KR20220007789A - 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법이 제공된다. 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법은 적어도 하나의 정상 미세 구조체 및 적어도 하나의 불량 미세 구조체를 포함하는 복수의 미세 구조체가 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에서 상기 불량 미세 구조체가 위치하는 영역을 포함하는 불량 영역을 구획하는 단계, 상기 불량 영역에 위치하는 미세 구조체들을 결합하여 소자 구조물을 형성하는 단계, 상기 기판으로부터 상기 복수의 미세 구조체를 분리하는 단계, 및 상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함한다.
Description
본 발명은 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로써, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 잉크 내에 포함된 미세 구조체의 품질 및 품질 균일성이 향상된 잉크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법은 적어도 하나의 정상 미세 구조체 및 적어도 하나의 불량 미세 구조체를 포함하는 복수의 미세 구조체가 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에서 상기 불량 미세 구조체가 위치하는 영역을 포함하는 불량 영역을 구획하는 단계, 상기 불량 영역에 위치하는 미세 구조체들을 결합하여 소자 구조물을 형성하는 단계, 상기 기판으로부터 상기 복수의 미세 구조체를 분리하는 단계, 및 상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계를 포함한다.
상기 불량 영역을 구획하는 단계는, 상기 불량 미세 구조체를 검출하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함할 수 있다.
상기 불량 미세 구조체를 검출하는 단계는, 상기 복수의 미세 구조체에 검사광을 조사하는 단계, 및 상기 검사광에 의해 상기 미세 구조체가 방출하는 광을 감지하는 단계를 포함하고, 상기 미세 구조체의 발광 특성에 대한 불량 여부를 판단하여 상기 불량 미세 구조체를 검출할 수 있다.
상기 불량 미세 구조체를 검출하는 단계는, 상기 각 미세 구조체의 외관을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 미세 구조체의 외관을 기준으로 상기 불량 미세 구조체를 검출할 수 있다.
상기 소자 구조물을 형성하는 단계는, 상기 불량 영역에 결합 물질을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결합 물질은 레진을 포함하고, 상기 소자 구조물을 형성하는 단계는, 상기 레진을 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 결합 물질은 저융점 합금을 포함할 수 있다.
상기 기판으로부터 상기 복수의 미세 구조체를 분리하는 단계는, 상기 기판에 초음파를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판 상에 인가된 상기 초음파에 의해 상기 소자 구조물은 상기 기판으로부터 분리될 수 있다.
상기 정상 미세 구조체는 개별로 상기 기판으로부터 분리되고, 상기 불량 미세 구조체는 상기 소자 구조물에 포함되어 상기 기판으로부터 분리될 수 있다.
상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계는, 상기 소자 구조물을 선택적으로 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 소자 구조물을 선택적으로 분리하는 단계는, 복수의 개구부를 포함하는 필터를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 정상 미세 구조체는 상기 필터를 통과하고, 상기 소자 구조물은 상기 필터를 통과하지 못할 수 있다.
상기 정상 미세 구조체의 최대 길이는 상기 개구부의 최대 너비보다 작을 수 있다.
상기 소자 구조물의 너비는 상기 개구부의 최대 너비보다 클 수 있다.
상기 불량 영역을 구획하는 단계에서, 상기 불량 영역은 상기 개구부의 최대 너비보다 상기 불량 영역의 너비가 크도록 구획될 수 있다.
상기 불량 미세 구조체와 인접 배치된 정상 미세 구조체는 상기 불량 영역에 포함될 수 있다.
상기 소자 구조물의 너비는 상기 정상 미세 구조체의 최대 길이보다 클 수 있다.
상기 미세 구조체는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층과 이격된 제2 반도체층, 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다.
상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계 이후에, 상기 정상 미세 구조체 및 용매를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법은 미세 구조체와 용매를 혼합하는 공정을 수행하기전에 불량 미세 구조체를 선택적으로 제거함으로써, 잉크 내에 포함된 미세 구조체의 품질이 향상될 수 있다. 복수의 불량 미세 구조체를 결합 물질을 이용하여 서로 결합하여 정상 미세 구조체의 크기보다 큰 소자 구조물을 형성함으로써 정상 미세 구조체와 불량 미세 구조체를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 크기 차이를 이용하여 필터를 이용하여 불량 미세 구조체를 선택적으로 제거할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 S100 단계를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 S100 단계를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1의 S200의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 5는 도 4의 S210 단계를 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 4의 S220 단계를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 1의 S300의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 8은 도 7의 S310 단계를 나타내는 측면도이다.
도 9는 도 7의 S320 단계를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 1의 S400 단계를 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 1의 S500 단계를 나타내는 측면도이다.
도 12는 필터와 정상 미세 구조체 및 소자 구조물의 상대적인 크기를 비교하기 위한 개략도이다.
도 13은 도 1의 S600 단계를 나타내는 측면도이다.
도 14는 도 1의 S300의 다른 예를 보여주는 순서도이다.
도 2는 S100 단계를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 S100 단계를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1의 S200의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 5는 도 4의 S210 단계를 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 4의 S220 단계를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 1의 S300의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다.
도 8은 도 7의 S310 단계를 나타내는 측면도이다.
도 9는 도 7의 S320 단계를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 1의 S400 단계를 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 1의 S500 단계를 나타내는 측면도이다.
도 12는 필터와 정상 미세 구조체 및 소자 구조물의 상대적인 크기를 비교하기 위한 개략도이다.
도 13은 도 1의 S600 단계를 나타내는 측면도이다.
도 14는 도 1의 S300의 다른 예를 보여주는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(Elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(On)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 이와 마찬가지로, "하(Below)", "좌(Left)" 및 "우(Right)"로 지칭되는 것들은 다른 소자와 바로 인접하게 개재된 경우 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소재를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법은 복수의 미세 구조체가 형성된 기판을 준비하는 단계(S100), 불량 미세 구조체가 위치하는 불량 영역을 구획하는 단계(S200), 구획된 불량 영역에 위치하는 복수의 미세 구조체를 결합하는 단계(S300), 복수의 미세 구조체를 기판에서 분리하는 단계(S400), 정상 미세 구조체와 불량 미세 구조체를 분리하는 단계(S500) 및 정상 미세 구조체와 용매를 혼합하여 잉크화하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.
기판 상에 형성된 복수의 미세 구조체는 불량 미세 구조체 및 정상 미세 구조체를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 잉크의 제조 방법은 기판 상에 형성된 복수의 미세 구조체 중 불량 미세 구조체를 검출하고, 상기 불량 미세 구조체를 포함하는 소자 구조물을 형성할 수 있다. 소자 구조물을 정상 미세 구조체의 크기보다 크게 형성함으로써, 상기 정상 미세 구조체와 소자 구조물의 크기 차이를 이용하여 불량 미세 구조체를 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 정상 미세 구조체를 이용하여 잉크를 제조함으로써, 잉크 내에 포함된 미세 구조체의 품질은 균일할 수 있다. 따라서, 상기 잉크를 이용하여 장치를 제조하는 경우, 장치의 제품 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 2는 S100 단계를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 1의 S100 단계를 나타내는 측면도이다.
이하, 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 공정에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 복수의 미세 구조체가 형성된 기판을 준비한다. (도 1의 S100)
구체적으로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판(1000) 상에 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 형성할 수 있다. 기판(1000)은 사파이어 기판(Al2O3) 및 유리와 같은 투명성 기판을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 기판(1000)은 GaN, SiC, ZnO, Si, GaP 및 GaAs 등과 같은 도전성 기판으로 이루어질 수도 있다. 이하에서는, 기판(1000)이 사파이어 기판(Al2O3)인 경우를 예시하여 설명한다.
기판(1000) 상에는 복수의 미세 구조체(30R, 30D)가 형성될 수 있다. 복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 기판(1000)의 일면 상에서 일 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 서로 이격 배치될 수 있다.
이에 제한되는 것은 아니나, 미세 구조체(30R, 30D)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있다. 미세 구조체(30R, 30D)는 마이크로 미터(Micro-meter) 내지 나노 미터(Nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 이하에서는, 미세 구조체(30R, 30D)가 무기 발광 다이오드인 경우를 예시하여 설명한다.
미세 구조체(30R, 30D)는 제1 반도체층(31), 제2 반도체층(32), 활성층(36), 전극층(37) 및 절연막(38)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(31)은 n형 반도체일 수 있다. 일 예로, 미세 구조체(30R, 30D)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 반도체층(31)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 반도체층(31)은 n형 Si로 도핑된 n-GaN일 수 있다.
제2 반도체층(32)은 미세 구조체(30R, 30D)의 연장 방향인 일 방향을 따라 제1 반도체층(31)과 이격되어 배치될 수 있다. 제2 반도체층(32)은 p형 반도체일 수 있다. 미세 구조체(30R, 30D)가 청색 또는 녹색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 반도체층(32)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 반도체층(32)은 p형 Mg로 도핑된 p-GaN일 수 있다.
활성층(36)은 제1 반도체층(31)과 제2 반도체층(32) 사이에 배치된다. 활성층(36)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성층(36)은 제1 반도체층(31) 및 제2 반도체층(32)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성층(36)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlGaInN 등의 물질을 포함할 수 있다.
전극층(37)은 제2 반도체층(32) 상에 배치될 수 있다. 전극층(37)은 오믹(Ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 전극층(37)은 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다.
절연막(38)은 상술한 복수의 반도체층(31, 32) 및 전극층(37)의 측면을 둘러싸도록 배치된다. 예시적인 실시예에서, 절연막(38)은 적어도 활성층(36)의 측면을 둘러싸도록 배치되고, 미세 구조체(30R, 30D)가 연장된 일 방향으로 연장될 수 있다.
복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 에피택셜 성장법(Epitaxial growth)을 통해 기판(1000) 상에 형성될 수 있다. 기판(1000)은 지지 기판 및 그 상에 배치된 버퍼층을 포함할 수 있고, 복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 버퍼층 상에서 시드 결정(Seed crystal)들의 결정 성장을 통해 형성될 수 있다
복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 복수의 정상 미세 구조체(30R) 및 복수의 불량 미세 구조체(30D)를 포함할 수 있다.
정상 미세 구조체(30R)는 로드(Rod), 와이어(Wire), 튜브(Tube) 등의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 정상 미세 구조체(30R)는 원통형 또는 로드(Rod)형일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 정상 미세 구조체(30R)의 형상은 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다각기둥의 형상을 갖거나, 일 방향으로 연장되되 외면이 부분적으로 경사진 형상을 갖는 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
미세 구조체(30R, 30D)가 마이크로 미터(Micro-meter) 내지 나노 미터(Nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드인 예시적인 실시예에서, 정상 미세 구조체(30R)의 길이는 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 6㎛의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 3㎛ 내지 5㎛의 길이를 가질 수 있다. 또한, 정상 미세 구조체(30R)의 직경은 30nm 내지 700nm의 범위를 가질 수 있다. 정상 미세 구조체(30R)의 종횡비(Aspect ratio)는 1.2 내지 100일 수 있다.
불량 미세 구조체(30D)는 에피택셜 성장법을 통해 기판(SUB) 상에 복수의 미세 구조체를 형성하는 공정에서 필요한 품질을 만족하지 못하는 미세 구조체일 수 있다. 예를 들어, 불량 미세 구조체(30D)는 미세 구조체의 형성 공정에서 이물의 혼입 등에 의해 형성될 수 있다.
불량 미세 구조체(30D)는 정상 미세 구조체(30R)와 상이한 외관을 가질 수 있다. 또는, 불량 미세 구조체(30D)는 광이 방출되지 않거나 방출되는 광의 파장이 정상 미세 구조체(30R)와 상이한 파장을 가질 수 있다.
도 4는 도 1의 S200의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다. 도 5는 도 4의 S210 단계를 나타내는 측면도이다. 도 6은 도 4의 S220 단계를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 불량 미세 구조체가 위치하는 불량 영역을 구획하는 단계(S200)는, 불량 미세 구조체를 검출하는 단계(S210) 및 검출된 불량 미세 구조체가 위치하는 영역을 포함하는 불량 영역을 구획하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
이어, 불량 미세 구조체를 검출한다. (도 4의 S210)
구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 불량 미세 구조체(30D)를 검출하는 단계는 계측기(200)를 이용하여 수행될 수 있다. 불량 미세 구조체(30D)는 계측기(200)를 이용하여 기판(1000) 상에 형성된 복수의 미세 구조체(30R, 30D)의 외관 특성 또는 발광 특성을 검사하여 검출될 수 있다.
불량 미세 구조체(30D)를 검출하기 위해 검사하는 미세 구조체(30R, 30D)의 외관 특성은 미세 구조체(30R, 30D)의 연장 방향으로의 길이, 직경 또는 형상, 또는 표면의 거칠기 등을 포함할 수 있다. 계측기(200)는 기판(1000) 상에 형성된 복수의 미세 구조체(30R, 30D)의 외관을 측정할 수 있고, 상기 측정된 미세 구조체(30R, 30D)의 외관이 미리 설정된 기준 범위 내에 포함되지 않는 경우, 상기 미세 구조체(30R, 30D)는 불량 미세 구조체(30D)라고 판단할 수 있다. 예를 들어, 측정된 미세 구조체(30R, 30D)의 연장 방향으로의 길이 또는 직경이 미리 설정된 길이 또는 직경의 기준 범위 외에 포함되는 경우 상기 미세 구조체(30R, 30D)는 불량 미세 구조체(30D)로 판단할 수 있다.
불량 미세 구조체(30D)를 검출하기 위해 검사하는 미세 구조체(30R, 30D)의 발광 특성은 미세 구조체(30R, 30D)의 발광 유무, 방출하는 광의 파장 또는 휘도 등을 포함할 수 있다. 미세 구조체(30R, 30D)의 발광 특성을 검출하기 위해 계측기(200)는 복수의 미세 구조체(30R, 30D)에 검사광을 조사하고 상기 검사광에 의해 발광하는 미세 구조체(30R, 30D)로부터 광을 감지하여, 상기 감지된 광을 기초로 미세 구조체(30R, 30D)의 발광 특성을 측정할 수 있다. 검사광은 미세 구조체(30R, 30D)가 방출하는 광보다 작은 파장 대역의 광을 포함할 수 있다.
계측기(200)는 기판(1000) 상에 형성된 복수의 미세 구조체(30R, 30D)의 발광 특성을 측정할 수 있고, 상기 측정된 미세 구조체(30R, 30D)의 발광 특성이 미리 설정된 기준 범위 내에 포함되지 않는 경우, 상기 미세 구조체(30R, 30D)는 불량 미세 구조체(30D)라고 판단할 수 있다. 예를 들어, 측정된 미세 구조체(30R, 30D)가 광을 방출하지 않거나, 방출된 광이 미리 설정된 파장 또는 휘도의 기준 범위 외에 포함되는 경우 상기 미세 구조체(30R, 30D)는 불량 미세 구조체(30D)로 판단할 수 있다.
이어, 검출된 불량 미세 구조체가 위치하는 영역을 포함하는 불량 영역을 구획한다. (도 4의 S220)
구체적으로, 도 4 및 도 6을 참조하면, 불량 영역(MA1, MA2)은 검출된 불량 미세 구조체(30D)가 위치하는 영역을 포함할 수 있다. 불량 영역(MA1, MA2)은 검출된 복수의 불량 미세 구조체(30D)를 포함하도록 구획될 수 있다. 불량 영역(MA1, MA2)의 형상 및/또는 개수는 S210 단계에서 검출된 불량 미세 구조체(30D)의 위치 및/또는 개수에 따라 상이할 수 있다. 불량 영역(MA1, MA2)은 검출된 불량 미세 구조체(30D)를 포함하도록 구획될 수 있다.
불량 영역(MA1, MA2)은 후술하는 필터(FT, 도 11 참조)에 의해 소자 구조물(FD, 도 11)이 걸러지도록 하기 위해서 필터(FT)의 개구부(OP, 도 11 참조)보다 큰 면적을 갖도록 구획될 수 있다. 따라서, 불량 영역(MA1, MA2)은 불량 영역(MA1, MA2) 내에 불량 미세 구조체(30D)와 인접 배치된 정상 미세 구조체(30R)가 배치되도록 구획될 수도 있다. 즉, 불량 영역(MA1, MA2)은 정상 미세 구조체(30R)를 최대한 포함하지 않되, 필터(FT)에 의해 걸러질 수 있을 정도의 면적을 갖도록 구획될 수 있다.
도 6에는 제1 불량 영역(MA1)에 3개의 불량 미세 구조체(30D)와 5개의 정상 미세 구조체(30R)가 배치되고, 제2 불량 영역(MA2)에 6개의 불량 미세 구조체(30D)와 3개의 정상 미세 구조체(30R)가 배치되도록 제1 및 제2 불량 영역(MA1, MA2)을 구획한 것을 예시적으로 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 6개의 불량 미세 구조체(30D) 만을 포함하도록 구획된 영역이 필터(FT)의 개구부(OP)보다 큰 면적을 갖는 경우에는, 제2 불량 영역(MA2)은 6개의 불량 미세 구조체(30D) 만을 포함하도록 구획될 수도 있다.
도 7은 도 1의 S300의 일 예를 상세히 보여주는 순서도이다. 도 8은 도 7의 S310 단계를 나타내는 측면도이다. 도 9는 도 7의 S320 단계를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 구획된 불량 영역에 위치하는 복수의 미세 구조체를 결합하는 단계(S300)는 불량 영역에 레진을 도포하는 단계(S310) 및 레진을 경화하는 단계(S320)를 포함할 수 있다. 본 단계에서는, 구획된 불량 영역(MA1, MA2)에 위치하는 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 결합하여 소자 구조물(FD)을 형성할 수 있다.
이어, 불량 영역에 레진을 도포한다. (도 7의 S310)
도 7 내지 도 9를 참조하면, 불량 영역(MA1, MA2)에 레진(50)을 도포하는 단계는 도포 유닛(300)을 이용하여 수행될 수 있다. 도포 유닛(300)은 디스펜서(Dispenser)를 포함할 수 있다.
도포 유닛(300)은 구획된 불량 영역(MA1, MA2)에 레진(50)을 도포할 수 있다. 불량 영역(MA1, MA2)에 도포된 레진(50)은 각 불량 영역(MA1, MA2)에 포함된 미세 구조체(30R, 30D)를 완전히 커버하도록 각 불량 영역(MA1, MA2)에 도포될 수 있다. 구체적으로, 불량 영역(MA1, MA2)에 도포된 레진(50)은 미세 구조체(30R, 30D)의 연장 방향으로의 길이보다 높게 도포하여 불량 영역(MA1, MA2)에 배치된 미세 구조체(30R, 30D)는 레진(50)에 의해 노출되지 않을 수 있다. 예시적이 실시예에서, 기판(1000)으로부터 레진(50)의 상면까지의 거리는 정상 미세 구조체(30R)의 연장 방향으로의 길이보다 클 수 있다.
레진(50)은 불량 영역(MA1, MA2) 이외의 영역에는 도포되지 않을 수 있다.
레진(50)은 실리콘 레진, 아크릴 레진, 에폭시 레진 또는 이들의 혼합 성분 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 불량 영역(MA1, MA2)에 도포되는 물질(예컨대, 결합 물질)은 불량 영역(MA1, MA2) 내에 배치되는 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 결합할 수 있는 범위 내에서 특별히 제한되지 않는다.
이어, 레진을 경화시킨다. (도 7의 S320)
불량 영역(MA1, MA2)에 도포된 레진(50)을 경화하여 불량 영역(MA1, MA2) 내에 배치되는 복수의 미세 구조체(30R, 30D) 및 레진(50)를 포함하는 소자 구조물(FD)을 형성할 수 있다.
레진(50)을 경화하는 공정은 열 경화 또는 광 경화를 이용하여 수행될 수 있다. 불량 영역(MA1, MA2)에 도포된 레진(50)이 열 경화 또는 광 경화를 거치는 경우, 레진(50)의 강도가 증가하여 불량 영역(MA1, MA2) 내에 배치된 복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 레진(50)에 의해 효과적으로 고정될 수 있다. 레진(50)을 경화하는 공정을 통해 복수의 불량 미세 구조체(30D)가 레진(50)에 의해 서로 고정 및 결합된 소자 구조물(FD)을 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이 소자 구조물(FD)은 불량 미세 구조체(30D)와 인접 배치된 정상 미세 구조체(30R)를 포함할 수도 있다.
복수의 미세 구조체(30R, 30D) 및 레진(50)를 포함하는 소자 구조물(FD)은 각 정상 미세 구조체(30R)의 크기보다 클 수 있다.
도 10은 도 1의 S400 단계를 나타내는 측면도이다.
이어, 복수의 미세 구조체를 기판에서 분리한다. (도 10의 S400)
구체적으로, 도 10을 참조하면, 기판(1000)으로부터 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 분리한다. 기판(1000)으로부터 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 분리하는 공정은 물리적 분리방법(Mechanically Lift Off, MLO), 화학적 분리방법(CLO) 등 통상적으로 수행될 수 있는 방법이면 특별히 제한되지 않는다. 예시적인 실시예에서, 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 분리하는 공정은 기판(1000)에 초음파를 인가하여 수행될 수 있다.
기판(1000)에 초음파를 인가하는 경우, 복수의 미세 구조체(30R, 30D)는 기판(1000)으로부터 분리될 수 있다. 소자 구조물(FD)에 포함되지 않는 정상 미세 구조체(30R)는 기판(1000)으로부터 개별로 분리될 수 있다. 불량 미세 구조체(30D)는 소자 구조물(FD)에 포함되어 복수의 불량 미세 구조체(30D)가 레진(50)에 의해 고정되어 결합된 형태로 기판(1000)으로부터 분리될 수 있다. 초음파에 의해 복수의 미세 구조체(30R, 30D)가 기판(1000)으로부터 분리될 때, 초음파에 의해 전달되는 에너지가 기판(1000)으로부터 소자 구조물(FD)이 분리될 수 있는 충분한 에너지가 전달되지 않는 경우, 복수의 소자 구조물(FD) 중 일부는 기판(1000)으로부터 분리되지 않을 수 있다.
기판(1000)으로부터 분리된 개별 정상 미세 구조체(30R)는 제1 정상 미세 구조체(30R1) 및 제2 정상 미세 구조체(30R2)를 포함할 수 있다. 제1 정상 미세 구조체(30R1)는 상술한 정상 미세 구조체(30R)와 실질적인 구조 및 형상을 동일한 바, 제1 정상 미세 구조체(30R1)의 설명은 정상 미세 구조체(30R)의 설명으로 대체하기로 한다.
제2 정상 미세 구조체(30R2)는 외면에 레진(50)이 일부 배치될 수 있다. 제2 정상 미세 구조체(30R2)는 불량 영역(MA1, MA2)에 레진(50)을 도포하는 공정에서 레진(50)이 일부 불량 영역(MA1, MA2)과 인접 배치된 정상 미세 구조체(30R2)에도 도포된 경우 형성될 수 있다.
도 11은 도 1의 S500 단계를 나타내는 측면도이다. 도 12는 필터와 정상 미세 구조체 및 소자 구조물의 상대적인 크기를 비교하기 위한 개략도이다.
이어, 정상 미세 구조체와 불량 미세 구조체를 분리한다. (도 1의 S500)
구체적으로, 도 1, 도 11 및 도 12를 참조하면, 정상 미세 구조체(30R)와 불량 미세 구조체(30D)를 분리하는 단계는 소자 구조물(FD)을 선택적으로 분리함으로써 수행될 수 있다. 소자 구조물(FD)을 선택적으로 분리하는 공정은 복수의 개구부(OP)를 포함하는 필터(FT)를 이용하여 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 소자 구조물(FD)의 크기와 정상 미세 구조체(30R)는 크기가 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 소자 구조물(FD)의 크기는 정상 미세 구조체(30R)의 크기보다 클 수 있다. 따라서, 불량 미세 구조체(30D)를 포함하는 소자 구조물(FD)의 크기와 정상 미세 구조체(30R)의 크기가 상이한 점을 이용하여 불량 미세 구조체(30D)와 정상 미세 구조체(30R)를 서로 분리할 수 있다.
소자 구조물(FD)과 정상 미세 구조체(30R)는 소자 구조물(FD)의 크기보다 작고 정상 미세 구조체(30R)의 크기보다 큰 복수의 개구부(OP)를 포함하는 필터(FT)를 이용하여 서로 분리할 수 있다. 구체적으로, 복수의 개구부(OP)의 크기가 소자 구조물(FD)의 크기보다 작으므로 소자 구조물(FD)은 필터(FT)를 통과하지 못하고 필터(FT)에 의해 걸러질 수 있다. 복수의 개구부(OP)의 크기가 정상 미세 구조체(30R)의 크기보다 크므로 정상 미세 구조체(30R)는 필터(FT)를 통과할 수 있다.
일 방향으로 연장된 정상 미세 구조체(30R)의 연장 방향으로의 길이(h1)는 정상 미세 구조체(30R)의 최대 길이(h1)일 수 있다. 정상 미세 구조체(30R)의 최대 길이(h1)는 필터(FT)의 개구부(OP)의 최대 너비(W22)보다 작을 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 정상 미세 구조체(30R)의 최대 길이 (h1)는 필터(FT)의 개구부(OP)의 최소 너비(W21)보다 작을 수도 있다. 따라서, 정상 미세 구조체(30R)는 필터(FT)를 통과할 수 있다.
소자 구조물(FD)의 너비(W1)는 정상 미세 구조체(30R)의 최대 길이(h1)보다 클 수 있다. 소자 구조물(FD)의 너비(W1)는 필터(FT)의 개구부(OP)의 최대 너비(W22) 및 최소 너비(W21)보다 클 수 있다. 따라서, 소자 구조물(FD)은 필터(FT)의 개구부(OP)를 통과하지 못할 수 있다.
한편, 소자 구조물(FD)의 크기는 불량 영역(MA1, MA2)의 크기 및 불량 영역(MA1, MA2)에 도포되는 레진(50)의 양에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 필터(FT)를 이용하여 소자 구조물(FD)과 정상 미세 구조체(30R)를 분리하고자 하는 경우, 도 4 및 도 6의 불량 영역(MA1, MA2)을 구획하는 S220 단계에서 구획되는 불량 영역(MA1, MA2)의 크기가 필터(FT)의 개구부(OP)의 크기보다 크게 설정될 필요가 있다. 따라서, S220 단계에서, 불량 영역(MA1, MA2)은 필터(FT)의 개구부(OP)의 최대 너비보다 불량 영역(MA1, MA2)의 너비가 크도록 구획될 수 있다. 이 경우, 불량 영역(MA1, MA2)은 불량 미세 구조체(30D) 뿐만 아니라 정상 미세 구조체(30R)를 포함하도록 구획될 수도 있다.
불량 영역(MA1, MA2)에 도포되는 레진(50)이 불량 영역(MA1, MA2)에 배치되는 복수의 미세 구조체(30R, 30D)를 완전히 덮도록 도포됨에 따라 소자 구조물(FD)은 높이가 정상 소자 구조체(30R)의 최대 길이(h1)보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 불량 영역(MA1, MA2)의 크기 및 불량 영역(MA1, MA2)에 도포되는 레진(50)의 양에 따라 소자 구조물(FD)의 크기를 조절함으로써, 필터(FT)의 개구부(OP)의 크기에 따라 소자 구조물(FD)과 정상 미세 구조체(30R)를 분리할 수 있는 최적의 소자 구조물(FD)의 크기를 설계할 수 있다. 다만, 이 경우에도 불량 영역(MA1, MA2)에 포함되는 정상 미세 구조체(30R)의 수가 최소가 되도록 불량 영역(MA1, MA2)을 구획하여 손실되는 정상 미세 구조체(30R)의 수를 최소화할 수 있다.
도 13은 도 1의 S600 단계를 나타내는 측면도이다.
이어, 미세 구조체와 용매를 혼합한다. (도 1의 S600)
도 13을 참조하면, 필터(FT)를 통과한 정상 미세 구조체(30R)와 용매(SV)를 혼합할 수 있다. 제1 및 제2 정상 미세 구조체(30R1,30R2)는 필터(FT)를 통과하고, 불량 미세 구조체(30D)를 포함하는 소자 구조물(FD)은 필터(FT)를 통과하지 못하고 걸러질 수 있다. 필터(FT)를 통과한 복수의 미세 구조체(30R)와 용매(SV)를 혼합하여 잉크를 제조하는 경우, 필터(FT)에 의해 불량 미세 구조체(30D)가 걸러지므로, 용매(SV) 내에 분산된 복수의 미세 구조체(30R)의 품질은 개선될 수 있다.
용매(SV)는 상온 또는 열에 의해 기화되거나 휘발되는 물질일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 용매(SV)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG), TGBE (Triethylene glycol monobutyl ether), DGPE (Diethylene glycol monophenyl ether), 아마이드계 화합물, 다이카보닐계 화합물(Diethylene glycol dibenzoate), 트라이카보닐계 화합물(Triethyl citrate), 프탈레이트계 화합물(Benzyl butyl phthalate, bis(2-ethylhexyl) phthalate, bis(2-ethylhexyl) isophthalate, ethyl phthalyl ethyl glycolate) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA) 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 잉크의 제조 방법에 의하면, 용매(SV)와 미세 구조체(30R, 30D)를 혼합하는 공정을 수행하기 전에 불량 미세 구조체(30D)를 검출하여 불량 미세 구조체(30D)를 선택적으로 분리시킬 수 있다. 상기 불량 미세 구조체(30D)를 선택적으로 분리하는 방법은 정상 미세 구조체(30R)의 크기보다 크고, 불량 미세 구조체(30D)을 포함하는 소자 구조물(FD)을 형성함으로써 용이하게 분리할 수 있다. 용매(SV)와 미세 구조체(30R, 30D)를 혼합하는 공정을 수행하기 전에 불량 미세 구조체(30D)를 미리 분리함으로써, 잉크 내에 포함되는 미세 구조체의 품질이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 미세 구조체를 포함하는 잉크를 이용하여 장치를 제조하는 경우, 장치의 품질이 개선될 수 있다.
도 14는 도 1의 S300의 다른 예를 보여주는 순서도이다.
도 1, 도 8 및 도 14를 참조하면, 구획된 불량 영역에 위치하는 복수의 미세 구조체를 결합하는 단계(S300)는 불량 영역에 저융점 합금을 도포하는 단계(S310_1)를 포함할 수 있다.
불량 영역(MA1, MA2)에 배치된 복수의 미세 구조체(30D, 30R)를 결합하기 위해서는, 불량 영역(MA1, MA2)에 도포되는 물질이 상온에서 미세 구조체(30D, 30R)를 서로 결합하도록 고정하는 물질이면 특별히 제한되지 않는다. 따라서, 불량 영역(MA1, MA2)에 도포되는 물질이 저융점 합금을 포함하는 경우, 액상으로 불량 영역(MA1, MA2) 상으로 도포된 저융점 합금은 상온에서 응고되어 불량 영역(MA1, MA2)에 배치된 복수의 미세 구조체(30D, 30R)를 고정시킬 수 있다. 따라서, 복수의 불량 미세 구조체(30D)를 정상 미세 구조체(30R) 보다 큰 소자 구조물(FD)를 형성함으로써 불량 미세 구조체(30D)와 정상 미세 구조체(30R)를 용이하게 분리할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
30R: 정상 미세 구조체
30D: 불량 미세 구조체
200: 계측기 1000: 기판
200: 계측기 1000: 기판
Claims (20)
- 적어도 하나의 정상 미세 구조체 및 적어도 하나의 불량 미세 구조체를 포함하는 복수의 미세 구조체가 형성된 기판을 준비하는 단계;
상기 기판 상에서 상기 불량 미세 구조체가 위치하는 영역을 포함하는 불량 영역을 구획하는 단계;
상기 불량 영역에 위치하는 미세 구조체들을 결합하여 소자 구조물을 형성하는 단계;
상기 기판으로부터 상기 복수의 미세 구조체를 분리하는 단계; 및
상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 불량 영역을 구획하는 단계는,
상기 불량 미세 구조체를 검출하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 불량 미세 구조체를 검출하는 단계는,
상기 복수의 미세 구조체에 검사광을 조사하는 단계, 및
상기 검사광에 의해 상기 미세 구조체가 방출하는 광을 감지하는 단계를 포함하고,
상기 미세 구조체의 발광 특성에 대한 불량 여부를 판단하여 상기 불량 미세 구조체를 검출하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 불량 미세 구조체를 검출하는 단계는,
상기 각 미세 구조체의 외관을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 측정된 미세 구조체의 외관을 기준으로 상기 불량 미세 구조체를 검출하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 소자 구조물을 형성하는 단계는,
상기 불량 영역에 결합 물질을 도포하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 결합 물질은 레진을 포함하고,
상기 소자 구조물을 형성하는 단계는,
상기 레진을 경화하는 단계를 더 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 결합 물질은 저융점 합금을 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 기판으로부터 상기 복수의 미세 구조체를 분리하는 단계는,
상기 기판에 초음파를 인가하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 기판 상에 인가된 상기 초음파에 의해 상기 소자 구조물은 상기 기판으로부터 분리되는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 정상 미세 구조체는 개별로 상기 기판으로부터 분리되고,
상기 불량 미세 구조체는 상기 소자 구조물에 포함되어 상기 기판으로부터 분리되는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계는,
상기 소자 구조물을 선택적으로 분리하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 소자 구조물을 선택적으로 분리하는 단계는, 복수의 개구부를 포함하는 필터를 이용하여 수행되는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 정상 미세 구조체는 상기 필터를 통과하고,
상기 소자 구조물은 상기 필터를 통과하지 못하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 정상 미세 구조체의 최대 길이는 상기 개구부의 최대 너비보다 작은 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 소자 구조물의 너비는 상기 개구부의 최대 너비보다 큰 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 불량 영역을 구획하는 단계에서,
상기 불량 영역은 상기 개구부의 최대 너비보다 상기 불량 영역의 너비가 크도록 구획되는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 불량 미세 구조체와 인접 배치된 정상 미세 구조체는 상기 불량 영역에 포함되는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 소자 구조물의 너비는 상기 정상 미세 구조체의 최대 길이보다 큰 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 미세 구조체는,
제1 반도체층,
상기 제1 반도체층과 이격된 제2 반도체층, 및
상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 정상 미세 구조체와 상기 소자 구조물을 분리하는 단계 이후에,
상기 정상 미세 구조체 및 용매를 혼합하는 단계를 더 포함하는 미세 구조체를 포함하는 잉크의 제조 방법.
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