KR20200005237A - Micro led transfer head and micro led transfer system using the same - Google Patents

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KR20200005237A
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박승호
변성현
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Abstract

The present invention relates to a micro LED transfer head and a micro LED transfer system using the same, which can more effectively transfer a micro LED using a phase change material. The micro LED transfer head transfers the micro LED from a first substrate and a second substrate.

Description

마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 전사 시스템{MICRO LED TRANSFER HEAD AND MICRO LED TRANSFER SYSTEM USING THE SAME}MICRO LED TRANSFER HEAD AND MICRO LED TRANSFER SYSTEM USING THE SAME

본 발명은 마이크로 LED를 제1기판에서 제2기판으로 전사하는 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 전사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a micro LED transfer head for transferring a micro LED from a first substrate to a second substrate and a micro LED transfer system using the same.

현재 디스플레이 시장은 아직은 LCD가 주류를 이루고 있는 가운데 OLED가 LCD를 빠르게 대체하며 주류로 부상하고 있는 상황이다. 디스플레이 업체들의 OLED 시장 참여가 러시를 이루고 있는 상황에서 최근 Micro LED(이하,‘마이크로 LED’라 함) 디스플레이가 또 하나의 차세대 디스플레이로 부상하고 있다. LCD와 OLED의 핵심소재가 각각 액정(Liquid Crystal), 유기재료인데 반해 마이크로 LED 디스플레이는 마이크로미터(㎛) 단위의 LED 칩 자체를 발광재료로 사용하는 디스플레이다. Currently, the display market is still the mainstream, while OLED is rapidly becoming the mainstream by replacing LCD. As display companies are participating in the OLED market rush, Micro LED (hereinafter referred to as “micro LED”) display is emerging as another next generation display. The key materials of LCD and OLED are liquid crystal and organic materials, respectively, whereas micro LED display is a display that uses micrometer (μm) LED chip itself as a light emitting material.

Cree사가 1999년에 "광 적출을 향상시킨 마이크로-발광 다이오드 어레이"에 관한 특허를 출원하면서(등록특허공보 등록번호 제0731673호), 마이크로 LED 라는 용어가 등장한 이래 관련 연구 논문들이 잇달아 발표되면서 연구개발이 이루어지고 있다. 마이크로 LED를 디스플레이에 응용하기 위해 해결해야 할 과제로 마이크로 LED 소자를 Flexible 소재/소자를 기반으로 하는 맞춤형 마이크로 칩 개발이 필요하고, 마이크로 미터 사이즈의 LED 칩의 전사(transfer)와 디스플레이 픽셀 전극에 정확한 실장(Mounting)을 위한 기술이 필요하다. When Cree applied for a patent on "Micro-light Emitting Diode Arrays with Improved Light Extraction" in 1999 (Registration No. 0731673), the research and development has been published since the publication of the term micro LED. This is being done. The challenge to apply micro LEDs to displays requires the development of custom microchips based on flexible materials / devices for micro-LED devices, and the accuracy of transfer and display pixel electrodes of micrometer-sized LED chips. There is a need for technology for mounting.

특히, 마이크로 LED 소자를 표시 기판에 이송하는 전사(transfer)와 관련하여, LED 크기가 마이크로미터(㎛) 단위까지 작아짐에 따라 기존의 픽앤플레이스(pick & place) 장비를 사용할 수 없고, 보다 고정밀도로 이송하는 전사 헤드기술이 필요하게 되었다. 이러한 전사 헤드 기술과 관련하여, 이하에서 살펴보는 바와 같은 몇 가지의 구조들이 제안되고 있으나 각 제안 기술은 몇 가지의 단점들을 가지고 있다. In particular, with respect to the transfer of the micro LED device to the display substrate, as the LED size is reduced to the micrometer (μm) unit, the existing pick & place equipment can not be used, and more precisely There is a need for transfer head technology. In relation to the transfer head technology, several structures as described below have been proposed, but each proposed technology has some disadvantages.

미국의 Luxvue사는 정전헤드(electrostatic head)를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 공개번호 제2014-0112486호, 이하 ‘선행발명1’이라 함). 선행발명1의 전사원리는 실리콘 재질로 만들어진 헤드 부분에 전압을 인가함으로써 대전현상에 의해 마이크로 LED와 밀착력이 발생하게 하는 원리이다. 이 방법은 정전 유도시 헤드에 인가된 전압에 의해 대전 현상에 의한 마이크로 LED 손상에 대한 문제가 발생할 수 있다. Luxvue of the United States has proposed a method for transferring a micro LED using an electrostatic head (Public Patent Publication No. 2014-0112486, hereinafter referred to as "prior invention 1"). The transfer principle of the present invention 1 is a principle of generating adhesion between the micro LED and the charging by applying a voltage to a head part made of silicon. This method may cause a problem of micro LED damage due to a charging phenomenon due to the voltage applied to the head during the electrostatic induction.

미국의 X-Celeprint사는 전사 헤드를 탄성이 있는 고분자 물질로 적용하여 웨이퍼 상의 마이크로 LED를 원하는 기판에 이송시키는 방법을 제안하였다(공개특허공보 공개번호 제2017-0019415호, 이하 ‘선행발명2’라 함). 이 방법은 정전헤드 방식에 비해 LED 손상에 대한 문제점은 없으나, 전사 과정에서 목표기판의 점착력 대비 탄성 전사 헤드의 점착력이 더 커야 안정적으로 마이크로 LED를 이송시킬 수 있으며, 전극 형성을 위한 추가 공정이 필요한 단점이 있다. 또한, 탄성 고분자 물질의 점착력을 지속적으로 유지하는 것도 매우 중요한 요소로 작용하게 된다. X-Celeprint Inc. of the United States proposed a method of transferring a micro LED on a wafer to a desired substrate by applying a transfer head as an elastic polymer material (Publication Publication No. 2017-0019415, hereinafter referred to as `` Prevention 2 ''). box). This method has no problems with LED damage compared to the electrostatic head method, but it can transfer micro LEDs stably when the transfer force of the elastic transfer head is larger than the adhesive force of the target substrate, and requires an additional process for electrode formation. There are disadvantages. In addition, maintaining the adhesive strength of the elastic polymer material is also a very important factor.

한국광기술원은 섬모 점착구조 헤드를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(등록특허공보 등록번호 제1754528호, 이하 ‘선행발명3’이라 함). 그러나 선행발명3은 섬모의 점착구조를 제작하는 것이 어렵다는 단점이 있다. The Korean Academy of Photonics and Technology proposed a method of transferring micro LEDs using a cilia adhesive head (registered patent publication No. 1754528, hereinafter referred to as 'prior invention 3'). However, the preceding invention 3 has a disadvantage in that it is difficult to manufacture the adhesive structure of the cilia.

한국기계연구원은 롤러에 점착제를 코팅하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(등록특허공보 등록번호 제1757404호, 이하 ‘선행발명4’라 함). 그러나 선행발명4는 점착제의 지속적인 사용이 필요하고, 롤러 가압 시 마이크로 LED가 손상될 수도 있는 단점이 있다. The Korea Institute of Machinery and Materials proposed a method of transferring micro LEDs by coating an adhesive on a roller (registered patent publication No. 1757404, hereinafter referred to as 'prior invention 4'). However, the prior invention 4 requires the continuous use of the adhesive, there is a disadvantage that the micro LED may be damaged when the roller is pressed.

삼성디스플레이는 어레이 기판이 용액에 담겨 있는 상태에서 어레이 기판의 제1,2전극에 마이너스 전압을 인가하여 정전기 유도 현상에 의해 마이크로 LED를 어레이 기판에 전사하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 제10-2017-0026959호, 이하 ‘선행발명5’라 함). 그러나 선행발명 5는 마이크로 LED를 용액에 담가 어레이 기판에 전사한다는 점에서 별도의 용액이 필요하고 이후 건조공정이 필요하다는 단점이 있다.Samsung Display proposed a method of transferring micro LEDs to an array substrate by electrostatic induction by applying a negative voltage to the first and second electrodes of the array substrate while the array substrate is in solution. 2017-0026959, hereinafter referred to as `` First Invention 5 ''). However, the prior invention 5 has a disadvantage in that a separate solution is required in that the micro LED is transferred to the array substrate by soaking in a solution, and then a drying process is required.

엘지전자는 헤드홀더를 복수의 픽업헤드들과 기판 사이에 배치하고 복수의 픽업 헤드의 움직임에 의해 그 형상이 변형되어 복수의 픽업 헤드들에게 자유도를 제공하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 제10-2017-0024906호, 이하 ‘선행발명6’이라 함). 그러나 선행발명 6은 복수의 픽업헤드들의 점착면에 점착력을 가지는 본딩물질을 도포하여 마이크로 LED를 전사하는 방식이라는 점에서, 픽업헤드에 본딩물질을 도포하는 별도의 공정이 필요하다는 단점이 있다. LG Electronics has proposed a method of arranging a head holder between a plurality of pickup heads and a substrate and deforming its shape by the movement of the plurality of pickup heads to provide a degree of freedom to the plurality of pickup heads. -2017-0024906, hereinafter referred to as 'prior invention 6'). However, since the present invention 6 is a method of transferring a micro LED by applying a bonding material having adhesive force to the adhesive surfaces of the plurality of pickup heads, a separate process of applying a bonding material to the pickup head has a disadvantage.

위와 같은 선행발명들의 문제점을 해결하기 위해서는 선행발명들이 채택하고 있는 기본 원리를 그대로 채용하면서 전술한 단점들을 개선해야 하는데, 이와 같은 단점들은 선행발명들이 채용하고 있는 기본 원리로부터 파생된 것이어서 기본 원리를 유지하면서 단점들을 개선하는 데에는 한계가 있다. 이에 본 발명의 출원인은 이러한 종래기술의 단점들을 개선하는데 그치지 않고, 선행 발명들에서는 전혀 고려하지 않았던 새로운 방식을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the preceding inventions, the above-mentioned disadvantages should be improved while adopting the basic principles adopted by the preceding inventions. These disadvantages are derived from the basic principles adopted by the preceding inventions. There are limits to improving the shortcomings. Accordingly, the applicant of the present invention is not only to improve the disadvantages of the prior art, but to propose a new method that has not been considered in the prior inventions at all.

등록특허공보 등록번호 제0731673호Registered Patent Publication No. 0731673 공개특허공보 공개번호 제2014-0112486호Published Patent Publication No. 2014-0112486 공개특허공보 공개번호 제2017-0019415호Korean Laid-Open Patent Publication No. 2017-0019415 등록특허공보 등록번호 제1754528호Registered Patent Publication No. 1754528 등록특허공보 등록번호 제1757404호Registered Patent Publication No. 1757404 공개특허공보 제10-2017-0026959호Patent Publication No. 10-2017-0026959 공개특허공보 제10-2017-0024906호Patent Publication No. 10-2017-0024906

이에 본 발명은 현재까지 제안된 마이크로 LED 전사시스템의 문제점을 해결하고 상변화 물질(Phase Change Material)을 이용한 마이크로 LED를 보다 효과적으로 전사할 수 있는 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 전사 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention solves the problems of the proposed micro LED transfer system and provides a micro LED transfer head and a micro LED transfer system using the same, which can more effectively transfer a micro LED using a phase change material. For that purpose.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 마이크로 LED헤드는, 제1기판에서 제2기판으로 마이크로 LED를 전사하는 마이크로 LED 전사헤드에 있어서, 상기 마이크로 LED와의 접촉 계면에서 상기 마이크로 LED와 접촉시 고상에서 액상으로 상변화를 하여 상기 마이크로 LED를 흡착하는 상변화 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the micro LED head according to the present invention, in the micro LED transfer head for transferring the micro LED from the first substrate to the second substrate, the micro LED at the contact interface with the micro LED It characterized in that it comprises a phase change material for adsorbing the micro LED by the phase change from the solid phase to the liquid phase upon contact.

또한, 상기 상변화 물질의 상부에 구비되는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it comprises a cooling unit provided on top of the phase change material.

또한, 상기 상변화 물질은 서로 이격되어 패턴화된 것을 특징으로 한다.In addition, the phase change material is characterized in that the patterned spaced apart from each other.

또한, 서로 이격되어 하부로 돌출된 돌출부를 포함하되, 상기 상변화 물질은 상기 돌출부의 하면에 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the protrusions spaced apart from each other and protruding downward, wherein the phase change material is characterized in that formed on the lower surface of the protrusion.

한편 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 마이크로 LED 전사 시스템은, 제1기판에서 제2기판으로 마이크로 LED를 전사하는 마이크로 LED 전사헤드를 포함하는 마이크로 LED 전사시스템에 있어서, 상기 전사헤드는 상기 마이크로 LED와의 접촉 계면에서 상기 마이크로 LED와 접촉시 고상에서 액상으로 상변화를 하여 상기 마이크로 LED를 흡착하는 상변화 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in order to achieve the object of the present invention, the micro LED transfer system according to the present invention, in the micro LED transfer system including a micro LED transfer head for transferring the micro LED from the first substrate to the second substrate, the transfer head The phase change material for adsorbing the micro LED by the phase change from the solid phase to the liquid phase when the contact with the micro LED at the contact interface with the micro LED.

또한, 상기 상변화 물질 고유의 상변화온도가 전사 공간의 온도보다 낮고, 상기 전사헤드는 상기 상변화 물질을 냉각하는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the phase change temperature inherent to the phase change material is lower than the temperature of the transfer space, and the transfer head may include a cooling unit for cooling the phase change material.

또한, 상기 상변화 물질 고유의 상변화온도가 전사 공간의 온도보다 높고, 상기 제1기판의 하부에 구비되어 상기 마이크로 LED를 가열하는 히터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the phase change temperature inherent to the phase change material is higher than the temperature of the transfer space, characterized in that it comprises a heater provided on the lower portion of the first substrate to heat the micro LED.

또한, 상기 전사헤드가 전사 대상의 마이크로 LED와 접촉할 때 상기 상변화 물질의 하면은, 상기 마이크로 LED와의 접촉 계면에 형성되는 상변화부와, 상기 마이크로 LED와 접촉되지 않는 면에 형성되는 상유지부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the transfer head is in contact with the micro LED to be transferred, the lower surface of the phase change material may include a phase change part formed at a contact interface with the micro LED and an image retention part formed at a surface not in contact with the micro LED. Characterized in that consists of.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로 LED 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 전사 시스템은, 상변화 물질(1100)을 이용하여 마이크로 LED를 효과적으로 전사할 수 있게 된다.As described above, the micro LED transfer head and the micro LED transfer system using the same may effectively transfer the micro LED using the phase change material 1100.

또한, 상변화 물질(1100)의 전체적인 상변화를 이용하지 않고, 접합 계면에서의 상변화 현상만을 이용하여 마이크로 LED를 흡착하여 전사함으로써, 전사헤드의 하부에 구비되는 상변화 물질(1100)을 지속적으로 사용할 수 있다.In addition, instead of using the overall phase change of the phase change material 1100, by adsorbing and transferring the micro LED using only the phase change phenomenon at the junction interface, the phase change material 1100 provided in the lower portion of the transfer head is continuously maintained. Can be used as

도 1은 본 발명의 실시예들의 전사 대상이 되는 마이크로 LED를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예들에 의해 표시기판에 이송되어 실장된 마이크로 LED 구조체의 도면.
도 3 내지 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제4실시예를에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템을 도시한 도면.1 is a view showing a micro LED to be the transfer target of embodiments of the present invention.
2 is a view of a micro LED structure is transferred to the display substrate mounted in accordance with embodiments of the present invention.
3 to 5 are views illustrating a micro LED transfer head and a transfer system using the same according to a first embodiment of the present invention.
6 is a view showing a micro LED transfer head and a transfer system using the same according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view showing a micro LED transfer head and a transfer system using the same according to a third embodiment of the present invention.
8 illustrates a micro LED transfer head and a transfer system using the same according to a fourth embodiment of the present invention.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art may implement the principles of the invention and invent various devices included in the concept and scope of the invention, although not explicitly described or illustrated herein. In addition, all conditional terms and embodiments listed herein are in principle clearly intended to be understood only for the purpose of understanding the concept of the invention and are not to be limited to the specifically listed embodiments and states. .

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, it will be possible to easily implement the technical idea of self-invention having ordinary skill in the art. .

본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 및 구멍들의 지름 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 도면에 도시된 마이크로 LED의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and / or perspective views, which are ideal exemplary views of the invention. The thicknesses of the films and regions and the diameters of the holes shown in these figures are exaggerated for the effective explanation of the technical contents. The shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. In addition, the number of micro-LEDs shown in the drawings is only a part of the drawings for illustrative purposes. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in forms generated according to manufacturing processes.

다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.In various embodiments of the present disclosure, components that perform the same function will be given the same names and the same reference numbers for convenience, even though the embodiments are different. In addition, the configuration and operation already described in another embodiment will be omitted for convenience.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 LED 흡착체의 흡착 대상이 되는 복수의 마이크로 LED(100)를 도시한 도면이다. 마이크로 LED(100)는 성장 기판(101) 위에서 제작되어 위치한다.1 is a diagram illustrating a plurality of micro LEDs 100 to be adsorbed by a micro LED adsorbent according to a preferred embodiment of the present invention. The micro LED 100 is fabricated and positioned on the growth substrate 101.

성장 기판(101)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 성장 기판(101)은 사파이어, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The growth substrate 101 may be made of a conductive substrate or an insulating substrate. For example, the growth substrate 101 may be formed of at least one of sapphire, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga 2 O 3 .

마이크로 LED(100)는 제1 반도체층(102), 제2 반도체층(104), 제1 반도체층(102)과 제2 반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1 컨택전극(106) 및 제2 컨택전극(107)을 포함할 수 있다.The micro LED 100 may include a first semiconductor layer 102, a second semiconductor layer 104, an active layer 103 formed between the first semiconductor layer 102 and the second semiconductor layer 104, and a first contact electrode ( 106 and a second contact electrode 107.

제1 반도체층(102), 활성층(103), 및 제2 반도체층(104)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The first semiconductor layer 102, the active layer 103, and the second semiconductor layer 104 may be formed of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), or plasma chemical vapor deposition (CVD). Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), Molecular Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), or the like.

제1 반도체층(102)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 반도체층(104)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함하여 형성될 수 있다. n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InNInAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first semiconductor layer 102 may be implemented with, for example, a p-type semiconductor layer. The p-type semiconductor layer is a semiconductor material having a composition formula of InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1), for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN , InAlGaN, AlInN, and the like, and p-type dopants such as Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba may be doped. The second semiconductor layer 104 may be formed, for example, including an n-type semiconductor layer. The n-type semiconductor layer is a semiconductor material having a composition formula of InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1), for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InNInAlGaN , AlInN, and the like, and n-type dopants such as Si, Ge, Sn, and the like may be doped.

다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 제1 반도체층(102)이 n형 반도체층을 포함하고, 제2 반도체층(104)이 p형 반도체층을 포함할 수도 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the first semiconductor layer 102 may include an n-type semiconductor layer, and the second semiconductor layer 104 may include a p-type semiconductor layer.

활성층(103)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다. 활성층(103)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.The active layer 103 is a region where electrons and holes are recombined. The active layer 103 may transition to a low energy level as the electrons and holes recombine, and may generate light having a corresponding wavelength. The active layer 103 may include, for example, a semiconductor material having a compositional formula of InxAlyGa1-x-yN (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1), and It may be formed of a quantum well structure or a multi quantum well structure (MQW). In addition, a quantum wire structure or a quantum dot structure may be included.

제1 반도체층(102)에는 제1 컨택전극(106)이 형성되고, 제2 반도체층(104)에는 제2 컨택전극(107)이 형성될 수 있다. 제1 컨택 전극(106) 및/또는 제2 컨택 전극(107)은 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 금속, 전도성 산화물 및 전도성 중합체들을 포함한 다양한 전도성 재료로 형성될 수 있다.The first contact electrode 106 may be formed on the first semiconductor layer 102, and the second contact electrode 107 may be formed on the second semiconductor layer 104. The first contact electrode 106 and / or the second contact electrode 107 may comprise one or more layers and may be formed of various conductive materials including metals, conductive oxides and conductive polymers.

성장 기판(101) 위에 형성된 복수의 마이크로 LED(100)를 커팅 라인을 따라 레이저 등을 이용하여 커팅하거나 에칭 공정을 통해 낱개로 분리하고, 레이저 리프트 오프 공정으로 복수의 마이크로 LED(100)를 성장 기판(101)으로부터 분리 가능한 상태가 되도록 할 수 있다. The plurality of micro LEDs 100 formed on the growth substrate 101 are cut along the cutting line using a laser or the like, or separately separated by an etching process, and the plurality of micro LEDs 100 are separated by the laser lift-off process. It can be made to be in a state detachable from 101.

도 1에서 ‘p’는 마이크로 LED(100)간의 피치간격을 의미하고, ‘s’는 마이크로 LED(100)간의 이격 거리를 의미하며, ‘w’는 마이크로 LED(100)의 폭을 의미한다. 도 1에는 마이크로 LED(100)의 단면 형상이 원형인 것을 예시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 사각 단면 등과 같이 성장기판(101)에서 제작되는 방법에 따라 원형 단면이 아닌 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 따라서 이하에서 설명되는 마이크로 LED(100)의 단면 형상이 원형 또는 사각 단면일 수 있다.In Figure 1 'p' means the pitch interval between the micro LED 100, 's' means the separation distance between the micro LED 100, 'w' means the width of the micro LED (100). Although FIG. 1 illustrates that the cross-sectional shape of the micro LED 100 is circular, the present invention is not limited thereto and may have a cross-sectional shape other than a circular cross-section according to a method of manufacturing the growth substrate 101 such as a rectangular cross section. Therefore, the cross-sectional shape of the micro LED 100 described below may be a circular or square cross section.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 LED 흡착체에 의해 표시 기판으로 이송되어 실장됨에 따라 형성된 마이크로 LED 구조체를 도시한 도면이다. FIG. 2 is a view illustrating a micro LED structure formed by being transferred to a display substrate by a micro LED adsorbent according to a preferred embodiment of the present invention.

표시 기판(300)은 다양한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 기판(300)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 표시 기판(300)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명한 플라스틱 재질로 형성되어 가용성을 가질 수 있다. 플라스틱 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.The display substrate 300 may include various materials. For example, the display substrate 300 may be made of a transparent glass material mainly containing SiO 2 . However, the display substrate 300 is not necessarily limited thereto, and may be formed of a transparent plastic material to have solubility. Plastic materials include insulating polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR, polyacrylate), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN, polyethyelenen napthalate), polyethylene terephthalate (PET) polyethyeleneterepthalate, polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polyimide, polycarbonate (PC), cellulose tri acetate (TAC), cellulose acetate propionate: CAP) may be an organic material selected from the group consisting of.

화상이 표시 기판(300)방향으로 구현되는 배면 발광형인 경우에 표시 기판(300)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 표시 기판(300)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형인 경우에 표시 기판(300)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 표시 기판(300)을 형성할 수 있다.When the image is a bottom emission type implemented in the direction of the display substrate 300, the display substrate 300 should be formed of a transparent material. However, when the image is a top emission type that is implemented in a direction opposite to the display substrate 300, the display substrate 300 may not necessarily be formed of a transparent material. In this case, the display substrate 300 may be formed of metal.

금속으로 표시 기판(300)을 형성할 경우 표시 기판(300)은 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.When the display substrate 300 is formed of metal, the display substrate 300 may include at least one selected from the group consisting of iron, chromium, manganese, nickel, titanium, molybdenum, stainless steel (SUS), Invar alloy, Inconel alloy, and Kovar alloy. It may include, but is not limited thereto.

표시 기판(300)은 버퍼층(311)을 포함할 수 있다. 버퍼층(311)은 평탄면을 제공할 수 있고, 이물 또는 습기가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(311)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 알루미늄나이트라이드, 티타늄옥사이드 또는 티타늄나이트라이드 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다. The display substrate 300 may include a buffer layer 311. The buffer layer 311 may provide a flat surface and may block foreign matter or moisture from penetrating. For example, the buffer layer 311 may be formed of an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide or titanium nitride, or an organic material such as polyimide, polyester, or acryl. And may be formed of a plurality of laminates of the illustrated materials.

박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(310), 게이트 전극(320), 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)을 포함할 수 있다.The thin film transistor TFT may include an active layer 310, a gate electrode 320, a source electrode 330a, and a drain electrode 330b.

이하에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 활성층(310), 게이트 전극(320), 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)이 순차적으로 형성된 탑 게이트 타입(top gate type)인 경우를 설명한다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 바텀 게이트 타입(bottom gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터(TFT)가 채용될 수 있다.Hereinafter, the thin film transistor TFT will be described as a top gate type in which the active layer 310, the gate electrode 320, the source electrode 330a, and the drain electrode 330b are sequentially formed. However, the present embodiment is not limited thereto, and various types of thin film transistors (TFTs), such as a bottom gate type, may be employed.

활성층(310)은 반도체 물질, 예컨대 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystalline silicon)을 포함할 수 있다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 활성층(310)은 다양한 물질을 함유할 수 있다. 선택적 실시예로서 활성층(310)은 유기 반도체 물질 등을 함유할 수 있다. The active layer 310 may include a semiconductor material, for example, amorphous silicon or poly crystalline silicon. However, the present embodiment is not limited thereto, and the active layer 310 may contain various materials. In some embodiments, the active layer 310 may contain an organic semiconductor material.

또 다른 선택적 실시예로서, 활성층(310)은 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있다. 예컨대, 활성층(310)은 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge) 등과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.In another alternative embodiment, the active layer 310 may contain an oxide semiconductor material. For example, the active layer 310 may be formed of Group 12, 13, 14 metal elements such as zinc (Zn), indium (In), gallium (Ga), tin (Sn) cadmium (Cd), germanium (Ge), and combinations thereof. Oxides of the selected materials.

게이트 절연막(313:gate insulating layer)은 활성층(310) 상에 형성된다. 게이트 절연막(313)은 활성층(310)과 게이트 전극(320)을 절연하는 역할을 한다. 게이트 절연막(313)은 실리콘산화물 및/또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.A gate insulating layer 313 is formed on the active layer 310. The gate insulating layer 313 insulates the active layer 310 and the gate electrode 320. The gate insulating layer 313 may be formed of a multilayer or a single layer formed of an inorganic material such as silicon oxide and / or silicon nitride.

게이트 전극(320)은 게이트 절연막(313)의 상부에 형성된다. 게이트 전극(320)은 박막 트랜지스터(TFT)에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결될 수 있다.The gate electrode 320 is formed on the gate insulating layer 313. The gate electrode 320 may be connected to a gate line (not shown) for applying an on / off signal to the thin film transistor TFT.

게이트 전극(320)은 저저항 금속 물질로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(320)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The gate electrode 320 may be made of a low resistance metal material. The gate electrode 320 is made of aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), magnesium (Mg) in consideration of adhesion to adjacent layers, surface flatness of the stacked layers, and workability. , Gold (Au), Nickel (Ni), Neodymium (Nd), Iridium (Ir), Chromium (Cr), Lithium (Li), Calcium (Ca), Molybdenum (Mo), Titanium (Ti), Tungsten (W) It may be formed of a single layer or multiple layers of one or more materials of copper (Cu).

게이트 전극(320)상에는 층간 절연막(315)이 형성된다. 층간 절연막(315)은 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)과 게이트 전극(320)을 절연한다. 층간 절연막(315)은 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.An interlayer insulating layer 315 is formed on the gate electrode 320. The interlayer insulating layer 315 insulates the source electrode 330a, the drain electrode 330b, and the gate electrode 320. The interlayer insulating film 315 may be formed of a multilayer or a single layer of an inorganic material. For example, the inorganic material may be a metal oxide or a metal nitride, and specifically, the inorganic material may be silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiON), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), or titanium oxide ( TiO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), hafnium oxide (HfO 2 ), zinc oxide (ZrO 2 ), and the like.

층간 절연막(315) 상에 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)이 형성된다. 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)은 활성층(310)의 소스 영역과 드레인 영역에 각각 전기적으로 연결된다.The source electrode 330a and the drain electrode 330b are formed on the interlayer insulating film 315. The source electrode 330a and the drain electrode 330b include aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), magnesium (Mg), gold (Au), nickel (Ni), and neodymium (Nd). ), Iridium (Ir), chromium (Cr), lithium (Li), calcium (Ca), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tungsten (W), copper (Cu) of one or more materials Can be formed. The source electrode 330a and the drain electrode 330b are electrically connected to the source region and the drain region of the active layer 310, respectively.

평탄화층(317)은 박막 트랜지스터(TFT) 상에 형성된다. 평탄화층(317)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT)로부터 비롯된 단차를 해소하고 상면을 평탄하게 한다. 평탄화층(317)은 유기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 유기 물질은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 또한, 평탄화층(317)은 무기 절연막과 유기절연막의 복합 적층체로 형성될 수도 있다.The planarization layer 317 is formed on the thin film transistor TFT. The planarization layer 317 is formed to cover the thin film transistor TFT, thereby eliminating a step resulting from the thin film transistor TFT and making the top surface flat. The planarization layer 317 may be formed of a single layer or multiple layers of an organic material. Organic materials include general purpose polymers such as polymethylmethacrylate (PMMA) and polystylene (PS), polymer derivatives having phenolic groups, acrylic polymers, imide polymers, arylether polymers, amide polymers, fluorine polymers, and p-xylene Polymers, vinyl alcohol-based polymers and blends thereof, and the like. In addition, the planarization layer 317 may be formed of a composite laminate of an inorganic insulating film and an organic insulating film.

평탄화층(317)상에는 제1 전극(510)이 위치한다. 제1 전극(510)은 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(510)은 평탄화층(317)에 형성된 컨택홀을 통하여 드레인 전극(330b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(510)은 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들면 아일랜드 형태로 패터닝되어 형성될 수 있다. 평탄화층(317)상에는 픽셀 영역을 정의하는 뱅크층(400)이 배치될 수 있다. 뱅크층(400)은 마이크로 LED(100)가 수용될 오목부를 포함할 수 있다. 뱅크층(400)은 일 예로, 오목부를 형성하는 제1 뱅크층(410)를 포함할 수 있다. 제1 뱅크층(410)의 높이는 마이크로 LED(100)의 높이 및 시야각에 의해 결정될 수 있다. 오목부의 크기(폭)는 표시 장치의 해상도, 픽셀 밀도 등에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 뱅크층(410)의 높이보다 마이크로 LED(100)의 높이가 더 클 수 있다. 오목부는 사각 단면 형상일 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않고, 오목부는 다각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 타원형, 삼각형 등 다양한 단면 형상을 가질 수 있다.The first electrode 510 is positioned on the planarization layer 317. The first electrode 510 may be electrically connected to the thin film transistor TFT. In detail, the first electrode 510 may be electrically connected to the drain electrode 330b through a contact hole formed in the planarization layer 317. The first electrode 510 may have various shapes. For example, the first electrode 510 may be patterned in an island shape. The bank layer 400 defining the pixel region may be disposed on the planarization layer 317. The bank layer 400 may include a recess in which the micro LED 100 is to be accommodated. For example, the bank layer 400 may include a first bank layer 410 forming a recess. The height of the first bank layer 410 may be determined by the height and the viewing angle of the micro LED 100. The size (width) of the recess may be determined by the resolution, the pixel density, and the like of the display device. In one embodiment, the height of the micro LED 100 may be greater than the height of the first bank layer 410. The concave portion may have a rectangular cross-sectional shape, but embodiments of the present invention are not limited thereto, and the concave portion may have various cross-sectional shapes such as polygons, rectangles, circles, cones, ellipses, and triangles.

뱅크층(400)은 제1 뱅크층(410) 상부의 제2 뱅크층(420)를 더 포함할 수 있다. 제1 뱅크층(410)와 제2 뱅크층(420)는 단차를 가지며, 제2 뱅크층(420)의 폭이 제1 뱅크층(410)의 폭보다 작을 수 있다. 제2 뱅크층(420)의 상부에는 전도층(550)이 배치될 수 있다. 전도층(550)은 데이터선 또는 스캔선과 평행한 방향으로 배치될 수 있고, 제2 전극(530)과 전기적으로 연결된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2 뱅크층(420)는 생략되고, 제1 뱅크층(410) 상에 전도층(550)이 배치될 수 있다. 또는, 제2 뱅크층(420) 및 전도층(500)을 생략하고, 제2 전극(530)을 픽셀(P)들에 공통인 공통전극으로서 기판(301) 전체에 형성할 수도 있다. 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 광의 적어도 일부를 흡수하는 물질, 또는 광 반사 물질, 또는 광 산란물질을 포함할 수 있다. 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 가시광(예를 들어, 380nm 내지 750nm 파장 범위의 광)에 대해 반투명 또는 불투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.The bank layer 400 may further include a second bank layer 420 on the first bank layer 410. The first bank layer 410 and the second bank layer 420 may have a step difference, and the width of the second bank layer 420 may be smaller than the width of the first bank layer 410. The conductive layer 550 may be disposed on the second bank layer 420. The conductive layer 550 may be disposed in a direction parallel to the data line or the scan line and electrically connected to the second electrode 530. However, the present invention is not limited thereto, and the second bank layer 420 may be omitted, and the conductive layer 550 may be disposed on the first bank layer 410. Alternatively, the second bank layer 420 and the conductive layer 500 may be omitted, and the second electrode 530 may be formed on the entire substrate 301 as a common electrode common to the pixels P. The first bank layer 410 and the second bank layer 420 may include a material that absorbs at least a portion of light, a light reflecting material, or a light scattering material. The first bank layer 410 and the second bank layer 420 may include an insulating material that is translucent or opaque to visible light (eg, light in the wavelength range of 380 nm to 750 nm).

일 예로, 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰, 폴리비닐부티랄, 폴리페닐렌에테르, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 노보넨계(norbornene system) 수지, 메타크릴 수지, 환상 폴리올레핀계 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 아크릴수지, 비닐 에스테르 수지, 이미드계 수지, 우레탄계 수지, 우레아(urea)수지, 멜라민(melamine) 수지 등의 열경화성 수지, 혹은 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트 등의 유기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first bank layer 410 and the second bank layer 420 may include polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone, polyvinylbutyral, polyphenylene ether, polyamide, poly Thermoplastic resins such as etherimide, norbornene system resins, methacryl resins, cyclic polyolefins, epoxy resins, phenol resins, urethane resins, acrylic resins, vinyl ester resins, imide resins, urethane resins, and urea It may be formed of a thermosetting resin such as resin, melamine resin, or an organic insulating material such as polystyrene, polyacrylonitrile, polycarbonate, but is not limited thereto.

다른 예로, 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx 등의 무기산화물, 무기질화물 등의 무기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 제1뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 블랙 매트릭스(black matrix) 재료와 같은 불투명 재료로 형성될 수 있다. 절연성 블랙 매트릭스 재료로는 유기 수지, 글래스 페이스트(glass paste) 및 흑색 안료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 변형례에서 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 고반사율을 갖는 분산된 브래그 반사체(DBR) 또는 금속으로 형성된 미러 반사체일 수 있다.As another example, the first bank layer 410 and the second bank layer 420 may be formed of an inorganic insulating material such as inorganic oxides such as SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx, and inorganic nitride. It is not limited to this. In one embodiment, the first bank layer 410 and the second bank layer 420 may be formed of an opaque material, such as a black matrix material. Insulating black matrix materials include organic resins, resins or pastes comprising glass paste and black pigments, metal particles such as nickel, aluminum, molybdenum and alloys thereof, metal oxide particles (eg chromium oxide), Or metal nitride particles (eg, chromium nitride) or the like. In a modification, the first bank layer 410 and the second bank layer 420 may be distributed Bragg reflectors (DBRs) having high reflectivity or mirror reflectors formed of metal.

오목부에는 마이크로 LED(100)가 배치된다. 마이크로 LED(100)는 오목부에서 제1 전극(510)과 전기적으로 연결될 수 있다.The micro LED 100 is disposed in the recess. The micro LED 100 may be electrically connected to the first electrode 510 in the recess.

마이크로 LED(100)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 파장을 가지는 빛을 방출하며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 백색광도 구현이 가능하다. 마이크로 LED(100)는 마이크로 미터(㎛) 단위의 크기를 갖는다. 마이크로 LED(100)는 개별적으로 또는 복수 개가 본 발명의 실시예에 따른 흡착체에 의해 성장 기판(101) 상에서 픽업(pick up)되어 표시 기판(300)에 전사됨으로써 표시 기판(300)의 오목부에 수용될 수 있다. The micro LED 100 emits light having a wavelength of red, green, blue, white, and the like, and white light may be realized by using a fluorescent material or combining colors. The micro LED 100 has a size in units of micrometers (μm). Each of the micro LEDs 100 is picked up on the growth substrate 101 by an adsorbent according to an exemplary embodiment of the present invention, and transferred to the display substrate 300 by recesses of the display substrate 300. Can be accommodated in

마이크로 LED(100)는 p-n 다이오드, p-n 다이오드의 일측에 배치된 제1 컨택 전극(106) 및 제1 컨택 전극(106)과 반대측에 위치한 제2 컨택 전극(107)을 포함한다. 제1 컨택 전극(106)은 제1 전극(510)과 접속하고, 제2 컨택 전극(107)은 제2 전극(530)과 접속할 수 있다.The micro LED 100 includes a p-n diode, a first contact electrode 106 disposed on one side of the p-n diode, and a second contact electrode 107 positioned opposite to the first contact electrode 106. The first contact electrode 106 may be connected to the first electrode 510, and the second contact electrode 107 may be connected to the second electrode 530.

제1 전극(510)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO;aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. The first electrode 510 may include a reflective film formed of Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, or a compound thereof, and a transparent or translucent electrode layer formed on the reflective film. The transparent or translucent electrode layer may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium oxide (In 2 O 3, indium oxide), and indium gallium. At least one selected from the group consisting of oxide (IGO; indium gallium oxide) and aluminum zinc oxide (AZO) may be provided.

패시베이션층(520)은 오목부 내의 마이크로 LED(100)를 둘러싼다. 패시베이션층(520)은 뱅크층(400)과 마이크로 LED(100) 사이의 공간을 채움으로써, 오목부 및 제1 전극(510)을 커버한다. 패시베이션층(520)은 유기 절연물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(520)은 아크릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 벤조사이클로부텐(BCB), 폴리이미드, 아크릴레이트, 에폭시 및 폴리에스테르 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The passivation layer 520 surrounds the micro LED 100 in the recess. The passivation layer 520 fills the space between the bank layer 400 and the micro LED 100 to cover the recess and the first electrode 510. The passivation layer 520 may be formed of an organic insulating material. For example, the passivation layer 520 may be formed of acrylic, poly (methyl methacrylate) (PMMA), benzocyclobutene (BCB), polyimide, acrylate, epoxy, polyester, and the like, but is not limited thereto. It is not.

패시베이션층(520)은 마이크로 LED(100)의 상부, 예컨대 제2 컨택 전극(107)은 커버하지 않는 높이로 형성되어, 제2 컨택 전극(107)은 노출된다. 패시베이션층(520) 상부에는 마이크로 LED(100)의 노출된 제2 컨택 전극(107)과 전기적으로 연결되는 제2 전극(530)이 형성될 수 있다. The passivation layer 520 is formed above the micro LED 100, for example, at a height not covering the second contact electrode 107, so that the second contact electrode 107 is exposed. A second electrode 530 electrically connected to the exposed second contact electrode 107 of the micro LED 100 may be formed on the passivation layer 520.

제2 전극(530)은 마이크로 LED(100)와 패시베이션층(520)상에 배치될 수 있다. 제2 전극(530)은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.The second electrode 530 may be disposed on the micro LED 100 and the passivation layer 520. The second electrode 530 may be formed of a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, or In 2 O 3 .

본 발명에 따른 마이크로 LED 전사 시스템은 제1기판에서 제2기판으로 마이크로 LED(100)를 전사하는 전사헤드를 포함하여 구성된다. 여기서 제1기판은 도 1에 도시된 성장기판(101)일 수 있고, 성장기판(101)에서 임시적으로 전사된 임시기판 또는 캐리어 기판일 수 있다. 또한, 제2기판은 제1기판에서 전사되는 마이크로 LED(100)가 실장되는 기판으로서, 임시기판, 캐리어 기판 또는 표시기판(300)일 수 있다. 일례로, 전사헤드는 도 1에 도시된 마이크로 LED(100)를 도 2에 도시된 표시기판(300)으로 전사하는 전사헤드일 수 있다. The micro LED transfer system according to the present invention comprises a transfer head for transferring the micro LED 100 from the first substrate to the second substrate. The first substrate may be the growth substrate 101 shown in FIG. 1, and may be a temporary substrate or a carrier substrate temporarily transferred from the growth substrate 101. In addition, the second substrate is a substrate on which the micro LED 100 is transferred from the first substrate, and may be a temporary substrate, a carrier substrate, or a display substrate 300. For example, the transfer head may be a transfer head for transferring the micro LED 100 illustrated in FIG. 1 to the display substrate 300 illustrated in FIG. 2.

본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 전사 시스템Micro LED Transfer Head and Transfer System According to First Embodiment of the Present Invention

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 전사 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 마이크로 LED 전사헤드가 마이크로 LED를 흡착하는 상태를 도시하는 도면이며, 도 5(a)는 도 4의 A부분을 확대한 도면이고, 도 5(b)는 도 4의 상변화 물질부(1100)의 하면을 마이크로 LED를 생략한 상태로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing a micro LED transfer head and a transfer system according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a micro LED transfer head according to a first preferred embodiment of the present invention to absorb the micro LED 5 (a) is an enlarged view of a portion A of FIG. 4, and FIG. 5 (b) is a state in which the micro LED is omitted from the bottom surface of the phase change material portion 1100 of FIG. Figure is shown.

도 3을 참조하면, 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 제1기판(S1) 상에 존재하는 마이크로 LED(ML)를 제2기판(S2)으로 전사하는 전사헤드이다. Referring to FIG. 3, the micro LED transfer head 1000 is a transfer head for transferring the micro LED ML existing on the first substrate S1 to the second substrate S2.

마이크로 LED 전사헤드(1000)는 마이크로 LED(ML)와 직접 접촉하여 마이크로 LED를 흡착하는 상변화 물질(1100)과, 상변화 물질(1100)의 상부에 구비되는 냉각부(1200)를 포함하여 구성된다. 냉각부(1200)의 상부에는 상변화물질(1100) 및/또는 냉각부(1200)를 지지 및 고정하는 상부바디(1300)가 구비된다. The micro LED transfer head 1000 includes a phase change material 1100 that directly contacts the micro LED ML and adsorbs the micro LED, and a cooling unit 1200 provided on the phase change material 1100. do. An upper body 1300 for supporting and fixing the phase change material 1100 and / or the cooling unit 1200 is provided at an upper portion of the cooling unit 1200.

본 발명에 바람직한 실시예에 있어서의 상변화 물질(1100)은 특정 온도에서 그 상태(Phase)가 고상에서 액상으로, 또는 액상에서 고상으로 변하는 물질(Phase Change Material)로서, 고상에서 액상으로 상변화함에 따라 점착력을 갖고 액상에서 고상으로 상변화함에 따라 점착력을 상실하는 물질이다.In a preferred embodiment of the present invention, the phase change material 1100 is a phase change material in which a phase changes from a solid phase to a liquid phase, or from a liquid phase to a solid phase at a specific temperature. As it has adhesive force and loses the adhesive force as the phase changes from a liquid phase to a solid phase.

상변화 물질(1100)은 탄화수소, 고급지방산 계열의 유기화합물(Orgarnic) 상변화 물질(1100)과, 무기수화염(Salt hydrate)계열의 무기화합물(Inorganic) 상변화 물질(1100), 그리고 2종 이상의 유기화합물 및 유기화합물, 무기화합물 및 무기화합물, 유기화합물 및 무기화합물이 혼합된 공융혼합물(Eutectic mixture) 상변화 물질(1100)을 포함한다. Phase change material (1100) is a hydrocarbon, higher fatty acid-based organic phase (Orgarnic) phase change material (1100), inorganic hydride salt (Inorganic) phase change material (1100), and two or more kinds Organic compound and organic compound, inorganic compound and inorganic compound, eutectic mixture (Eutectic mixture) phase change material 1100 mixed with an organic compound and an inorganic compound.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상변화 물질(1100)은 마이크로 LED(ML)와의 접촉 계면에서 마이크로 LED(ML)와 접촉시 고상에서 액상으로 상변화를 하여 마이크로 LED(ML)를 흡착하는 상변화 물질(1100)로 구성된다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예는 상변화 물질(1100)이 전체적으로 상변화되지 않고 마이크로 LED(ML)와의 접촉 계면에서만 상변화를 하여 마이크로 LED(ML)를 전사한다는 점에서 특징이 있다. Phase change material 1100 according to a preferred embodiment of the present invention is a phase change to adsorb the micro LED (ML) by changing the phase from the solid phase to the liquid phase when in contact with the micro LED (ML) at the contact interface with the micro LED (ML) It is composed of material 1100. That is, the preferred embodiment of the present invention is characterized in that the phase change material 1100 does not phase change as a whole and transfers the micro LED ML by changing the phase only at the contact interface with the micro LED ML.

상변화 물질(PCM)을 전체적으로 상변화시키는 경우에는 히팅수단을 이용하여 상변화 물질(PCM)을 전체적으로 가열하여 전체적으로 용융상태를 만들어야 하므로 마이크로 LED를 전사한 이후에는 상변화 물질(PCM)을 다시 전사헤드에 형성시켜야 한다. 즉, 1회 전사 후 다시 상변화 물질(PCM)을 전사 헤드면에 형성 내지는 코팅해야 하는 별도의 공정이 필요하게 되므로 전사 효율이 저하되는 문제점을 갖게 된다. 이와는 다르게 본 발명의 바람직한 실시예에서와 같이 상변화 물질(1100)의 접촉 계면에서만 상변화를 유도하고 접촉 계면을 제외한 영역에서는 상변화가 일어나지 않게 되므로 상변화 물질(1100)을 지속적으로 사용할 수 있다는 장점을 갖게 된다.In the case where the phase change material (PCM) is changed in phase, the phase change material (PCM) must be heated by using heating means to make the molten state as a whole. Therefore, after transferring the micro LED, the phase change material (PCM) is transferred again. It must be formed on the head. That is, since a separate process of forming or coating a phase change material (PCM) on the transfer head surface is required after the single transfer, the transfer efficiency is lowered. In contrast, as in the preferred embodiment of the present invention, the phase change is induced only at the contact interface of the phase change material 1100 and the phase change does not occur in the region except the contact interface, so that the phase change material 1100 can be continuously used. You have an advantage.

상변화 물질(1100)은 그 고유의 상변화 온도가 마이크로 LED(ML) 전사 공간의 온도보다 낮고, 전사 헤드(1000)는 상변화 물질(1100)의 온도를 전사 공간의 온도보다 낮은 온도로 냉각시키는 냉각부(1200)를 구비한다. 이러한 구성을 통해 상변화 물질(1100)이 제1기판(S1)상의 마이크로 LED(ML)와 접촉하기 전에는, 상변화 물질(1100)은 고상을 유지한다. The phase change material 1100 has its own phase change temperature lower than that of the micro LED (ML) transfer space, and the transfer head 1000 cools the temperature of the phase change material 1100 to a temperature lower than the temperature of the transfer space. The cooling unit 1200 to be provided. Through this configuration, the phase change material 1100 maintains a solid phase until the phase change material 1100 contacts the micro LED ML on the first substrate S1.

냉각부(1200)는 마이크로 LED(ML) 전사 공간의 온도보다 낮은 온도의 상변화온도를 갖는 상변화 물질(1100)을 냉각시킴으로써, 전사 헤드(1000)가 마이크로 LED(ML)의 상면에 접촉하기 전에는 접촉 계면에서의 상변화가 발생하지 않도록 한다. The cooling unit 1200 cools the phase change material 1100 having a phase change temperature of a temperature lower than that of the micro LED (ML) transfer space, so that the transfer head 1000 contacts the top surface of the micro LED (ML). Prior to this, no phase change at the contact interface occurs.

도 4를 참조하면, 전사 헤드(1000)는 제1기판(S1)과 상대 이동하여 전사헤드(1000)의 상변화 물질(1100)이 마이크로 LED(ML)의 상면과 접촉한 상태가 된다. 마이크로 LED(ML)의 온도는 상변화 물질(1100)의 상변화 온도보다 높은 온도를 가지고 있기 때문에 상변화 물질(1100)은 마이크로 LED(ML)와의 접촉 계면에서 고상에서 액상으로 상변화를 하게 된다. 상변화 물질(1100)이 고상에서 액상으로 상변화를 함에 따라 상변화 물질(1100)은 점착력을 갖게 되고 이러한 점착력으로 마이크로 LED(ML)를 흡착하게 된다.Referring to FIG. 4, the transfer head 1000 is moved relative to the first substrate S1 such that the phase change material 1100 of the transfer head 1000 is in contact with the top surface of the micro LED ML. Since the temperature of the micro LED (ML) has a temperature higher than the phase change temperature of the phase change material 1100, the phase change material 1100 changes phase from a solid phase to a liquid phase at a contact interface with the micro LED (ML). . As the phase change material 1100 phase changes from a solid phase to a liquid phase, the phase change material 1100 has an adhesive force and thus adsorbs the micro LED (ML) with the adhesive force.

마이크로 LED(ML)는, 성형 수지 등으로 덮인 패키지 타입의 것이 아닌, 성장기판(101)에서 성장된 것을 잘라낸 것으로서, 기본적으로 제1 반도체층(102), 제2 반도체층(104), 제1 반도체층(102)과 제2 반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1 컨택전극(106) 및 제2 컨택전극(107)만으로 구성됨에 따라 상대적으로 가볍다. 따라서 상변화 물질(1100)이 액상으로 상변화하면서 액상이 갖는 작은 점착력으로도 충분히 마이크로 LED(ML)를 흡착하여 전사할 수 있게 되는 것이다.The micro LED (ML) is not a package type covered with molded resin or the like, but is cut out of the growth substrate 101 and basically the first semiconductor layer 102, the second semiconductor layer 104, and the first semiconductor layer. Since the active layer 103, the first contact electrode 106, and the second contact electrode 107 formed between the semiconductor layer 102 and the second semiconductor layer 104 are relatively light, they are relatively light. Therefore, the phase change material 1100 phase-changes into a liquid phase, so that even with a small adhesive force of the liquid phase, the micro LED (ML) can be sufficiently absorbed and transferred.

도 5(a), (b)를 참조하면, 전사헤드(1000)가 전사 대상의 마이크로 LED(ML)와 접촉할 때, 상변화 물질(1100)의 하면은, 마이크로 LED(ML)와의 접촉 계면에 형성되는 상변화부(1150)와, 마이크로 LED(ML)와 접촉되지 않는 면에 형성되는 상유지부(1170)로 구성된다. Referring to FIGS. 5A and 5B, when the transfer head 1000 contacts the micro LED ML to be transferred, the bottom surface of the phase change material 1100 is in contact with the micro LED ML. The phase change unit 1150 is formed in the, and the phase holding unit 1170 is formed on the surface that is not in contact with the micro LED (ML).

상변화부(1150)은 상변화 물질(1100)이 마이크로 LED(ML)와 접촉하면서 마이크로 LED(ML)로부터 전도되는 열 에너지에 의해 온도가 상승하여 상(Phase)이 변화된 부분이고, 상유지부(1170)는 상변화 물질(1100)이 마이크로 LED(ML)와 접촉하지 않음에 따라 마이크로 LED(ML)의 전도 열에너지의 영향이 없어 고상의 상태가 유지되는 부분이다. 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상변화부(1150)는 마이크로 LED(ML)의 배열과 동일한 배열을 갖으면서 마이크로 LED(ML)와의 대응 위치에 형성되며, 상유지부(1170)는 상변화부(1150)를 감싸는 주변부에 형성된다. The phase change part 1150 is a portion in which a phase is changed due to a temperature rise due to thermal energy conducted from the micro LED ML while the phase change material 1100 is in contact with the micro LED ML. 1170 is a portion in which the state of the solid phase is maintained because the phase change material 1100 does not come into contact with the micro LED ML and there is no influence of conduction thermal energy of the micro LED ML. As shown in FIG. 5 (b), the phase change unit 1150 has the same arrangement as that of the micro LEDs ML and is formed at a position corresponding to the micro LEDs ML, and the image retention unit 1170 has an image. It is formed in the periphery surrounding the change unit 1150.

상변화 물질(1100)의 상변화부(1150)의 구성을 통해, 전사헤드(1000)는 마이크로 LED(ML)를 흡착하게 되며, 이후 전사헤드(1000)는 제2기판(S2)으로 흡착된 마이크로 LED(ML)를 전사하게 된다. Through the configuration of the phase change unit 1150 of the phase change material 1100, the transfer head 1000 adsorbs the micro LED ML, and then the transfer head 1000 is adsorbed onto the second substrate S2. The micro LED (ML) is transferred.

마이크로 LED(ML)를 제2기판(S2)으로 탈착할 때에는 제2기판(S2)과 마이크로 LED(ML)간의 흡착력이 전사헤드(1000)와 마이크로 LED(ML)간의 흡착력보다 크게 함으로써 탈착시킨다. 여기서 제2기판(S2)과 마이크로 LED(ML)간의 흡착력은 정전기력, 자기력(전자기력), 반데르발스력, 흡입력, 점착력 등 적어도 어느 하나의 힘으로 구성될 수 있다. When detaching the micro LED ML to the second substrate S2, the adsorption force between the second substrate S2 and the micro LED ML is greater than that between the transfer head 1000 and the micro LED ML. Here, the adsorption force between the second substrate S2 and the micro LED ML may include at least one of electrostatic force, magnetic force (electromagnetic force), van der Waals force, suction force, adhesive force, and the like.

마이크로 LED(ML)를 제2기판(S2)으로 전사를 한 이후에는, 마이크로 LED(ML) 전사 공간의 온도보다 낮은 온도의 상변화온도를 갖는 상변화 물질(1100)는 다시 원래의 고상의 상태로 상변화를 하게 된다. 다시 말해 냉각부(1200)는 마이크로 LED(ML) 전사 공간의 온도보다 낮은 온도의 상변화온도를 갖는 상변화 물질(1100)을 냉각시킴으로써, 상변화 물질(1100)이 마이크로 LED(ML)의 상면에 접촉하기 전의 상태 즉, 고상의 상태로 상변화를 하도록 한다.After the micro LED ML is transferred to the second substrate S2, the phase change material 1100 having a phase change temperature lower than the temperature of the micro LED ML transfer space is again in the original solid state. Will change phase. In other words, the cooling unit 1200 cools the phase change material 1100 having a phase change temperature of a temperature lower than the temperature of the micro LED (ML) transfer space, so that the phase change material 1100 is a top surface of the micro LED (ML). The phase change to the state before contacting, ie, the solid state, is made.

이처럼 마이크로 LED(ML)와의 접촉 계면에서 고상에서 액상으로 상변화를 하여 마이크로 LED(ML)를 흡착하는 상변화 물질(1100)의 구성을 통해, 1회 전사 후 다시 상변화 물질(PCM)을 전사 헤드면에 형성 내지는 코팅해야 하는 별도의 공정이 필요치 않고 상변화 물질(1100)을 지속적으로 사용할 수 있다는 점에서 하나의 전사헤드를 이용하여 마이크로 LED(ML)를 전사함에 있어서의 전사효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.Thus, through the configuration of the phase change material 1100 that adsorbs the micro LED (ML) by changing the phase from the solid phase to the liquid phase at the contact interface with the micro LED (ML), transfer the phase change material (PCM) again once Significantly improve the transfer efficiency in transferring the micro LED (ML) using one transfer head in that the phase change material 1100 can be continuously used without the need for a separate process of forming or coating the head surface. You can do it.

본 발명의 제2실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 전사 시스템Micro LED Transfer Head and Transfer System According to Second Embodiment of the Present Invention

이하, 본 발명의 제2실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. However, the embodiment described below will be described mainly with respect to the characteristic elements compared with the first embodiment, and descriptions of the same or similar elements as the first embodiment will be omitted.

도 6(a)은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)가 제1기판(S1)의 상부로 이격된 상태를 도시한 도면이고, 도 6(b)은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)가 제1기판(S1)의 마이크로 LED(ML)의 상면에 접촉한 상태를 도시한 도면이다.FIG. 6 (a) is a view showing a state in which the micro LED transfer head 1000 is spaced apart from an upper portion of the first substrate S1 according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 (b) shows the present invention. 2 is a view showing a state in which the micro LED transfer head 1000 according to the second embodiment of the present invention contacts the top surface of the micro LED ML of the first substrate S1.

제2실시예에 따른 마이크로 LED 전사헤드 및 이를 이용한 전사 시스템은, 상변화 물질(1100) 고유의 상변화 온도가 전사 공간의 온도보다 높고, 제1기판(S1)의 하부에 구비되어 마이크로 LED(ML)를 가열하는 히터부(2500)를 포함하여 구성된다는 것을 특징으로 한다. In the micro LED transfer head and the transfer system using the same according to the second embodiment, the phase change temperature inherent to the phase change material 1100 is higher than the temperature of the transfer space, and is provided under the first substrate S1 to provide a micro LED ( It is characterized in that it comprises a heater 2500 for heating the ML).

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 전사헤드(1000)가 마이크로 LED(ML)의 상부로 이격된 상태인 경우에는, 제2실시예에 따른 상변화 물질(1100)은 그 고유의 상변화 온도가 전사 공간의 온도보다 높기 때문에 마이크로 LED(ML)와 접촉하기 전 까지는 고상으로 유지된다. As shown in FIG. 6A, when the transfer head 1000 is spaced apart from the upper portion of the micro LED ML, the phase change material 1100 according to the second embodiment may have its own phase change. Because the temperature is higher than the temperature of the transfer space, it remains solid until it contacts the micro LED (ML).

한편 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 전사헤드(1000)가 마이크로 LED(ML)의 상면과 접촉한 상태가 되면, 제1기판(S1)의 하부에 구비된 히터부(2500)의 의해 마이크로 LED(ML)의 온도가 상변화 물질(1100) 고유의 상변화 온도 이상으로 승온되므로 상변화 물질(1100)은 마이크로 LED(ML)와의 접촉 계면에서 고상에서 액상으로 상변화를 하여 전사헤드(1000)는 마이크로 LED(ML)를 흡착하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 6 (b), when the transfer head 1000 is in contact with the upper surface of the micro LED (ML), by the heater unit 2500 provided in the lower portion of the first substrate (S1) Since the temperature of the micro LED (ML) is elevated above the intrinsic phase change temperature of the phase change material 1100, the phase change material 1100 changes phase from a solid phase to a liquid phase at a contact interface with the micro LED (ML) and transfer head ( 1000) will absorb the micro LED (ML).

여기서 상변화 물질(1100)이 마이크로 LED(ML)의 상면에 접촉한 상태에서 히터부(2500)가 작동되어 마이크로 LED(ML)를 승온하거나 상변화 물질(1100)이 마이크로 LED(ML)의 상면에 접촉하기 이전부터 히터부(2500)를 작동시켜 마이크로 LED(ML)를 승온할 수 있다.Here, the heater unit 2500 operates in a state where the phase change material 1100 is in contact with the top surface of the micro LED (ML) to heat up the micro LED (ML), or the phase change material 1100 is a top surface of the micro LED (ML). Before the contact with the heater unit 2500 may be operated to raise the micro LED (ML).

히터부(2500)는 기판(S1)을 지지하는 지지부(2000) 내에 내장되어 설치될 수 있다. 마이크로 LED(ML)는 열을 가하면 그 점착력을 상실하는 점착층(미도시)을 통해 제1기판(S1)에 고정될 수 있다. 히터부(250)의 작동에 의해 가해진 열 에너지는 마이크로 LED(ML)를 제1기판(S1)상에 고정시키는 점착층의 점착력을 상실시킴과 동시에 마이크로 LED(ML) 상면에 접합하는 상변화 물질(1100)과의 접합 계면에 상변화 물질(1100)을 고상에서 액상으로 상변화시켜 점착력을 갖도록 한다. The heater part 2500 may be embedded in the support part 2000 that supports the substrate S1. The micro LED ML may be fixed to the first substrate S1 through an adhesive layer (not shown) that loses its adhesive force when heat is applied. The thermal energy applied by the operation of the heater unit 250 loses the adhesive force of the adhesive layer that fixes the micro LED (ML) on the first substrate (S1) and at the same time the phase change material that is bonded to the top surface of the micro LED (ML) The phase change material 1100 is phase-changed from the solid phase to the liquid phase at the bonding interface with the 1100 to have adhesion.

이처럼 히터부(2500)가 기판(S1)에 구비되는 구성을 통해, 히터부(2500)을 작동에 따라 마이크로 LED(ML)의 제1기판(S1)의 점착력을 상실시키고 마이크로 LED(ML)의 전사헤드(1000)와의 점착력을 발생시키는 것을 동시에 달성함으로써 제1기판(S1)상의 마이크로 LED(ML)를 전사헤드(1000) 측으로 한 번에 전사할 수 있게 된다. As such, the heater unit 2500 is provided on the substrate S1, and as a result, the adhesive force of the first substrate S1 of the micro LED ML is lost as the heater unit 2500 is operated. By simultaneously achieving the adhesive force with the transfer head 1000, the micro LED ML on the first substrate S1 can be transferred to the transfer head 1000 side at a time.

앞선 설명에서는 히터부(2500)가 지지부(2000) 내에 내장되어 설치되는 것으로 설명하였으나, 마이크로 LED(ML)를 마이크로 LED(ML)의 온도를 상변화 물질(1100) 고유의 상변화 온도 이상으로 승온할 수 있는 구성이라면 히터부(2500)가 지지부(2000) 내에 설치되는 것이 이외에 지지부(2000) 외측에 설치되어도 무방하다.In the foregoing description, the heater part 2500 is described as being installed in the support part 2000. However, the temperature of the micro LED ML is increased above the phase change temperature inherent to the phase change material 1100. In this configuration, the heater 2500 may be installed outside the support 2000 in addition to being provided in the support 2000.

본 발명의 제3실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 전사 시스템Micro LED Transfer Head and Transfer System According to Third Embodiment of the Present Invention

이하, 본 발명의 제3실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1,2실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1,2실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. However, embodiments described below will be described based on the characteristic elements compared to the first and second embodiments, and descriptions of the same or similar elements as the first and second embodiments will be omitted.

도 7(a)은 제1실시예와 마찬가지로 냉각부(1200)가 전사헤드(1000)에 구비되되 상변화 물질(1100)이 패턴화된 것을 도시한 도면이고, 도 7(b)는 제2실시예와 마찬가지로 히터부(2500)가 지지부(2000)에 구비되되 상변화 물질(1100)이 패턴화된 것을 도시한 도면이다. 이처럼 제3실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템은, 제1,2실시예와는 다르게 상변화 물질(1100)이 서로 이격되어 패턴화된 구성이라는 점에서 구성상의 차이가 있다. 7 (a) is a view showing that the cooling unit 1200 is provided in the transfer head 1000, but the phase change material 1100 is patterned as in the first embodiment, and FIG. 7 (b) is the second As shown in the embodiment, the heater part 2500 is provided in the support part 2000, but the phase change material 1100 is patterned. As described above, the micro LED transfer head and the transfer system using the same according to the third embodiment have a configuration difference in that the phase change materials 1100 are spaced apart from each other and are patterned unlike the first and second embodiments.

제3실시예에 따른 패턴화된 상변화 물질(1100)은, 전사 대상이 되는 마이크로 LED(ML)의 위치와 대응되는 위치에만 상변화 물질(1100)이 존재하고 전사 대상이 되는 마이크로 LED(ML) 이외의 위치에는 상변화 물질(1100)이 존재하지 않게 된다. In the patterned phase change material 1100 according to the third embodiment, the phase change material 1100 exists only at a position corresponding to the position of the micro LED ML to be transferred and the micro LED ML to be transferred. The phase change material 1100 does not exist at a position other than).

위와 같은 구성을 통해 제3실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템은 제1,2실시예와는 달리 마이크로 LED(ML)를 선택적으로 전사할 수 있고, 상변화 물질(1100)의 온도 제어가 정밀하지 못해 미 전사 대상의 마이크로 LED(ML)가 전사헤드(100)에 흡착되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.Through the above configuration, the micro LED transfer head and the transfer system using the same according to the third embodiment can selectively transfer the micro LED (ML), unlike the first and second embodiments, and the phase change material 1100 Since the temperature control is not accurate, it is possible to prevent the micro LED (ML) to be transferred to the transfer head 100 in advance.

본 발명의 제4실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 전사 시스템Micro LED transfer head and transfer system according to a fourth embodiment of the present invention

이하, 본 발명의 제4실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예는 제1,2실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1,2실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. However, embodiments described below will be described based on the characteristic elements compared to the first and second embodiments, and descriptions of the same or similar elements as the first and second embodiments will be omitted.

도 8(a)은 제1실시예와 마찬가지로 냉각부(1200)가 전사헤드(1000)에 구비되되 돌출부(1400) 상에 상변화 물질(1100)이 형성된 것을 도시한 도면이고, 도 7(b)는 제2실시예와 마찬가지로 히터부(2500)가 지지부(2000)에 구비되되 돌출부(1400) 상에 상변화 물질(1100)이 형성된 것을 도시한 도면이다. 이처럼 제4실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템은, 제1,2실시예와는 다르게 서로 이격되어 하부로 돌출된 돌출부(1400)를 포함하되, 상변화 물질(1100)은 돌출부(1400)의 하면에 형성된 구성이라는 점에서 구성상의 차이가 있다. 8 (a) is a view showing that the cooling unit 1200 is provided in the transfer head 1000 and the phase change material 1100 is formed on the protrusion 1400 as in the first embodiment, and FIG. As shown in FIG. 2, the heater part 2500 is provided in the support part 2000, but the phase change material 1100 is formed on the protrusion part 1400. As described above, the micro LED transfer head and the transfer system using the same include a protrusion 1400 spaced apart from each other and protruding downward, unlike the first and second embodiments, but the phase change material 1100 is a protrusion. There is a difference in configuration in that the configuration is formed on the lower surface of (1400).

돌출부(1400)는 열전도성 물질로 이루어진다. 돌출부(1400)는 냉각부(1200)와 동일 재질로 냉각부(1200)와 일체로 제작될 수 있다. 이를 통해 돌출부(1400)의 제작의 용이성을 달성할 수 있다. 한편 돌출부(1400)는 냉각부(1200)와는 이종 재질로 형성될 수 있는데, 여기서 돌출부(1400)는 냉각부(1200)에 비해 열전도도가 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 보다 빠르게 상변화 물질(1100)의 상변화를 유도할 수 있다.The protrusion 1400 is made of a thermally conductive material. The protrusion 1400 may be manufactured integrally with the cooling unit 1200 by the same material as the cooling unit 1200. Through this, the ease of manufacture of the protrusion 1400 may be achieved. Meanwhile, the protrusion 1400 may be formed of a different material from the cooling unit 1200, and the protrusion 1400 may be formed of a material having a higher thermal conductivity than the cooling unit 1200. Through this, the phase change of the phase change material 1100 may be induced more quickly.

위와 같은 구성을 통해 제4실시예에 따른 마이크로 LED 전사 헤드 및 이를 이용한 전사 시스템은 제1,2실시예와는 달리 마이크로 LED(ML)를 선택적으로 전사할 수 있고, 제2기판(S2) 상에 이미 전사되어 실장된 마이크로 LED(ML)와의 간섭을 사전이 차단할 수 있는 효과를 갖게 된다.Through the above configuration, the micro LED transfer head and the transfer system using the same according to the fourth embodiment can selectively transfer the micro LED (ML), unlike the first and second embodiments, and on the second substrate S2. In this case, the interference with the micro LED (ML) that is already transferred and mounted on the substrate may be effectively prevented.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. Or it may be modified.

100: 마이크로 LED 101: 성장기판
301: 표시기판 1000: 전사헤드
1100: 상변화 물질 1200 : 냉각부
2500: 히터부100: micro LED 101: growth substrate
301: display substrate 1000: transfer head
1100: phase change material 1200: cooling part
2500: heater

Claims (8)

제1기판에서 제2기판으로 마이크로 LED를 전사하는 마이크로 LED 전사헤드에 있어서,
상기 마이크로 LED와의 접촉 계면에서 상기 마이크로 LED와 접촉시 고상에서 액상으로 상변화를 하여 상기 마이크로 LED를 흡착하는 상변화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
In the micro LED transfer head for transferring the micro LED from the first substrate to the second substrate,
And a phase change material for adsorbing the micro LED by phase change from a solid phase to a liquid phase upon contact with the micro LED at a contact interface with the micro LED.
제1항에 있어서,
상기 상변화 물질의 상부에 구비되는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
The method of claim 1,
Micro LED transfer head comprising a cooling unit provided on top of the phase change material.
제1항에 있어서,
상기 상변화 물질은 서로 이격되어 패턴화된 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
The method of claim 1,
The phase change material is micro LED transfer head, characterized in that spaced apart from each other.
제1항에 있어서,
서로 이격되어 하부로 돌출된 돌출부를 포함하되,
상기 상변화 물질은 상기 돌출부의 하면에 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
The method of claim 1,
Including protrusions spaced apart from each other to protrude downward,
The phase change material is micro LED transfer head, characterized in that formed on the lower surface of the protrusion.
제1기판에서 제2기판으로 마이크로 LED를 전사하는 마이크로 LED 전사헤드를 포함하는 마이크로 LED 전사시스템에 있어서,
상기 전사헤드는
상기 마이크로 LED와의 접촉 계면에서 상기 마이크로 LED와 접촉시 고상에서 액상으로 상변화를 하여 상기 마이크로 LED를 흡착하는 상변화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 시스템.
In the micro LED transfer system comprising a micro LED transfer head for transferring the micro LED from the first substrate to the second substrate,
The transfer head
And a phase change material that adsorbs the micro LED by changing phase from a solid phase to a liquid phase in contact with the micro LED at a contact interface with the micro LED.
제5항에 있어서,
상기 상변화 물질 고유의 상변화온도가 전사 공간의 온도보다 낮고,
상기 전사헤드는 상기 상변화 물질을 냉각하는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 시스템.
The method of claim 5,
The phase change temperature inherent to the phase change material is lower than the temperature of the transfer space,
The transfer head includes a micro LED transfer system for cooling the phase change material.
제5항에 있어서,
상기 상변화 물질 고유의 상변화온도가 전사 공간의 온도보다 높고,
상기 제1기판의 하부에 구비되어 상기 마이크로 LED를 가열하는 히터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 시스템.
The method of claim 5,
Phase change temperature inherent to the phase change material is higher than the temperature of the transfer space,
And a heater unit provided below the first substrate to heat the micro LED.
제5항에 있어서,
상기 전사헤드가 전사 대상의 마이크로 LED와 접촉할 때 상기 상변화 물질의 하면은,
상기 마이크로 LED와의 접촉 계면에 형성되는 상변화부와, 상기 마이크로 LED와 접촉되지 않는 면에 형성되는 상유지부로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 시스템.
The method of claim 5,
The lower surface of the phase change material when the transfer head is in contact with the micro LED to be transferred,
And a phase change part formed at a contact interface with the micro LED, and an image holding part formed at a surface not in contact with the micro LED.
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