μm의 스케일의 무기 발광 다이오드를 지칭한다. 예컨대, 마이크로-LED들은 0.5 내지 2 μm, 2 내지 5 μm, 5 내지 10 μm, 10 내지 20 μm, 20 내지 50 μm, 20 내지 50 μm, 50 내지 100 μm, 또는 100 내지 250 μm의 폭, 길이, 및 높이 중 적어도 하나(또는 2 또는 모두 3개의 치수들)를 가질 수 있다. 마이크로-LED들은 에너지가 인가될 때 광을 방사한다. LED에 의해 방출된 광의 컬러는 마이크로-LED의 구조에 따라 가변한다. 예컨대, 에너지가 인가될 때, 적색 마이크로-LED는 적색 광을 방사하고, 녹색 마이크로-LED는 녹색 광을 방사하고, 청색 마이크로-LED는 청색 광을 방사하고, 황색 마이크로-LED는 황색 광을 방사하고, 그리고 청록색 마이크로-LED는 청록색 광을 방사한다.
"인쇄가능"은 고온들(예컨대, 섭씨 약 400, 200, 또는 150 도보다 낮거나 같은 온도들)에 기판의 노출 없이 기판들 상에 또는 기판들 내에 전사, 어셈블리, 패터닝, 조직화, 또는 통합할 수 있는 재료들, 구조들, 디바이스 컴포넌트들, 또는 집적된 기능 디바이스들에 관련된다. 본 발명의 일 실시예에서, 인쇄가능 재료들, 엘리먼트들, 디바이스 컴포넌트들, 또는 디바이스들은 용액 인쇄, 마이크로-전사 인쇄, 또는 건식 전사 접촉 인쇄를 통하여 기판들 상에 또는 기판들 내에 전사, 어셈블리, 패터닝, 조직화 또는 통합될 수 있다.
본 발명의 "인쇄가능 반도체 엘리먼트들"은 예컨대 건식 전사 접촉 인쇄, 마이크로-전사 인쇄, 또는 용액 인쇄 방법들을 사용함으로써 기판 표면들 상에 어셈블링되거나 통합될 수 있는 반도체 구조들을 포함한다. 일 실시예에서, 본 발명의 인쇄가능 반도체 엘리먼트들은 단일의 단결정, 다결정 또는 미정질 무기 반도체 구조들이다. 이 설명의 맥락에서, 단일 구조는 기계적으로 연결된 피처(feature)들을 가지는 모놀리식 엘리먼트이다. 본 발명의 반도체 엘리먼트들은 도핑되지 않거나 도핑될 수 있고, 도판트들의 선택된 공간 분포를 가질 수 있고 그리고 p- 및 n-타입 도판트들을 포함하여, 복수의 상이한 도판트 재료들로 도핑될 수 있다. 본 발명은 약 1보다 크거나 이와 같은 적어도 하나의 단면 치수를 가지는 마이크로구조화된 인쇄가능 반도체 엘리먼트들 및 약 1 마이크론보다 작거나 이와 같은 적어도 하나의 단면 치수를 가지는 나노구조화된 인쇄가능 반도체 엘리먼트들을 포함한다. 많은 애플리케이션들에 유용한 인쇄가능 반도체 엘리먼트들은 고순도 벌크 재료들, 이를테면 종래의 고온 프로세싱 기술들을 사용하여 생성된 고순도 결정질 반도체 웨이퍼들의 "탑 다운(top down)" 프로세싱으로부터 유도된 엘리먼트들을 포함한다. 일 실시예에서, 본 발명의 인쇄가능 반도체 엘리먼트들은 적어도 하나의 부가적인 디바이스 컴포넌트 또는 구조, 이를테면 전도 층, 유전체 층, 전극, 부가적인 반도체 구조, 또는 이들의 임의의 조합에 동작가능하게 연결된 반도체를 가지는 복합 구조들을 포함한다. 일 실시예에서, 본 발명의 인쇄가능 반도체 엘리먼트들은 신장가능(stretchable) 반도체 엘리먼트들 또는 이종 반도체 엘리먼트들을 포함한다.
"유연한"이란 용어는 예컨대, 상당한 스트레인, 이를테면 재료, 구조, 디바이스, 또는 디바이스 컴포넌트들의 파괴점을 특징으로 하는 스트레인을 도입하는 변형을 겪지 않고, 곡선 모양으로 가역적으로 변형될 재료, 구조, 디바이스 또는 디바이스 컴포넌트의 능력을 지칭한다.
"플라스틱"은 일반적으로 가열될 때 몰딩되거나 또는 형상화되고, 그리고 원하는 형상으로 경화될 수 있는 임의의 합성 또는 자연 발생 재료 또는 재료들의 조합을 지칭한다. 본 발명의 디바이스들 및 방법들에 유용한 예시적인 플라스틱들은 폴리머들, 수지들 및 셀룰로스 파생물들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다. 본 설명에서, 플라스틱이란 용어는 하나 또는 그 초과의 첨가물들, 이를테면 구조적 강화제들, 필러들, 섬유들, 가소제들, 안정제들 또는 원하는 화학적 또는 물리적 특성들을 제공할 수 있는 첨가물들을 가진 하나 또는 그 초과의 플라스틱들을 포함하는 복합 플라스틱 재료들을 포함하도록 의도된다.
"유전체" 및 "유전체 재료"는 본 설명에서 동의어로 사용되고 그리고 전류의 흐름에 크게 저항하고 인가된 전기장에 의해 분극화될 수 있는 물질을 지칭한다. 유용한 무기 유전체 재료들은 SiO2, Ta2O5, TiO2, ZrO2, Y2O3, SiN4, STO, BST, PLZT, PMN, 및 PZT(그러나 이에 제한되지 않음)를 포함한다. 유기 유전체 재료들은 예컨대 열 또는 자외선 방사에 대한 응답으로 교차-결합가능한 교차-결합 재료들을 가지는 경화가능 폴리머들을 포함하여, 폴리머들 및 수지들을 포함할 수 있다.
"폴리머"는 통상적으로 단량체들로서 지칭되는 복수의 반복 화학적 그룹들을 포함하는 분자를 지칭한다. 폴리머들은 종종 고분자 질량들을 특징으로 한다. 본 발명에서 이용가능한 폴리머들은 유기 폴리머들 또는 무기 폴리머들일 수 있고 그리고 비정질, 반-비정질, 결정질 또는 부분적 결정질 상태들일 수 있다. 폴리머들은 동일한 화학 조성을 가지는 단량체들을 포함할 수 있거나 상이한 화학 조성들을 가지는 복수의 단량체들, 이를테면 코폴리머를 포함할 수 있다. 결합된 단량체 체인들을 가지는 교차-결합된 폴리머들은 본 발명의 일부 애플리케이션들에 특히 유용하다. 본 발명의 방법들, 디바이스들 및 디바이스 컴포넌트들에 이용가능한 폴리머들은 플라스틱들, 탄성중합체들, 열가소성 탄성중합체들, 탄성플라스틱들, 서모스탯(thermostat)들, 열가소성들 및 아크릴레이트들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다. 예시적인 폴리머들은, 아세탈 폴리머들, 생분해성 폴리머들, 셀룰로오스 폴리머들, 플루오로폴리머들, 나일론들, 폴리아크릴로니트릴 폴리머들, 폴리아미드-이미드 폴리머들, 폴리이미드들, 폴리아릴레이트들, 폴리벤즈이미다졸, 폴리부틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에스테르들, 폴리에터이미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 코폴리머들 및 변형된 폴리에틸렌들, 폴리케톤들, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌 산화물들 및 폴리페닐렌 황화물들, 폴리프탈아미드, 폴리프로필렌, 폴리우레탄들, 스티렌 수지들, 설폰계 수지들, 비닐계 수지들 또는 이들의 임의의 조합들(그러나 이에 제한되지 않음)을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같은 "마이크로-전사 인쇄"는 2차원 및 3차원 레이아웃들을 가지는 공간적으로 조직화된, 기능적 어레인지먼트들로의 마이크로- 및 나노-재료들, 디바이스들, 및 반도체 엘리먼트들의 결정론적 어셈블리를 위한 시스템들, 방법들, 및 기술들을 지칭한다. 종종 아주-얇거나 작은 디바이스들을 픽 업(pick up)하고 배치하는 것은 어렵지만, 마이크로-전사 인쇄는 디바이스들 자체에 손상을 유발함이 없이, 이들 아주-얇거나, 부서지기 쉽거나, 작은 디바이스들, 이를테면 마이크로-LED들의 선택 및 적용을 허용한다. 마이크로구조화된 스탬프들(예컨대, 탄성중합체, 탄성중합체 스탬프들, 또는 하이브리드 탄성중합체/탄성중합체 스탬프들)은 마이크로 디바이스들을 픽업하고, 마이크로 디바이스들을 목적지 기판으로 운송하고, 그리고 마이크로 디바이스들을 목적지 기판상에 인쇄하기 위하여 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면 접착력들은 목적지 기판상에서의 이들 디바이스들의 선택 및 인쇄를 제어하기 위하여 사용된다. 이 프로세스는 대규모로 동시에 수행될 수 있다. 스탬프들은 단일 픽-업-및-인쇄 동작에서 단일 디바이스 또는 수백 내지 수천의 이산 구조들을 전사하도록 디자인될 수 있다. 일반적으로 마이크로-전사 인쇄의 논의를 위하여, 미국 특허 번호 제 7,622,367호 및 제 8,506,867호를 참조하고, 이 특허들 각각은 이로써 그 전체가 인용에 의해 통합된다.
이종 픽셀은 유사하지 않거나, 다르거나, 종류가 상이하거나, 또는 상이한 종류, 상이한 엘리먼트들, 또는 성분들의 부분들로 구성된 이종 또는 상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들을 포함하는 픽셀이다. 본원에서 의도된 바와 같이, 이종 광 방사체들은 공통 제어 신호들로 구동될 때에도 상이하게 동작하거나 기능하도록 의도된 광 방사체들이다. 예컨대, 이종 광 방사체들은 상이하게 동작할 수 있거나, 상이한 기능들을 가질 수 있거나, 상이하게 기능할 수 있다. 동일하게 기능하도록 만들어지고 의도된 유사한 디바이스들은, 유사한 디바이스들 간에 회피불가능하고 의도되지 않은 차이들이 존재하더라도, 본원에서 이종 디바이스들로서 간주되지 않는다. 예컨대, 제조 및 재료 허용오차들로 인해, 발광 다이오드들이 의도되지 않은 약간 상이한 방사 스펙트럼들 및 성능을 가질 수 있다는 것이 알려져 있다. 불완전한 재료들 또는 프로세스들의 결과들인 변동들을 가지는 디바이스들은, 그런 가변적인 디바이스들이 상이하게 동작하거나 기능하도록 의도되는 것이 아니고 오히려 동일하게 거동하도록 원해지기 때문에, 본원에서 이종이거나, 상이하거나, 또는 동작적으로 상이한 것으로 간주되지 않는다. 본원에 사용된 바와 같이, 이종이거나, 상이하거나, 또는 동작적으로 상이한 광 방사체들은 상이하게 거동, 기능, 수행, 행동, 또는 동작하도록 의도된다. 대안적으로 또는 더하여, 본원에 사용된 바와 같이 이종이거나, 상이하거나, 동작적으로 상이한 광 방사체들은 본 발명의 디스플레이에서 상이한 목적들, 목표들, 용도들, 또는 역할들을 가지도록 의도된다. 단순히 상이한 컬러들의 광을 방사하는 유사한 디바이스들은 이종으로 간주되지 않는다.
본 발명의 실시예들에 따라, 이종 픽셀 내의 제 1 및 제 2 광 방사체들의 차이들은 하기의 것 중 임의의 것 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다:
공통 제어 신호에 대한 응답으로 상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 휘도의 차이들;
상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 사이즈 차이;
상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 광 방사 영역 사이즈 차이;
상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 효율 차이;
상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 전자 특성들 또는 응답 차이;
상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 방출된 광의 각도 분포 차이;
광이 상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들에 의해 방사되는 메커니즘의 차이; 또는
상이한 제 1 및 제 2 광 방사체들의 물리적 구조의 차이.
본원에 사용된 바와 같이, 사이즈 또는 광 방사 영역의 차이는, 제 1 광 방사체가 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 사이즈 또는 발광 영역을 가지는 것을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 휘도의 차이는, 제 1 광 방사체가 제 2 광 방사체보다 더 많거나 더 적은 광자들을 방사하는 것을 의미한다. 휘도의 차이는 달성가능한 휘도의 절대 한계일 수 있거나 휘도를 제한하기 위한 능력에 대한 절대 한계(예컨대, 검정 레벨에 대해 더 낮은 제한)일 수 있다. 휘도의 차이는 또한 공통 제어 신호에 대한 응답으로 방출되는 광자들의 차이일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 효율의 차이는, 제 1 광 방사체가 공통 제어 신호 또는 전력에 대한 응답으로 제 2 광 방사체보다 더 많거나 더 적은 광자들을 방사하는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 방출된 광의 각도 분포 차이는, 제 1 광 방사체가 제 2 광 방사체보다 더 넓거나 더 좁은 범위의 각도들로 광을 방사하는 것을 의미한다. 예컨대, 제 1 광 방사체는 램버시안(Lambertian) 분포로 광을 방사할 수 있고 제 2 광 방사체는 램버시안 분포로 광을 방사할 수 없다.
본원에서 사용된 바와 같이, 전자 특성 또는 응답의 차이는, 제 1 광 방사체가 제 2 광 방사체와 전자 회로가 상이하게 기능하는 것을 의미한다. 예컨대, 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 저항, 캐패시턴스, 또는 브레이크다운(breakdown) 전압을 가질 수 있다. 제 1 광 방사체는 다이오드일 수 있고 제 2 광 방사체는 다이오드가 아닐 수 있다. 제 1 광 방사체 및 제 2 광 방사체 둘 모두는 다이오드들일 수 있지만 상이한 턴-온 전압들을 가질 수 있거나, 또는 상이한 타입들의 다이오드들일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 광을 방사하기 위한 물리적 메커니즘의 차이는, 제 1 광 방사체가 제 2 광 방사체와 광을 방사하기 위한 상이한 물리적 특성을 사용하는 것을 의미한다. 예컨대, 제 1 광 방사체는 발광 다이오드일 수 있고 제 2 광 방사체는 광학적으로 펌핑되는 인광체들, 또는 가열로 인한 방사를 사용할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 물리적 구조의 차이는, 제 1 광 방사체가 제 2 광 방사체와 광을 방사하기 위한 상이한 재료들 또는 재료들의 어레인지먼트들을 사용하는 것을 의미한다. 예컨대, 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체일 수 있고 그리고 제 2 광 방사체는 유기 광 방사체를 사용할 수 있다. 대안적으로, 제 1 광 방사체는 포인트 광 방사체일 수 있고 제 2 광 방사체는 1차원(선) 또는 2차원(영역) 방사, 예컨대 다이오드, 필라멘트, 실린더, 또는 평면 세그먼트(예컨대, 직사각형)일 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에서, 하이브리드 디스플레이는 디스플레이 기판상에 배치된 복수의 이종 픽셀들을 포함한다. 각각의 픽셀은, 제 1 컬러의 광을 방사하는 제 1 서브픽셀 및 제 1 컬러의 광과 상이한 제 2 컬러의 광을 방사하는 제 2 서브픽셀을 포함한다. 제 1 서브픽셀로부터의 광은 제 1 광 방사체에 의해 방사되고 제 2 서브픽셀로부터의 광은 제 1 광 방사체와 상이한 사이즈를 가지는 제 2 광 방사체에 의해 방출된다. 실시예에서, 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체이고 그리고 제 2 광 방사체는 유기 광 방사체이다. 대안적으로, 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체이고 그리고 제 2 광 방사체는 또한 무기 광 방사체이다.
본 발명의 추가 실시예에서, 하이브리드 디스플레이는 제 3 광 방사체를 포함한다. 제 3 광 방사체는 제 1 광 방사체와 상이한 사이즈, 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈, 또는 제 1 광 방사체 및 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈를 가질 수 있다. 제 1 광 방사체는 적색 광을 방사하는 적색 광 방사체일 수 있고, 제 2 광 방사체는 녹색 광을 방사하는 녹색 광 방사체일 수 있고, 그리고 제 3 광 방사체는 청색 광을 방사하는 청색 광 방사체일 수 있다.
다양한 환경들, 주위 조건들, 특히 주위 조명, 또는 용도에 따라, 제 1, 제 2, 및 제 3 광 방사체들은 상이한 사이즈들을 가질 수 있다. 예컨대, 녹색 광 방사체는 적색 광 방사체 또는 청색 광 방사체보다 더 작다. 실시예에서, 이것은, 인간 시각 시스템이 다른 컬러들보다 녹색에 더 응답하고 그러므로 더 작은 방사체가 녹색에 대해 적당한 루미넌스를 제공할 수 있기 때문에, 유용하다. 게다가, 일부 기술들에서, 녹색 광 방사는 더 효율적인, 예컨대 OLED 디바이스들이다.
다른 예에서, 녹색 광 방사체는 적색 광 방사체 또는 청색 광 방사체보다 더 크다. 일부 실시예들에서, 녹색 광 방사체들은 덜 효율적이거나, 더 높은 루미넌스 레벨들에서 덜 효율적이 되고, 예컨대 마이크로-LED들의 일부 형태들은 드룹(droop) 같은 그런 문제들로 고통을 받는다. 더 큰 방사체는 더 작은 광 출력을 보상할 수 있다.
다른 예에서, 적색 광 방사체는 녹색 광 방사체 또는 청색 광 방사체보다 더 크다. 일부 실시예들에서, 적색 광 방사체들은 특히 작은 마이크로 LED들에 대해 다량의 광을 쉽게 방사할 수 없다. 따라서, 더 큰 적색 방사체는 일부 애플리케이션들을 위해 필요할 수 있다.
또 다른 예에서, 청색 광 방사체는 녹색 광 방사체 또는 적색 광 방사체보다 더 크다. 인간 시각 시스템은 청색 컬러들에 대해 비교적 낮은 응답을 가지며 일부 애플리케이션들에서 더 밝은 청색 광이 바람직할 수 있다. 더 큰 청색 방사체는 더 작은 광 출력을 보상할 수 있다.
다른 예에서, 적색 광 방사체는 녹색 광 방사체 또는 청색 광 방사체보다 더 작다. 일부 실시예들에서, 적색 광 방사체들은 낮은 전류 밀도에서 낮은 효율 및 기생 주변 전류들을 가진다. 더 작은 적색 방사체들은 더 큰 적색 방사체들보다 더 작은 주변 전류들을 가지며 주어진 구동 전류에 대해 더 높은 전류 밀도들에서 동작한다. 결과적으로, 일부 실시예들에서 더 작은 적색 방사체들은 더 큰 적색 방사체들보다 더 높은 효율들에서 동작한다. 게다가, 더 작은 적색 방사체들은 주어진 구동 전류에서 동작하기 위해 더 높은 전압들을 요구하고, 이에 의해 더 작은 적색 방사체들의 동작 전압은 더 큰 적색 방사체들보다 청색 및 녹색 LED에 더 비슷해진다.
본 발명의 실시예들에서, 제 1 광 방사체는 공통 제어 신호에 대한 응답으로 제 2 광 방사체와 상이한 광의 컬러의 색상, 색조, 또는 쉐이드를 방사하거나, 제 1 광 방사체는 공통 제어 신호에 대한 응답으로 제 2 광 방사체와 상이한 휘도를 방사하거나, 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 효율을 가지거나, 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 방출된 광의 각도 분포를 가지거나, 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 전자 특성 또는 응답을 가지거나, 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 메커니즘을 사용하여 광을 방사하거나, 또는 제 1 광 방사체는 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 구조를 가진다.
일부 실시예들에서, 제 1 광 방사체 또는 제 2 광 방사체는 무기 광 방사체, 유기 광 방사체, 무기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, 레이저, 수직 공동 표면 방사 레이저, 또는 광학적으로 펌핑되거나 전기적으로 제어된 인광체, 나노-결정, 또는 양자점이다.
본 발명의 하이브리드 디스플레이는 제 1 및 제 2 광 방사체들을 제어하기 위한 픽셀 제어기를 더 포함할 수 있다. 픽셀 제어기는 제 2 광 방사체와 상이하게 제 1 광 방사체를 제어하는 제어 회로를 가질 수 있다.
무기 광 방사체들 각각의 기판은 네이티브 반도체 기판일 수 있고, 상기 반도체 기판상에 또는 내부에, 무기 광 방사체들, 예컨대, 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재가 형성된다. 무기 광 방사체들은 2 내지 5 μm, 5 내지 10 μm, 10 내지 20 μm, 또는 20 내지 50 μm의 폭, 길이, 및 높이 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
광 방사체들은 디스플레이 기판상에 배치될 수 있다. 실시예에서, 무기 광 방사체들로 커버된 디스플레이 기판의 면적은 디스플레이의 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 또는 3%보다 크지 않다.
개시된 기술은 또한 무기 발광 다이오드(ILED)들 및 유기 발광 다이오드(OLED)들 둘 모두를 포함하는 픽셀들을 가진 하이브리드 디스플레이들에 관한 것이다. OLED들은 통상적으로 제조하기에 값비싸며, 종종 OLED들로 작은 RGB 픽셀을 형성하는 것이 어렵다. 그러나, 특정 OLED들은 ILED들보다 더 효율적이다. 예컨대, 녹색 OLED들은 현재 그들의 ILED 카운터파트(counterpart)들보다 더 효율적이다. 개시된 기술은 각각의 픽셀에 ILED들 및 OLED들의 혼합을 사용하는 하이브리드 디스플레이를 제공한다. 예컨대, 특정 실시예들에서, 하이브리드 디스플레이의 각각의 픽셀은 적색 ILED, 청색 ILED, 및 녹색 OLED를 포함한다. 이런 인스턴스에서, OLED 프로세스는 고 해상도 쉐도우 마스크를 요구하지 않을 것이고, 이에 의해 더 큰 포맷들을 위한 OLED들의 제조가능성이 향상된다. 부가적으로, 이 예에서 OLED 프로세스는 통상적으로 종래의 방법들에게 요구되는 임의의 미세 리소그래피를 요구하지 않을 것이다. OLED 서브픽셀(예컨대, 녹색 서브픽셀)은 더 클 수 있고 ILED들은 작을 수 있다(예컨대, 마이크로-적색 및 마이크로-청색 ILED들). 작은 ILED들의 사용은 다른 기능들, 이를테면 마이크로 센서들 및 마이크로 집적 회로들이 픽셀에 부가되게 한다.
OLED들은, 마이크로-ILED들 또는 다른 기능들이 디스플레이 기판에 인쇄되기 전 또는 후에, 디스플레이 기판상에 형성될 수 있다. 제조된 스탬프들은 마이크로 디바이스들을 픽 업하고, 마이크로 디바이스들을 목적지로 운송하고, 그리고 마이크로 디바이스들을 디스플레이 기판상에 인쇄하기 위하여 사용될 수 있다. 표면 접착력들은 디스플레이 기판상에 이들 디바이스들의 선택 및 인쇄를 제어하기 위하여 사용된다. 이 프로세스는 대규모로 동시에 수행될 수 있다. 스탬프들은 단일 픽-업 및 인쇄 동작에서 수백 내지 수천의 이산 구조들을 전사하도록 디자인될 수 있다.
마이크로 전사 인쇄는 또한 유리, 플라스틱들, 금속들 또는 다른 반도체들을 포함하여, 실제로 임의의 기판 재료상에 고성능 반도체 디바이스들의 동시 어셈블리를 가능하게 한다. 기판들은 유연할 수 있고, 이에 의해 유연한 전자 디바이스들의 생산이 허용된다. 유연한 기판들은 부서지기 쉬운 실리콘계 전자 디바이스들로는 가능하지 않은 구성들을 포함하여, 다수의 구성들로 통합될 수 있다. 부가적으로, 예컨대 플라스틱 기판들은 기계적으로 튼튼하고 그리고 기계적 스트레스에 의해 유발되는 손상 또는 전자 성능 품질 저하에 덜 민감한 전자 디바이스들을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 이들 재료들은 저비용으로(예컨대, 롤-투-롤(roll-to-roll) 제조) 큰 기판 면적들에 걸쳐 전자 디바이스들을 생성할 수 있는 연속적인 고속 인쇄 기술들에 의해 전자 디바이스들을 제조하기 위하여 사용될 수 있다.
게다가, 이들 마이크로 전사 인쇄 기술들은 플라스틱 폴리머 기판들 상의 어셈블리와 호환할 수 있는 온도들에서 반도체 디바이스들을 인쇄하기 위하여 사용될 수 있다. 게다가, 반도체 재료들은 큰 면적의 기판들 상에 인쇄될 수 있고, 이에 의해 큰 기판 면적들에 걸쳐 복합 집적 전기 회로들의 연속적인 고속 인쇄가 가능해진다. 게다가, 가요되거나 변형된 디바이스 배향들에서 우수한 전자 성능을 가진 완전히 유연한 전자 디바이스들은 다양한 유연한 전자 디바이스들을 가능하게 하기 위해 제공될 수 있다.
도 1은 예컨대, LCD 디스플레이에 사용된 통상적인 픽셀(100)의 예시이다. 픽셀(100)은 3개의 서브픽셀들(104), 즉 적색 서브픽셀(104a), 녹색 서브픽셀(104b), 및 청색 서브픽셀(104c)을 포함한다. 액정 디스플레이에서, 컬러 필터는 통상적으로 각각의 서브픽셀(104a, 104b, 104c)에 대한 컬러를 생성하기 위하여 사용되는 반면, 백라이트(backlight)는 필터들을 조명하기 위하여 사용된다. 각각의 서브픽셀의 강도는, 다양한 휘도 레벨들(예컨대, 256개의 휘도 레벨들)이 각각의 서브픽셀(104a, 104b, 104c)(예컨대, 256개의 적색 레벨들, 256개의 녹색 레벨들, 및 256개의 청색 레벨들)에 의해 생성되도록, 각각의 서브픽셀에 인가되는 전압의 변동을 통해 제어될 수 있다. 액정 디스플레이에서, 전압은 인가된 전압에 기반하여 트위스팅(twist)되는 액정 층에 인가되고, 이에 의해 액정들 및 따라서 각각의 서브픽셀(104a, 104b, 104c)에 대한 컬러 필터들을 통과하는 백라이트로부터의 광 양이 가변된다.
도 2는 개시된 기술에 따라 구성된 예시적인 픽셀(200)의 예시이다. 이 예에서, 픽셀(200)은 도 1에 도시된 픽셀(100)과 동일한 사이즈를 가지지만, 도 2에 도시된 픽셀(200)은 마이크로-ILED들(202a-d) 및 OLED(204)를 사용하여 구성된다. 마이크로-ILED들(202a-d)은 디스플레이 기판, 이를테면 투명(반-투명, 사실상 투명, 및 거의 투명을 포함함)한 및/또는 유연한 기판상에 마이크로 전사 인쇄될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 기판은 플라스틱, 유리, 또는 사파이어일 수 있다.
디스플레이(200)는 여전히 밝은 광을 투사하면서 저전력 소비를 나타내는 마이크로-전사 인쇄된 리던던트 RGB 마이크로-ILED들(202a-d)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 각각의 주 ILED(예컨대, 202a, 202c)는 리던던트의 예비 ILED(예컨대, 각각 202b, 202d)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 드문드문하게 집적된 마이크로-ILED들(202a-d)은, 새로운 기능 디바이스들, 이를테면 마이크로-센서들(208), 전력 수확 디바이스들, 제스처 센서들, 및 이미지 캡처 디바이스들이 각각의 픽셀 내에 배치되게 한다. 마이크로-집적 회로들(206)(예컨대, CMOS 성능)은 마이크로-ILED들(202) 및 OLED(204)를 구동하기 위하여 마이크로-전사 인쇄될 수 있다. 마이크로-집적 회로들(206)은 임베딩된 메모리(예컨대, 비-휘발성 메모리)를 포함할 수 있다. 메모리는 끊임없이 디스플레이를 리프레시(refresh)할 필요 없이(이는 전력을 절약시킴) 정지 이미지들을 디스플레이하기 위하여 사용될 수 있다. 메모리는 또한, 예컨대 디스플레이 내 ILED들(202a-d) 및 OLED(204)의 출력을 조정하기 위하여 사용되는 룩-업 테이블(들)을 저장할 수 있다. 디스플레이(200)의 전면으로부터 광을 방사하는 것에 더하여, ILED들(202a-d) 및 OLED(204)는 또한, 후면 측으로부터 광을 방사할 수 있다. 디스플레이(200)는 일 측 상에 접착제 층을 포함할 수 있어서, 데칼-형 디스플레이가 생산된다. 디스플레이에 사용된 배선, 이를테면 마이크로-ILED들(202a-d), OLED(204), 및 센서들(208)을 집적 회로(206)에 전자적으로 커플링하기 위하여 사용된 배선은 미세 와이어들 또는 투명 와이어들일 수 있다.
마이크로-어셈블링된 드문드문하게 집적된 고성능 광 방사기들(202a-d)(마이크로-ILED들), OLED(204), 및 구동기들(206)(마이크로-구동기들)은 비견가능한 LCD 또는 OLED 디스플레이들보다 유연하거나, 더 적은 전력이 소모되거나 단지 작은 부분(only a small fraction)의 디스플레이 평면(210)만을 차지하는 밝은 디스플레이들을 만든다. 예컨대, 본 발명은 50%, 40% 또는 35% 미만의 충전율(fill factor)을 가지는 디스플레이를 제공할 수 있다. 비록 도 1의 종래-기술 디스플레이가 실제로 OLED 디스플레이와 동일한 사이즈의 3개의 서브-픽셀들을 예시하지만, 더-효율적인 녹색 유기 광 방사체가 적색 또는 청색 광 방사체들보다 더 작을 수 있다. 따라서, 본 발명의 추가 실시예들에서, 디스플레이는 다른 LCD 또는 OLED 디스플레이들에 비교될 때 30% 미만, 25% 미만, 또는 20% 미만의 충전율을 가질 수 있다. 부가적인 자유 공간은 더 많은 기능을 가진 디바이스들(예컨대, 마이크로 센서(208)), 이를테면 제스처 인식, 전력 수확, 리던던시, 이미지 또는 광 캡처(예컨대, 광학 센서들, 포토다이오드들), 적외선 센서들(예컨대, 제스처 감지를 위한 IP 카메라), 온도 센서들(예컨대, 컬러/휘도 수정을 제공하기 위한 ILED 온도 피드백), 또는 무선 데이터 수집 또는 송신 디바이스들이 디스플레이 평면상에 배치되게 한다. 디스플레이는 또한 전력 수확 디바이스들, 이를테면 태양 전지들(광의 수집), 모션-에너지 포집(scavenging)(예컨대, 압전소자들), 에너지를 저장하기 위한 캐패시터들, 및/또는 전자기 방사선을 수확하기 위한 안테나들을 포함할 수 있다. 디스플레이와 인터레이싱된(interlaced) 전사-인쇄 엘리먼트들은 원하는 기능 및 애플리케이션에 따라 상이한 밀도들(희박도(sparseness))로 인쇄될 수 있다. 예컨대, 온도 센서들은 모든 각각의 다른 픽셀에 포함될 수 있는 반면, 이미지-캡처 디바이스에 각각의 픽셀에 포함된다. 부가적으로, 마이크로-ILED들에 의해 점유되는 작은 동작 면적은 투명한 디스플레이들, 다중-모드 디스플레이들, ILED들 및 다른 디바이스들의 리던던시, 및 슈퍼-밝기 디스플레이들의 구성을 허용한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 디스플레이의 픽셀(300)의 예시적인 단면도의 예시이다. 이 예에서, 픽셀은 적색 마이크로-ILED(302a), 청색 마이크로-ILED(302b), 및 녹색 OLED(304)를 포함하지만; 그러나 다른 조합들도 가능하다. 디바이스들은 디스플레이 기판(310) 상에 있다. 디스플레이 기판(310)은 유리, 플라스틱, 사파이어, 또는 다른 재료들일 수 있다. 적색 마이크로-ILED(302a) 및 청색 마이크로-ILED(302b)는 디스플레이 기판상에 마이크로 전사 인쇄될 수 있다. 이것은 OLED(304)가 형성되기 전 또는 후에, 행해질 수 있다. 특정 실시예들에서, 이것은, OLED(304)가 부분적으로 형성된 후, 발생한다.
특정 실시예들에서 인듐 주석 산화물(ITO)은 애노드(306)를 형성하기 위하여 디스플레이 기판(310) 상에 증착되거나 패턴화된다. 마이크로-LED들(302)은 디스플레이 기판(310) 상에 마이크로-어셈블링될 수 있다. 적색 마이크로-ILED(302a), 청색 마이크로-ILED(302b), 및 녹색 OLED(304)는 금속 배선(314)에 의해 적당한 구동 회로에 전기적으로 연결된다. 특정 실시예들에서, 뱅크(bank) 층(312)은 마이크로-ILED들(302) 및 금속 배선들(314) 위에 증착된다. OLED 층들은 증발될 수 있다. 증발 프로세스는 코스 쉐도우 마스크를 통해 발생할 수 있다. 블랭킷(blanket) 캐소드 금속(308)은 OLED(304)를 형성하기 위하여 증착된다. 블랭킷 캐소드 금속(308)은 코스 쉐도우 마스크를 통해 증착될 수 있다.
OLED(304)는 유기금속 킬레이트들(예컨대, Alq3), 형광성 및 인광성 염료들, 화합물들, 이를테면 페릴렌, 루브렌, 및 퀴나크리돈 유도체들, 또는 공액 덴드리머들로 형성될 수 있다. 특정 실시예들에서, OLED(304)는 전자 발광 전도 폴리머를 활용하는 폴리머 발광 다이오드이다. 폴리머는 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 또는 폴리플루오렌일 수 있다. 특정 실시예들에서, OLED(304)는 인광성 OLED이다.
특정 실시예들에서, 마이크로 어셈블링된 디스플레이가 몇몇 컬러들의 마이크로 어셈블링된 ILED들, 몇몇 상이한 타입들의 마이크로 어셈블링된 IR 또는 온도 감지 디바이스들, 마이크로 어셈블링된 수동 전기 컴포넌트들, 또는 마이크로 어셈블링된 제어 또는 메모리 엘리먼트들을 포함하는 것이 유리하다. 특정 실시예들에서, 감지 엘리먼트들의 수는 디스플레이 내 ILED들의 수 미만이다. 특정 실시예들에서, 감지 엘리먼트들의 수는 ILED들의 수보다 크거나 같다.
특정 실시예들이 설명되어서, 이제 본 개시내용의 개념들을 통합한 다른 구현들이 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 그러므로, 본 개시내용은 특정 구현들로 제한되는 것이 아니라, 오히려 뒤따르는 청구항들의 사상 및 범위에 의해서만 제한되어야 한다.
본 발명의 다양한 설명된 실시예들은, 기술적으로 호환가능하면, 하나 또는 그 초과의 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다.
장치 및 시스템들이 특정 컴포넌트들을 가지거나, 포함하는 것으로 설명되거나, 또는 프로세스들 및 방법들이 특정 단계들을 가지거나, 포함하는 것으로 설명된 설명 도처에 걸쳐, 부가적으로, 열거된 컴포넌트들로 필수적으로 이루어지거나 이루어지는 개시된 기술의 장치, 및 시스템들이 존재하고, 그리고 열거된 프로세싱 단계들로 필수적으로 이루어지거나 이루어지는 개시된 기술에 따른 프로세스들 및 방법들이 존재하는 것이 고려된다.
개시된 기술이 동작가능한 한 단계들의 순서 또는 특정 액션을 수행하기 위한 순서가 중요하지 않다는 것이 이해되어야 한다. 게다가, 2 또는 그 초과의 단계들 또는 액션들은 동시에 수행될 수 있다.
일반적으로, 개시된 기술은 일반적으로 무기 발광 다이오드(ILED)들 및 유기 발광 다이오드(OLED)들 둘 모두를 포함하는, 픽셀들을 가진 하이브리드 디스플레이들에 관한 것이다. 개시된 기술은 각각의 픽셀에 ILED들 및 OLED들의 혼합을 사용하는 하이브리드 디스플레이를 제공한다. 특정 실시예들에서, 하이브리드 디스플레이의 각각의 픽셀은 적색 ILED, 청색 ILED, 및 녹색 OLED를 포함한다. 이런 인스턴스에서, OLED 프로세스는 고 해상도 쉐도우 마스크를 요구하지 않을 것이고, 이에 의해 더 큰 포맷 디스플레이들을 위한 OLED들의 제조가능성이 향상된다. 부가적으로, 이 예에서 OLED 프로세스는 임의의 미세 리소그래피를 요구하지 않을 것이다. OLED 서브픽셀(예컨대, 녹색 서브픽셀)은 더 클 수 있고 ILED들은 작을 수 있다(예컨대, 마이크로-적색 및 마이크로-청색 ILED들). 작은 ILED들의 사용은 다른 기능들, 이를테면 마이크로 센서들 및 마이크로 집적 회로들이 픽셀에 부가되게 한다.

Claims (100)

  1. 하이브리드(hybrid) 디스플레이로서,
    디스플레이 기판상에 배치된 복수의 픽셀(pixel)들을 포함하고, 각각의 픽셀은 제 1 컬러의 광을 방사하는 제 1 서브픽셀(subpixel) 및 상기 제 1 컬러의 광과 상이한 제 2 컬러의 광을 방사하는 제 2 서브픽셀을 포함하고, 상기 제 1 서브픽셀로부터의 광은 무기 광 방사체에 의해 방사되고 상기 제 2 서브픽셀로부터의 광은 유기 광 방사체에 의해 방사되는,
    하이브리드 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 광 방사체는 상기 디스플레이 기판과 분리되어 구별되는 네이티브(native) 반도체 기판을 가지는 무기 발광 다이오드(iLED)인,
    하이브리드 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 iLED의 상기 네이티브 반도체 기판은 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 광 방사체는 상기 디스플레이 기판상에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED)인,
    하이브리드 디스플레이.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러와 상이하고 상기 제 2 컬러와 상이한 제 3 컬러의 광을 방사하는 제 3 서브픽셀을 포함하고, 상기 제 3 서브픽셀로부터의 광은 무기 광 방사체에 의해 방사되는,
    하이브리드 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 서브픽셀은 적색 서브픽셀이고, 상기 제 2 서브픽셀은 녹색 서브픽셀이고, 그리고 상기 제 3 서브픽셀은 청색 서브픽셀인,
    하이브리드 디스플레이.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 가시 광에 대해 50%, 80%, 90%, 또는 95%보다 크거나 이와 같은 투과도를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 폴리머, 플라스틱, 수지, 폴리이미드, PEN, PET, 금속, 금속 포일, 유리, 반도체, 및 사파이어로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재인,
    하이브리드 디스플레이.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 5 내지 10 micron, 10 내지 50 micron, 50 내지 100 micron, 100 내지 200 micron, 200 내지 500 micron, 0.5 내지 1 mm, 1 mm 내지 5 mm, 5 mm 내지 10 mm, 또는 10 mm 내지 20 mm 두께를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 광 방사체는 2 내지 5 μm, 5 내지 10 μm, 10 내지 20 μm, 또는 20 내지 50 μm의 폭, 길이, 및 높이 중 적어도 하나를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 능동-매트릭스 디스플레이인,
    하이브리드 디스플레이.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 수동-매트릭스 디스플레이인,
    하이브리드 디스플레이.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 픽셀은 제 4 컬러의 광을 방사하는 제 4 서브픽셀을 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 4 서브픽셀은 황색 서브픽셀인,
    하이브리드 디스플레이.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ILED들로 커버된 비(non)-네이티브 기판의 면적은 상기 디스플레이의 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 또는 3%보다 크지 않은,
    하이브리드 디스플레이.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 픽셀은 센서를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 센서는 적외선 센서, 온도 센서, 및 용량성 센서 중 적어도 하나를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들에서 센서들의 수는 상기 복수의 픽셀들에서 ILED들의 수 미만인,
    하이브리드 디스플레이.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들에서 센서들의 수는 상기 복수의 픽셀들에서 ILED들의 수보다 크거나 같은,
    하이브리드 디스플레이.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 픽셀은 개별 픽셀 내의 각각의 서브픽셀에 전기적으로 연결되는 집적 회로를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 집적 회로들은 광 방사체들과 동일한 평면상에 있는,
    하이브리드 디스플레이.
  22. 제 21 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 상이한 타입들의 광 방사체들을 제어하기 위하여 사용되는,
    하이브리드 디스플레이.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 감지 엘리먼트들로부터의 신호들을 프로세싱하는,
    하이브리드 디스플레이.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별 집적 회로에 의해 구동되는 광 방사체들의 각각의 세트는 독립적인 서브-디스플레이를 형성하는,
    하이브리드 디스플레이.
  25. 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 하나 또는 그 초과의 집적 안테나들에 연결되는,
    하이브리드 디스플레이.
  26. 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집적 회로들은 빌트-인 리던던시(built-in redundancy)를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 유연한,
    하이브리드 디스플레이.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 픽셀 내의 광 방사체들 중 적어도 일부를 커버하는 반사 구조들을 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 반사 구조들은 각각의 픽셀 내의 상기 광 방사체들의 적어도 일 측을 커버하는,
    하이브리드 디스플레이.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 광 방사체들 및 상기 유기 광 방사체들 중 적어도 하나는 특정 파장에 실질적으로 투과적인 적어도 하나의 재료를 포함하고, 그리고 비-네이티브 기판은 특정 파장에 투과적인,
    하이브리드 디스플레이.
  31. 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판을 마주하는, 상기 무기 광 방사체들 및 상기 유기 광 방사체들 중 적어도 하나의 일 측을 커버하는 유전체 재료(예컨대, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물)를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 광 방사체들 각각은 상기 무기 광 방사체들과 상기 디스플레이 기판 간의 인터페이스를 마주하는 상기 무기 광 방사체들의 일 측 상에 2 또는 그 초과의 접촉부들을 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 방사체들의 적어도 일부의 주변부를 둘러싸는 절연체 층을 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 절연체 층은 하나 또는 그 초과의 금속 접촉부들 위의 지역들을 제외하고 교차결합된 사진-현상형(photo-definable) 유전체(예컨대, BCB, 폴리이미드, PBO, 에폭시, 또는 실리콘) 층을 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  35. 복수의 픽셀들을 가지는 하이브리드 디스플레이를 마이크로 어셈블링하는 방법으로서,
    각각의 픽셀은 무기 발광 다이오드(ILED)들 및 유기 발광 다이오드(OLED)들을 포함하고, 상기 방법은:
    복수의 ILED들을 제공하는 단계; 및
    iLED들의 반도체 기판들과 분리되어 구별되는 디스플레이 기판상에 복수의 인쇄가능 ILED들을 마이크로 전사 인쇄하는 단계 ― 상기 ILED들은 비-네이티브 기판상에 인쇄 후 전기적으로 연결됨 ―; 및
    상기 하이브리드 디스플레이의 각각의 픽셀에 OLED를 형성하는 단계; 및
    상기 디스플레이 기판의 표면상에 복수의 녹색 OLED를 위한 복수의 애노드들(예컨대, ITO 애노드)을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 애노드들은 상기 복수의 ILED들을 마이크로 전사 인쇄하기 전에 형성되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 OLED들을 형성하는 단계는 OLED 층들을 증발시키는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 OLED 층들은 코스(coarse) 쉐도우 마스크를 통해 증발되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  38. 제 35 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 OLED들을 형성하는 단계는 캐소드 금속을 증착하는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 캐소드 금속은 코스 쉐도우 마스크를 통해 증착되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  40. 제 35 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 ILED들은 적색 광을 방사하는 적색 ILED들 및 청색 광을 방사하는 청색 ILED들을 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  41. 제 35 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 OLED들은 녹색 광을 방사하는 녹색 OLED들을 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  42. 제 35 항에 있어서,
    각각의 픽셀은 제 1 서브픽셀, 제 2 서브픽셀, 및 제 3 서브픽셀을 포함하고, 그리고 상기 제 1 서브픽셀은 적어도 2개의 적색 ILED들을 포함하고, 상기 제 2 서브픽셀은 녹색 OLED를 포함하고, 그리고 상기 제 3 서브픽셀은 적어도 2개의 청색 ILED들을 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제 2 서브픽셀은 상기 제 1 서브픽셀보다 더 크고 상기 제 3 서브픽셀보다 더 큰,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  44. 제 35 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 ILED들 각각은 특정 파장에 실질적으로 투과적인 적어도 하나의 재료를 포함하고, 그리고 상기 디스플레이 기판은 특정 파장에 투과적인,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  45. 제 35 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 OLED들 각각은 특정 파장에 실질적으로 투과적인 적어도 하나의 재료를 포함하고, 그리고 상기 디스플레이 기판은 특정 파장에 투과적인,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  46. 제 35 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유전체 재료(예컨대, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물)는 상기 디스플레이 기판을 마주하는, 상기 복수의 ILED들 및 OLED들 중 적어도 하나의 일 측을 커버하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  47. 제 35 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ILED들 각각은 상기 ILED와 상기 디스플레이 기판 간의 인터페이스를 마주하는 상기 ILED들의 일 측상에 2 또는 그 초과의 접촉부들을 가지는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  48. 제 35 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 ILED들에 연결들을 형성하기 전에, 상기 ILED들의 적어도 일부의 주변부를 둘러싸는 절연체 층을 제공하는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  49. 제 48 항에 있어서,
    상기 복수의 ILED들의 각각의 주변부를 둘러싸는 절연체 층을 제공하는 단계는:
    사진-현상형 유전체 층을 증착하는 단계;
    광활성(photoactive) 유전체를 광에 노출시키는 단계; 및
    하나 또는 그 초과의 금속 접촉부들 위의 지역들을 제외하고 사진-현상형 재료를 교차결합하는 단계
    를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  50. 제 35 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 집적 회로들을 상기 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  51. 제 35 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 집적 회로를 ILED들의 세트에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  52. 제 51 항에 있어서,
    각각의 IC는 상이한 타입들의 ILED들을 제어하기 위하여 사용되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  53. 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서,
    각각의 IC는 감지 기능 엘리먼트들로부터의 신호들을 프로세싱하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  54. 제 51 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 IC는 기능 어레이 엘리먼트들에 대한 제어 신호들을 프로세싱하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  55. 제 51 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별 집적 회로에 의해 구동되는 ILED들의 각각의 세트는 독립적인 서브-디스플레이를 형성하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  56. 제 50 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 하나 또는 그 초과의 집적 안테나들에 연결되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  57. 제 50 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 하나 또는 그 초과의 집적 안테나들에 연결되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  58. 제 50 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 집적 회로들은 빌트-인 리던던시를 가지는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  59. 제 50 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 집적 회로들 각각은 임베딩된(embedded) 메모리를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  60. 제 35 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 감지 디바이스들을 상기 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  61. 제 60 항에 있어서,
    마이크로 어셈블링된 감지 디바이스들을 제공하는 단계는 2 또는 그 초과의 타입들의 온도 감지 디바이스들을 제공하는 단계를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  62. 제 60 항 또는 제 61 항에 있어서,
    상기 감지 엘리먼트들의 수는 상기 디스플레이 내 ILED들의 수 미만인,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  63. 제 60 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감지 엘리먼트들의 수는 상기 디스플레이 내 ILED들의 수보다 크거나 같은,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  64. 제 35 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서,
    ILED들을 상기 비-네이티브 기판에 인쇄하기 전에, (예컨대, 에칭에 의해) 각각의 ILED 다이오드의 접합 주변부를 노출시키는 단계; 및
    노출된 접합 주변부 상에 높은 대역 갭 반도체(예컨대, InGaAlP, InGaN, GaN, AlGaN)의 재성장을 유발하는 단계를 포함하고, 이에 의해 상기 ILED에서 비-방사성 재결합이 감소되는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  65. 제 35 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 네이티브 기판은 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재를 포함하는,
    마이크로 어셈블링하는 방법.
  66. 제 35 항 내지 제 65 항의 방법들 중 어느 하나의 방법에 의해 생성된 무기 발광 다이오드 디스플레이.
  67. 하이브리드 디스플레이로서,
    디스플레이 기판상에 배치된 복수의 이종(heterogeneous) 픽셀들을 포함하고, 각각의 픽셀은 제 1 컬러의 광을 방사하는 제 1 서브픽셀 및 상기 제 1 컬러의 광과 상이한 제 2 컬러의 광을 방사하는 제 2 서브픽셀을 포함하고, 상기 제 1 서브픽셀로부터의 광은 제 1 광 방사체에 의해 방사되고 상기 제 2 서브픽셀로부터의 광은 상기 제 1 광 방사체와 상이한 사이즈를 가지는 제 2 광 방사체에 의해 방사되는,
    하이브리드 디스플레이.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체이고 그리고 상기 제 2 광 방사체는 유기 광 방사체인,
    하이브리드 디스플레이.
  69. 제 67 항에 있어서,
    상기 제 1 광 방사체는 무기 광 방사체이고 그리고 상기 제 2 광 방사체는 무기 광 방사체인,
    하이브리드 디스플레이.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 무기 광 방사체들 각각의 네이티브 반도체 기판은 무기 반도체 재료, 단결정 실리콘 웨이퍼, 실리콘 온 절연체 웨이퍼, 다결정 실리콘 웨이퍼 및 GaAs 웨이퍼, Si(1 1 1), InP, InAlP, InGaAs, AlGaAs, GaSb, GaAlSb, AlSb, InSb, InGaAlSbAs, InAlSb, 및 InGaP로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  71. 제 69 항에 있어서,
    상기 무기 광 방사체들은 2 내지 5 μm, 5 내지 10 μm, 10 내지 20 μm, 또는 20 내지 50 μm의 폭, 길이, 및 높이 중 적어도 하나를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  72. 제 69 항에 있어서,
    상기 광 방사체들이 배치되는 디스플레이 기판을 포함하고 그리고 무기 광 방사체들로 커버되는 상기 디스플레이 기판의 면적은 상기 디스플레이의 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 또는 3%보다 크지 않은,
    하이브리드 디스플레이.
  73. 제 67 항에 있어서,
    제 3 광 방사체를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  74. 제 73 항에 있어서,
    상기 제 3 광 방사체는 상기 제 1 광 방사체와 상이한 사이즈, 상기 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈, 또는 상기 제 1 광 방사체 및 상기 제 2 광 방사체와 상이한 사이즈를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  75. 제 73 항에 있어서,
    상기 제 1 광 방사체는 적색 광을 방사하는 적색 광 방사체이고, 상기 제 2 광 방사체는 녹색 광을 방사하는 녹색 광 방사체이고, 그리고 상기 제 3 광 방사체는 청색 광을 방사하는 청색 광 방사체인,
    하이브리드 디스플레이.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 녹색 광 방사체는 상기 적색 광 방사체 및 상기 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 작은,
    하이브리드 디스플레이.
  77. 제 75 항에 있어서,
    상기 녹색 광 방사체는 상기 적색 광 방사체 및 상기 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 큰,
    하이브리드 디스플레이.
  78. 제 75 항에 있어서,
    상기 적색 광 방사체는 상기 녹색 광 방사체 및 상기 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 큰,
    하이브리드 디스플레이.
  79. 제 75 항에 있어서,
    상기 청색 광 방사체는 상기 녹색 광 방사체 및 상기 적색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 큰,
    하이브리드 디스플레이.
  80. 제 75 항에 있어서,
    상기 적색 광 방사체는 상기 녹색 광 방사체 및 상기 청색 광 방사체 중 적어도 하나보다 더 작은,
    하이브리드 디스플레이.
  81. 제 67 항에 있어서,
    상기 제 1 광 방사체는 공통 제어 신호에 대한 응답으로 상기 제 2 광 방사체와 상이한 광의 컬러의 색상, 색조(tint), 또는 쉐이드(shade)를 방사하거나;
    상기 제 1 광 방사체는 공통 제어 신호에 대한 응답으로 상기 제 2 광 방사체와 상이한 휘도를 방사하거나;
    상기 제 1 광 방사체는 상기 제 2 광 방사체와 상이한 효율을 가지거나;
    상기 제 1 광 방사체는 상기 제 2 광 방사체와 상이한 방출된 광의 각도 분포를 가지거나;
    상기 제 1 광 방사체는 상기 제 2 광 방사체와 상이한 전자 특성 또는 응답을 가지거나;
    상기 제 1 광 방사체는 상기 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 메커니즘을 사용하여 광을 방사하거나; 또는
    상기 제 1 광 방사체는 상기 제 2 광 방사체와 상이한 물리적 구조를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  82. 제 67 항에 있어서,
    상기 제 1 광 방사체 또는 상기 제 2 광 방사체는 무기 광 방사체, 유기 광 방사체, 무기 발광 다이오드, 유기 발광 다이오드, 레이저, 수직 공동 표면 방사 레이저, 또는 광학적으로 펌핑되거나 전기적으로 제어된 인광체, 나노-결정, 또는 양자점(quantum dot)인,
    하이브리드 디스플레이.
  83. 제 67 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광 방사체들을 제어하기 위한 픽셀 제어기를 포함하고 그리고 상기 픽셀 제어기는 상기 제 2 광 방사체와 상이하게 상기 제 1 광 방사체를 제어하는 제어 회로를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  84. 제 67 항에 있어서,
    상기 광 방사체들이 배치되는 디스플레이 기판을 포함하고 그리고 상기 디스플레이 기판은 가시 광에 대해 50%, 80%, 90%, 또는 95%보다 크거나 이와 같은 투과도를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  85. 제 67 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 폴리머, 플라스틱, 수지, 폴리이미드, PEN, PET, 금속, 금속 포일, 유리, 반도체, 및 사파이어로 이루어진 그룹으로부터 선택된 부재인,
    하이브리드 디스플레이.
  86. 제 84 항에 있어서,
    상기 디스플레이 기판은 5 내지 10 micron, 10 내지 50 micron, 50 내지 100 micron, 100 내지 200 micron, 200 내지 500 micron, 500 micron 내지 0.5 mm, 0.5 내지 1 mm, 1 mm 내지 5 mm, 5 mm 내지 10 mm, 또는 10 mm 내지 20 mm 두께를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  87. 제 67 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 능동-매트릭스 디스플레이인,
    하이브리드 디스플레이.
  88. 제 67 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 수동-매트릭스 디스플레이인,
    하이브리드 디스플레이.
  89. 제 67 항에 있어서,
    각각의 이종 픽셀은 제 4 컬러의 광을 방사하는 제 4 서브픽셀을 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  90. 제 89 항에 있어서,
    상기 제 4 서브픽셀은 황색 서브픽셀인,
    하이브리드 디스플레이.
  91. 제 67 항에 있어서,
    각각의 픽셀은 센서를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  92. 제 91 항에 있어서,
    상기 센서는 적외선 센서, 온도 센서, 및 용량성 센서 중 적어도 하나를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  93. 제 67 항에 있어서,
    각각의 픽셀은 개별 픽셀 내 각각의 서브픽셀에 전기적으로 연결된 집적 회로를 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  94. 제 93 항에 있어서,
    상기 집적 회로들은 상기 광 방사체들과 동일한 평면상에 있는,
    하이브리드 디스플레이.
  95. 제 94 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 상이한 타입들의 광 방사체들을 제어하기 위하여 사용되는,
    하이브리드 디스플레이.
  96. 제 91 항 내지 제 95 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 집적 회로는 감지 엘리먼트들로부터의 신호들을 프로세싱하는,
    하이브리드 디스플레이.
  97. 제 93 항 내지 제 96 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집적 회로들은 빌트-인 리던던시를 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
  98. 제 67 항에 있어서,
    각각의 픽셀 내의 상기 광 방사체들의 적어도 일부를 커버하는 반사 구조들을 포함하는,
    하이브리드 디스플레이.
  99. 제 98 항에 있어서,
    상기 반사 구조들은 각각의 픽셀 내의 상기 광 방사체들의 적어도 일 측을 커버하는,
    하이브리드 디스플레이.
  100. 제 67 항에 있어서,
    무기 광 방사체들 각각은 상기 무기 광 방사체들과 상기 디스플레이 기판 간의 인터페이스를 마주하는 상기 무기 광 방사체들의 일 측상에 2 또는 그 초과의 접촉부들을 가지는,
    하이브리드 디스플레이.
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