KR20180006785A - 소자 제작 방법 - Google Patents

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김성복
배성범
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 소자 제작 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 제1 기판상의 단위 소자를 제2 기판상에 전사할 때, 신축성 필름을 이용하여 단위 소자 간 거리를 제어하는 소자 제작 방법에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, 복합 소자를 구성하는 단위 소자들을 제1 기판상에 제작하는 단계, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판으로부터 신축성 필름으로 1차 전사하는 단계, 상기 단위 소자들 간의 거리가 상기 복합 소자의 규격에 대응되도록 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계 및 기 단위 소자들을 상기 신축성 필름으로부터 제2 기판으로 2차 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법에 관한 것이다.

Description

소자 제작 방법{Device manufacturing methode}
본 발명은 소자 제작 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 제1 기판상의 단위 소자를 제2 기판상에 전사할 때, 신축성 필름을 이용하여 단위 소자 간 거리를 제어하는 소자 제작 방법에 관한 것이다.
최근 임의의 기판상에 소자를 제작한 후 유연 기판상에 소자를 전사하여 플렉서블(flexable) 소자를 제작하는 기술이나, 하나의 기판에 구현할 수 없는 여러 종류의 소자를 각각의 기판상에 제작한 후 대상 기판상에 전사시킴으로써 복합 소자(예를 들어, LED 디스플레이)를 구현하는 기술에 대해 많은 연구가 진행되고 있다.
이러한 기술은 대게 단위 소자들을 최종 복합 소자의 규격(디멘션(dimension))에 알맞게 기판상에 제작한 후, 이를 그대로 대상 기판(최종 복합 소자를 위한 기판)에 전사하는 1:1 전사 방식을 이용한다. 이 경우, 기판상에서 단위 소자들 간의 거리는 최종 복합 소자 규격에 따라 결정되기 때문에, 단위 소자들을 조밀하게 제작하는 데에 한계가 있으며, 이는 기판상에 불필요한 공간(dead space)을 야기시키고 단위 소자 당 제조 비용을 증가시키는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제1 기판상에 제작된 단위 소자들을 제2 기판상에 전사하여 복합 소자를 제작할 때, 제1 기판을 효율적으로 이용할 수 있도록 신축성 필름을 이용하는 소자 제작 방법을 제공한다.
본 발명은, 제1 기판상에 단위 소자들을 조밀하게 제작하고, 1차로 신축성 필름상에 단위 소자들을 전사한 후, 신축성 필름을 확장하여 최종 복합 소자의 규격에 맞게 단위 소자 간 거리를 조절하고, 2차로 제2 기판상에 단위 소자들을 전사하는 소자 제작 방법을 제공한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 소자 제작 방법은, 복합 소자를 구성하는 단위 소자들을 제1 기판상에 제작하는 단계, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판으로부터 신축성 필름으로 1차 전사하는 단계, 상기 단위 소자들 간의 거리가 상기 복합 소자의 규격에 대응되도록 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계 및 기 단위 소자들을 상기 신축성 필름으로부터 제2 기판으로 2차 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계는, 상기 단위 소자들이 상기 복합 소자의 규격에 무관하게 상호 인접하게 배치되도록 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신축성 필름은, 유연성을 가지며 상온 또는 가열 상태에서 용이하게 확장될 수 있는 소재로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계는, 상기 신축성 필름을 방사 방향으로 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계는, 제1 방향에 대한 상기 단위 소자들 간의 거리가 상기 복합 소자의 규격에 대응되도록 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계는, 상기 신축성 필름을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계는, 상기 복합 소자가 복수의 서로 다른 종류의 단위 소자들로 구성될 때, 각 종류의 단위 소자들을 각각의 제1 기판상에 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 2차 전사하는 단계는, 상기 각 종류의 단위 소자들을 순차적으로 각각의 신축성 필름으로부터 상기 제2 기판으로 2차 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 복합 소자는, 규칙적 배열을 가지는 이종 소자 간의 집적으로 생성되는 임의의 소자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복합 소자의 규격은, 상기 단위 소자들의 좌표 및 상기 단위 소자들 간의 거리에 관한 규격 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 기판상에서 상기 단위 소자들을 전기적으로 연결하여 상기 복합 소자로써 구동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소자 제작 방법은, 단위 소자 제작에 이용되는 제1 기판상에 불필요한 공간을 제거하여 제1 기판의 활용도를 높이고 단위 소자당 제작 단가를 현저히 줄일 수 있도록 한다.
도 1은 복합 소자로써 마이크로 LED 디스플레이의 구조의 제1 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 1:1 전사 방식을 이용하여 도 1의 마이크로 LED 디스플레이를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 기판상에 단위 소자들을 조밀하게 제작한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 신축성 필름 상에 1차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 신축성 필름을 확장하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 대상 기판상에 2차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 복합 소자로써 마이크로 LED 디스플레이의 소자 구조의 제2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 1:1 전사 방식을 이용하여 도 7의 마이크로 LED 복합 소자를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 기판상에 단위 소자들을 조밀하게 제작한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 신축성 필름 상에 1차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 신축성 필름을 확장하는 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 대상 기판상에 2차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 소자 제자 방법을 나타낸 순서도이다.
본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다," "포함할 수 있다." 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작, 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작, 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, "포함하다." 또는 "가지다." 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. 　
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
이하의 실시 예들에서는, 복합 소자의 일 예로 마이크로 LED 디스플레이를 예로 들어 본 발명을 설명하나, 복합 소자는 이에 한정되지 않으며, 규칙적 배열을 가지는 이종 소자간의 집적으로 생성되는 모든 소자에 본 발명이 적용될 수 있다.
도 1은 복합 소자로써 마이크로 LED 디스플레이의 구조의 제1 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 1에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 화소(RGB 화소)를 이루는 단위 소자(LED 소자)들(111, 121, 131)이 5×5 크기의 2차원 어레이(array) 구조로 배치된 일 예가 도시되어 있으며, 각 단위 소자들의 규격은 다음과 같다.
- 레드 단위 소자(111)의 좌표: (2m(l1+d1), 2n(l2+d2))
- 그린 단위 소자(121)의 좌표: (2m(l1+d1), (2n+1)(l2+d2))
- 블루 단위 소자(131)의 좌표: ((2m+1)(l1+d1), (2n+1)(l2+d2))
여기서, m, n은 0, 1, 2, …이고, d1은 단위 소자 간 x축 방향 거리, d2는 단위 소자 간 y축 방향 거리이다. RGB 화소를 이루는 단위 소자들(111, 121, 131)의 크기가 동일할 때, l1은 단위 소자의 x축 방향 길이, l2는 단위 소자의 y축 방향 길이이다.
단위 소자들(111, 121, 131) 사이의 공간에는 RGB 화소를 구동하는 IC 칩 또는 이종의 소자들이 위치할 수 있다.
도 1에서는 마이크로 LED 디스플레이가 RGB 화소로 이루어진 예를 도시하였으나, 다양한 실시 예에서 마이크로 LED 디스플레이는 RRGB, RGBW 등으로 다양하게 구성될 수 있으며, 단위 소자들의 크기가 서로 다르게 구성될 수도 있다. 화소의 구성은 VGA급(640×480), SVGA(800×600), HD(1280×1080), Full-HD (1920×1080), UHD 등 마이크로 LED 디스플레이의 성능에 따라 결정된다. 그러나 기본적으로 마이크로 LED 디스플레이에서 단위 소자들(111, 121, 131)은 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 화소마다 주기적으로 배치된다.
도 1에 도시된 바와 같이 레드, 그린, 블루 화소를 포함하는 마이크로 LED 디스플레이를 제작하는 경우, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)의 성장 조건이 서로 다르기 때문에 하나의 기판상에 모든 단위 소자를 효율적으로 제작하는 것은 어렵다. 따라서, 현재에는 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)을 서로 다른 조건에서 각각 서로 다른 임의의 기판상에 별도로 제작한 후에, 대상 기판에 순차적으로 전사시킴으로써 마이크로 LED 디스플레이를 제작하고 있다. 각각의 화소에 대한 단위 소자들(111, 121, 131)을 임의의 기판에서 대상 기판으로 전사시킬 때, 현재에는 1:1 전사 방식이 이용되고 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2는 1:1 전사 방식을 이용하여 도 1의 마이크로 LED 디스플레이를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)을 구성하는 LED는 이종의 기판을 이용하여 제작되거나 동일한 기판을 이용하더라도 서로 다른 성장 조건에서 제작되어야 한다. 따라서, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)은 하나의 기판상에 한꺼번에 제작할 수 없고, 각각 별개의 기판(112, 122, 132) 상에 제작된다. 이때, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)은 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 알맞게 도 1에서 설명한 바와 같은 좌표와 크기에 따라 기판(112, 122, 132) 상에 제작된다.
도 2a는 레드 단위 소자들(111)이 기판(112) 상에 제작된 예를 도시하고 있다. 레드 단위 소자들(111)은 레드 색상의 빛을 출력하는 LED로 구성된다. 레드 색상의 빛을 출력하는 LED는 GaAs 기판상에서 630nm 근처의 파장을 갖는 AlInGaP 계열의 활성층을 이용하여 제작된다. 그에 따라, 도 2a에 도시된 실시 예에서, 레드 단위 소자들(111)이 제작되는 기판(112)은 GaAs 기판일 수 있다.
레드 단위 소자들(111)은 도 1에서 설명한 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따라 x축 방향으로 l1, y축 방향으로 l2의 길이를 가지며, 레드 단위 소자들(111) 간의 거리는 x축 방향으로 l1+2d1, y축 방향으로 l2+2d2이다.
도 2b는 그린 단위 소자들(121)이 기판(122) 상에 제작된 예를 도시하고 있다. 그린 단위 소자들(121)은 그린 색상의 빛을 출력하는 LED로 구성된다. 그린 색상의 빛을 출력하는 LED는 사파이어(sapphire) 기판상에 520nm 근처의 파장을 갖는 InGaN 계열의 활성층을 이용하여 제작된다. 그에 따라, 도 2b에 도시된 실시 예에서, 그린 단위 소자들(121)이 제작되는 기판(122)은 사파이어, SiC, Si, GaN 기판일 수 있다.
그린 단위 소자들(121)은 도 1에서 설명한 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따라 x축 방향으로 l1, y축 방향으로 l2의 길이를 가지며, 그린 단위 소자들(121) 간의 거리는 x축 방향으로 l1+2d1, y축 방향으로 l2+2d2이다.
도 2c는 블루 단위 소자들(131)이 기판(132) 상에 제작된 예를 도시하고 있다. 블루 단위 소자들(131)은 블루 색상의 빛을 출력하는 LED로 구성된다. 블루 색상의 빛을 출력하는 LED는 사파이어 기판상에 450nm 근처의 파장을 갖는 InGaN 계열의 활성층을 이용하여 제작된다. 그에 따라, 도 2c에 도시된 실시 예에서, 블루 단위 소자들(131)이 제작되는 기판(132)은 사파이어, SiC, Si, GaN 기판일 수 있다.
블루 단위 소자들(131)은 도 1에서 설명한 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따라 x축 방향으로 l1, y축 방향으로 l2의 길이를 가지며, 블루 단위 소자들(131) 간의 거리는 x축 방향으로 l1+2d1, y축 방향으로 l2+2d2이다.
도 2a 내지 도 2c와 같이 제작된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)은 도 2d에 도시된 바와 같이 대상 기판(140) 상에 순차적으로 전사되어 최종 마이크로 LED 디스플레이를 형성한다. 대상 기판(140)은 최종 마이크로 LED 디스플레이의 사용 목적에 따라 유연 기판, 투명 기판 또는 다른 반도체 회로 기판일 수 있다.
이렇게 형성된 최종 마이크로 LED 디스플레이는 도 1에서 예로 든 바에 따라, RGB 화소를 갖는 5×5 크기의 디스플레이가 된다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)은 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격을 준수하기 위하여 조밀하게 제작되지 못하고 일정한 거리를 갖도록 배치되며, 기판상에서 하나의 단위 소자가 차지하는 면적은 4(l1+d1)(l2+d2)가 된다.
그에 따라, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)이 제작되는 각각의 기판(112, 122, 132)에는 단위 소자들 간 거리 형성에 이용되는 넓은 면적의 불필요한 공간(dead space)(113, 123, 133)이 발생한다. 이는, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)의 제작 시에 이용되는 기판(112, 122, 132)의 면적은 증가하거나, 기판(112, 122, 132) 상에 제작할 수 있는 레드, 그린, 블루 단위 소자들(111, 121, 131)의 수량을 제한하는 결과를 가져오며, 단위 소자당 제조 비용을 증가시킨다.
이하에서는, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 단위 소자 전사 시 신축성 필름을 이용하는 소자 제작 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 기판상에 단위 소자들을 조밀하게 제작한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에서, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은 각각의 기판(제1 기판)(212, 222, 232) 상에 제작된다. 이때, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 무관하게 조밀하게(밀집되도록, 상호 인접하게, 고밀도로) 제작된다. 즉, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은 제작 과정에서 필수적으로 발생하는 최소한의 거리로 배열될 수 있으며, 이때, 최소한의 거리는 단위 소자의 크기에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작다.
도 3a는 레드 단위 소자들(211)이 기판(212) 상에 제작된 예를, 도 3b는 그린 단위 소자들(221)이 기판(222) 상에 제작된 예를, 도 3c는 블루 단위 소자들(231)이 기판(232) 상에 제작된 예를 도시하고 있다.
도 2의 실시 예에서 하나의 단위 소자가 차지하는 면적은 4(l1+d1)(l2+d2)이다. 반면, 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에서는, 단위 소자 간 거리가 무시할 수 있을 정도로 작을 때, 하나의 단위 소자가 차지하는 면적은 (l1+d1)(l2+d2)이다. 결과적으로, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 도 2의 실시 예에서보다 4배 큰 밀도로 단위 소자들(211, 221, 231)을 제작할 수 있어, 단위 소자당 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 기판(212, 222, 232) 상에 조밀하게 제작된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은, 이후에 신축성 필름상에 전사된다. 이에 대하여 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 신축성 필름 상에 1차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에서, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은 각각의 기판(212, 222, 232)으로부터 신축성 필름(213, 223, 233)으로 1차 전사된다. 도 4에서는 레드 단위 소자(211)가 기판(212) 상에서 신축성 필름(213) 상으로 전사되는 예만을 도시하였으나, 그린, 블루 단위 소자들(221, 231)도 도 4에 도시된 바와 같이 신축성 필름(223, 233) 상에 전사된다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, 신축성 필름(213, 223, 233)은 예를 들면 폴리염화비닐(PVC), 폴리올레핀(PO) 등의 수지에 의한 유연성을 가짐과 동시에 상온 또는 가열 상태에서 확장될 수 있는(늘어날 수 있는) 다양한 소재로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)이 전사된 신축성 필름(213, 223, 233)은, 이후에 외력에 의해 확장되어 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231) 각각의 단위 소자 간 거리를 조절한다. 이에 대하여 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 신축성 필름을 확장하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에서, 신축성 필름(213, 223, 233)은, 신축성 필름(213, 223, 233) 상에 전사된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)이 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 알맞은 거리로 배열되도록, 외력에 의해 방사형으로 확장된다. 도 5에서는 레드 단위 소자(211)가 전사된 신축성 필름(213)이 확장되는 예만을 도시하였으나, 그린, 블루 단위 소자들(221, 231)이 전사된 신축성 필름(223, 233)도 도 5에 도시된 바와 같이 각 단위 소자들의 규격에 따라 방사형으로 확장된다.
도 5의 실시 예에서, 신축성 필름(213)이 확장됨에 따라 레드 단위 소자들(211)은 상호 간에 일정한 거리로 벌어진다. 도 1에서 예로든 바와 같이, 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따를 때 레드 단위 소자들(211) 간 거리가 x축 방향으로 l1+2d1, y축 방향으로 l2+2d2인 경우, 신축성 필름(213)은 도 5에 도시된 것처럼 전사된 레드 단위 소자들(211)이 규격에 따른 거리로 배열될 때까지, 방사 방향(radial direction)으로 확장될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 신축성 필름(213, 223, 233)의 확장에 따라 단위 소자 간 거리가 조절된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은, 이후에 대상 기판(제2 기판)(240) 상에 전사된다. 이에 대하여 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명 제1 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 대상 기판상에 2차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에서, 규격에 알맞게 배열된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은 각각의 신축성 필름(213, 223, 233)으로부터 대상 기판(240)으로 2차 전사된다. 레드, 그린, 블루 단위 소자들(211, 221, 231)은 대상 기판(240) 상에서 전기적으로 연결되어, RGB 화소를 갖는 5×5 크기의 최종 마이크로 LED 디스플레이로써 동작하게 된다.
본 발명의 제1 실시 예에서는, 신축성 필름이 방사형으로 확장되어, x축 및 y축 방향으로 단위 소자들 간 거리를 조절하는 것으로 설명하였으나, 최종 복합 소자의 규격에 따라 신축성 필름의 확장은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
이하에서는, 신축성 필름이 방향 방향을 제외한 적어도 일 방향으로 확장되는 예를 구체적으로 설명한다.
도 7은 복합 소자로써 마이크로 LED 디스플레이의 소자 구조의 제2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 7에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 화소(RGB 화소)를 이루는 단위 소자(LED 소자)들(311, 321, 331)의 규격은 다음과 같다.
- 레드 단위 소자(311)의 좌표: (3m(l1+d1), n(l2+d2))
- 그린 단위 소자(321)의 좌표: (3(m+1)(l1+d1), n(l2+d2))
- 블루 단위 소자(331)의 좌표: ((3m+2)(l1+d1), n(l2+d2))
여기서, m, n은 0, 1, 2,… 이고, d1은 단위 소자 간 x축 방향 거리, d2는 단위 소자 간 y축 방향 거리이다. RGB 화소를 이루는 단위 소자들(311, 321, 331)의 크기가 동일할 때, l1은 단위 소자의 x축 방향 길이, l2는 단위 소자의 y축 방향 길이이다.
도 1에서 설명한 바와 마찬가지로, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(311, 321, 331)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 각각 서로 다른 기판(312, 322, 332) 상에 별도로 제작된 후에, 대상 기판(340)에 순차적으로 전사되어 최종 마이크로 LED 디스플레이를 구성한다.
도 8a는 레드 단위 소자들(311)이 기판(312) 상에 제작된 예를 도시하고 있다. 레드 단위 소자들(311)은 도 7에서 설명한 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따라 x축 방향으로 l1, y축 방향으로 l2의 길이를 가지며, 레드 단위 소자들(311) 간의 거리는 x축 방향으로 2l1+3d1, y축 방향으로 d2이다.
도 8b는 그린 단위 소자들(321)이 기판(322) 상에 제작된 예를 도시하고 있다. 그린 단위 소자들(321)은 도 7에서 설명한 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따라 x축 방향으로 l1, y축 방향으로 l2의 길이를 가지며, 그린 단위 소자들(321) 간의 거리는 x축 방향으로 2l1+3d1, y축 방향으로 d2이다.
도 8c는 블루 단위 소자들(331)이 기판(332) 상에 제작된 예를 도시하고 있다. 블루 단위 소자들(331)은 도 7에서 설명한 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따라 x축 방향으로 l1, y축 방향으로 l2의 길이를 가지며, 블루 단위 소자들(331) 간의 거리는 x축 방향으로 l1+2d1, y축 방향으로 l2+2d2이다.
도 8a 내지 도 8c와 같이 제작된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(311, 321, 331)은 도 8d에 도시된 바와 같이 대상 기판(340) 상에 순차적으로 전사되어 최종 마이크로 LED 디스플레이를 형성한다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이 레드, 그린, 블루 단위 소자들(311, 321, 331)은 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격을 준수하기 위하여 조밀하게 제작되지 못하고 일정한 거리를 갖도록 배치되며, 기판상에서 하나의 단위 소자가 차지하는 면적은 3(l1+d1)(l2+d2)가 된다. 그에 따라, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(311, 321, 331)이 제작되는 각각의 기판(312, 322, 332)에는 단위 소자들 간 거리 형성에 이용되는 넓은 면적의 불필요한 공간(dead space)(313, 323, 333)이 발생한다.
이하에서는, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 단위 소자 전사 시 신축성 필름을 이용하는 소자 제작 방법을 설명한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 기판상에 단위 소자들을 조밀하게 제작한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에서, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)은 각각의 기판(제1 기판(412, 422, 432) 상에 제작된다. 이때, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)은 최종 마이크로 LED 디스플레이 규격에 무관하게 조밀하게 제작된다. 즉, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)은 제작 과정에서 필수적으로 발생하는 최소한의 거리로 배열될 수 있으며, 이때, 최소한의 거리는 단위 소자의 크기에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작다.
도 9a는 레드 단위 소자들(411)이 기판(412) 상에 제작된 예를, 도 9b는 그린 단위 소자들(421)이 기판(422) 상에 제작된 예를, 도 9c는 블루 소자 단위들(431)이 기판(432) 상에 제작된 예를 도시하고 있다.
도 8의 실시 예에서 하나의 단위 소자가 차지하는 면적은 3(l1+d1)(l2+d2)이다. 반면, 도 9에 도시된 본 발명의 제2 실시 예에서는, 단위 소자 간 거리가 무시할 수 있을 정도로 작을 때, 하나의 단위 소자가 차지하는 면적은 (l1+d1)(l2+d2)이다. 결과적으로, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 도 8의 실시 예보다 3배의 큰 밀도로 단위 소자들(411, 421, 431)을 제작할 수 있어, 단위 소자당 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 기판(412, 422, 432) 상에 조밀하게 제작된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)은, 이후에 신축성 필름상에 전사된다. 이에 대하여 도 10을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 10은 본 발명 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 단위 소자들을 신축성 필름 상에 1차로 전사한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에서, 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)은 각각의 기판(412, 422, 432)으로부터 신축성 필름(413, 423, 433)으로 1차 전사된다. 도 10에서는 레드 단위 소자(411)가 기판(412) 상에서 신축성 필름(413) 상으로 전사되는 예만을 도시하였으나, 그린, 블루 단위 소자들(421, 431)도 도 10에 도시된 바와 같이 신축성 필름(423, 433) 상에 전사된다.
도 10에 도시된 바와 같이 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)이 전사된 신축성 필름(413, 423, 433)은, 이후에 외력에 의해 확장되어 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431) 각각의 단위 소자 간 거리를 조절한다. 이에 대하여 도 11을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 11은 본 발명 제2 실시 예에 따른 소자 제작 방법에 있어서 신축성 필름을 확장하는 예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에서, 신축성 필름(413, 423, 433)은, 신축성 필름(413, 423, 433) 상에 전사된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)이 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 알맞은 거리로 배열되도록, 외력에 의해 x축 또는 y축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장된다. 도 11에서는 레드 단위 소자(411)가 전사된 신축성 필름(413)이 확장되는 예만을 도시하였으나, 그린, 블루 단위 소자들(421, 431)이 전사된 신축성 필름(423, 433)도 도 11에 도시된 바와 같이 각 단위 소자들의 규격에 따라 x축 또는 y축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장된다.
도 11의 실시 예에서, 신축성 필름(413)이 확장됨에 따라 레드 단위 소자들(411)은 상호 간에 일정한 거리로 벌어진다. 도 1에서 예로든 바와 같이, 최종 마이크로 LED 디스플레이의 규격에 따를 때 레드 단위 소자들(411) 간 거리가 x축 방향으로 2l1+3d1, y축 방향으로 d2인 경우, 신축성 필름(413)은 도 11에 도시된 것처럼 전사된 레드 단위 소자들(411)이 규격에 따른 거리로 배열될 때까지, x축 또는 y축 방향 중 적어도 하나의 방향으로 확장될 수 있다.
일 실시 예에서, d2가 충분히 작은 경우, 레드 단위 소자들(411)은 도 10의 실시 예에 따라 기판상에 제작될 때, 단위 소자들 간 y축 방향으로 d2의 거리를 갖도록 제작될 수 있다. 이 경우, 신축성 필름(413)은 x축 방향으로만 확장된다. 이러한 기판상의 제작 및 신축성 필름의 확장은 그린, 블루 단위 소자들(421, 431)에 대하여도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 신축성 필름(413, 423, 433)의 확장에 따라 단위 소자 간 거리가 조절된 레드, 그린, 블루 단위 소자들(411, 421, 431)은, 도 12에 도시된 바와 같이 대상 기판(제2 기판)(440) 상에 전사되어 최종 마이크로 LED 디스플레이를 구성한다.
상기한 본 발명의 제2 실시 예는, 신축성 필름이 x축 및 y축 중 적어도 하나의 방향으로 확장되는 예를 도시하였으나, 구현하기에 따라 신축성 필름은 대각선이나 임의의 각도를 갖는 방향으로 확장될 수 있다.
결과적으로 본 발명의 다양한 실시 예에서, 신축성 필름은 일 방향으로부터 방사 방향까지, 즉 적어도 일 방향으로 확장될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 소자 제자 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명은 먼저 단위 소자들을 제1 기판상에 조밀하게 제작한다(1301). 이때, 단위 소자들 간의 거리는 제1 설정값을 가질 수 있다. 최종 복합 소자가 여러 종류의 단위 소자로 구성되는 경우, 각 종류의 단위 소자는 각각의 제1 기판상에 제작된다.
다음으로, 본 발명은 제1 기판상의 단위 소자들을 신축성 필름에 1차 전사한다(1302). 본 발명의 다양한 실시 예에서, 신축성 필름은 폴리염화비닐(PVC), 폴리올레핀(PO) 등의 수지에 의한 유연성을 가짐과 동시에 상온 또는 가열 상태에서 확장될 수 있는(늘어날 수 있는) 다양한 소재로 구성될 수 있다.
다음으로, 본 발명은 단위 소자들이 전사된 신축성 필름을 최종 복합 소자의 규격에 알맞게 적어도 일 방향으로 확장시킨다(1303). 신축성 필름은, 신축성 필름상에 전사된 단위 소자 간의 거리가 최종 복합 소자의 규격에 대응하는 제2 설정 값을 갖도록 외력에 의해 적어도 일 방향으로 확장된다. 신축성 필름의 확장에 의해 단위 소자들 간의 거리는 최종 복합 소자의 규격에 대응하는 제2 설정 값으로 조절된다. 일 실시 예에서, 신축성 필름은 일 방향 또는 이 방향으로 확장되거나 방사 방향으로 확장될 수 있다.
다음으로, 본 발명은 거리가 조절된 신축성 필름상의 단위 소자들을 제2 기판에 2차 전사한다(1304). 최종 복합 소자가 여러 종류의 단위 소자로 구성되는 경우, 각 종류의 단위 소자는 각각의 제1 기판상에 제작된다.
최종 복합 소자가 여러 종류의 단위 소자로 구성되는 경우, 각 종류의 단위 소자는 각각의 신축성 필름에서 순차적으로 제2 기판상에 2차 전사된다.
모든 종류의 단위 소자가 전사된 제2 기판은, 최종 복합 소자로써 구동된다. 이를 위하여, 제2 기판상에서 단위 소자들은 상호 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 기판상에는 단위 소자들을 구동하기 위한 제어 회로 등이 구비될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
111, 121, 131: 단위 소자
112, 122, 132: 기판
140: 대상 기판
211, 221, 231: 단위 소자
212, 222, 232: 기판
213, 223, 233: 신축성 필름
240: 대상 기판
311, 321, 331: 단위 소자
312, 322, 332: 기판
340: 대상 기판
411, 421, 431: 단위 소자
413, 423, 433: 신축성 필름
440: 대상 기판

Claims (11)

  1. 복합 소자를 구성하는 단위 소자들을 제1 기판상에 제작하는 단계;
    상기 단위 소자들을 상기 제1 기판으로부터 신축성 필름으로 1차 전사하는 단계;
    상기 단위 소자들 간의 거리가 상기 복합 소자의 규격에 대응되도록 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계; 및
    상기 단위 소자들을 상기 신축성 필름으로부터 제2 기판으로 2차 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계는,
    상기 단위 소자들이 상기 복합 소자의 규격에 무관하게 상호 인접하게 배치되도록 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신축성 필름은,
    유연성을 가지며 상온 또는 가열 상태에서 용이하게 확장될 수 있는 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계는,
    상기 신축성 필름을 방사 방향으로 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계는,
    제1 방향에 대한 상기 단위 소자들 간의 거리가 상기 복합 소자의 규격에 대응되도록 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신축성 필름을 적어도 일 방향으로 확장하는 단계는,
    상기 신축성 필름을 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단위 소자들을 상기 제1 기판상에 제작하는 단계는,
    상기 복합 소자가 복수의 서로 다른 종류의 단위 소자들로 구성될 때, 각 종류의 단위 소자들을 각각의 제1 기판상에 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 2차 전사하는 단계는,
    상기 각 종류의 단위 소자들을 순차적으로 각각의 신축성 필름으로부터 상기 제2 기판으로 2차 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 복합 소자는,
    규칙적 배열을 가지는 이종 소자 간의 집적으로 생성되는 임의의 소자인 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복합 소자의 규격은,
    상기 단위 소자들의 좌표 및 상기 단위 소자들 간의 거리에 관한 규격 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판상에서 상기 단위 소자들을 전기적으로 연결하여 상기 복합 소자로써 구동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110120445A (zh) * 2019-05-23 2019-08-13 京东方科技集团股份有限公司 发光粒子的转移方法、设备、显示基板和装置
WO2021107267A1 (ko) * 2019-11-29 2021-06-03 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR20210079486A (ko) * 2019-12-19 2021-06-30 한국기계연구원 마이크로 소자의 간격 조절 전사방법
CN116960255A (zh) * 2023-09-18 2023-10-27 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 Micro LED芯片的间距调节方法及Micro LED芯片的转移方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110120445A (zh) * 2019-05-23 2019-08-13 京东方科技集团股份有限公司 发光粒子的转移方法、设备、显示基板和装置
CN110120445B (zh) * 2019-05-23 2020-11-13 京东方科技集团股份有限公司 发光粒子的转移方法、设备、显示基板和装置
WO2021107267A1 (ko) * 2019-11-29 2021-06-03 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR20210079486A (ko) * 2019-12-19 2021-06-30 한국기계연구원 마이크로 소자의 간격 조절 전사방법
CN116960255A (zh) * 2023-09-18 2023-10-27 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 Micro LED芯片的间距调节方法及Micro LED芯片的转移方法
CN116960255B (zh) * 2023-09-18 2023-12-26 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 Micro LED芯片的间距调节方法及Micro LED芯片的转移方法

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