KR20200143290A - 폴리머 스탬프를 이용한 전자소자의 전사방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리머 스탬프를 이용한 전자소자의 전사방법에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재를 구비하는 폴리머 스탬프를 형성하는 단계 및 형성된 폴리머 스탬프를 이용하여 제1 기판 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 전자소자의 전사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스탬프 방식을 이용하여 전자소자를 전사하는 기술적 사상에 관한 것이다.
전사공정에는 픽 앤 플레이스(pick and place) 방식, 롤러블(rollable) 방식 및 스탬프(stamp) 방식 등이 있다.
이 중 스탬프 방식의 전사공정은 짧은 시간에 대면적으로 전자소자나 나노/마이크로 구조물을 옮길 수 있다는 장점이 있어 주로 이용되고 있으나, 불량품을 선택적으로 전사하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 스탬프 방식은 전사 이후 소자 표면에 유기물이 잔존할 가능성이 있으며, 이는 전사 공정을 필요로 하는 마이크로 소자 개발하는데 있어서 치명적인 문제로 작용될 수 있다.
본 발명은 100μm 이하의 크기를 갖는 LED 소자를 대면적 또는 선택적으로 고속 전사할 수 있는 전자소자의 전사방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 고분자 물질의 접착력이 지속적으로 유지되고, 전사 후 잔여물이 존재하지 않으며, 쉽게 변형이 일어나지 않는 전자소자의 전사방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재를 구비하는 폴리머 스탬프를 형성하는 단계 및 형성된 폴리머 스탬프를 이용하여 제1 기판 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 폴리머 접착소재는 폴리머의 함량에 따라 접착력이 달라질 수 있다.
일측에 따르면, 폴리머 접착소재는 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 폴리머 스탬프를 형성하는 단계는 스핀 코팅(spin coating)을 통해 제2 기판 상에 폴리머 접착소재를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 폴리머 스탬프를 형성하는 단계는 기설정된 간격으로 배치되는 제1 볼록 패턴들이 구비된 패터닝 기판 상에 폴리머 접착소재를 코팅하는 단계 및 패터닝 기판 상에서 코팅된 폴리머 접착소재를 분리하여 제1 볼록 패턴들에 대응되는 제2 볼록 패턴들이 구비된 폴리머 스탬프를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 전자 소자를 전사하는 단계는 제2 볼록 패턴들의 위치에 대응되는 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사할 수 있다.
일측에 따르면, 전자 소자를 전사하는 단계는 형성된 폴리머 스탬프에 구비된 폴리머 접착소재에 적어도 하나 이상의 전자 소자를 접착시키는 단계와, 제1 기판 상에서 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리하는 단계 및 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 타겟 기판으로 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리하는 단계는 LLO(laser lift off) 방식을 통해 제1 기판 상에서 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리할 수 있다.
일측에 따르면, 전자소자의 전사방법은 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 세정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 적어도 하나 이상의 전자 소자는 마이크로 LED(micro LED)일 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 발명의 전자소자의 전사방법은 100μm 이하의 크기를 갖는 LED 소자를 대면적 또는 선택적으로 고속 전사할 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 발명의 전자소자의 전사방법은 고분자 물질의 접착력이 지속적으로 유지되고, 전사 후 잔여물이 존재하지 않으며, 쉽게 변형이 일어나지 않도록 전자소자를 전사할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 대면적 전사를 수행하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 선택적 전사를 수행하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법에서 폴리머 접착소재의 함량을 최적화하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 대면적 전사를 수행하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 선택적 전사를 수행하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법에서 폴리머 접착소재의 함량을 최적화하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 100μm 이하의 크기를 갖는 LED 소자를 대면적 또는 선택적으로 고속 전사할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 고분자 물질의 접착력이 지속적으로 유지되고, 전사 후 잔여물이 존재하지 않으며, 쉽게 변형이 일어나지 않도록 전자소자를 전사할 수 있다.
구체적으로, 110 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재를 구비하는 폴리머 스탬프를 형성할 수 있다.
예를 들면, 폴리머 스탬프는 PVA(polyvinyl alcohol), PDMS(polydimethylsiloxane), PFPE(perfluorinated polyethers), PUA(polyurethane acrylate), PMMA(polymethylmethacrylate), PVC(polyvinyl chloride), PC(polycarbonate), PTFE(polytetrafluoroethylene), TRT(thermal release tape), URT(UV release tape) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일측에 따르면, 폴리머 접착소재는 폴리머의 함량에 따라 접착력이 달라질 수 있다.
바람직하게는, 폴리머 접착소재는 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함할 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재로써, 10 wt% 내지 30 wt% 함량의 PVA(polyvinyl alcohol)를 이용하여 접착력을 지속적으로 유지시킬 수 있다.
일측에 따르면, 110 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 스핀 코팅(spin coating)을 통해 제2 기판 상에 폴리머 접착소재를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 110 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 기설정된 간격으로 배치되는 제1 볼록 패턴들이 구비된 패터닝 기판 상에 폴리머 접착소재를 코팅하고, 패터닝 기판 상에서 코팅된 폴리머 접착소재를 분리하여 제1 볼록 패턴들에 대응되는 제2 볼록 패턴들이 구비된 폴리머 스탬프를 형성할 수 있다.
예를 들면, 제2 볼록 패턴들은 제1 볼록 패턴들 사이에 구비된 오목부 각각에 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 제2 볼록 패턴들은 전사하고자 하는 전자소자들 각각의 위치에 대응되어 형성될 수 있다.
120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 형성된 폴리머 스탬프를 이용하여 제1 기판 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사할 수 있다.
예를 들면, 적어도 하나 이상의 전자 소자는 LED(light-emitting diode), 마이크로 LED(micro LED) 및 나노/마이크로 구조물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제1 기판은 규소(silicon, Si), 산화알루미늄(aluminium oxide, Al2O3), 산화마그네슘(Magnesium oxide, MgO), 탄화규소(silicon carbide, SiC), 질화규소(silicon nitride, SiN), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에스테르(polyester, PE), 폴리에틸렌 나프탈레이트(poly(2,6-ethylenenaphthalate), PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 플루오르폴리머(fluoropolymers, FEP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나 이상의 전자 소자는 마이크로 LED(micro LED)일 수 있으며, 제1 기판은 사파이어(sapphire) 기판일 수 있다.
일측에 따르면, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 제2 볼록 패턴들의 위치에 대응되는 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사할 수 있다.
일측에 따르면, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 스탬프에 구비된 폴리머 접착소재에 적어도 하나 이상의 전자 소자를 접착시키고, 제1 기판 상에서 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리하며, 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 타겟 기판으로 전사할 수 있다.
예를 들면, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 LLO(laser lift off) 방식을 통해 제1 기판 상에서 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리할 수 있다.
다시 말해, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재를 적어도 하나 이상의 전자 소자에 접착시킨 상태에서 제1 기판에 레이저를 조사하여 제1 기판과 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리할 수 있다.
구체적으로, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 제1 기판과 적어도 하나 이상의 전자 소자 사이에 형성된 희생층에 레이저 빔을 조사하여 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리할 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 희생층은 157nm 내지 350nm 파장을 가지는 다양한 종류의 엑시머 레이저를 효과적으로 흡수할 수 있는 질화갈륨 계열의 화합물 반도체로 Ga-0-N 계열, Ga-O 계열, Ga-N 계열이 이용될 수 있으며, 화학기상성장법(chemical vapor deposition, CVD), 물리적기상성장법(Physical vapor deposition, PVD) 및 반응성 스퍼터링 방식 중 적어도 하나의 방식을 통해 형성될 수 있다.
또한, 희생층에 조사되는 레이저 빔은 전자 소자의 밴드갭 에너지에 따라 엑시머 레이저, DPSS 레이저 등 다양한 종류의 레이저가 이용될 수 있다.
한편, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 세정할 수 있다.
예를 들면, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 탈이온수, 알코올계 세정액 및 중성세제 중 적어도 하나를 포함하는 세정액을 이용하여 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자 표면에 잔존해 있는 폴리머 접착소재(잔여물)를 제거할 수 있다.
바람직하게는, 120 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 탈이온수를 이용하여 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자 표면에 잔존해 있는 폴리머 접착소재를 제거할 수 있다.
일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 이후 실시예 도 2a 내지 3c를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2b는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 대면적 전사를 수행하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 2a 내지 도 2b는 도 1을 통해 설명한 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법에 대한 예시를 설명하기 위한 도면으로, 이후 도 2a 내지 도 2b를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2a 내지 도 2b를 참조하면, 210 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재(211)를 구비하는 폴리머 스탬프를 형성할 수 있다.
일측에 따르면, 폴리머 접착소재(211)는 폴리머의 함량에 따라 접착력이 달라질 수 있으며, 바람직하게는 폴리머 접착소재(211)는 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 210 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 스핀 코팅을 통해 제2 기판(212) 상에 폴리머 접착소재(211)를 형성할 수 있다.
220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 형성된 폴리머 스탬프(211, 212)를 이용하여 제1 기판(222) 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 전사할 수 있다.
일측에 따르면, 220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 스탬프(211, 212)에 구비된 폴리머 접착소재(211)에 제1 기판(222) 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 접착시킬 수 있다.
예를 들면, 적어도 하나 이상의 전자 소자는 LED(light-emitting diode), 마이크로 LED(micro LED) 및 나노/마이크로 구조물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제1 기판은 규소(silicon, Si), 산화알루미늄(aluminium oxide, Al2O3), 산화마그네슘(Magnesium oxide, MgO), 탄화규소(silicon carbide, SiC), 질화규소(silicon nitride, SiN), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에스테르(polyester, PE), 폴리에틸렌 나프탈레이트(poly(2,6-ethylenenaphthalate), PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 플루오르폴리머(fluoropolymers, FEP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나 이상의 전자 소자는 마이크로 LED(micro LED)일 수 있으며, 제1 기판은 사파이어(sapphire) 기판일 수 있다.
다음으로, 220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 제1 기판(222) 상에서 폴리머 접착소재(211)에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 분리할 수 있다.
다음으로, 220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재(211)에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 타겟 기판으로 전사할 수 있다.
예를 들면, 220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 LLO(laser lift off) 방식을 통해 제1 기판(222) 상에서 폴리머 접착소재(211)에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 분리할 수 있다.
일측에 따르면, 220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 세정할 수 있다.
예를 들면, 220 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 탈이온수를 이용하여 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221) 표면에 잔존해 있는 폴리머 접착소재(잔여물)를 제거할 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함하는 폴리머 스탬프(211, 212)를 통해 제1 기판(222) 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자(221)를 대면적으로 고속 전사할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 선택적 전사를 수행하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
다시 말해, 도 3a 내지 도 3c는 도 1 내지 도 2b를 통해 설명한 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법의 다른 예시를 설명하기 위한 도면으로, 이후 도 3a 내지 도 3c를 통해 설명하는 내용 중 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 310 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 기설정된 간격으로 배치되는 제1 볼록 패턴들이 구비된 패터닝 기판(312) 상에 폴리머 접착소재(311)를 코팅할 수 있다.
일측에 따르면, 패터닝 기판(312) 상에 코팅된 폴리머 접착소재(311)는 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함할 수 있다.
320 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 패터닝 기판(312) 상에서 코팅된 폴리머 접착소재(311)를 분리하여 제1 볼록 패턴들에 대응되는 제2 볼록 패턴들이 구비된 폴리머 스탬프를 형성할 수 있다.
예를 들면, 제2 볼록 패턴들은 타겟 기판으로 전사하고자 하는 전자 소자들 각각의 위치에 대응하여 형성될 수 있다.
다시 말해, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 전사하고자하는 적어도 하나 이상의 전자 소자들의 위치에 대응되는 위치에 형성된 제2 볼록 패턴들을 포함하는 폴리머 스탬프(311)를 형성할 수 있다.
330 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재(311)에 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 접착시키고, 제1 기판(322) 상에서 폴리머 접착소재(311)에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 분리하며, 폴리머 접착소재(311)에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 타겟 기판으로 전사할 수 있다.
예를 들면, 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)는 LED(light-emitting diode), 마이크로 LED(micro LED) 및 나노/마이크로 구조물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제1 기판(312)은 규소(silicon, Si), 산화알루미늄(aluminium oxide, Al2O3), 산화마그네슘(Magnesium oxide, MgO), 탄화규소(silicon carbide, SiC), 질화규소(silicon nitride, SiN), 유리(glass), 석영(quartz), 사파이어(sapphire), 그래파이트(graphite), 그래핀(graphene), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에스테르(polyester, PE), 폴리에틸렌 나프탈레이트(poly(2,6-ethylenenaphthalate), PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 플루오르폴리머(fluoropolymers, FEP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나 이상의 전자 소자는 마이크로 LED(micro LED)일 수 있으며, 제1 기판은 사파이어(sapphire) 기판일 수 있다.
일측에 따르면, 330 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재(311) 상에 형성된 제2 볼록 패턴들의 위치에 대응되는 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 선택적으로 전사할 수 있다.
또한, 330 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 LLO(laser lift off) 방식을 통해 제1 기판(322) 상에서 폴리머 접착소재(311)에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 분리할 수 있다.
330 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 세정할 수 있다.
예를 들면, 330 단계에서 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 탈이온수를 이용하여 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자(321) 표면에 잔존해 있는 폴리머 접착소재(잔여물)를 제거할 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함하고, 전사하고자 하는 전자 소자들 각각의 위치에 대응하여 형성된 제2 볼록 패턴들을 구비하는 폴리머 스탬프를 통해 적어도 하나 이상의 전자 소자(321)를 선택적으로 고속 전사할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법에서 폴리머 접착소재의 함량을 최적화하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 참조부호 410은 각각 1 wt%, 3 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 30 wt% 및 50 wt%의 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 도시한다.
또한, 참조부호 420은 10 wt% 함량을 갖는 PVA를 포함하는 폴리머 접착소재와, 30 wt% 함량을 갖는 PVA를 포함하는 폴리머 접착소재를 도시한다.
참조부호 410 및 420에 따르면, 일실시예에 따른 폴리머 접착소재는 PVA의 함량이 10 wt% 내지 30 wt%인 경우에 접착력이 형성되고, 형성된 접착력이 지속적으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 일실시예에 따른 전자소자의 전사방법은 폴리머 접착소재의 함량을 최적화하여 접착력의 유지 시간을 증가시킬 수 있으며, 함량이 최적화된 폴리머 접착소재를 이용하여 전자소자의 전사공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면 100μm 이하의 크기를 갖는 LED 소자를 대면적 또는 선택적으로 고속 전사할 수 있다.
또한, 고분자 물질의 접착력이 지속적으로 유지되고, 전사 후 잔여물이 존재하지 않으며, 쉽게 변형이 일어나지 않도록 전자소자를 전사할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 폴리머 스탬프를 형성하는 단계
120: 폴리머 스탬프를 이용하여 전자 소자를 전사하는 단계
120: 폴리머 스탬프를 이용하여 전자 소자를 전사하는 단계
Claims (10)
- 폴리머 접착소재를 구비하는 폴리머 스탬프를 형성하는 단계 및
상기 형성된 폴리머 스탬프를 이용하여 제1 기판 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사하는 단계
를 포함하는 전자소자의 전사방법. - 제1항에 있어서,
상기 폴리머 접착소재는 폴리머의 함량에 따라 접착력이 달라지는 것을 특징으로 하는
전자소자의 전사방법. - 제2에 있어서,
상기 폴리머 접착소재는 10 wt% 내지 30 wt% 함량을 갖는 PVA(polyvinyl alcohol)를 포함하는 것을 특징으로 하는
전자소자의 전사방법. - 제1항에 있어서,
상기 폴리머 스탬프를 형성하는 단계는,
스핀 코팅(spin coating)을 통해 제2 기판 상에 상기 폴리머 접착소재를 형성하는 것을 특징으로 하는
전자소자의 전사방법. - 제1항에 있어서,
상기 폴리머 스탬프를 형성하는 단계는,
기설정된 간격으로 배치되는 제1 볼록 패턴들이 구비된 패터닝 기판 상에 상기 폴리머 접착소재를 코팅하는 단계 및
상기 패터닝 기판 상에서 상기 코팅된 폴리머 접착소재를 분리하여 상기 제1 볼록 패턴들에 대응되는 제2 볼록 패턴들이 구비된 상기 폴리머 스탬프를 형성하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 전사방법. - 제5항에 있어서,
상기 전자 소자를 전사하는 단계는,
상기 제2 볼록 패턴들의 위치에 대응되는 상기 적어도 하나 이상의 전자 소자를 전사하는 것을 특징으로 하는
전자소자의 전사방법. - 제1항에 있어서,
상기 전자 소자를 전사하는 단계는,
상기 형성된 폴리머 스탬프에 구비된 상기 폴리머 접착소재에 상기 적어도 하나 이상의 전자 소자를 접착시키는 단계;
상기 제1 기판 상에서 상기 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리하는 단계 및
상기 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 타겟 기판으로 전사하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 전사방법. - 제7항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리하는 단계는,
LLO(laser lift off) 방식을 통해 상기 제1 기판 상에서 상기 폴리머 접착소재에 접착된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 분리하는
전자소자의 전사방법. - 제7항에 있어서,
상기 타겟 기판으로 전사된 적어도 하나 이상의 전자 소자를 세정하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 전사방법. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 전자 소자는 마이크로 LED(micro LED)인 것을 특징으로 하는
전자소자의 전사방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024091380A1 (en) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | Applied Materials, Inc. | Apparatus, systems, and methods of using a retaining device for light-emitting diode laser lift-off |
-
2020
- 2020-06-12 KR KR1020200071626A patent/KR20200143290A/ko unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 미국등록특허 제10217793호, "MASKLESS PARALLEL PICK-AND-PLACE TRANSFER OF MICRO-DEVICES" |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024091380A1 (en) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | Applied Materials, Inc. | Apparatus, systems, and methods of using a retaining device for light-emitting diode laser lift-off |
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