KR20220072777A - Fluidic assembly enabled mass transfer for microled displays - Google Patents
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- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
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- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
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Abstract
마이크로 LED 대량 전이 임프린트 시스템은, 포획위치의 어레이를 구비하는 임프레션 기판을 포함하되, 각각의 포획위치에는 기둥형 홈이 배치되어, 마이크로 LED의 하면으로부터 연신되는 기둥을 임시적으로 고정시키도록 한다. 표면 실장 마이크로 LED에 있어서, 기둥으로는 전기가 전도되지 않는다. 수직 마이크로 LED일 경우, 기둥은 전기를 전도하는 제2 전극이다. 상기 임프린트 시스템은 웰의 어레이를 구비하는 유체 조립 캐리어 기판을 더 포함하되, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격은 상기 임프레션 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭된다. 표시기판은 상기 포획위치의 간격과 동일한 마이크로 LED 연결 개스킷 어레이를 포함한다. 상기 임프레션 기판의 상면을 상기 표시기판에 압착하고, 각각의 포획위치를 상응한 마이크로 LED 위치와 연결한 후, 마이크로 LED를 전이시킨다. 기둥 또는 축방향의 마이크로 LED와 함께 사용되는 유체 조립 임프레션 기판을 더 제공한다.A micro LED mass transfer imprint system includes an impression substrate having an array of capture locations, wherein columnar grooves are disposed at each capture location to temporarily fix a column extending from a lower surface of the micro LED. In surface mount microLEDs, electricity is not conducted to the poles. In the case of vertical micro LEDs, the pillar is the second electrode that conducts electricity. The imprint system further comprises a fluid assembly carrier substrate having an array of wells, the array of wells having a spacing that spaced adjacent wells, the spacing matching the spacing of the impression substrate capture locations. The display substrate includes an array of micro LED connecting gaskets equal to the spacing of the capture positions. The upper surface of the impression substrate is pressed against the display substrate, each capture position is connected to a corresponding micro LED position, and then the micro LED is transferred. Further provided is a fluid assembled impression substrate for use with a column or axial micro LED.
Description
본 출원은 마이크로 발광 다이오드(micro-light emitting diode, micro-LED)디스플레이 분야에 관한 것으로, 특히 디스플레이 제조과정에서 마이크로 발광 다이오드를 대량 전이하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present application relates to the field of a micro-light emitting diode (micro-LED) display, and more particularly, to a system and method for mass-transferring micro-light emitting diodes in a display manufacturing process.
적색-녹색-청색(RGB) 디스플레이는 다수의 픽셀로 구성되는데, 이러한 픽셀은 가시광 중의 적색광, 녹색광 및 청색광에 대응하는 세 가지 파장의 광을 방출한다. 이러한 픽셀의 RGB 부분(각 부분을 서브픽셀로 칭함)은 시스템화 방식으로 턴온되어 중첩됨으로써 가시광 스펙트럼 중의 컬러를 생성한다. 다른 디스플레이는 RGB 이미지를 생성하는 방식도 다르다. 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)는 현재 가장 유행하고 있는 기술로서, 백색 광원(이는 일반적으로 형광을 방출하는 백색 LED임)을 이용해 서브픽셀의 컬러 필터를 조사함으로써, RGB 이미지를 생성한다. 백색광에 포함된 일부 파장을 갖는 광은 흡수되고, 일부 다른 파장을 갖는 광은 컬러 필터를 통해 투과된다. 따라서, 하나의 LCD 디스플레이의 효율은 4%보다 낮을 수 있고, 그의 콘트라스트(contrast)는 액정셀(cell)로부터 누출되는 광의 제한을 받게 된다. 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 디스플레이는 각각의 서브픽셀의 유기 발광 재료를 여기시켜 상응하는 파장을 갖는 광을 방출함으로써, RGB 광선을 생성한다. OLED 픽셀은 직접 발광되기 때문에, 디스플레이의 콘트라스트가 비교적 높지만, 유기 재료가 시간의 흐름에 따라 열화되므로, 이미지 노화가 발생하게 된다.A red-green-blue (RGB) display consists of a number of pixels, which emit light in three wavelengths corresponding to red, green, and blue light in visible light. The RGB portions of these pixels (each portion is referred to as a subpixel) are turned on and overlapped in a systematized manner to create colors in the visible spectrum. Different displays also have different ways of generating RGB images. Liquid Crystal Display (LCD) is the most popular technology right now, and it uses a white light source (which is usually a white LED that emits fluorescence) to illuminate the color filters of sub-pixels to create RGB images. Light having some wavelengths included in white light is absorbed, and light having some other wavelengths is transmitted through the color filter. Accordingly, the efficiency of one LCD display can be lower than 4%, and its contrast is limited by the light leaking from the liquid crystal cell. Organic Light Emitting Diode (OLED) displays generate RGB light by exciting the organic light emitting material of each subpixel to emit light having a corresponding wavelength. Because OLED pixels emit light directly, the contrast of the display is relatively high, but as the organic material deteriorates over time, image aging occurs.
세 번째의 기술, 즉 본 출원에서 언급하는 디스플레이 기술은 마이크로 발광 다이오드 디스플레이인바, 이는 서브픽셀로서 마이크로(본체 직경이 5∼150마이크로미터(㎛)) 무기 LED를 사용하여 직접 발광한다. 무기 마이크로 발광 다이오드 디스플레이는 다른 디스플레이에 비하여 많은 이점을 가지는바, LCD 디스플레이와 비교하면, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이는 50,000:1을 초과하는 콘트라스트 및 보다 높은 효율을 갖는다. OLED 디스플레이와 달리, 무기 LED는 노화 현상이 발생하지 않으며, 도달할 수 있는 휘도가 현저하게 높다.The third technology, that is, the display technology referred to in this application, is a micro light emitting diode display, which directly emits light using micro (body diameter 5 to 150 micrometers (㎛)) inorganic LEDs as sub-pixels. Inorganic micro light emitting diode displays have many advantages over other displays, and compared to LCD displays, micro light emitting diode displays have a greater than 50,000:1 contrast and higher efficiency. Unlike OLED displays, inorganic LEDs do not age and have significantly higher achievable luminance.
현재 주류의 고화질 텔레비젼(High Definition Television, HDTV)에 있어서는, 해상도가 표준인 텔레비젼은 200만 픽셀(또는 600만 서브픽셀)을 구비하고, 해상도가 보다 높은 4K 및 8K 표준은 각각 800만 및 3300만 픽셀을 구비한다. 태블릿 PC 및 휴대폰은 상대적으로 비교적 작은 디스플레이 스크린을 사용하더라도, 수백만 픽셀을 구비하며, 그의 디스플레이 스크린의 해상도는 인치당 600 픽셀(ppi)을 초과한다. 따라서, 마이크로 발광 다이오드를 사용한 디스플레이 스크린의 제조는 비교적 낮은 비용으로 픽셀 간격이 다른 대규모의 마이크로 발광 다이오드 어레이를 조립하는 것을 요구함으로써, 각종 크기 및 해상도를 갖는 디스플레이를 제조할 수 있다. 이하에서 서술하는 바와 같이, 가장 전통적인 마이크로 발광 다이오드 어레이 조립 기술은 각각의 마이크로 발광 다이오드가 모두 독립적으로 캐리어로부터 픽업되어 기판에 안착되기 때문에, 픽 앤 플레이스(pick-and-place) 기술이라 칭한다. 각각의 마이크로 발광 다이오드는 모두 독립적으로 처리되므로, 조립 과정이 매우 느리다.In the current mainstream High Definition Television (HDTV), the standard resolution TV has 2 million pixels (or 6 million subpixels), and the higher resolution 4K and 8K standards have 8 million and 33 million, respectively. have pixels. Tablet PCs and mobile phones have millions of pixels, even with relatively small display screens, and the resolution of their display screens exceeds 600 pixels per inch (ppi). Therefore, manufacturing a display screen using micro light emitting diodes requires assembling a large-scale micro light emitting diode array having different pixel intervals at a relatively low cost, thereby making it possible to manufacture displays having various sizes and resolutions. As described below, the most traditional micro light emitting diode array assembly technique is called a pick-and-place technique because each micro light emitting diode is all independently picked up from a carrier and mounted on a substrate. Each micro light emitting diode is all processed independently, so the assembly process is very slow.
도 1a∼도 1c는 질화갈륨(Gallium Nitride, GaN)에 기반한 LED가 적층된 단면도(도 1a), 완전히 가공된 두 개의 수직 마이크로 발광 다이오드의 단면도(도 1b) 및 표면 실장 마이크로 발광 다이오드(선행기술)의 단면도(도 1c)이다. 널리 사용되고 있는 일반 조명에 이용되는 GaN에 기반한 고휘도 LED가 복잡한 제조 시스템을 형성하고 있기 때문에, 디스플레이에 응용되는 마이크로 발광 다이오드는 해당 업계에 존재하고 있는 투자를 기반으로 한다. 일련의 복잡한 고온 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD) 단계에서 청색(약 440나노미터(㎚)) 파장을 방출하는 GaN 기반 LED를 제조하여, 도 1a의 횡단면에 도시된 수직 LED 구조를 생성한다. 제조 과정은 직경이 50∼200밀리미터(㎜)인 폴리싱 사파이어, 실리콘 또는 실리콘 카바이드(SiC) 기판에서 진행된다. 도핑되지 않은 GaN를 증착하고 질화알루미늄(AlN) 버퍼층을 선택적으로 증착하여 표면을 제조함으로써, 작은 결함 및 GaN 결정격자 상수를 갖는 결정격자 표면을 생성한다. 초기에 증착된 두께와 온도를 조정하여 기판과 GaN 사이의 결정격자 미스매치(mismatch, 오정합)을 보상해야 한다. 다시 말해서, 두께를 증가시켜 표면 품질을 개선해야 하기 때문에, 고효율 소자의 두께는 모두 좌우로 3㎛보다 크다. MOCVD 증착공정은 복작하고 비용이 많이 들기 때문에, 마이크로 발광 다이오드 공정을 최적화하여 성장 웨이퍼의 전체 영역을 효과적으로 이용하는 것이 매우 중요하다.1a to 1c are a cross-sectional view of an LED based on Gallium Nitride (GaN) stacked (Fig. 1a), a cross-sectional view of two fully fabricated vertical micro light emitting diodes (Fig. 1 b) and a surface mount micro light emitting diode (prior art). ) is a cross-sectional view (FIG. 1C). Since high-brightness LEDs based on GaN, which are widely used in general lighting, form a complex manufacturing system, micro light-emitting diodes for display applications are based on existing investments in the industry. GaN-based LEDs emitting blue (about 440 nanometers (nm)) wavelengths are fabricated in a series of complex high-temperature metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) steps, creating the vertical LED structure shown in the cross-section of FIG. 1A. The manufacturing process takes place on a polished sapphire, silicon or silicon carbide (SiC) substrate with a diameter of 50 to 200 millimeters (mm). By depositing undoped GaN and selectively depositing an aluminum nitride (AlN) buffer layer to prepare the surface, a crystal lattice surface with small defects and GaN crystal lattice constant is created. The initial deposition thickness and temperature must be adjusted to compensate for the crystal lattice mismatch between the substrate and GaN. In other words, since the surface quality needs to be improved by increasing the thickness, the thickness of the high-efficiency device is greater than 3 μm on both sides. Since the MOCVD deposition process is complex and expensive, it is very important to optimize the micro light emitting diode process to effectively utilize the entire area of the growth wafer.
초기 성장을 통해 결정질 GaN 표면을 형성한 후, 실리콘 도핑을 추가하여 첫 번째 LED층을 형성함으로써, 음극에 사용되는 n+ GaN를 형성한다. 선택적으로, 상기 적층은 전자 주입 및 정공 차단을 조정한 층을 포함할 수 있다. 이어서, 증착은 갈륨 인듐 질화물(InxGa1-xN) 및 GaN가 서로 교대로 적층되는 다중 양자 웰(Multiple Quantum Well, MQW) 구조를 가지며, 여기서 인듐 함량과 상기 층의 두께는 소자의 방출 파장을 결정한다. 인듐 함량의 증가는 방출 피크가 보다 긴 파장을 향해 이동하도록 하지만, 결정격자 미스매치로 인해 발생된 응력을 증가시키므로, 적색광을 방출하기 위한 고효율의 GaN 소자를 제조하지 못하며, 녹색광 LED의 효율도 청색광 LED보다 낮다. MQW를 형성한 후, 적층 구조는 전자 차단 및 정공 주입을 조정한 층을 더 포함할 수 있다. 마그네슘(Mg)이 도핑된 GaN를 증착하여 p+ 양극층을 형성함으로써, MOCVD층 시퀀스를 완성한다.After forming a crystalline GaN surface through initial growth, silicon doping is added to form the first LED layer, thereby forming n + GaN used for the cathode. Optionally, the stack may include a layer that adjusts electron injection and hole blocking. The deposition then has a Multiple Quantum Well (MQW) structure in which gallium indium nitride (InxGa1-xN) and GaN are stacked alternately on each other, where the indium content and the thickness of the layer determine the emission wavelength of the device . An increase in the indium content causes the emission peak to shift toward a longer wavelength, but increases the stress caused by the crystal lattice mismatch, so it is not possible to manufacture a high-efficiency GaN device for emitting red light, and the efficiency of green light LED is also blue light lower than LED. After forming the MQW, the layered structure may further include a layer that adjusts electron blocking and hole injection. The MOCVD layer sequence is completed by depositing GaN doped with magnesium (Mg) to form the p + anode layer.
일반적인 조명에 사용되는 LED(각 측 최대 3∼4㎜)는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이에 응용되는 마이크로 발광 다이오드(직경이 5∼150㎛임)보다 훨씬 크기 때문에, 패턴화 및 전극에 대한 요구는 모두 명백히 다르다. 마이크로 발광 다이오드는 용접 재료 또는 비대칭 전기전도 필름(Asy㎜etric Conductive Film, ACF)을 사용하여 기판 전극에 바인딩되어야 하고, 대형 LED는 일반적으로 리드선을 통해 바인딩되거나 납땜 페이스트를 통해 리드선 프레임에 바인딩되어야 한다. 마이크로 발광 다이오드의 체적이 매우 작기 때문에, 패턴화 과정에서 MOCVD 웨이퍼의 대부분 영역을 제거함으로써, 각 웨이퍼의 사용 가능한 발광 면적이 감소된다. LED 웨이퍼는 상대적으로 고가이고, 마이크로 발광 다이오드의 제조에 필요한 고해상도는 비용을 더욱 증가시키므로, 발광 영역을 가능한 한 효과적으로 사용하여 마이크로 발광 다이오드 디스플레이의 재료 비용을 최대한 줄이는 것이 매우 중요하다.Since LEDs used for general lighting (up to 3 to 4 mm on each side) are much larger than micro light emitting diodes (5 to 150 μm in diameter) used in micro light emitting diode displays, the demands for patterning and electrodes are all clearly different. Micro light emitting diodes must be bound to the substrate electrodes using welding material or an Asymmetric Conductive Film (ACF), while large LEDs are usually bound through lead wires or to the lead wire frame through solder paste. . Since the volume of the micro light emitting diode is very small, by removing most of the area of the MOCVD wafer during the patterning process, the usable light emitting area of each wafer is reduced. LED wafers are relatively expensive, and the high resolution required for the manufacture of micro light emitting diodes further increases the cost, so it is very important to use the light emitting area as effectively as possible to reduce the material cost of the micro light emitting diode display as much as possible.
가장 간단한 공정 프로세스에서, (수 나노미터의) 얇은 산화니켈(NiOX)을 증착시켜 p+ GaN 작업 함수를 매칭하고, 두께가 50∼300㎚인 한 층의 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)을 증착시켜 MOCVD 스택 상에 투명한 전도성 전극을 형성한다. 다음에 증착된 스택 구조를 패턴화 및 식각하고, 일반적으로 질소 기체(Cl2)에 기반한 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etch, RIE) 공정을 이용하여, 가장 작은 실제 크기 및 간격을 갖는 단일 마이크로 발광 다이오드를 생성한다. 특히, 마이크로 발광 다이오드를 고효율적으로 생성하는 경우, LED 구조의 두께는 단지 3∼5㎛이므로, LED 구조의 두께는 성공적으로 식각할 수 있는 최소 공간을 제한하게 된다.In the simplest process process, a thin nickel oxide (NiO X ) (several nanometers) is deposited to match the p + GaN working function, and a single layer of indium tin oxide (ITO) with a thickness of 50-300 nm ) to form a transparent conductive electrode on the MOCVD stack. The deposited stack structure is then patterned and etched, and a single micro-light emitting diode with the smallest actual size and spacing using a reactive ion etch (RIE) process typically based on nitrogen gas (Cl 2 ). to create In particular, when producing micro light emitting diodes with high efficiency, the thickness of the LED structure is only 3 to 5 μm, so the thickness of the LED structure limits the minimum space that can be successfully etched.
도 1c에 예시된 바와 같이, LED의 외곽을 식각한 후, 추가 처리를 수행하여, 양극에 전극을 형성한다. 누전을 방지하고 ITO층을 연결하기 위한 개구를 식각하기 위하여, 일반적으로 패시베이션층을 마련하되, 상기 패시베이션층은 일반적으로 플라즈마 강화 화학 기상 증착(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 실리카(Silicon Dioxide, SiO2)에 의해 형성되거나, 표면에 마련된 얇은 원자 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 알루미나(Aluminum Oxide, Al2O3)층을 선택적으로 포함한다. 이 양극 구조는 전극 스택구조를 증착하여 완성되고, 상기 전극 스택구조는 인듐/주석(In/Sn) 또는 금, 게르마늄(Au/Ge) 합금과 같은 재료를 포함한다.As illustrated in FIG. 1C , after etching the outer edge of the LED, additional processing is performed to form an electrode on the anode. In order to prevent short circuit and etch the opening for connecting the ITO layer, a passivation layer is generally provided, but the passivation layer is generally plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) silica (Silicon Dioxide, SiO 2 ), or a thin atomic deposition (Atomic Layer Deposition, ALD) alumina (Aluminum Oxide, Al 2 O 3 ) layer provided on the surface is optionally included. The anode structure is completed by depositing an electrode stack structure, and the electrode stack structure includes a material such as indium/tin (In/Sn), gold, or a germanium (Au/Ge) alloy.
도 2a는 레이저 박리(Laser Lift Off, LLO)를 통해 사파이어 기판으로부터 마이크로 발광 다이오드를 제거하는 과정을 도시한다. 도 2b는 소자를 캐리어 웨이퍼로부터 이동시켜 표시기판에 안착하는 픽 앤 플레이스 과정을 도시한다. 도 2c는 마이크로 발광 다이오드 양극과 기판 전극의 연결(선행기술)을 도시한다. 구체적으로, 도 2a에서는, 제조된 마이크로 발광 다이오드는 접착제층을 통해 캐리어 웨이퍼에 바인딩되고, 동시에 레이저 박리를 통해 사파이어 기판으로부터 제거된다. 도 2b에서는, 픽업헤드를 통해 캐리어로부터 마이크로 발광 다이오드를 제거한 후, 서브픽셀에 안착시키고, 그의 양극과 기판의 대응하는 전극을 전기적으로 연결한다. 픽셀은 마이크로 발광 다이오드에 적합한 유전체(예를 들어, 패턴에 대한 포토리소그래피가 가능한 폴리이미드)를 코팅하여 완성되고, 동시에 마이크로 발광 다이오드의 음극은 기판의 전극과 연결된다. 금속 상호연결은 증착 및 패턴화되어 도 2c에 도시된 바와 같은 연결을 형성하도록 한다.2A illustrates a process of removing a micro light emitting diode from a sapphire substrate through laser lift off (LLO). 2B illustrates a pick-and-place process in which a device is moved from a carrier wafer to be seated on a display substrate. Figure 2c shows the connection (prior art) of a micro light emitting diode anode and a substrate electrode. Specifically, in FIG. 2A , the manufactured micro light emitting diode is bound to the carrier wafer through an adhesive layer, and simultaneously removed from the sapphire substrate through laser exfoliation. In Fig. 2b, the micro light emitting diode is removed from the carrier through the pick-up head and then seated in the sub-pixel, electrically connecting its anode to the corresponding electrode of the substrate. A pixel is completed by coating a dielectric suitable for the micro light emitting diode (eg, polyimide capable of photolithography for a pattern), and at the same time, the cathode of the micro light emitting diode is connected to the electrode of the substrate. The metal interconnects are deposited and patterned to form connections as shown in Figure 2c.
약 630㎚의 파장을 갖는 적색광을 방출하는 LED는 일반적으로 갈륨비소(GaAs)에 성장된 알루미늄 갈륨 인듐 인화물(AlGaInP)로 제조되고, GaAs가 투명하지 않기 때문에, 레이저 박리 기술을 사용하여 GaAs 기판으로부터 LED를 박리할 수 없다. 따라서, 적색광 LED를 기판으로부터 박리하고자 하는 경우에는, 기판을 완전히 식각하거나, 선택적 식각(일반적으로 염화수소(HCl): 아세트산을 사용함)을 이용하여 언더커팅하고 LED를 박리한다. LED의 크기(횡단면)는 GaN 범용 조명 LED와 유사하다(크기는 150∼1000㎛임). 미국 특허 10,804,426에서는 AlGaInP LED 공정을 전면적으로 기술하고 있는바, 해당 특허는 참조로서 본문에 포함된다.LEDs emitting red light with a wavelength of about 630 nm are usually made of aluminum gallium indium phosphide (AlGaInP) grown on gallium arsenide (GaAs), and since GaAs is not transparent, laser ablation techniques are used to remove it from the GaAs substrate. The LED cannot be peeled off. Therefore, when the red light LED is to be stripped from the substrate, the substrate is either completely etched or undercut using a selective etch (typically hydrogen chloride (HCl): acetic acid is used) and the LED is stripped. The size (cross-section) of the LED is similar to that of a GaN general-purpose lighting LED (size is 150-1000 μm). U.S. Patent 10,804,426 completely describes an AlGaInP LED process, and the patent is incorporated herein by reference.
상술한 픽 앤 플레이스 조립 프로세스에는 일부 중요한 문제가 존재하는바, 즉 비용이 높고 생산량이 낮은 문제가 발생하게 된다. 구체적으로, 조립 과정은 본질적으로 직렬로 수행되기 때문에, 수백만 개의 마이크로 발광 다이오드를 조립할 때 매우 긴 시간이 소요되고, 비용이 매우 높다. 마이크로 발광 다이오드는 자체의 크기가 작아 그립 헤드와 같은 그립 기기를 제조하기 어렵고, 그립 기기의 가장자리는 그립 과정에서 인접하는 마이크로 발광 다이오드와 간섭하거나, 조립 과정에서 픽셀 사이의 반사기 구조와 간섭할 수 있다. 상술한 단일 픽 앤 플레이스 방법은 대량 전이 헤드를 사용하여 다수의 마이크로 발광 다이오드를 동시에 그립하고 전이시킴으로써 병렬 과정으로 확장될 수 있다. 그러나, 이러한 대량 전이법은 동시에 전이되는 한 그룹의 마이크로 발광 다이오드에 결함이 있는 소자가 존재하는 경우에 품질이 매우 낮을 수 있고, 각각의 마이크로 발광 다이오드 사이의 간격은 웨이퍼에 성장된 소자의 간격에 의해 결정된다.The pick-and-place assembly process described above has some important problems, namely, high cost and low production volume. Specifically, since the assembly process is essentially performed in series, it takes a very long time to assemble millions of micro light emitting diodes, and the cost is very high. The micro light emitting diode itself is small in size, making it difficult to manufacture a grip device such as a grip head, and the edge of the grip device may interfere with adjacent micro light emitting diodes during the gripping process or with the reflector structure between pixels during assembly. . The single pick and place method described above can be extended to a parallel process by simultaneously gripping and transitioning multiple micro light emitting diodes using a mass transition head. However, this mass transfer method may have very low quality when a defective device exists in a group of micro light emitting diodes that are simultaneously transferred, and the spacing between each micro light emitting diode depends on the spacing of the devices grown on the wafer. is determined by
도 3a∼도 3h는 하나의 대량 전이법의 예시(선행기술)를 도시한다. 대량 전이법은 어레이로 배열된 다수의 마이크로 발광 다이오드를 전체적으로 표시기판으로 전이하는 방법으로서, 직렬 픽 앤 플레이스 조립의 낮은 처리량 문제를 해결하기 위하여 널리 개발되고 있다. 가장 간단한 품질 전이 과정에서, 직사각형 임프린트 스탬프는 캐리어로부터 하나의 직사각형의 마이크로 발광 다이오드 어레이를 픽업하고, 마이크로 발광 다이오드를 표시기판에 압착하여, 각각의 마이크로 발광 다이오드와 상응하는 전극이 결합되도록 한다. RGB 디스플레이를 제조함에 있어서는 다른 컬러의 마이크로 발광 다이오드를 고려해야 하기 때문에, 전이 임프린트 스탬프는 세 개의 마이크로 발광 다이오드마다 한 번씩 픽업함으로써, 다른 두 가지 서브픽셀 컬러의 마이크로 발광 다이오드를 위한 공간을 제공한다. 도 2c에 도시된 표면 실장 마이크로 발광 다이오드의 경우, 조립 과정은 아래와 같은 순서에 따라 진행된다.3A-3H show an example (prior art) of one mass transfer method. The mass transfer method is a method of transferring a plurality of micro light emitting diodes arranged in an array to a display substrate as a whole, and has been widely developed to solve the problem of low throughput of serial pick and place assembly. In the simplest quality transition process, a rectangular imprint stamp picks up one rectangular array of micro light emitting diodes from a carrier, and presses the micro light emitting diodes to the display substrate, so that each micro light emitting diode and the corresponding electrode are coupled. Because different color micro light emitting diodes must be considered in manufacturing RGB displays, the transition imprint stamp picks up once every three micro light emitting diodes, thus making room for the other two sub-pixel color micro light emitting diodes. In the case of the surface mount micro light emitting diode shown in FIG. 2C, the assembly process is performed according to the following sequence.
1) 각종 컬러의 마이크로 발광 다이오드를 위하여 독립적인 MOCVD 웨이퍼를 준비하고, 각각의 마이크로 발광 다이오드 사이는 적절한 크기 및 간격을 갖는다. 인접하는 마이크로 발광 다이오드 사이의 공극을 간격이라 칭한다. 도 3a를 참조한다. 각각의 마이크로 발광 다이오드는 모두 표시기판에 연결하기 위한 하나의 음극 및 양극을 구비한다. 마이크로 발광 다이오드 어레이는 레이저 박리에 의해 성장 웨이퍼로부터 제거되어 캐리어 기판(미도시)에 유지된다.1) Prepare an independent MOCVD wafer for micro light emitting diodes of various colors, and have an appropriate size and spacing between each micro light emitting diode. The gap between adjacent micro light emitting diodes is called a gap. See Figure 3a. Each of the micro light emitting diodes has one cathode and one anode for connection to the display substrate. The micro light emitting diode array is removed from the growth wafer by laser ablation and held on a carrier substrate (not shown).
2) 표시기판(도 3b)에는 다수의 그룹의 음극 전극 및 양극 전극이 마련되고, 각 그룹의 전극 사이의 간격은 웨이퍼의 각 마이크로 발광 다이오드 사이의 간격의 복수배이므로, 전극과 전이 임프린트 스탬프의 마이크로 발광 다이오드의 위치는 서로 매칭된다. 이러한 간격은 디스플레이 최종 해상도를 결정한다. 상기 전극은 구리, 인듐 주석 산화물/알루미늄(ITO/Al), 금 또는 주석/인듐(Sn/In)과 같은 땜납일 수 있다. ACF 필름을 사용하여 전극을 커버할 수도 있다. 디스플레이 패널의 전극 및 마이크로 발광 다이오드의 재료를 확정함으로써, 하기 단계 5)의 추후의 바인딩 공정을 통해 옴 접촉(ohmic contact)을 형성한다.2) A plurality of groups of cathode and anode electrodes are provided on the display substrate (FIG. 3B), and the spacing between the electrodes of each group is multiple times the spacing between the micro light emitting diodes of the wafer, so the electrode and the transition imprint stamp The positions of the micro light emitting diodes are matched to each other. This spacing determines the final resolution of the display. The electrode may be a solder such as copper, indium tin oxide/aluminum (ITO/Al), gold or tin/indium (Sn/In). An ACF film may also be used to cover the electrode. By confirming the material of the electrode of the display panel and the micro light emitting diode, an ohmic contact is formed through the subsequent binding process of step 5) below.
3) 픽업점과 디스플레이의 서브픽셀 간격이 매칭되는 위치에 따라 임프린트 스탬프를 준비한다. 현재 각 마이크로 발광 다이오드를 고정하는데 응용되는 픽업 메커니즘은 탄성체, 테이프, 정전기 및 자기장을 포함한다. 도 3c에서는 크기가 3*3 픽셀인 하나의 임프린트 스탬프를 도시하였지만, 실제 상 임프린트 스탬프에는 일반적으로 수백 개의 픽셀이 장착되어 있다.3) Prepare the imprint stamp according to the location where the pickup point and the sub-pixel spacing of the display match. Pick-up mechanisms currently applied to hold each micro-light-emitting diode include elastomers, tapes, static electricity, and magnetic fields. Although FIG. 3C shows one imprint stamp having a size of 3*3 pixels, an actual imprint stamp is generally equipped with hundreds of pixels.
4) 도 3d를 참조하면, 임프린트 스탬프와 첫 번째 컬러의 마이크로 발광 다이오드를 적재하는 캐리어 기판을 정렬하여 위치시키고, 임프린트 스탬프와 캐리어 기판을 접촉시켜, 고정 구조가 다수의 마이크로 발광 다이오드를 그립함으로써, 캐리어 기판으로부터 제거한다.4) Referring to FIG. 3D , by aligning and positioning the imprint stamp and the carrier substrate on which the micro light emitting diodes of the first color are loaded, the imprint stamp and the carrier substrate are brought into contact, so that the fixed structure grips the plurality of micro light emitting diodes, removed from the carrier substrate.
5) 도 3e를 참조하면, 충전(充塡)된 임프린트 스탬프와 제1 그룹의 표시기판의 전극을 정렬하여 위치시킨다.5) Referring to FIG. 3E , the charged imprint stamp and the electrode of the first group of display substrates are aligned and positioned.
6) 도 3f를 참조하면, 임프린트 스탬프가 표시기판에 압착되어 접촉되도록 하고, 일반적으로 동시에 가열하여 마이크로 발광 다이오드 전극과 표시기판의 전극이 바인딩 구조를 형성하도록 한다. 바인딩을 형성하고 충분히 냉각하여 마이크로 발광 다이오드를 고정한 후, 임프린트 스탬프를 제거함으로써 재사용하도록 한다.6) Referring to FIG. 3F , the imprint stamp is pressed and brought into contact with the display substrate, and is generally heated at the same time so that the micro light emitting diode electrode and the electrode of the display substrate form a binding structure. After forming the binding and cooling it sufficiently to fix the micro light emitting diode, remove the imprint stamp to reuse it.
7) 도 3g∼도 3h에 도시된 바와 같이, 두 번째 컬러 및 세 번째 컬러의 마이크로 발광 다이오드에 대하여 각각 동일한 조작을 수행함으로써, RGB 디스플레이 어레이를 형성한다.7) As shown in FIGS. 3G to 3H, by performing the same operation for the micro light emitting diodes of the second color and the third color, respectively, an RGB display array is formed.
상기 대량 전이 방법은 조립이 가능하며, 디스플레이의 제조에 응용되지만, 제품 수율이 낮고 제품 비용이 높다는 등의 일부 문제가 여전히 존재한다. 우선, 도 3b에서, x방향 및 y방향에서의 디스플레이의 간격은 단지 MOCVD 웨이퍼의 마이크로 발광 다이오드 사이의 간격의 정수배일 뿐이며, 도면에서는 3*2인 경우를 예시하였다. 완전한 디스플레이 제조 기술은 업계 표준에 부합되는 다른 크기의 스크린, 예를 들어 4K(3840*2160 픽셀)를 반드시 제조할 수 있어야 하기 때문에, 임프린트 스탬프에서의 마이크로 발광 다이오드의 간격을 변경할 수 있는 기술(간격 확장 가능한 기술)이 필요하다. 또한 각각의 디스플레이의 크기 및 해상도에 대하여 MOCVD 웨이퍼의 마이크로 발광 다이오드의 크기를 맞춤 제작할 수도 있지만, 이는 불필요한 비용을 증가시킨다. 다음으로, 픽업 장치는 반드시 연결 강도의 크기 균형을 획득해야 하고, 연결 강도가 너무 작으면, 일부 마이크로 발광 다이오드가 캐리어 기판으로부터 이탈되지 못하여, 어레이에 갭이 형성된다. 반대로, 연결 강도가 너무 크면, 마이크로 발광 다이오드가 기판에 용접된 후 강제적으로 제거된다. 상기 두 가지 경우, 모두 서브픽셀의 휘도가 감소되므로, 디스플레이가 허용하지 않는다. 마지막으로, 전이 임프린트 스탬프의 구조는 복잡하고 제조하기 어렵다. 임프린트 스탬프가 인접하는 마이크로 발광 다이오드와 간섭하는 것을 방지하기 위하여 연결 포인트는 반드시 마이크로 발광 다이오드 사이의 간격보다 작아야 한다. 이는 로컬 필드(예를 들어, 정전기나 자기력)를 발생시켜야 하는 복잡한 고정 방법에 있어서 구현하기 아주 어렵다. 임프린트 스탬프는 쉽게 오염 및 파손되고, 특히 폴리디메틸실록산(PDMS) 등 탄성체로 제조된 임프린트 스탬프가 쉽게 오염 및 파손되므로, 어떻게 효과적으로 세척하여 임프린트 스탬프를 재사용할 것인지에 대한 것 또한 매우 중요하다.Although the mass transfer method can be assembled and applied to the manufacture of displays, some problems such as low product yield and high product cost still exist. First, in FIG. 3B, the distance between the displays in the x-direction and the y-direction is only an integer multiple of the distance between the micro light emitting diodes of the MOCVD wafer, and the case of 3*2 is exemplified in the figure. Technology that can change the spacing of micro light emitting diodes in imprint stamps, because complete display manufacturing technology must be able to manufacture screens of different sizes that meet industry standards, for example 4K (3840*2160 pixels). scalable technology). It is also possible to customize the size of the micro light emitting diode of the MOCVD wafer for the size and resolution of each display, but this increases unnecessary cost. Next, the pickup device must achieve a size balance of the connection strength, and if the connection strength is too small, some micro light emitting diodes may not be separated from the carrier substrate, so that a gap is formed in the array. Conversely, if the connection strength is too large, the micro light emitting diode is forcibly removed after being welded to the substrate. In both cases, since the luminance of the sub-pixel is reduced, the display does not allow it. Finally, the structure of the transfer imprint stamp is complex and difficult to manufacture. In order to prevent the imprint stamp from interfering with the adjacent micro light emitting diodes, the connection point must be smaller than the distance between the micro light emitting diodes. This is very difficult to implement in a complex fixing method that needs to generate a local field (eg, static electricity or magnetic force). Imprint stamps are easily contaminated and damaged, and in particular, imprint stamps made of elastic materials such as polydimethylsiloxane (PDMS) are easily contaminated and damaged, so it is also very important how to effectively clean and reuse the imprint stamp.
대량 전이 임프린트 공정의 결함을 설명하기 위하여, 도 3h는 발생할 수 있는 몇 가지 고장 상황을 기술한다.In order to account for the defects of the mass transfer imprint process, Figure 3h describes several failure situations that may occur.
고장 a: 픽업시 임프린트 스탬프의 접착력이 좋지 않아 마이크로 발광 다이오드가 부족해지고; Failure a: the micro light-emitting diode is insufficient due to poor adhesion of the imprint stamp at the time of pickup;
고장 b: 임프린트 스탬프에 오염이 발생하여 마이크로 발광 다이오드가 잘못 놓여지고; Failure b: Imprint stamp is contaminated and the micro light emitting diode is misplaced;
고 장c: 전사 임프린트 스탬프 오염으로 인해 입자가 생성되고; Failure c: Particles are generated due to transfer imprint stamp contamination;
고장 d: 마이크로 발광 다이오드가 파손되고; Failure d: the micro light emitting diode is broken;
고장 e: MOCVD 공정의 결함으로 인해 마이크로 발광 다이오드 단락이 발생되고;Failure e: Micro light-emitting diode short circuit due to a defect in the MOCVD process;
고장 f: 마이크로 발광 다이오드가 임프린트 스탬프에 의해 강제적으로 제거되어 전극이 파손된다.Failure f: The micro light emitting diode is forcibly removed by the imprint stamp, causing the electrode to break.
도 4a 및 도 4b는 100밀리미터 웨이퍼에 14밀리미터 임프린트 스탬프(도 4a)를 사용하여 픽업된 예시적 영역을 임프린팅하고 커버한다. 여기서, 20%의 마이크로 발광 다이오드는 최종적으로 웨이퍼에 남아 있고, 세 개의 임프린트 스탬프에는 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드가 존재한다. 상기 품질 전이 과정의 다른 제한은 임프린트 스탬프의 사각형 형상을 제한하는 것이며, 이는 MOCVD로 LED를 생성하기 위한 원형 웨이퍼와 매칭되지 않는다. 도 4a는 전형적인 100㎜ 웨이퍼에 14*14㎜ 임프린트 스탬프를 사용할 때의 배열 상황을 도시한다. 대규모 면적의 임프린트 스탬프를 사용하면, 조립 속도를 향상시킬 수 있고, 그 대신 성장 웨이퍼에 보다 많은 마이크로 발광 다이오드가 남아 있게 된다. 모든 임프린트 스탬프를 충전해야 하는 요구를 만족시켜야 하기 때문에, 웨이퍼에는 임프린트 스탬프를 사용하지 못하는 큰 영역이 존재한다. 상기 예시에서, 품질은 합격판정을 받았지만 버려진 마이크로 발광 다이오드는 약 전체 개수의 20%를 점유하므로, 비용을 직접적으로 증가시킨다. 또한, 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드일 경우, 영향을 받은 임프린트 스탬프를 반드시 복구하거나 폐기해야 한다. 상기 예시에서는 단지 목적을 설명하기 위하여 무작위로 세 개의 결함을 기술하였는바, 해당 예시에서 결함이 있는 임프린트 스탬프를 폐기하면, 약 70%의 초기 마이크로 발광 다이오드만이 디스플레이의 제조에 사용될 수 있다.Figures 4A and 4B imprint and cover an example area picked up using a 14 millimeter imprint stamp (Figure 4A) on a 100 millimeter wafer. Here, 20% of the micro light emitting diodes are finally left on the wafer, and there are defective micro light emitting diodes in the three imprint stamps. Another limitation of the quality transfer process is that it limits the rectangular shape of the imprint stamp, which does not match the circular wafer for creating LEDs by MOCVD. Figure 4a shows the arrangement situation when using a 14*14mm imprint stamp on a typical 100mm wafer. Using large-area imprint stamps can speed up assembly, instead leaving more micro light emitting diodes on the growing wafer. There is a large area on the wafer where imprint stamps cannot be used because the requirement of filling all imprint stamps must be satisfied. In the above example, the quality accepted but discarded micro light emitting diodes occupy about 20% of the total number, which directly increases the cost. Also, in the case of a defective micro-light emitting diode, the affected imprint stamp must be repaired or discarded. In the above example, three defects are randomly described for the purpose of explanation only. In this example, if the defective imprint stamp is discarded, only about 70% of the initial micro light emitting diodes can be used in the manufacture of a display.
대량 전이법은 현저한 이점을 구비하는바, 즉 바인딩 과정이 마이크로 발광 다이오드에 압력을 가하며 진행되기 때문에, 두 개의 결합 전극 사이에 우수한 기계적 접촉이 형성된다. 이는 전극 사이에 대규모 면적의 접촉을 형성하는 것을 확보한다. 기계적 접촉은 표면의 절연 산화물을 파손시켜, 용접 재료의 습윤성을 개선한다. 전도성 충전재료와 마이크로 발광 다이오드 및 표시기판 상의 전극의 강성 접촉(Hard Contact)을 형성하기 위하여, ACF 결합도 마찬가지로 압력이 필요하게 된다.The mass transfer method has a significant advantage: since the binding process proceeds under pressure on the micro light-emitting diode, a good mechanical contact is formed between the two bonding electrodes. This ensures forming a large-area contact between the electrodes. Mechanical contact breaks the insulating oxide on the surface, improving the wettability of the welding material. In order to form a hard contact between the conductive filling material and the micro light emitting diode and the electrode on the display substrate, ACF bonding also requires pressure.
마이크로 발광 다이오드 디스플레이의 대량 전이 조립을 구현하는 캐리어 기판을 충전할 수 있고, 아래와 같은 방식으로 조립의 원활성 및 생산량을 향상시킬 수 있는 구조 및 방법이 존재하면 유리할 것이다.It would be advantageous if there was a structure and method capable of charging a carrier substrate that implements mass transition assembly of a micro light emitting diode display and improving assembly smoothness and production in the following manner.
1. 간단한 간격 확장을 통해 임의의 표시 해상도를 구현할 수 있고; 1. Can realize arbitrary display resolution through simple spacing expansion;
2. 결실, 파손 또는 단락 등 일련의 설비 결함이 존재하지 않는 마이크로 발광 다이오드(우수한 칩으로 알려져 있음)를 제조할 수 있고; 2. Able to manufacture micro light emitting diodes (known as good chips) that do not have a series of equipment defects such as deletion, breakage or short circuit;
3. 대규모 병렬 전이 방법을 통해 임프린트 스탬프를 충전하고 전이시킴으로써 대량 전이의 조립 속도를 향상시킬 수 있고; 3. By filling and transferring the imprint stamp through the large-scale parallel transfer method, the assembly speed of mass transfer can be improved;
4. 간단한 전이 임프린트 스탬프를 사용하므로, 제조 비용이 낮고, 강력한 세척을 통해 재사용하도록 할 수 있으며; 4. Because it uses a simple transfer imprint stamp, the manufacturing cost is low, and it can be reused through strong washing;
5. 표시기판을 파손하지 않는 간단한 임프린트 기구를 사용할 수 있고; 5. A simple imprint mechanism that does not break the display substrate can be used;
6. 결함이 있는 임프린트 스탬프로부터 나머지 마이크로 발광 다이오드를 회수할 수 있다.6. Remaining micro light emitting diodes can be recovered from defective imprint stamps.
본 출원은 유체 조립을 통해 캐리어 기판 또는 전이 임프린트 스탬프에 마이크로 발광 다이오드 어레이를 제조하는 방법 및 관련 구조를 제공한다. 조립된 마이크로 발광 다이오드를 표시기판에 응용할 수 있고, 대량 전이 방법을 통해 바인딩할 수 있다. 마이크로 발광 다이오드는 전통적인 MOCVD 방법을 통해 웨이퍼 상에서 제조되고, 그의 형상은 표시기판 상에 쉽게 유체 조립 및 임프린트되는 스타일로 선택된다.The present application provides a method and related structures for fabricating a micro light emitting diode array on a carrier substrate or a transition imprint stamp through fluid assembly. The assembled micro light emitting diode can be applied to a display substrate and can be bound through a mass transfer method. Micro light emitting diodes are fabricated on a wafer through traditional MOCVD methods, and their shape is chosen in a style that is easily fluidly assembled and imprinted on a display substrate.
따라서, 본 출원은 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템을 제공하는바, 이는 상면을 구비하는 임프린트 스탬프 기판을 포함한다. 상기 상면에는 어레이로 설치된 임프린트 스탬프 기판 포획위치가 형성되고, 각각의 상기 포획위치에는 마이크로 발광 다이오드의 바닥면으로부터 연신되는 기둥(keel)을 임시적으로 고정시키기 위한 기둥형 홈이 모두 설치된다. 마이크로 발광 다이오드는 표면 실장형일 경우, 평면으로 된 상면을 구비하고, 상기 평면으로 된 상면은 제1 전극과 제2 전극을 구비한다. 마이크로 발광 다이오드는 수직형일 경우, 평면으로 된 상면을 구비하고, 상기 평면으로 된 상면은 제1 전극을 구비하는데, 이때 상기 기둥은 전기를 전도하는 제2 전극이다. 상기 임프린트 시스템은 유체 조립 캐리어 기판을 더 포함하되, 상기 캐리어 기판의 평면으로 된 상면에는 어레이로 설치된 웰이 형성되고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격은 상기 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 상기 포획위치의 이격 간격과 서로 매칭된다.Accordingly, the present application provides a micro light emitting diode mass transfer imprint system, which includes an imprint stamp substrate having an upper surface. An array of imprint stamp substrate capturing positions is formed on the upper surface, and columnar grooves for temporarily fixing a keel extending from the bottom surface of the micro light emitting diode are installed in each of the capturing positions. When the micro light emitting diode is a surface mount type, it has a flat top surface, and the flat top surface includes a first electrode and a second electrode. When the micro light emitting diode is vertical, it has a planar upper surface, and the planar upper surface has a first electrode, wherein the pillar is a second electrode that conducts electricity. The imprint system further includes a fluid assembly carrier substrate, wherein wells installed in an array are formed on a planar upper surface of the carrier substrate, and the array of wells has an interval spaced apart from adjacent wells, wherein the interval is the imprint The spacing of the capture positions adjacent to each other on the stamp substrate is matched with each other.
관련된 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 방법은, 상기 웰의 어레이를 구비하는 유체 조립 캐리어 기판을 제공하고, 상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함하되, 여기서 어레이에서 각각의 포획위치에는 상기 캐리어 기판의 웰과 서로 매칭되는 기둥형 홈이 구성된다. 이 방법은 유체 조립 공정을 이용함으로써, 마이크로 발광 다이오드가 상기 캐리어 기판의 웰에 충전되도록 한다. 이 방법은 임프린트 스탬프 기판의 상면을 캐리어 기판의 상면에 압착하여, 각각의 상기 포획위치가 상응한 웰과 대응되도록 함으로써, 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판으로부터 임프린트 스탬프 기판으로 전이시킨다. 각각의 포획위치의 홈은 마이크로 발광 다이오드 바닥면으로부터 연신되는 기둥을 적재하고, 기둥을 구속하여, 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판에 고정한다. 캐리어 기판을 사용하면, MOCVD 웨이퍼의 마이크로 발광 다이오드 사이의 간격에 의한 제한을 제거하기 때문에, 각종 임프린트 스탬프 기판 간격을 다른 표시기판의 크기 및 해상도에 응용하는 것을 허용한다.A related micro light emitting diode mass transfer method includes providing a fluid assembled carrier substrate comprising an array of wells, and providing the imprint stamp substrate, wherein each capture location in the array includes a well of the carrier substrate and Columnar grooves matching each other are configured. This method utilizes a fluid assembly process, whereby micro light emitting diodes are charged into the wells of the carrier substrate. In this method, the micro light emitting diode is transferred from the carrier substrate to the imprint stamp substrate by pressing the upper surface of the imprint stamp substrate onto the upper surface of the carrier substrate so that each of the capture positions corresponds to the corresponding well. The grooves of each capture position load the pillars extending from the bottom surface of the micro light emitting diodes, restrain the pillars, and fix the micro light emitting diodes to the imprint stamp substrate. The use of carrier substrates allows various imprint stamp substrate spacings to be applied to the sizes and resolutions of different display substrates, since it removes the limitation by the spacing between the micro light emitting diodes of the MOCVD wafer.
이 방법은 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷의 어레이를 구비하는 표시기판을 더 제공하되, 여기서 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 상면에 형성되는 적어도 하나의 전극을 포함하고, 상기 전극은 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스에 전기적으로 연결된다. 상기 연결 개스킷은 인접위치를 이격하는 간격을 가지고, 이 간격은 임프린트 스탬프 기판 중 인접하는 포획위치의 이격 간격과 서로 매칭된다. 이 방법은 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치가 상응한 마이크로 발광 다이오드 위치와 연결되도록 하고, 다수의 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판으로부터 표시기판의 다수의 연결 개스킷으로 전이시킨다. 한편으로, 마이크로 발광 다이오드를 표시기판의 연결 개스킷으로 전이시키는 단계는, 표시기판을 가열하여 다수의 마이크로 발광 다이오드를 다수의 연결 개스킷에 바인딩하도록 하는 단계를 포함한다. RGB가 표시되는 경우, 이 방법은 포획위치에 제1 파장의 마이크로 발광 다이오드, 제2 파장의 마이크로 발광 다이오드, 제3 파장의 마이크로 발광 다이오드가 설치되는 임프린트 스탬프 기판을 순차적으로 압착하거나, 또는 하나의 독립적인 임프린트 스탬프 기판을 하나의 파장의 마이크로 발광 다이오드에 대응시킬 수 있다.The method further provides a display substrate comprising an array of micro light emitting diode connection gaskets, wherein each micro light emitting diode connection gasket includes at least one electrode formed on a top surface, the electrode having a lower column and row control line electrically connected to the matrix of The connection gaskets have a distance spaced apart from each other at adjacent positions, and this gap matches the gap between adjacent capture positions of the imprint stamp substrate. In this method, the upper surface of the imprint stamp substrate is pressed against the upper surface of the display substrate so that each capture position is connected to the corresponding micro light emitting diode position, and the plurality of micro light emitting diodes are connected from the imprint stamp substrate to the plurality of connection gaskets of the display substrate. transfer to Meanwhile, the step of transferring the micro light emitting diodes to the connection gasket of the display substrate includes heating the display substrate to bind the plurality of micro light emitting diodes to the plurality of connection gaskets. When RGB is displayed, this method sequentially presses the imprint stamp substrate on which the micro light emitting diode of the first wavelength, the micro light emitting diode of the second wavelength, and the micro light emitting diode of the third wavelength are installed at the capture position, or An independent imprint stamp substrate can correspond to a micro light emitting diode of one wavelength.
본 출원은 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 방법을 더 제공하되, 이 방법은 평면으로 된 상면을 구비하는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판을 사용하고, 상기 상면에는 제1 주변 형상, 깊이와 평면으로 된 하면을 구비하는 다수의 포획위치가 형성된다. 유체 조립 과정을 통해, 상기 포획위치는 제1 주변 형상을 구비하는 마이크로 발광 다이오드에 의해 충전될 수 있고, 상기 마이크로 발광 다이오드는 포획위치의 깊이보다 큰 두께, 포획위치의 하면과 접촉하는 하면, 평면으로 된 상면 및 상기 포획위치로부터 연신되는 제1 전극 및 하나의 고정기구를 구비한다. 한편으로, 상기 고정기구는 상기 마이크로 발광 다이오드의 상면에 형성되는 기둥인바, 상기 기둥은 제1 전극과 연결되는 전기를 전도하는 기둥일 수도 있고, 마이크로 발광 다이오드가 임프린트 스탬프 기판에 고정된 후 제거되는 전기를 전도하지 않는 임시적 기둥일 수도 있다. 다른 한편으로, 상기 고정기구는 각각의 마이크로 발광 다이오드의 하면에 설치되는 컨주게이트된 생체 분자쌍(conjugated bio molecule pair)을 포함하는 제1 성분(component)이다. 이러한 경우, 각각의 포획위치의 하면에는 컨주게이트된 생체 분자쌍을 포함하는 제2 성분이 구비된다.The present application further provides a micro light emitting diode mass transfer method, wherein the method uses a fluid assembly imprint stamp substrate having a planar upper surface, the upper surface having a first peripheral shape, a depth and a flat lower surface A plurality of capture sites are formed. Through the fluid assembly process, the capture position may be filled by a micro light emitting diode having a first peripheral shape, and the micro light emitting diode has a thickness greater than the depth of the capture position, a lower surface in contact with the lower surface of the capture position, a flat surface and a first electrode extending from an upper surface of a On the other hand, the fixing mechanism is a pillar formed on the upper surface of the micro light emitting diode, the pillar may be a pillar that conducts electricity connected to the first electrode, the micro light emitting diode is fixed to the imprint stamp substrate and then removed It can also be a temporary pole that does not conduct electricity. On the other hand, the fixing mechanism is a first component including a conjugated bio molecule pair installed on the lower surface of each micro light emitting diode. In this case, a second component including a conjugated biomolecule pair is provided on the lower surface of each capture site.
상술한 바와 같이, 이 방법은 평면으로 된 상면 및 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하되, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 상면에 형성되는 제1 전극을 포함하고, 이 제1 전극은 기판 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스에 전기적으로 연결된다. 상기 표시기판의 인접하는 웰 사이의 간격은 상기 임프린트 스탬프 기판의 인접하는 포획위치의 간격과 서로 매칭된다. 이 방법은 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치에 마이크로 발광 다이오드가 충전되도록 하고, 다수의 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판으로부터 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷으로 전이시킨다. 마찬가지로, 전이 과정에서, 표시기판을 가열하여, 전극의 바인딩을 촉진한다.As described above, the method provides a display substrate having a planar top surface and an array of micro light emitting diode connection gaskets, each micro light emitting diode connection gasket including a first electrode formed on the top surface, the first The electrodes are electrically connected to the matrix of column and row control lines under the substrate. An interval between adjacent wells of the display substrate is matched with a spacing between adjacent capturing positions of the imprint stamp substrate. In this method, the upper surface of the imprint stamp substrate is pressed onto the upper surface of the display substrate, so that the micro light emitting diodes are charged at each capture position, and a plurality of micro light emitting diodes are transferred from the imprint stamp substrate to the micro light emitting diode connection gasket of the display substrate. make it Similarly, in the transition process, the display substrate is heated to promote binding of the electrodes.
본 출원은 축방향 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 방법을 더 제공한다. 이 방법은 평면으로 된 상면을 구비하는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판을 제공하되, 상기 상면에는 다수의 포획위치가 형성되고, 상기 포획위치는 제1 주변 형상, 평면인 제1 깊이를 구비하는 중심부분, 평면인 제2 깊이를 구비하는 원단(distal)부분(상기 제2 깊이는 상기 제1 깊이보다 작음) 및 평면인 제2 깊이를 구비하는 근단(proximal)부분을 구비한다. 유체 조립 과정을 통해, 이 방법은 축방향 마이크로 발광 다이오드가 포획위치에 충진되도록 하고, 상응한 포획위치를 점유하는 각각의 마이크로 발광 다이오드는 상기 제1 주변 형상, 상기 중심부분과 연결되는 본체, 수직 평면 본체를 구비하고, 상기 본체의 두께는 상기 제1 깊이보다 크지만 상기 제1 깊이의 2배보다 작다. 원단 전극은 상기 본체를 수평으로 이등분하여 상기 포획위치의 원단부분과 접촉하고, 상기 원단 전극의 수직 평면 전극 두께는 상기 포획위치의 제2 깊이보다 크지만 상기 제2 깊이의 2배보다 작다. 근단 전극은 상기 원단 전극과 동일한 두께를 구비하며, 상기 본체를 수평으로 이등분하여 상기 포획위치의 근단부분과 접촉한다.The present application further provides an axial micro light emitting diode mass transition method. The method provides a fluid assembly imprint stamp substrate having a planar upper surface, the upper surface having a plurality of capture locations formed, the capture locations having a first peripheral shape, a central portion having a first planar depth; It includes a distal portion having a second depth that is planar (the second depth is less than the first depth) and a proximal portion having a second depth that is planar. Through a fluid assembly process, the method causes an axial micro light emitting diode to be filled in a capture position, each micro light emitting diode occupying a corresponding capture position has the first peripheral shape, the body connected to the central portion, the vertical a planar body, wherein a thickness of the body is greater than the first depth but less than twice the first depth. The distal electrode is in contact with the distal portion of the capturing position by horizontally bisecting the main body, and the thickness of the vertical plane electrode of the distal electrode is greater than the second depth of the capturing position but less than twice the second depth. The proximal electrode has the same thickness as the distal electrode, and is in contact with the proximal portion of the capture position by horizontally bisecting the main body.
이 방법은 평면으로 된 상면 및 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하되, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 상면에 형성되어 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스에 전기적으로 연결되는 한쌍의 전극을 포함한다. 상기 표시기판은 인접하는 웰과 분리되는 간격을 가지고, 이 간격은 상기 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 포획위치와 분리되는 간격과 매칭된다. 이 방법은 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치가 상응한 마이크로 발광 다이오드와 접촉하도록 하고, 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판으로부터 표시기판으로 전이시키며, 일반적으로 가열하여 전극의 바인딩을 촉진해야 한다.The method provides a display substrate having a planar top surface and an array of micro light emitting diode connection gaskets, wherein each micro light emitting diode connection gasket is formed on the top surface and is electrically connected to a matrix of lower row and column control lines. including electrodes. The display substrate has a gap separating it from an adjacent well, and this gap matches a gap separating it from an adjacent capture position on the imprint stamp substrate. In this method, the upper surface of the imprint stamp substrate is pressed onto the upper surface of the display substrate so that each capture position is in contact with the corresponding micro light emitting diode, and the micro light emitting diode is transferred from the imprint stamp substrate to the display substrate, usually by heating. It should promote the binding of the electrodes.
이하, 상술한 시스템 및 방법을 구체적으로 기술한다.Hereinafter, the above-described systems and methods will be specifically described.
도 1a∼도 1c는 GaN LED에 기반하는 단면도(도 1a), 두 개의 수직 마이크로 발광 다이오드의 단면도(도 1b)와 하나의 표면 실장 마이크로 발광 다이오드의 단면도(도 1c)(선행기술)이다.
도 2a는 레이저 박리기술을 사용하여 사파이어 성장 기판으로부터 마이크로 발광 다이오드를 제거하는 과정(선행기술)이다.
도 2b는 소자를 캐리어 웨이퍼로부터 이동시켜 표시기판에 위치고정시키는 픽 앤 플레이스((pick-and-place) 과정(선행기술)이다.
도 2c는 마이크로 발광 다이오드의 양극과 기판 전극을 연결하는 과정(선행기술)이다.
도 3a∼도 3h는 예시적인 대량 전이 과정의 단계(선행기술)이다.
도 4a∼도 4b는 100㎜ 웨이퍼에서 14㎜ 임프린트 스탬프를 이용해 임프린트 픽업을 진행하는 피복 구역 예시(도 4a)이고, 이때 웨이퍼에는 20%의 마이크로 발광 다이오드가 잔류하고, 또한 세 개의 임프린트 스탬프 상의 마이크로 발광 다이오드에 결함이 생긴다(도 4b)(선행기술).
도 5는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드와 마이크로 발광 다이오드 휘도를 제어하는 파워 트랜지스터의 전형 뒤판 배치를 보여주는 부분적 단면도이다.
도 6a∼도 6b는 각각 유체 조립을 위한 표면 실장 마이크로 발광 다이오드의 평면도와 단면도이다.
도 7은 선택적으로 픽업된 후의 마이크로 발광 다이오드 웨이퍼의 모식도이다.
도 8은 유체역학적 효과에 대해 간단히 기술하였는바, 100%의 마이크로 발광 다이오드를 전극이 아래로 향하는 정확한 방향으로 조립할 수 있다.
도 9a∼도 9d는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템을 사용하는 단계이다.
도 10a∼도 10d는 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판으로부터 표시기판으로 전이하는 과정의 단면도이다.
도 11a∼도 11d는 임프린트 시스템의 모식도로서, 여기서 마이크로 발광 다이오드는 수직 마이크로 발광 다이오드이다.
도 12a∼도 12b는 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판의 포획위치에 고정하도록 보조하기 위한 흡인력 발생기의 부분적 단면도이다.
도 13a∼도 13k는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판의 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템을 사용하는 단계의 모식도이다.
도 14a와 도 14b는 각각 정전력 발생기와 자력 발생기를 보조장치로 사용하여, 마이크로 발광 다이오드를 유체 조립 포획위치에 고정하는 것을 도와주는 모식도이다.
도 15a∼도 15i는 유체 임프린트 및 축방향 마이크로 발광 다이오드를 사용하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 시스템의 모식도이다.
도 16은 도 9a∼도 9d에 도시된 시스템과 대응되는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이법의 흐름도이다.
도 17은 도 13a∼도 13k에 도시된 유체 조립 임프린트 스탬프 기판을 사용하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이법의 흐름도이다.
도 18은 도 15a∼도 15i에 도시된 축방향(리드선) 마이크로 발광 다이오드 대량 전이법의 흐름도이다.
도 19는 마이크로 발광 다이오드 전이시의 간격 확장 방법의 흐름도이다.1a to 1c are cross-sectional views based on a GaN LED ( FIG. 1A ), a cross-sectional view of two vertical micro light-emitting diodes ( FIG. 1B ) and a cross-sectional view of one surface-mounted micro light-emitting diode ( FIG. 1C ) (prior art).
2A is a process (prior art) of removing a micro light emitting diode from a sapphire growth substrate using a laser ablation technique.
2B is a pick-and-place process (prior art) of moving a device from a carrier wafer and fixing it on a display substrate.
Figure 2c is a process (prior art) of connecting the anode of the micro light emitting diode and the substrate electrode.
3A-3H are steps (prior art) of an exemplary mass transfer process.
4A to 4B are examples of a covering area (FIG. 4A) in which imprint pickup is performed using a 14 mm imprint stamp on a 100 mm wafer, in which 20% of micro light emitting diodes remain on the wafer, and also micro light emitting diodes on three imprint stamps. The light emitting diode is defective (Fig. 4b) (prior art).
5 is a partial cross-sectional view showing a typical backplane arrangement of a surface mount micro light emitting diode and a power transistor for controlling the luminance of the micro light emitting diode.
6A-6B are a plan view and a cross-sectional view of a surface mount micro light emitting diode for fluid assembly, respectively.
7 is a schematic diagram of a micro light emitting diode wafer after being selectively picked up.
FIG. 8 briefly describes the hydrodynamic effect, and 100% of micro light emitting diodes can be assembled in the correct direction in which the electrode faces downward.
9A to 9D are steps using a micro light emitting diode mass transition imprint system.
10A to 10D are cross-sectional views illustrating a process of transferring a micro light emitting diode from a carrier substrate to a display substrate.
11A to 11D are schematic diagrams of an imprint system, wherein the micro light emitting diode is a vertical micro light emitting diode.
12A-12B are partial cross-sectional views of a suction force generator for assisting in securing a micro light emitting diode in a capture position on a carrier substrate;
13A to 13K are schematic diagrams of the steps of using a micro light emitting diode mass transfer imprint system for a fluid assembly imprint stamp substrate.
14A and 14B are schematic diagrams for helping to fix the micro light emitting diode to the fluid assembly trapping position by using the electrostatic force generator and the magnetic force generator as auxiliary devices, respectively.
15A-15I are schematic diagrams of a micro light emitting diode mass transfer system using fluid imprint and axial micro light emitting diodes.
16 is a flowchart of a micro light emitting diode mass transfer method corresponding to the system shown in FIGS. 9A to 9D.
17 is a flowchart of a micro light emitting diode mass transfer method using the fluid assembly imprint stamp substrate shown in FIGS. 13A-13K .
18 is a flowchart of the axial (lead wire) micro light emitting diode mass transfer method shown in FIGS. 15A to 15I.
19 is a flowchart of a method for extending an interval during transition of a micro light emitting diode.
이하, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 있어서, 본 출원을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, in the specific content for carrying out the invention, the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
미국특허 9,825,202와 10,418,527에서는 무기 LED와 디스플레이 뒤판 상의 유체 조립을 사용하는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이의 일반 과정을 이미 보고하였는바, 이러한 특허는 참조로서 여기에 인용 결합되었다. 특히, 미국특허 9,825,202는 13열 26행으로부터 시작하여 적합한 디스플레이 스크린 뒤판을 제조하는 공정 프로세스를 기술하였는바, 이는 도 17에 도시된 바와 같다. 그의 전기 요구는 미공개된 미국특허출원 16/727,186에서 기술되었는바, 이 특허 역시 참조로서 여기에 포함되었다. 도 14b와 도 14c에서 사용되는 표시기판은 미국특허 9,825,202에서 기술된 것과 동일한 행과 열 배열 및 박막 트랜지스터(TFT) 회로를 구비하지만, 웰층이 없다. 이는 대량 전이 임프린트 스탬프에 마이크로 발광 다이오드가 설치되기 때문이다. U.S. Pat. Nos. 9,825,202 and 10,418,527 have previously reported a general procedure for micro light emitting diode displays using inorganic LEDs and fluid assembly on the display backplate, these patents being incorporated herein by reference. In particular, US Pat. No. 9,825,202 describes a process for manufacturing a suitable display screen backplate, starting from column 13, line 26, as shown in FIG. 17 . His electrical claims were described in unpublished US Patent Application No. 16/727,186, which is also incorporated herein by reference. The display substrate used in FIGS. 14B and 14C has the same row and column arrangement and thin film transistor (TFT) circuitry as described in US Pat. No. 9,825,202, but without a well layer. This is because micro light emitting diodes are installed in the mass transition imprint stamp.
도 5는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드와 마이크로 발광 다이오드의 휘도를 제어하는 파워 트랜지스터의 전형 뒤판 배치를 예시하는 부분적 단면도이다.5 is a partial cross-sectional view illustrating a typical backplane arrangement of a surface mount micro light emitting diode and a power transistor for controlling the luminance of the micro light emitting diode.
미국특허 9,825,202, 10,418,527 및 10,543,486(여기서 참조로서 인용)에서 제기된 유체 조립 기술은 직접 랜덤하게 조립되는 원가가 낮은 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 제조에 적용된다. 여기서 동일한 조립 기술을 이용하여 하나의 임프린트 스탬프를 제조하여, 마이크로 발광 다이오드를 순차적으로 표시기판의 전극 상에 바인딩한다. 직접적인 유체 조립 방법에 비해, 이러한 방법의 우수한 점은, 바인딩 과정에서 임프린트 스탬프를 사용하여 압력을 인가하여, 마이크로 발광 다이오드와 디스플레이 사이에 옴 접촉이 형성되는 것을 도와주는 점이다. 본문에서 사용되는 바와 같이, 전이 임프린트 스탬프는 어레이 배열된 포획위치를 구비하도록 설치되고, 포획위치 사이의 간격과 디스플레이 픽셀 사이의 간격을 매칭시킨다. 상기 임프린트 스탬프는 유리, 석영 또는 단결정 규소로 제조될 수 있고, 포획위치(웰로 칭하기도 함)는 임프린트 스탬프를 식각하거나 임프린트 스탬프에 필름을 한층 설치할 수 있는바, 예를 들어 패턴화된 폴리이미드를 설치하고, 포토리소그래피를 사용하여 웰을 패턴화하여 제조된다. 포획위치와 마이크로 발광 다이오드는 동일한 형상을 구비하는데, 미국특허 10,804,426의 도 8에 도시된 것보다 조금 클 수 있는바, 이 특허는 여기에 참조로서 인용 결합되었다. 본문에 따른 시스템의 독특한 부분은, 포획위치의 깊이가 마이크로 발광 다이오드 두께의 적어도 하나의 점보다 작을 수 있어, 마이크로 발광 다이오드는 임프린트 스탬프 상면의 간섭을 받지 않는 상황에서 조립 도구 또는 표시기판과 접촉할 수 있다. 임프린트 스탬프 상에 식각되는 웰(포획위치)은 보다 더 견고하게 될 수 있어, 더욱 철저하게 세척할 수 있지만, 포획위치의 깊이를 제어하는 것은 더욱 어려워질 수 있다. 반대로, 폴리이미드 또는 증착 필름 상에 형성되는 포획위치의 깊이는 필름의 두께를 제어할 수 있지만, 더욱 쉽게 손상될 수 있다. The fluid assembly techniques disclosed in US Pat. Nos. 9,825,202, 10,418,527, and 10,543,486 (incorporated herein by reference) are applied directly to randomly assembled low cost micro light emitting diode displays. Here, one imprint stamp is manufactured using the same assembly technique, and the micro light emitting diodes are sequentially bound to the electrodes of the display substrate. Compared to the direct fluid assembly method, the advantage of this method is that the imprint stamp is used during the binding process to apply pressure, which helps to form an ohmic contact between the micro light emitting diode and the display. As used herein, a transition imprint stamp is installed with an array of capture locations arranged to match the spacing between the capture locations and the spacing between display pixels. The imprint stamp may be made of glass, quartz, or single crystal silicon, and the capture position (also referred to as a well) can be etched on the imprint stamp or a film can be installed on the imprint stamp, for example, a patterned polyimide It is fabricated by installing and patterning the wells using photolithography. The capture site and the micro light emitting diode have the same shape, which may be slightly larger than that shown in FIG. 8 of US Patent 10,804,426, which is incorporated herein by reference. A unique part of the system according to the text is that the depth of the capture position may be less than at least one point of the thickness of the micro light emitting diode, so that the micro light emitting diode is not in contact with the assembly tool or the display substrate in a situation where it is not interfered with the upper surface of the imprint stamp. can Wells etched on the imprint stamp (capture site) can be made more robust and can be cleaned more thoroughly, but controlling the depth of the capture site can be more difficult. Conversely, the depth of the capture site formed on the polyimide or deposited film can control the thickness of the film, but can be more easily damaged.
본 출원에 따른 임프린트 시스템은 다양한 규격의 마이크로 발광 다이오드를 겸용하지만, 도 2c에 도시된 기존의 LED 구조는 적용되지 못하는바, 이는 유체 조립에서 위치결정되는 장치에 결함이 있기 때문이고, 이로써 전극을 표시기판에 정확하게 위치결정하여 바인딩하도록 할 수 없다. 미국특허 10,804,426에서 기술되는 원판형 표면 실장 마이크로 발광 다이오드는 일정한 범위 내의 해결수단으로 설치되어, 미국특허 9,825,202에서 기술되는 유체 조립에 구속되는바, 12열 56행과 도 16에 도시된 바와 같은 이유로, 이러한 기기는 본 출원에서 기술되는 임프린트 시스템에 응용된다. 여기서 이해해야 할 것은, 다른 마이크로 발광 다이오드 형상, 예를 들면 정방형, 직사각형과 삼각형의 소자에 관한 것이고, 미국특허 9,825,202의 도 8 및 미국특허 10,516,084의 도 4(여기에 참조로서 인용 결합됨)는 동일한 방식으로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 상기 임프린트 시스템은 표면 실장 마이크로 발광 다이오드에 의해 한정되지 않는다. 수직 마이크로 발광 다이오드는 마찬가지로 이 방법을 사용할 수 있는바, 단일의 저부 전극을 사용하여, 조립 후 상부 전극을 가공 제조하였다. 이러한 변경은 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에 있어서 자명한 것이고, 간결성을 고려해서, 본 출원은 여기에 대해 더 이상 설명을 하지 않기로 한다. The imprint system according to the present application uses micro light emitting diodes of various standards, but the conventional LED structure shown in FIG. 2C does not apply, because the device positioned in the fluid assembly has a defect, and thus the electrode It cannot be accurately positioned and bound to the display board. The disk-shaped surface mount micro light emitting diode described in U.S. Patent 10,804,426 is installed as a solution within a certain range, and is constrained by the fluid assembly described in U.S. Patent 9,825,202. For the same reasons as shown in column 12, line 56 and FIG. 16, Such a device is applied to the imprint system described in the present application. It should be understood herein that other micro light emitting diode shapes, such as square, rectangular and triangular devices, are described in the same manner as Figure 8 of U.S. Patent 9,825,202 and Figure 4 of U.S. Patent 10,516,084 (incorporated herein by reference) are similar. can be used as Likewise, the imprint system is not limited by surface mount micro light emitting diodes. A vertical micro light emitting diode can also use this method, so a single bottom electrode was used, and the top electrode was fabricated after assembly. Such changes will be apparent to those of ordinary skill in the art, and in consideration of brevity, the present application will not be further described herein.
도 6a와 도 6b에서는 각각 유체 조립을 위한 표면 실장 마이크로 발광 다이오드의 평면도와 단면도를 도시하였다. 이 소자의 구조는 통상적으로 직경 20∼100마이크로미터(㎛)이고, 두께는 4∼6㎛이며, 높이가 5∼10㎛인 기둥을 포함한다. 이러한 상황에서, 웰 깊이는 통상적으로 3.5∼4.5㎛로서 마이크로 발광 다이오드의 두께에 적용된다. 상세한 제조공정 프로세스는 미국특허출원 10/804,426의 8열 56행 및 도 6을 참조할 수 있다. 원판의 형상은 포획위치의 원기둥형과 매칭되고, 포획위치의 깊이는 통상적으로 마이크로 발광 다이오드의 두께보다 작으며, 그 직경은 대략 마이크로 발광 다이오드의 직경보다 크다. 표면 실장 전극은 통상적으로 주석/인듐 또는 금/게르마늄 등 땜납으로 제조되고, P 연결 개스킷과 N 연결 개스킷의 바인딩 표면은 반드시 동일한 평면에 위치해야 하는바, 이로써 접촉되도록 한다.6A and 6B show a plan view and a cross-sectional view of a surface-mounted micro light emitting diode for fluid assembly, respectively. The structure of these devices is typically 20 to 100 micrometers (μm) in diameter, 4 to 6 μm thick, and includes pillars 5 to 10 μm in height. In this situation, the well depth is typically 3.5-4.5 μm, which applies to the thickness of the micro light emitting diode. For a detailed manufacturing process process, reference may be made to U.S. Patent Application No. 10/804,426, column 8, line 56, and FIG. 6 . The shape of the disk matches the cylindrical shape of the capturing position, and the depth of the capturing position is generally smaller than the thickness of the micro light emitting diode, and the diameter is approximately larger than the diameter of the micro light emitting diode. The surface mount electrode is usually made of solder such as tin/indium or gold/germanium, and the binding surfaces of the P-connection gasket and the N-connection gasket must be located on the same plane, so that they are in contact.
도 7에서는 선택적으로 픽업된 후의 마이크로 발광 다이오드의 웨이퍼를 도시하였다. 광학 현미경, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope, SEM) 이미지, 음극발광 또는 광루미네선스를 통해 결함을 식별한다. 그 목적은 표시 픽셀 에러를 야기할 수 있는 모든 결함을 식별하기 위한 것으로, 이렇게 함으로써 결함을 갖는 제품을 제조를 위한 마이크로 발광 다이오드 현탁액 중에서 제거할 수 있다. 결함 지도를 이미 알고 있는 패턴 예를 들면 엣지 비드와 배열구조와 같은 패턴에 결합하면, 이미 알고 있는 모든 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드의 위치를 얻을 수 있다. 인쇄공정을 이용하여, 포획재료에 의해 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드를 피복함으로써, 이들이 픽업되는 것을 방지하도록 한다. 도면에 도시된 바와 같이, 임프린트 스탬프를 선택적으로 픽업하는 과정에서는, 모든 합격 판정을 받은 마이크로 발광 다이오드를 획득하고, 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드를 남긴다. 고이용률을 이용하여 결함이 있는 소자가 혼입되어 결합되는 것을 방지하는 것은 유체 조립 기술의 하나의 현저한 우수한 점이다. 선택적인 픽업방법은 미공개된 미국특허출원 16/875,994의 출원문서에서 더욱 상세하게 기술되어 있고, 이 출원은 참조로서 여기에 인용 결합되었다. 7 shows a wafer of micro light emitting diodes after being selectively picked up. Defects are identified through optical microscopy, Scanning Electron Microscope (SEM) images, cathodic emission or photoluminescence. Its purpose is to identify any defects that can cause display pixel errors, so that defective products can be removed from the micro light emitting diode suspension for manufacturing. By combining the defect map with a known pattern, such as edge bead and array structures, it is possible to obtain the location of a micro-light emitting diode with all known defects. Using a printing process, the defective micro-light emitting diodes are covered with a trapping material to prevent them from being picked up. As shown in the figure, in the process of selectively picking up the imprint stamp, micro light emitting diodes that have all passed are obtained, leaving defective micro light emitting diodes. Preventing defective components from entraining and mating using high utilization rates is one remarkable advantage of fluid assembly technology. The selective pickup method is described in greater detail in the unpublished application of U.S. Patent Application No. 16/875,994, which is incorporated herein by reference.
마이크로 발광 다이오드의 제작이 완료된 후, 성장 웨이퍼를 접착제층에 의해 캐리어 웨어퍼에 부착하고, 레이저 박리(LLO) 기술을 통해 마이크로 발광 다이오드가 사파이어 웨이퍼로부터 박리되도록 함으로써, 마이크로 발광 다이오드의 하면에 기둥을 패턴화한다. After the fabrication of the micro light emitting diode is completed, the growth wafer is attached to the carrier wafer with an adhesive layer, and the micro light emitting diode is peeled from the sapphire wafer through laser ablation (LLO) technology, thereby forming a pillar on the lower surface of the micro light emitting diode. pattern it
마이크로 발광 다이오드 현탁액을 캐리어 기판에 분산시키고, 미국특허 10,418,527과 미국특허 10,804,426의 도 7 중에서 기술되는 내용에 따라 조립한다. 대량 전이법에 있어서는, 표면 오염물이 마이크로 발광 다이오드에서 노출된 표면 및 목적 위치의 표면과 간섭하는 것을 방지하는 것이 아주 중요하다. 따라서, 표면 상의 조립되지 않은 어떠한 마이크로 발광 다이오드라도 다 제거되고, 조립 후 회수되기 때문에, 효과적인 세척방법 역시 아주 중요하다. The micro light emitting diode suspension is dispersed on a carrier substrate and assembled according to the descriptions in FIG. 7 of US Pat. Nos. 10,418,527 and 10,804,426. In the mass transfer method, it is very important to prevent surface contaminants from interfering with the exposed surface and the surface of the target location in the micro light emitting diode. Therefore, since any unassembled micro light emitting diodes on the surface are all removed and recovered after assembly, an effective cleaning method is also very important.
도 8은 유체역학적 효과에 대해 간단히 개괄하였는바, 이 효과는 100%의 마이크로 발광 다이오드를 전극이 아래로 향하는 정확한 방향으로 조립시킬 수 있다. 조립된 기판을 검사하게 되는데, 만일 일부 웰 부위가 충전되지 못하였거나, 또는 다른 결함 예를 들면 여분의 조립되지 않은 마이크로 발광 다이오드가 존재하게 되는데, 용매로 임프린트 스탬프를 세척해야만 마이크로 발광 다이오드를 제거할 수 있고, 용매를 스토리지(Storage)에 포획하여 마이크로 발광 다이오드를 회수하도록 한다. 빈 임프린트 스탬프는 더 세척, 건조, 검사를 진행함으로써, 포획위치에 표면 오염 또는 잔류물이 없도록 한다. 이러한 기능은 탄성체 또는 접착제를 사용하여 마이크로 발광 다이오드를 고정하는 기존의 임프린트 스탬프에 있어서 아주 중요한 것인 바, 이는 세척과 재사용이 어렵기 때문이다. 기존의 기술에서는, 마이크로 발광 다이오드가 오염되었거나 결함이 있는 임프린트 스탬프는 통상적으로 폐기됨으로써, 임프린트 스탬프 상에서 완전한 마이크로 발광 다이오드가 회수되지 않게 된다. Fig. 8 briefly outlines the hydrodynamic effect, which allows 100% of micro light emitting diodes to be assembled in the correct orientation with the electrodes facing down. The assembled substrate is inspected. If some well areas are not filled or other defects such as extra unassembled micro light emitting diodes are present, the imprint stamp must be washed with a solvent to remove the micro light emitting diodes. and to recover the micro light emitting diode by trapping the solvent in storage. Empty imprint stamps are further cleaned, dried and inspected to ensure that there are no surface contamination or residues at the capture site. This function is very important in the existing imprint stamp that fixes the micro light emitting diode using an elastic material or adhesive, because it is difficult to clean and reuse. In the prior art, imprint stamps with contaminated or defective micro light emitting diodes are usually discarded, so that the complete micro light emitting diodes on the imprint stamp are not recovered.
도 9a∼도 9d는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템의 사용단계를 도시하였다. 이 시스템은 상면(902)을 구비하는 임프린트 스탬프 기판(900)을 포함한다. 상면(902)에는 어레이 배열된 임프린트 스탬프 기판 포획위치(904)가 형성된다. 각각의 포획위치(904)는 기둥형 홈으로 구성됨으로써, 마이크로 발광 다이오드(910)의 하면(908)으로부터 연신되는 기둥(keel; 906)을 임시적으로 고정시킨다. 도면에 도시된 바와 같이, 마이크로 발광 다이오드(910)는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드이고, 각각의 마이크로 발광 다이오드(910)는 평면으로 된 상면(912)을 포함하며, 상면(912)에는 제1 전극(914)과 제2 전극(916)이 설치된다. 이러한 상황에서는, 기둥(906)에는 전기가 전도되지 않는다. 이러한 특수한 예에서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제2 전극은 제1 전극을 둘러싸는 하나의 전체 고리 또는 일부 고리이다. 도 9a∼도 9d 또는 도 11a∼도 11d의 시스템(하기 내용을 참조 바람)에 있어서는, 접착제 또는 탄성체를 사용하여 임프린트 스탬프 기판 상면(902)에서 패턴화할 수 있는바, 마이크로 발광 다이오드가 포획위치에 부착되도록 한다. 9a to 9d show the steps of use of the micro light emitting diode mass transfer imprint system. The system includes an
충전된 캐리어 기판(1000)은 임프린트 스탬프 기판(900)을 사용하여 표시기판(918)에 대량 전이하는 기초인 바, 도면에서는 단일의 마이크로 발광 다이오드에 대해 도시하였다. 비록 도면에는 명확히 도시되어 있지 않지만, 표시기판의 전극연결 개스킷을 하나의 행렬 라인으로 구성되는 네트워크에 연결하여 마이크로 발광 다이오드가 작동하는 것은 자명한 것이고, 구체적인 세부사항은 미국특허 9,825,202를 참조하기 바란다. 이러한 상황에서, 캐리어 기판(1000)은 웰이 구비되는 평면으로 된 표면 기판으로서, 임프린트 스탬프 포획위치(904)와 근접하는 국부 돌기(선택 가능하게는 접착제 또는 탄성체)를 각각의 마이크로 발광 다이오드에 접촉시킬 수 있다(도 9b에 도시된 바와 같음). 마이크로 발광 다이오드는 통상적으로 중력에 의해서만 캐리어에 고정되기 때문에, 비교적 약한 부착력은 마이크로 발광 다이오드가 전이되는 과정에서 선택 가능한 접착제 또는 탄성체에 의해 캐리어로부터 제거된다. 임프린트 스탬프는 표시기판 상의 전극과 정렬되면서 압착되어, 마이크로 발광 다이오드의 전극과 표시기판 상의 전극 사이에 강성 접촉을 형성하는 동시에, 땜납을 가열 형성하여 바인딩시킨다(도 9c). 또 다른 실시예에서는, 연결은 별도의 ACF 필름에 의해 진행될 수 있다(미도시). 바인딩이 완료될 때, 임프린트 스탬프를 전이하면, 회수되면서 마이크로 발광 다이오드에서 이탈된다(도 9d). 임프린트 스탬프 기판(900)과 캐리어 기판(1000)을 전이하고 세척하여 중복 사용하도록 하고, 순환 조작함으로써 표시기판(918)의 전체 영역을 충전시킨다. The charged
도 10a∼도 10d는 마이크로 발광 다이오드가 캐리어 기판으로부터 표시기판으로 전이되는 과정을 기술하는 단면도이다. 이 시스템은 유체 조립 캐리어 기판(1000a∼1000c)을 포함하되, 이는 평면으로 된 상면(1002) 및 캐리어 기판 상면(1002)에 어레이 배치되는 웰(1004)을 구비하고, 인접하는 웰 사이에 간격(1006)이 구비되며, 간격(1006)은 임프린트 스탬프 기판 상의 인접하는 포획위치의 이격 간격과 매칭된다. 캐리어 기판의 웰(1004)은 제1 주변 형상(본 실시예에서는 원형임) 및 평면인 웰 바닥면(1008)을 구비한다. 표면 실장 마이크로 발광 다이오드(910a∼910c)는 모두 제1 주변 형상 및 평면으로 된 상면(912)을 구비함으로써, 제1 전극(914)과 제2 전극(916)에 의해 웰 바닥면(1008)과 접촉된다(도 9a에 도시된 바와 같음).10A to 10D are cross-sectional views illustrating a process in which a micro light emitting diode is transferred from a carrier substrate to a display substrate. The system comprises a fluid assembled carrier substrate 1000a-1000c, having a planar top surface 1002 and
RGB가 표시되는 경우, 임프린트 시스템은 제1 유체 조립 캐리어 기판(1000a) 및 캐리어 기판 상면에 설치되는 어레이 배열된 웰을 더 포함할 수 있고, 인접하는 웰 사이에 간격(1006)을 가지고 임프린트 스탬프 기판의 포획위치와 매칭된다(도 10b). 마이크로 발광 다이오드(910a)는 제1 파장의 빛을 발산하도록 구성되고, 각각의 마이크로 발광 다이오드는 제1 캐리어 기판(1000a) 중에서 상응한 웰을 점유한다. 마찬가지로, 제2 유체 조립 캐리어 기판(1000b)은 캐리어 기판 상면에 설치되는 어레이 배열된 웰을 포함하고, 인접하는 웰 사이에 간격(1006)을 가지고 임프린트 스탬프 기판의 포획위치와 매칭된다. 마이크로 발광 다이오드(910b)는 제2 파장의 빛을 발산하도록 구성되고, 각각의 마이크로 발광 다이오드는 제2 캐리어 기판(1000b) 중에서 상응한 웰을 점유한다. 제3 유체 조립 캐리어 기판(1000c)은 캐리어 기판 상면에 설치되는 어레이 배열된 웰을 포함하고, 인접하는 웰 사이에 간격(1006)을 가지고 임프린트 스탬프 기판의 포획위치와 매칭된다. 마이크로 발광 다이오드(910c)는 제3 파장의 빛을 발산하도록 구성되고, 각각의 마이크로 발광 다이오드는 제3 캐리어 기판(1000c) 중에서 상응한 웰을 점유한다. When RGB is displayed, the imprint system may further include a first fluid assembly carrier substrate 1000a and an array of wells installed on the upper surface of the carrier substrate, the imprint stamp substrate having a
RGB 디스플레이에 필요한 세 가지 컬러를 제조하기 위하여, 세 가지 컬러의 마이크로 발광 다이오드에 대해 순차적으로 조립과 임프린트 조작을 진행해야 하는데, 이는 도 10a∼도 10d에 도시된 바와 같다. 세 가지 캐리어 기판 상의 포획위치 어레이의 설계는 디스플레이 픽셀의 간격(1006)에 의해 이격된다. 다른 컬러의 마이크로 발광 다이오드의 공정 흐름 또는 LED의 성능 차이에 의해 다른 컬러의 마이크로 발광 다이오드가 다른 크기 및/또는 형상을 갖도록 결정될 가능성이 비교적 크다. 예를 들어, 적색의 마이크로 발광 다이오드는 인화 알루미늄 인듐 갈륨(AlInGaP)으로 제조 가능한 바, 미국특허 10,804,426에 따르면, 이러한 상황에서, 적색의 마이크로 발광 다이오드는 GaN를 베이스로 하는 청색과 녹색 소자보다 더 두꺼울 수 있다. 청색과 녹색의 마이크로 발광 다이오드가 다른 양자효율을 갖는바, 인간의 시각기관이 녹색에 대한 민감도가 더욱 높기 때문에, 다른 발산 영역을 구비하는 청색과 녹색 마이크로 발광 다이오드를 제조할 필요가 있다. 이러한 차이의 예시는 도 10a에 도시된 바와 같이, 각각의 캐리어 기판을 조절하여 상응한 컬러의 마이크로 발광 다이오드에 대한 필요를 충족시키도록 한다. 임프린트 스탬프 기판(900a)은 캐리어 기판으로부터 어레이 배열된 청색 마이크로 발광 다이오드(910a)를 포획하여 표시기판(918) 상으로 이동시키고, 임프린트 스탬프(900a)를 표시기판 상의 빈 영역과 정렬되도록 하여 마이크로 발광 다이오드의 전극과 표시기판 상의 매칭되는 전극을 물리적으로 접촉시킨다(도 10b). 압력과 가열기(1010)는 전극 사이의 긴밀한 접촉을 강화하기 위한 것으로서, 금속재료를 용융시켜 땜납으로 형성하여 바인딩한다. 도 10c와 도 10d에서, 녹색 마이크로 발광 다이오드(910b)와 적색 마이크로 발광 다이오드(910c)는 동일한 방식으로 전이 및 바인딩된다(임프린트 스탬프(900b), 임프린트 스탬프(900c)). 마이크로 발광 다이오드와 연결 개스킷 사이의 바인딩에는 예를 들어 금/게르마늄 대응 구리, 인듐/아연 대응 구리 및 금/ACF/구리 등의 재료를 사용할 수 있다. ACF를 사용하면, 표시전극의 재료는 더욱 광범위한 선택이 가능한바, 예를 들면 Mo/Al/Mo이다. In order to manufacture the three colors required for the RGB display, assembling and imprinting operations should be sequentially performed on the three color micro light emitting diodes, as shown in FIGS. 10A to 10D . The design of the array of capture locations on the three carrier substrates is spaced by a
본 출원에서 사용되는 유체 조립은 선행기술의 간단한 임프린트 진행과정에서 몇 가지 개선을 구현하였다: The fluid assembly used in this application implements several improvements over the simple imprint process of the prior art:
1) 어레이 패턴에는 마이크로 발광 다이오드가 결함이 있거나 오염됨으로 인해 발생하는 틈새가 없고; 1) there are no gaps in the array pattern caused by defective or contaminated micro light emitting diodes;
2) 선택적 픽업과 유체 조립은 하나의 웨이퍼 상의 모든 완전한 마이크로 발광 다이오드를 충분히 이용하였고; 2) selective pickup and fluid assembly fully utilized all complete micro light emitting diodes on one wafer;
3) 조립과정에서 결함이 있는 캐리어 기판 상에서 마이크로 발광 다이오드를 회수하여 낭비를 방지할 수 있고; 3) it is possible to recover the micro light emitting diodes on the defective carrier substrate in the assembly process to avoid wastage;
4) 캐리어 기판은 디스플레이 상의 위치포획부의 거리에 의해 제조된 것으로서, 간격의 확장을 간단하게 완성할 수 있다. 4) The carrier substrate is manufactured by the distance of the position capture part on the display, and the extension of the gap can be completed simply.
도 11a∼도 11d는 하나의 임프린트 시스템을 도시하였는바, 그중의 마이크로 발광 다이오드는 수직 마이크로 발광 다이오드이고, 각각의 수직 마이크로 발광 다이오드(1100)는 제1 전극(1104)을 구비하는 평면으로 된 상면(1102), 및 제2 전극으로 사용되는 전기를 전도하는 기둥(906)을 구비한다. 표면 실장형 마이크로 발광 다이오드에 있어서는, 캐리어 기판의 웰(1004)은 제1 주변 형상(예를 들면 원형) 및 하나의 평면인 웰 바닥면(1008)을 구비한다. 각각의 수직 마이크로 발광 다이오드(1100)는 제1 주변 형상 및 평면으로 된 상면(1102)을 모두 구비하고, 상면(1102)은 제1 전극(1104)을 거쳐 대응되는 웰 바닥면(1008)과 접촉한다. 11A to 11D show one imprint system, in which micro light emitting diodes are vertical micro light emitting diodes, and each vertical micro
비교적 작은 마이크로 발광 다이오드의 경우는, 표면 실장 마이크로 발광 다이오드와 같이 충분한 공간이 있어 동일한 표면에 두 개의 전극을 제조할 수 있는 것이 아니라, 동일한 조립과정 역시 수직 마이크로 발광 다이오드 상에 응용될 수 있다. 이러한 상황에서, 마이크로 발광 다이오드는 상면에 단일의 양극 전극이 구비되도록 구성되고, 하면의 음극 전극은 전기전도 기둥(keel) 또는 하면 상의 전기도금 금 또는 구리이다. 상기 전기전도 기둥은 캐리어 판(기판) 상에서 유체 조립될 때의 기둥으로 사용될 수도 있다. In the case of a relatively small micro light emitting diode, there is enough space to manufacture two electrodes on the same surface as in a surface mount micro light emitting diode, but the same assembly process can also be applied to the vertical micro light emitting diode. In this situation, the micro light emitting diode is configured such that a single anode electrode is provided on the upper surface, and the cathode electrode on the lower surface is an electrically conductive keel or electroplated gold or copper on the lower surface. The electrically conductive column may be used as a column when fluidly assembled on a carrier plate (substrate).
전기전도 기둥을 가진 수직 마이크로 발광 다이오드의 조립과 바인딩 순서는 다음과 같다. 상기의 선택적 픽업방법에 의해 마이크로 발광 다이오드 현탁액을 제조하고, 표시간격을 가지는 웰이 설치된 캐리어 기판 표면 상에 분배한 후, 통상적인 프로세스에 따라 조립한다. 임프린트 스탬프는 캐리어 기판과 정렬되어, 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판 상에서 제거시키는바, 도 11a에 도시된 바와 같다. 충전된 임프린트 스탬프는 표시기판과 정렬되어, 압력을 인가하여 마이크로 발광 다이오드 상의 음극 전극과 표시기판 상의 P 연결 개스킷 전극 사이에 기계적 접촉이 형성되도록 한다(도 11b에 도시된 바와 같음). 가열기(1010)를 사용하여 땜납을 형성하여 바인딩한 후, 임프린트 스탬프를 인출하여 세척하고 재사용한다. 절연층(1106), 예를 들면 폴리이미드는, 마이크로 발광 다이오드와 반사 웰 사이의 공극을 충전하기 위한 것으로서, 단락되어 표면이 평면화되어 금속증착되는 것을 방지하도록 한다(도 11c). 기둥이 절연층(1106)으로부터 돌출되어, 각각의 마이크로 발광 다이오드에 연결된 자기정렬 접촉점을 형성하고, 짧은 플라즈마 식각을 통해 일부 절연층을 제거하여 접촉하는 효과를 향상시킬 수 있다. 도 11d에 도시된 바와 같은 패턴화 금속에 의해 마이크로 발광 다이오드의 전기전도 컬럼을 Vss(전원)에 연결하여 회로를 형성한다. The assembly and binding sequence of vertical micro light emitting diodes with electrically conductive pillars is as follows. A micro light emitting diode suspension is prepared by the selective pick-up method described above, distributed on the surface of a carrier substrate provided with wells having a display interval, and assembled according to a conventional process. The imprint stamp is aligned with the carrier substrate to remove the micro light emitting diode from the carrier substrate, as shown in FIG. 11A . The filled imprint stamp is aligned with the display substrate, applying pressure to form a mechanical contact between the cathode electrode on the micro light emitting diode and the P connection gasket electrode on the display substrate (as shown in FIG. 11B ). After binding by forming solder using the
도 12a와 도 12b는 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판의 포획위치에 고정하도록 보조하기 위한 힘 발생기의 부분 단면도이다. 여기서 도 12a는 정전력 발생기(1200)를 사용하고, 도 12b는 자력 발생기(1202)를 사용한다. 표면 실장 마이크로 발광 다이오드로 도시되어 있지만, 상기 힘 발생기는 수직 마이크로 발광 다이오드에 응용될 수도 있다. 12A and 12B are partial cross-sectional views of a force generator for assisting in securing a micro light emitting diode in a capture position on a carrier substrate; Here, FIG. 12A uses an
도 13a∼도 13k는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판의 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템을 사용하는 단계를 도시하였다. 조립과정을 보다 더 간략화하기 위하여, 유체 조립을 사용하여 임프린트 스탬프를 직접 충전함으로써, 캐리어 기판을 생략할 수 있다. 도 6에 도시된 마이크로 발광 다이오드는 하면에서 기둥 구조를 사용하였는바, 이하 이를 고정기구라 칭하고, 마이크로 발광 다이오드를 유체 조립 포획위치의 전극에 고정시킨다. 직접 조립 공정에 있어서, 전극위치는 반드시 임프린트 스탬프 중에서 "상향"이어야 하기 때문에, 기둥 구조는 마이크로 발광 다이오드의 상면에서 제조되는바, 도 13a에 도시된 바와 같다. 통상적인 방식으로 유체 조립을 진행하여, 마이크로 발광 다이오드를 어레이 배열로 포획위치에 조립하고, 기둥 구조와 전극이 모두 상향으로 되도록 한다. 기둥 구조를 제조하기 위한 재료는 통상적으로 감광이 가능한 폴리이미드로서, 용매를 사용하여 제거하거나 산소 등 플라즈마를 사용하여 식각할 수 있다. 조립하고 건조한 후, 기둥을 제거하여(도 13b에 도시된 바와 같음), 전극이 표시기판 상에 접착되도록 한다. 임프린트 스탬프의 제조방법은 전술한 실시예와 같지만, 웰 구조는 반드시 기둥을 제거하는데 따른 영향을 받아서는 안되므로, 유기박막을 사용할 수 없고, 바람직한 방안에 있어서는, 기판 상에서 직접 식각하여 위치포획 구조를 형성하도록 한다. 중력과 반데르발스힘의 작용 하에서, 임프린트 스탬프는 마이크로 발광 다이오드를 수용할 수 있고, 임프린트 스탬프를 전도하면, 마이크로 발광 다이오드는 임프린트 스탬프로부터 떨어지게 된다. 따라서, 가열 시에는 임프린트 스탬프의 표면을 위로 향하여 전이 조립과 바인딩을 진행해야 하고, 표시기판을 임프린트 스탬프 상에서 아래로 누른다(도 13c).13A-13K illustrate the steps of using a micro light emitting diode mass transfer imprint system of a fluid assembled imprint stamp substrate. In order to further simplify the assembly process, the carrier substrate can be omitted by directly filling the imprint stamp using fluid assembly. The micro light emitting diode shown in FIG. 6 uses a columnar structure on its lower surface, hereinafter referred to as a fixing mechanism, and the micro light emitting diode is fixed to the electrode at the fluid assembly capture position. In the direct assembly process, since the electrode position must be "up" in the imprint stamp, the columnar structure is manufactured on the top surface of the micro light emitting diode, as shown in FIG. 13A. By proceeding with fluid assembly in a conventional manner, the micro light emitting diodes are assembled in an array arrangement at the capture position, and both the columnar structure and the electrode are directed upward. A material for manufacturing the columnar structure is typically photosensitive polyimide, which can be removed using a solvent or etched using plasma such as oxygen. After assembling and drying, the pillars are removed (as shown in FIG. 13B ) so that the electrodes are adhered to the display substrate. The manufacturing method of the imprint stamp is the same as in the above embodiment, but since the well structure must not be affected by the removal of the pillar, an organic thin film cannot be used, and in a preferred method, a position capture structure is formed by etching directly on the substrate do it Under the action of gravity and van der Waals force, the imprint stamp can accommodate the micro light emitting diode, and when the imprint stamp is inverted, the micro light emitting diode is separated from the imprint stamp. Therefore, during heating, transfer assembly and binding must be performed with the surface of the imprint stamp facing upward, and the display substrate is pressed down on the imprint stamp ( FIG. 13C ).
유체 조립 임프린트 스탬프 기판(1300)은 평면으로 된 상면(1302)을 구비한다. 임프린트 스탬프 기판 상면(1302)에 어레이 배열된 포획위치(1304)를 형성하고, 각각의 포획위치는 제1 주변 형상, 깊이(1306) 및 평면으로 된 포획위치 하면(1308)을 구비한다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 제1 주변 형상은 원형이지만, 이 시스템은 이 형상에 한정되지 않는다. 마이크로 발광 다이오드(910)는 포획위치(1304)에 설치되어, 제1 주변 형상, 포획위치 깊이(1306)보다 큰 두께(1310), 하면(1308)과 접촉하는 평면으로 된 하면(1312), 제1 전극(1316)을 구비하고 포획위치로부터 연신되는 평면으로 된 상면(1314) 및 보호기구(하기 해석을 참조 바람)를 구비한다. 상기 마이크로 발광 다이오드는 수직 마이크로 발광 다이오드(1100)와 동일한 전기적 연결 관계를 갖고, 수직 마이크로 발광 다이오드(1100)는 하면(1312)에 형성된 제2 전극(도 13d에 도시된 바와 같음) 또는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드(910)와 동일한 전기적 연결 관계를 가지며, 표면 실장 마이크로 발광 다이오드(910)는 표면(1314) 상에 형성된 제1 전극(1316)과 제2 전극(1324)을 구비한다(도 13a와 도 13e를 참조 바람).The fluid assembly
도 13a에 도시된 바와 같이, 고정기구는 마이크로 발광 다이오드 상면에 형성되는 기둥(906)이고, 기둥(906)은 전기를 전도하지 않는 임시적 기둥이며, 기둥(906)은 마이크로 발광 다이오드와 표시기판(1315)이 접촉되기 전에 제거된다. 또는, 도 13d와 도 13e에 도시된 바와 같이, 고정기구는 제1 전극(1316)에 연결되는 전기를 전도하는 기둥(906)일 수 있는바, 도 13d에서는, 마이크로 발광 다이오드는 수직된 마이크로 발광 다이오드(1100)이다. 13A, the fixing mechanism is a
또 다른 실시예에서, 직접 임프린트 전이과정에서 전기를 전도하는 중심 기둥으로 전기를 전도하지 않는 기둥을 대체하였는바, 이 구조는 유체 조립 과정에서의 기둥으로 사용될 수도 있고, 양극 전극(도 13e)으로 사용될 수도 있다. 이러한 상황에서, 임프린트 스탬프는 어레이 배열된 포획위치를 갖는 간단한 플레이트이고, 포획위치 간격은 디스플레이 픽셀 간격과 같다. 표시기판(1318)에서, P 연결 개스킷 전극은 N 연결 개스킷 전극의 하측에 위치하되, 마이크로 발광 다이오드에 양극 전극을 형성하는 전기전도 기둥에 공간을 남긴다(도 13f). 공정이 변경되면서 전기전도 기둥의 높이와 P 연결 개스킷 홈의 깊이에 차이가 존재하는 상황이 나타날 수도 있기 때문에, ACF(1325)를 설치하여 마이크로 발광 다이오드와 표시기판을 연결함으로써, 이러한 차이를 보상할 수 있다. In another embodiment, a pillar that does not conduct electricity is replaced with a pillar that conducts electricity in the direct imprint transition process. This structure may be used as a pillar in the fluid assembly process, and may be used as an anode electrode (FIG. 13e). may be used. In this situation, the imprint stamp is a simple plate with an array of capture locations, the capture location spacing being equal to the display pixel spacing. In the display substrate 1318, the P-connection gasket electrode is positioned below the N-connection gasket electrode, leaving a space in the electrically conductive pillar forming the anode electrode in the micro light emitting diode (FIG. 13F). As the process is changed, there may be a situation in which a difference exists between the height of the electrical conduction pole and the depth of the P connection gasket groove. can
따라서, 도 13e 중의 마이크로 발광 다이오드는 표면 실장의 마이크로 발광 다이오드(910a)이고, 도 13f 중의 표시기판(1318)은 전기전도 기둥(906)을 수용하기 위한 홈(1320)을 포함한다. Accordingly, the micro light emitting diode in FIG. 13E is a surface-mounted micro
또 다른 예로서 임프린트 스탬프를 전이하는 과정에서 마이크로 발광 다이오드를 위치결정하고 고정하는 기구는 컨주게이트된 생체 분자쌍(conjugated bio molecule pair)(예를 들면 스트렙타비딘-바이오틴쌍) 사이의 우선 연결을 이용한다. 도 13에 도시된 바와 같이, LLO을 거친 후, 소자(1312)의 배면에 한 층의 얇은 이산화규소 필름(1326)을 증착함으로써, 기능화된 마이크로 발광 다이오드를 제조한다. 마이크로 발광 다이오드의 표면은 수소이온 또는 염기성 화합물에 노출된 후, 아민 말단 분자 예를 들면 3-아민프로필-트리메톡시실란(3-aminepropyl-trimethoxysilane) 사이에 작용하여 실란화된다. 스트렙타비딘 용액을 사용하여 표면을 세척하여, 스트렙타비딘 분자(1327)와 아민 말단을 바인딩함으로써, 스트렙타비딘으로 기능화된 마이크로 발광 다이오드를 형성한다(도 13h에 도시된 바와 같음). 조립하기 전에, 바이오틴 말단 리간드를 사용하여 전이 임프린트 스탬프 상의 포획위치에 대하여 유사한 처리를 진행할 수 있거나, 또는 웰 바닥면은 금으로 제조된 표면일 수 있어, 티올바이오틴 이작용성 분자(1322)에 노출되는바, 도 13i에 도시된 바와 같이 된다. As another example, a mechanism for positioning and securing a micro-light emitting diode during the transfer of an imprint stamp may provide a preferential connection between a conjugated biomolecule pair (e.g., a streptavidin-biotin pair). use it As shown in FIG. 13 , a functionalized micro light emitting diode is manufactured by depositing a thin
따라서, 도 13g∼도 13k는 컨주게이트된 생체 분자쌍을 "고정기구"로서 사용하는 마이크로 발광 다이오드를 도시하였다. 여기서, 임프린트 스탬프 기판 하면(1308)에 컨주게이트된 생체 분자쌍을 포함하는 제1 성분(1322)을 도포한다. 마이크로 발광 다이오드 고정기구는 각각의 마이크로 발광 다이오드 하면(1312)에 도포되는 컨주게이트된 생체 분자쌍을 포함하는 제2 성분(1327)이다. 조립과정에서, 상대적으로 낮은 포획위치 깊이(약 1㎛)는 유체 교란(flow disturbance)에 의해 방향이 잘못 결정된 마이크로 발광 다이오드를 비교적 쉽게 제거할 수 있고, 방향이 정확한 마이크로 발광 다이오드는 화학적 방식으로 포획위치 하면에 바인딩될 수 있으며, 포획위치 중에 비교적 좋은 마커를 구속(속박)한다. 도 13j에서, 생물 컨주게이션 결합은 극히 확대된 Z스케일(z scale)로 표시되어 바인딩 효과를 설명한다. 실제적으로, 바인딩층은 아주 얇아, 도 13k 중에서의 표시가 더욱 정확해진다. 예시된 바이오틴-스트렙타비딘 시스템의 화학적 페어링을 대체하되, 예를 들어 티올-말레이미드와 아지드화물-알킨을 대체하여, 안정성과 가공 용이성의 면에서 더욱 우수한 점이 있지만, 제조 순서는 유사하다. 13G-13K thus show micro light emitting diodes using conjugated pairs of biomolecules as "fixtures". Here, a
도 14a와 도 14b는 각각 정전력 발생기(1400)와 자력 발생기(1402)를 보조기구로 사용하는 것을 도시하였는바, 이들은 마이크로 발광 다이오드를 유체 조립 포획위치(길이가 있거나 없음)에 고정하는 것을 도와주기 위한 것이다. 도 14a와 도 14b에서, 중요한 것은 고정기구가 중력일 수 있다는 것이다. 이 밖에, 도 14a에서, 고정기구는 컨주게이트된 생체 분자(미도시)이다. 다른 실시예에서(미도시), 도 14a 중의 힘 발생기는 자력 발생기일 수도 있고, 도 14b 중의 힘발생기는 정전력 발생기일 수도 있다. 도 14a와 도 14b에서는 단지 유체 조립 임프린트 스탬프 기판만을 도시하였지만, 당연히 이해해야 할 것은, 힘 발생기는 도 4b∼도 4d와 도 11a∼도 11b 중의 홈이 배치되는 임프린트 스탬프 기판에 사용될 수도 있다는 점이다. 14A and 14B illustrate the use of an
복잡성의 증가와 관련해서는, 임프린트 스탬프 구조에 일부 고정구조를 추가할 수 있는데, 이는 임프린트 스탬프가 전도될 때 마이크로 발광 다이오드가 포획위치로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 것이다. 고정기구가 바인딩된 후 마이크로 발광 다이오드로부터 제거될 수 있기 때문에, 접착제를 사용하여 바인딩하는 방식은 흡인력을 구비하지 않는다. 기판 적재 표면과 포획위치 형성층 사이에 다공층을 설치함으로써, 진공 조건을 임프린트 시스템에 인입하였으나, 유체 조립의 액체는 다공층에 유입될 수 있어, 건조작업을 진행할 수 없게 된다. 임프린트 스탬프 중에서 가장 실용적인 마이크로 발광 다이오드를 고정하기 위한 구조가 곧 자력 또는 정전력 고정 구조이다. 정전력 고정에 있어서, 마이크로 발광 다이오드는 표면 실장 전극과 대응되는 표면 상(즉 하면)에 증착되는 유전체막을 구비하고, 임프린트 스탬프는 포획위치 구조 하측의 동력 전극을 포함한다. 자력 고정에 있어서, 마이크로 발광 다이오드 전극 구조는 자성 재료 예를 들면 니켈을 포함할 수 있고, 임프린트 스탬프에는 영구 자석 또는 전기 자석을 포함할 수 있다. With regard to the increase in complexity, some fixing structures may be added to the imprint stamp structure to prevent the micro light emitting diodes from disengaging from the capture position when the imprint stamp is inverted. Since the fastener can be removed from the micro light emitting diode after binding, the method of binding using an adhesive does not have a suction force. By providing a porous layer between the substrate loading surface and the trapping position forming layer, a vacuum condition is introduced into the imprint system, but the liquid of the fluid assembly may flow into the porous layer, making it impossible to proceed with the drying operation. Among the imprint stamps, the most practical structure for fixing the micro light emitting diode is the magnetic or electrostatic force fixing structure. In electrostatic power fixing, the micro light emitting diode has a dielectric film deposited on a surface (ie, a lower surface) corresponding to the surface mount electrode, and the imprint stamp includes a power electrode under the capture position structure. For magnetic fixation, the micro light emitting diode electrode structure may include a magnetic material such as nickel, and the imprint stamp may include a permanent magnet or an electric magnet.
이러한 고정기구는 어레이 중의 독립점에서 스위치 제어가 가능하기 때문에, 하기의 프로세스를 이용하여 결함이 있는 임프린트 스탬프를 복원할 수 있다: Because these fixtures allow switch control at independent points in the array, defective imprint stamps can be restored using the following process:
1) 임프린트 스탬프를 검사하여, 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드를 찾고; 1) inspect the imprint stamp to find defective micro light emitting diodes;
2) 모든 양호한 마이크로 발광 다이오드에 대해 고정기구를 시동하고; 2) start the fixture for all good micro light emitting diodes;
3) 세척을 통해 결함이 있는 마이크로 발광 다이오드를 제거하고; 3) removing defective micro light emitting diodes through cleaning;
4) 별도의 마이크로 발광 다이오드 현탁액을 놓고 조립한다. 4) Place a separate micro light emitting diode suspension and assemble.
한편으로, 임프린트 스탬프는 광 센서를 포함할 수 있고, 표시기판에 눌릴 때, 임프린트 스탬프 상의 마이크로 발광 다이오드와 임시적으로 전기적으로 연결되는 모든 포획위치를 (동시에 또는 순서에 따라) 활성화시킨다. 임프린트 스탬프는 관련된 구동회로와 하나의 시스템에 연결되는데, 이 시스템은 어느 마이크로 발광 다이오드가 완전한 것인지를 기록하기 위한 것이다. 임프린트 스탬프 상의 고정장치를 시동하여, 완전한 마이크로 발광 다이오드를 포획위치에 유지시켜, 계속하여 조립하되, 전 마이크로 발광 다이오드가 모두 완전히 측정될 때까지 조립하는바, 상기 프로세스 2)∼4)에 나타낸 바와 같다. 그후 바인딩 프로세스를 진행한다.On the one hand, the imprint stamp may include an optical sensor, which, when pressed against the display substrate, activates (simultaneously or sequentially) all capture positions that are temporarily electrically connected to the micro light emitting diodes on the imprint stamp. The imprint stamp is connected to a system with the associated drive circuitry, for recording which micro-light emitting diodes are complete. Start the fixing device on the imprint stamp, hold the complete micro light emitting diode in the capture position, and continue assembling until all the micro light emitting diodes are completely measured, as shown in the process 2) to 4) above. same. After that, the binding process proceeds.
도 15a∼도 15i는 하나의 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템을 도시하였는바, 이 시스템은 유체 임프린트 스탬프 기판 및 축방향 마이크로 발광 다이오드를 사용한다. 이 혼합 유체 조립 대량 전이 방법은 미국특허출원 16/846,493에 따른 축방향 마이크로 발광 다이오드에 응용될 수도 있다. 원가를 줄이고 밀도(density)를 향상시키기 위해, 마이크로 발광 다이오드는 수직 소자로 구성되되, 그 발광면적은 5*8㎛이고, 도 15g에 도시된 바와 같이 된다. 베인(vane)형의 마이크로 발광 다이오드 전극은 전기도금 구리 또는 금일 수 있다. 상기 전부 특징의 크기는 조절 가능한 것이지만, 그의 상대적 형상은 비교적 중요한 것으로서, 방향 결정 어레이에 유체 조립되도록 한다. 15A-15I show one micro light emitting diode mass transfer imprint system, which uses a fluid imprint stamp substrate and an axial micro light emitting diode. This mixed fluid assembly mass transfer method can also be applied to axial micro light emitting diodes according to US Patent Application No. 16/846,493. In order to reduce the cost and improve the density, the micro light emitting diode is composed of a vertical element, the light emitting area of which is 5*8 μm, as shown in FIG. 15G . The vane-type micro light emitting diode electrode may be electroplated copper or gold. While the size of all of the above features is adjustable, their relative shape is relatively important, allowing them to be fluidly assembled into the orientation crystal array.
도 15a∼도 15c는 축방향 마이크로 발광 다이오드 표시기판(1525)의 제조과정을 도시하였다. 전극(1528)은 전기전도 재료(예를 들면 몰리브덴/구리(Mo/Cu))로 증착되어 패턴화됨으로써, 마이크로 발광 다이오드의 음극과 양극을 수용하기 위한 연결 개스킷을 형성한다. 전극에 전해질 박막(1530)을 증착하되, 그 재료는 이산화규소, 질화규소(Si3N4) 또는 폴리이미드일 수 있고, 전해질 박막(1530)에 패턴화되어 접촉 개구를 식각하되, 도 15b에 도시된 바와 같이 된다. 금속전극을 하드 마스크로서 사용하여, 마이크로 발광 다이오드 본체를 수용하기 위한 본체 홈(1532)을 식각하되, 도 15b에 도시된 바와 같이 된다. 최종적으로, 전기전도, 스퍼터링 또는 증발을 통해 N 연결 개스킷(1536)과 P 연결 개스킷(1534)을 형성하되, 도 15c에 도시된 바와 같이 된다. 15A to 15C show the manufacturing process of the axial micro light emitting
축방향 마이크로 발광 다이오드의 형상에 있어서, 임프린트 스탬프의 제조과정은 더욱 복잡해지게 되는데, 두 개의 다른 깊이의 포획위치를 필요로 한다. 도 15d에 도시된 바와 같이, 제1 홈(1538)은 기판에 식각되고, 제1 홈(1538)은 축방향 전극 표면 하에 돌출된 마이크로 발광 다이오드 본체를 수용하기 위한 깊이와 윤곽을 구비한다. 도 15e에서, 식각을 통해 축방향 전극을 수용하기 위한 제2 홈(1504)을 형성한다. 제2 홈은 제1 홈(1538)에 형성된 후 박막재료(예를 들면 포토리소그래피 폴리이미드)로 제조될 수도 있다. With respect to the shape of the axial micro light-emitting diode, the manufacturing process of the imprint stamp becomes more complicated, requiring two different depth capture positions. As shown in FIG. 15D , a
기지(旣知)의 완전한 축방향 마이크로 발광 다이오드 현탁액을 임프린트 스탬프 상에 인가하여, 마이크로 발광 다이오드 어레이로 조립한다(도 15f에 도시된 바와 같음). 조립이 완료된 임프린트 스탬프를 검사하여, 표시기판과 매칭시킨 후 함께 눌러, LED의 전극과 표시기판 상의 전극을 바인딩한다(도 15i에 도시된 바와 같음). 바인딩이 완료된 후, 임프린트 스탬프를 회수하여, 세척과 검사를 진행하여 중복 사용하도록 한다. A known complete axial micro light emitting diode suspension is applied onto the imprint stamp and assembled into a micro light emitting diode array (as shown in Fig. 15f). After the assembled imprint stamp is inspected, matched with the display substrate and pressed together, the electrode of the LED and the electrode on the display substrate are bound (as shown in FIG. 15I ). After binding is completed, the imprint stamp is retrieved, washed and inspected so that it can be used repeatedly.
따라서, 이 시스템은 평면으로 된 상면(1502)을 구비하는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판(1500)을 포함한다. 임프린트 스탬프 기판 상면(1502)에 형성되는 어레이 배열된 포획위치(1504)는 제1 주변 형상(대략적으로 직사각형), 평면인 제1 깊이(1508)를 구비하는 중심부분(1506), 평면인 제2 깊이(1512)를 구비하는 원단부분(1510), 및 평면인 제2 깊이(1512)를 구비하는 근단부분(1514)을 포함하고, 제2 깊이(1512)는 제1 깊이(1508)보다 작다.Accordingly, the system includes a fluid assembled
도 15f와 도 15g를 함께 참조해 보면, 축방향의 마이크로 발광 다이오드(1516)는, 상응한 포획위치(1504)를 점유하고, 상기 제1 주변 형상을 가지며, 본체(1518)는 포획위치의 중심부분(1506)과 접촉하고, 수직 평면부분 두께(1520)는 포획위치 제1 깊이(1508)보다 크지만, 포획위치 제1 깊이(1508)의 2배보다 작다. 원단 전극(1522)은 본체(1518)를 수평으로 이등분하여, 포획위치 원단부분(1510)과 접촉한다. 원단 전극(1522)은 하나의 수직 방향의 전극두께(1524)를 갖되, 이는 포획위치 제2 깊이(1512)보다 크지만, 포획위치 제2 깊이(1512)의 2배보다 작다. 근단 전극(1526)은 본체(1518)를 수평으로 이등분하여, 포획위치 근단부분(1514)과 접촉하고, 근단 전극(1526)은 전극두께(1524)를 가긴다. 15F and 15G , the axial micro
도 15i에 도시된 바와 같이, 마이크로 발광 다이오드를 표시기판으로 전이하는 과정은 도 13c에 따른 과정과 유사한바, 정렬된 표시기판을 유체 조립 임프린트 스탬프 기판 상에 압착하여, 마이크로 발광 다이오드의 전극을 상응한 표시기판 상의 전극과 접촉시킨다. 전이와 바인딩은 압력을 인가할 때 땜납을 가열하여 완료된다. 선택 가능한 것은, ACF 필름(미도시)은 상응한 전극 사이에 삽입 가능한바, 전기적 연결과 기계적 연결을 구현하도록 하고, 금속 상전이를 필요로 하지 않는다. As shown in FIG. 15I , the process of transferring the micro light emitting diode to the display substrate is similar to the process according to FIG. 13 c , and the aligned display substrate is pressed on the fluid assembly imprint stamp substrate to match the electrodes of the micro light emitting diode to the display substrate. It is brought into contact with an electrode on one display board. Transition and binding are accomplished by heating the solder when pressure is applied. Optionally, an ACF film (not shown) can be inserted between the corresponding electrodes, so that an electrical connection and a mechanical connection are realized, and a metal phase transition is not required.
명확하게 도시되어 있지는 않지만, 본 실시예의 임프린트 스탬프 기판은 도 14a와 도 14b에 도시된 정전력 또는 자력 발생기를 포함할 수 있다. Although not clearly shown, the imprinted stamp substrate of this embodiment may include the electrostatic force or magnetic force generator shown in FIGS. 14A and 14B .
도 16은 도 9a∼도 9d에 도시된 시스템과 대응되는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이법의 흐름도를 도시하였다. 이해의 편의를 위해서, 이 방법은 번호를 갖는 일련의 단계를 포함하는 것으로 기술하였으나, 번호는 이러한 단계의 순서를 의미하는 것은 아니다. 당연히 이해해야 할 것은, 어떤 단계는 건너뛸 수 있고, 동시에 진행되거나 또는 엄격한 순서에 따라 수행될 필요가 없다는 것이다. 그러나, 통상적으로 숫자 순서의 단계에 따라 이 방법을 수행할 수 있다. 이 방법은 단계(1600)로부터 시작된다. 16 is a flowchart of a micro light emitting diode mass transfer method corresponding to the system shown in FIGS. 9A to 9D. For convenience of understanding, the method has been described as including a numbered series of steps, but the numbers do not imply the order of these steps. Of course, it should be understood that some steps can be skipped and need not be performed concurrently or in a strict order. However, it is usually possible to carry out this method according to the steps in numerical order. The method begins at
단계(1602)에서는 임프린트 스탬프 기판을 제공하는데, 이 기판은 평면으로 된 상면과 상기 상면에 형성되는 어레이 배열된 포획위치를 구비하고, 각각의 포획위치는 기둥형 홈으로 구성된다. 한편으로, 단계(1603a)에서는 접착재료 또는 탄성체로 임프린트 스탬프 기판의 상면을 패턴화한다. 단계(1604)에서, 각각의 포획위치 홈은 마이크로 발광 다이오드의 하면으로부터 연신되는 기둥을 수용하기 위한 것으로, 각각의 마이크로 발광 다이오드의 기둥을 제한하고, 단계(1606)에서 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판 상에 고정시킨다. 단계(1606)에서는 별도의 정전력 또는 자력을 사용하여 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판 상에 고정시킬 수 있다.In
한편으로, 단계(1604)의 제한 기둥은 전기가 전도되지 않는 기둥을 구비하는 표면 실장 LED를 포함하되, 이는 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 평면으로 된 표면을 포함한다. 다른 한편으로, 단계(1604)에서는 전기를 전도하는 기둥을 제한하여 제2 전극에 연결시키고, 이 수직 LED는 제1 전극을 구비하는 평면으로 된 표면(즉 기둥은 제2 전극임)을 포함한다. On the other hand, the limiting pole of
한편으로, 단계(1602)에서는 포획위치를 이격하는 임프린트 스탬프 기판을 제공한다. 단계(1601a)에서는 유체 조립 캐리어 기판을 제공하되, 이는 평면으로 된 상면 및 캐리어 기판 상면에 어레이 설치된 다수의 웰을 구비하고, 인접하는 웰 사이의 간격은 임프린트 스탬프 기판 상의 포획위치 사이의 간격과 매칭된다. 단계(1601b)에서, 유체 조립 과정을 통해, 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판의 웰에 충전한다. 한편으로, 단계(1601b)는 정전력 또는 자력을 사용하여 마이크로 발광 다이오드를 웰에 고정할 수 있다. 단계(1603b)에서는 임프린트 스탬프 기판의 상면을 캐리어 기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치를 상응한 웰과 접촉시키고, 단계(1603c)에서는 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판으로부터 임프린트 스탬프 기판 상으로 대량 전이한다. On the other hand, in
구체적으로, 단계(1601a)에서는 캐리어 기판을 제공할 수 있는바, 이는 제1 주변 형상과 평면으로 된 웰 바닥면을 포함하는 다수의 웰을 구비한다. 다음으로, 단계(1601b)에서는 마이크로 발광 다이오드를 각각의 웰에 충전하되, 여기서 웰 중에 충전된 표면 실장 마이크로 발광 다이오드는 제1 주변 형상, 상기 웰 바닥면과 접촉하는 평면으로 된 상면을 구비하고, 이는 제1 전극과 제2 전극을 포함한다. 다른 실시예에서는, 단계(1601b)에서 웰 중에 충전된 수직 마이크로 발광 다이오드는 제1 주변 형상, 상기 웰 바닥면과 접촉되는 평면으로 된 상면을 구비하고, 이는 제1 전극을 포함한다. Specifically,
RGB가 표시되는 경우, 단계(1601a)에서 제공되는 캐리어 기판은, When RGB is displayed, the carrier substrate provided in
상면에 설치되는 웰 어레이를 포함하고, 인접하는 웰 사이의 거리가 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 포획위치의 간격과 매칭되는 제1 유체 조립 캐리어 기판; a first fluid assembly carrier substrate comprising a well array installed on an upper surface, wherein a distance between adjacent wells matches a distance between adjacent capture positions on an imprint stamp substrate;
상면에 설치되는 웰 어레이를 포함하고, 인접하는 웰 사이의 거리가 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 포획위치의 간격과 매칭되는 제2 유체 조립 캐리어 기판; a second fluid assembly carrier substrate including a well array installed on the upper surface, the distance between adjacent wells matching the spacing of adjacent capturing positions on the imprint stamp substrate;
상면에 설치되는 웰 어레이를 포함하고, 인접하는 웰 사이의 거리가 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 포획위치의 간격과 매칭되는 제3 유체 조립 캐리어 기판A third fluid assembly carrier substrate including a well array installed on the upper surface, wherein a distance between adjacent wells matches a distance between adjacent capture positions on the imprint stamp substrate
을 포함한다. includes
다음으로, 단계(1601b)에서 캐리어 기판의 웰을 충전하는 과정은, Next, the process of filling the well of the carrier substrate in
제1 마이크로 발광 다이오드를 사용하여 제1 캐리어 기판 상의 웰을 충전하되, 이는 제1 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 단계; filling a well on a first carrier substrate with a first micro light emitting diode, wherein the well is configured to emit light of a first wavelength;
제2 마이크로 발광 다이오드를 사용하여 제2 캐리어 기판 상의 웰을 충전하되, 이는 제2 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 단계; 및filling a well on a second carrier substrate with a second micro light emitting diode, wherein the well is configured to emit light of a second wavelength; and
제3 마이크로 발광 다이오드를 사용하여 제3 캐리어 기판 상의 웰을 충전하되, 제3 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 단계filling the well on the third carrier substrate with a third micro light emitting diode, the step being configured to emit light of a third wavelength;
를 포함한다.includes
단계(1603c)에서 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판 상에서 임프린트 스탬프 기판 상으로 전이하는 과정은 마이크로 발광 다이오드를 제1, 제2, 제3 캐리어 기판 상에서 상응한 임프린트 스탬프 기판 상으로 전이하는 과정을 포함한다. 도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이, 다른 형상을 갖는 RGB 마이크로 발광 다이오드에 있어서, 다른 크기의 캐리어 기판을 사용하는 것은 꼭 필요한 것이다. 이 밖에, RGB 마이크로 발광 다이오드의 직경이 동일하면, 하나의 캐리어 기판을 사용하여 다른 파장의 마이크로 발광 다이오드를 각각 충전하여, 각각 임프린트 스탬프 기판 상으로 전이할 수도 있다. The process of transferring the micro light emitting diodes from the carrier substrate onto the imprint stamp substrate in
단계(1608)에서는 평면으로 된 상면 및 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하되, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 적어도 상면에 형성되는 전극을 포함하고, 이는 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스와 전기적으로 연결된다. 표시기판 상에서 인접하는 연결 개스킷 사이는 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 포획위치 간격과 매칭되는 간격을 가지고, 이 간격은 캐리어 기판 상에서 인접하는 웰 사이의 간격과 동일하다. 단계(1610)에서 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치를 상응한 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷과 접촉시킨다. 단계(1612)에서 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판으로부터 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 상으로 대량 전이한다. 한편으로, 단계(1612)에서 표시기판을 가열함으로써, 마이크로 발광 다이오드를 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 상에 바인딩한다. In
RGB가 표시되는 경우, 단계(1608) 중의 표시기판은 제1 마이크로 발광 다이오드에 사용되어, 제1 파장의 빛을 발산하기 위한 다수의 연결 개스킷; 제2 마이크로 발광 다이오드에 사용되어, 제2 파장의 빛을 발산하기 위한 다수의 연결 개스킷; 및 제3 마이크로 발광 다이오드에 사용되어, 제3 파장의 빛을 발산하기 위한 연결 개스킷을 포함한다. 다음으로, 단계(1610)에서 임프린트 스탬프 기판 상면을 표시기판 상면에 압착하는 과정은 제1 마이크로 발광 다이오드, 제2 마이크로 발광 다이오드 및 제3 마이크로 발광 다이오드가 충전된 임프린트 스탬프 기판을 각각 압착하는 과정을 포함한다. 각각 한 가지 파장의 마이크로 발광 다이오드는 임프린트 스탬프 기판을 사용할 수 있거나, 또는 모든 마이크로 발광 다이오드의 형상이 유사할 때, 동일한 기판을 사용하여 다른 파장의 마이크로 발광 다이오드를 충전하여, 표시기판 상으로 전이할 수도 있다. When RGB is displayed, the display substrate in
도 17은 도 13a∼도 13k에서 나타낸 유체 조립 임프린트 스탬프 기판을 사용하여 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 방법을 진행하는 흐름도이다. 이 방법은 단계(1700)로부터 시작된다. 단계(1702)에서는 평면으로 된 상면을 구비하는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판을 제공하되, 이 상면에 설치되는 포획위치는 제1 주변 형상, 깊이 및 평면으로 된 포획위치 하면을 구비한다. 유체 조립 진행과정에서, 단계(1704)에서 포획위치에 충전되는 마이크로 발광 다이오드는 제1 주변 형상, 포획위치 깊이보다 큰 두께, 포획위치 하면과 접촉하는 평면으로 된 하면, 및 제1 전극을 구비하는, 포획위치로부터 연신되는 평면으로 된 상면을 구비한다. 마이크로 발광 다이오드는 고정기구를 더 포함한다. 단계(1704)에서는 하면 상에 제2 전극을 구비하는 마이크로 발광 다이오드를 사용할 수 있거나, 상면 상에 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드를 사용하여 포획위치에 충전될 수도 있다.17 is a flowchart of a micro light emitting diode mass transfer method using the fluid assembly imprint stamp substrate shown in FIGS. 13A to 13K . The method begins at
한편으로, 단계(1702) 중의 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는 이격된 포획위치를 구비하는 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 단계(1706)에서 제공되는 표시기판은 유일 평면으로 된 하면 및 어레이 설치된 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷을 구비하고, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 상면에 형성되는 제1 전극을 포함하고, 이는 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스와 전기적으로 연결된다. 표시기판 상에서 인접하는 연결 개스킷 위치의 간격은 임프린트 스탬프 기판 상에서 인접하는 포획위치 사이의 간격과 매칭된다. 단계(1708)에서, 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치를 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷과 접촉시킨다. 단계(1710)에서 임프린트 스탬프 기판 상의 마이크로 발광 다이오드를 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 상으로 대량 전이한다. 단계(1710)는 가열방식을 적용하여 마이크로 발광 다이오드와 표시기판의 연결 개스킷이 바인딩을 이루도록 하는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, providing the imprint stamp substrate in
한편으로, 단계(1704)에서는 마이크로 발광 다이오드 상면에 형성되는 기둥 형식의 고정기구를 제공하였는바, 이 기둥은 제1 전극(도 13d와 도 13e)에 연결되는 전기를 전도하는 기둥일 수 있거나, 또는 임시적인(제거 가능한) 전기가 전도되지 않는 기둥일 수도 있다(도 13a). 다른 한편으로, 단계(1702)에서 제공되는 임프린트 스탬프 기판은, 각각의 포획위치의 하면에 컨주게이트된 생체 분자쌍을 포함하는 제1 성분을 도포한다. 다음으로, 단계(1704)에서 언급된 고정기구는 컨주게이트된 생체 분자쌍을 구비하는 제2 성분으로서, 각각의 마이크로 발광 다이오드의 하면을 피복한다. 컨주게이트된 생체 분자쌍의 예는 바이오틴-스트렙타비딘, 티올-말레이미드와 아지드화물-알킨을 포함한다. 임프린트 스탬프 기판은 정전력 또는 자력 발생기를 더 설치할 수도 있는데, 도 14a와 도 14b에 도시된 바와 같이 된다. On the other hand, in
도 18은 도 15a∼도 15i에 도시된 시스템의 축방향 마이크로 발광 다이오드 대량 전이법의 흐름도이다. 이 방법은 단계(1800)로부터 시작된다. 단계(1802)에서는 평면으로 된 상면을 구비하는 유체 조립 임프린트 스탬프 기판을 제공하는바, 상면에는 다수의 포획위치가 형성되고, 각각의 포획위치는 제1 주변 형상, 평면으로 된 제1 깊이를 구비하는 중심부분, 제1 깊이보다 작은 평면으로 된 제2 깊이를 구비하는 원단부분 및 제2 깊이를 구비하는 근단부분을 구비한다. 유체 조립 진행과정에서, 단계(1804)에서 축방향 마이크로 발광 다이오드를 사용하여 포획위치를 충전하고, 각각의 마이크로 발광 다이오드는 상응한 포획위치를 점유하여 상기 제1 주변 형상 및 중심부분과 접합되는 본체부분을 구비하고, 이 본체부분의 수직체 두께는 포획위치의 제1 깊이보다 크지만, 제1 깊이의 2배보다 작다. 마이크로 발광 다이오드는 본체부분을 수평으로 이등분하는 원단 전극을 더 구비하고, 상기 원단 전극은 포획위치의 원단부분과 접합되며, 상기 원단전극의 수직면의 전극두께는 포획위치의 제2 깊이보다 크지만, 제2 깊이의 2배보다 작다. 마이크로 발광 다이오드는 본체부분을 수평으로 이등분하는 근단 전극을 더 구비하되, 이는 포획위치의 근단부분과 접합되고, 전극두께를 가진다. 한편으로, 임프린트 스탬프 전극은 정전력 또는 자력 발생기를 더 포함할 수 있는데, 도 14a와 도 14b에 도시된 바와 같이 된다. 18 is a flow diagram of an axial micro light emitting diode mass transition method of the system shown in FIGS. 15A-15I. The method begins at
한편으로, 단계(1802) 중의 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는 간격이 있는 포획위치를 구비하는 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 단계(1806)에서는 평면으로 된 상면과 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하는바, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 상면에 형성되는 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 다수의 전극은 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스와 전기적으로 연결된다. 표시기판은 간격으로 이격된 다수의 연결 개스킷을 포함하되, 이 간격은 임프린트 스탬프 기판 상의 포획위치의 이격 간격과 매칭된다. 단계(1808)에서, 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치를 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷과 정렬시킨다. 단계(1810)에서 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판으로부터 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 상으로 대량 전이한다. 선택 가능한 것은, 가열에 의해 마이크로 발광 다이오드와 표시기판 연결 개스킷 전극 사이의 바인딩을 촉진할 수 있다는 점이다. On the other hand, providing an imprint stamp substrate in
도 19는 마이크로 발광 다이오드를 전이하는 간격 확장 방법의 흐름도이다. 이 방법은 단계(1900)로부터 시작된다. 단계(1902)에서는 마이크로 발광 다이오드 MOCVD 웨이퍼를 제공하였는바, 인접하는 마이크로 발광 다이오드 사이에 제1 간격을 가진다. 단계(1904)에서는 마이크로 발광 다이오드를 유체 조립 현탁액에 방출한다. 단계(1906)에서는 어레이 설치된 웰을 구비하는 캐리어 기판을 제공하였는바, 인접하는 웰 사이에 제2 간격을 가지고, 또한 상기 제2 간격은 상기 제1 간격과 다르다. 유체 조립 과정을 통해, 단계(1908)에서 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판의 웰에 충전한다. 단계(1910)에서는 포획위치 어레이를 포함하는 임프린트 스탬프 기판을 제공하였는바, 인접하는 포획위치는 제2 간격에 의해 이격된다. 단계(1912)에서 임프린트 스탬프 기판 상면을 캐리어 기판 상면에 압착하여, 각각의 포획위치를 상응한 웰과 접촉시킨다. 단계(1914)에서 마이크로 발광 다이오드를 캐리어 기판 상에서 임프린트 스탬프 기판 상으로 대량 전이한다. 19 is a flowchart of a method for extending a gap for transitioning a micro light emitting diode. The method begins at
단계(1916)에서는 어레이 설치된 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷을 구비하는 표시기판을 제공하였는바, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷은 상면에 형성되는 적어도 하나의 전극을 포함하고, 이는 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스와 전기적으로 연결된다. 표시기판 상에서 인접하는 연결 개스킷 위치는 상기 제2 간격에 의해 이격된다. 단계(1918)에서 임프린트 스탬프 기판의 상면을 표시기판의 상면에 압착하여, 포획위치를 상응한 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷과 접촉시킨다. 단계(1920)에서 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판 상에서 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 상으로 대량 전이한다. 바람직하게는, 가열을 통해 마이크로 발광 다이오드와 표시기판 연결 개스킷의 전극이 바인딩을 이루도록 한다. In
한편으로, 단계(1906), 단계(1908), 단계(1912)와 단계(1914)는 통과하고, 별도의 단계(1911)를 통해, 즉 유체 조립 공정을 이용하여, 마이크로 발광 다이오드를 임프린트 스탬프 기판의 포획위치에 직접 충전한다. On the one hand, steps 1906, 1908, 1912 and 1914 are passed, and the micro light emitting diodes are imprinted on the stamp substrate through
본 출원에서는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이의 시스템과 방법을 제공하였다. 특정의 LED, 캐리어 기판 및 임프린트 스탬프 기판 구조의 예를 통해 본 출원을 설명하였다. 그러나, 본 출원은 상기 예시에 의해 한정되지 않는다. 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 출원의 다른 변형과 실시예를 생각해낼 수 있다.In the present application, a system and method for mass transfer of micro light emitting diodes are provided. The present application has been described with examples of specific LED, carrier substrate and imprint stamp substrate structures. However, the present application is not limited by the above examples. A person of ordinary skill in the art may come up with other modifications and embodiments of the present application.
임프린트 스탬프
900, 900a, 900b, 900c, 1300, 1500
임프린트 스탬프 상면
902, 1302, 1502
포획위치
904, 1304, 1504
기둥
906
마이크로 발광 다이오드 하면
908
마이크로 발광 다이오드
910
표면 실장 마이크로 발광 다이오드
910a, 910b, 910c
마이크로 발광 다이오드 상면
912
제1 전극
914, 1316
제2 전극
916, 1324
표시기판
918, 1315, 1318, 1525
캐리어 기판
1000, 1000a, 1000b, 1000c
캐리어 기판 상면
1002
웰
1004
간격
1006
캐리어 기판 하면
1008
가열장치
1010
수직 마이크로 발광 다이오드
1100
수직 마이크로 발광 다이오드 상면
1102
수직 마이크로 발광 다이오드 제1 전극
1104
절연층
1106
정전력 발생기
1200, 1400
자력 발생기
1202, 1402
깊이
1306
포획위치 하면
1308
마이크로 발광 다이오드 두께
1310
마이크로 발광 다이오드 하면
1312
마이크로 발광 다이오드 상면
1314
홈
1320
티올바이오틴 이작용성분자/제1 성분
1322
ACF
1325
이산화규소 필름
1326
스트렙타비딘분자/제1 성분
1327
중심부분
1506
제1 깊이
1508
원단
1510
제2 깊이
1512
근단
1514
축방향 마이크로 발광 다이오드
1516
본체
1518
본체두께
1520
원단 전극
1522
전극두께
1524
근단 전극
1526
전극
1528
전해질 박막
1530
본체홈
1532
P 연결 개스킷
1534
N 연결 개스킷
1536
제1 홈
1538
Imprint stamp
Capture positions 904, 1304, 1504
908 micro light emitting diode
micro
Surface Mount Micro
Micro light emitting diode
Carrier substrate top surface 1002
well 1004
1008 if the carrier substrate
Vertical Micro
Vertical micro light emitting
Vertical micro light emitting diode
insulating
1308 when the capture position
micro light emitting
1312 micro light emitting diode
top surface of micro
Thiol biotin bifunctional molecule/
Streptavidin molecule/
near
Axial Micro
Near-
Electrolyte thin film 1530
P connection gasket 1534
N connection gasket 1536
Claims (38)
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면에 포획위치의 어레이가 형성되고, 각각의 포획위치는 기둥형 홈으로 구성되어 마이크로 발광 다이오드의 바닥면으로부터 연신되는 기둥을 임시적으로 고정하도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
an imprint stamp substrate having an upper surface; and
An array of capture positions is formed on the upper surface of the imprint stamp substrate, and each capture position is constituted by a columnar groove to temporarily fix a column extending from the bottom surface of the micro light emitting diode. Transition Imprint System.
상기 마이크로 발광 다이오드는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드이고, 각각의 상기 마이크로 발광 다이오드는 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 평면으로 된 상면을 모두 포함하고; 상기 기둥은 전기가 전도되지 않는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
According to claim 1,
the micro light emitting diodes are surface mount micro light emitting diodes, each of the micro light emitting diodes including both a planar top surface having a first electrode and a second electrode; The micro light emitting diode mass transition imprint system, characterized in that the pillars do not conduct electricity.
상기 마이크로 발광 다이오드는 수직 마이크로 발광 다이오드이고, 각각의 상기 마이크로 발광 다이오드는 제1 전극을 구비하는 평면으로 된 상면을 모두 포함하고; 상기 기둥은 전기를 전도하는 제2 전극인 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
The method of claim 1,
the micro light emitting diodes are vertical micro light emitting diodes, each of the micro light emitting diodes including both a planar top surface with a first electrode; The micro light emitting diode mass transition imprint system, characterized in that the pillar is a second electrode that conducts electricity.
상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 어레이는 인접하는 포획위치를 이격하는 간격을 가지고;
상기 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템은 유체 조립 캐리어 기판을 더 포함하되,
상기 유체 조립 케리어는
평면으로 된 상면; 및
상기 유체 조립 캐리어 기판의 상면에 형성되는 웰의 어레이를 포함하며,
인접하는 웰을 이격하는 간격은 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 서로 매칭되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
According to claim 1,
the array of imprint stamp substrate capture locations has a spacing spaced apart from adjacent capture locations;
wherein the micro light emitting diode mass transfer imprint system further comprises a fluid assembly carrier substrate;
The fluid assembly carrier is
flat top surface; and
an array of wells formed on a top surface of the fluid assembly carrier substrate;
The spacing between adjacent wells is matched to the spacing between the capture positions of the imprint stamp substrate and the micro light emitting diode mass transfer imprint system.
상기 유체 조립 캐리어 기판 웰은 제1 주변 형상과 평면인 웰 하면을 구비하고;
상기 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템은
다수의 표면 실장 마이크로 발광 다이오드를 더 포함하되, 각각의 표면 실장 마이크로 발광 다이오드는 상기 제1 주변 형상과 이에 대응되는 상기 웰 하면과 접촉되는 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 평면으로 된 상면을 모두 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
5. The method of claim 4,
the fluid assembly carrier substrate well has a first peripheral shape and a planar well bottom surface;
The micro light emitting diode mass transition imprint system is
A plurality of surface mount micro light emitting diodes further comprising, wherein each surface mount micro light emitting diode has a planar upper surface having first and second electrodes in contact with the first peripheral shape and the corresponding well lower surface; Micro light emitting diode mass transition imprint system, characterized in that it has all.
상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰은 제1 주변 형상과 평면인 웰 하면을 구비하고;
상기 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템은
다수의 수직 마이크로 발광 다이오드를 더 포함하되, 각각의 수직 마이크로 발광 다이오드는 상기 제1 주변 형상과 이에 대응되는 상기 웰 하면과 접촉되는 제1 전극을 구비하는 평면으로 된 상면을 모두 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
5. The method of claim 4,
the well of the fluid assembly carrier substrate has a first peripheral shape and a planar well bottom surface;
The micro light emitting diode mass transition imprint system is
Further comprising a plurality of vertical micro light emitting diodes, wherein each vertical micro light emitting diode has both the first peripheral shape and a planar top surface having a first electrode in contact with the bottom of the well corresponding thereto A micro light emitting diode mass transition imprint system.
마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템은 제1 유체 조립 캐리어 기판, 제2 유체 조립 캐리어 기판, 제3 유체 조립 캐리어 기판, 제1 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 다수의 마이크로 발광 다이오드, 제2 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 다수의 마이크로 발광 다이오드, 제3 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 다수의 마이크로 발광 다이오드를 더 포함하고,
상기 제1 유체 조립 캐리어 기판은, 상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치를 이격하는 간격과 매칭되며;
상기 제2 유체 조립 캐리어 기판은, 상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치를 이격하는 간격과 매칭되며;
상기 제3 유체 조립 캐리어 기판은, 상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치를 이격하는 간격과 매칭되며;
상기 제1파장의 빛을 발산하도록 구성되는 다수의 마이크로 발광 다이오드는 각각 상기 제1 유체 조립 캐리어 기판 중의 하나와 대응되는 웰을 점유하고;
상기 제2 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 다수의 마이크로 발광 다이오드는 각각 상기 제2 유체 조립 캐리어 기판 중의 하나와 대응되는 웰을 점유하고,;
상기 제3 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 다수의 마이크로 발광 다이오드는 각각 상기 제3 유체 조립 캐리어 기판 중의 하나와 대응되는 웰을 점유하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
5. The method of claim 4,
The micro light emitting diode mass transfer imprint system comprises a first fluid assembled carrier substrate, a second fluid assembled carrier substrate, a third fluid assembled carrier substrate, a plurality of micro light emitting diodes configured to emit light of a first wavelength, light of a second wavelength Further comprising a plurality of micro light emitting diodes configured to emit light, a plurality of micro light emitting diodes configured to emit light of a third wavelength,
The first fluid assembly carrier substrate has an array of wells formed on its upper surface, and the array of wells has a distance spaced apart from adjacent wells, and the gap matches a gap spaced apart from the imprint stamp substrate capture position. become;
The second fluid assembly carrier substrate has an array of wells formed on its upper surface, and the array of wells has a distance spaced apart from adjacent wells, and the gap matches a gap spaced apart from the imprint stamp substrate capture position. become;
The third fluid assembly carrier substrate includes an array of wells formed on an upper surface thereof, the array of wells having a spacing spaced apart from adjacent wells, the spacing matching the spacing spacing the imprint stamp substrate capture position become;
a plurality of micro light emitting diodes configured to emit light of the first wavelength each occupy a well corresponding to one of the first fluid assembly carrier substrates;
a plurality of micro light emitting diodes configured to emit light of the second wavelength each occupy a well corresponding to one of the second fluid assembly carrier substrates;
and a plurality of micro light emitting diodes configured to emit light of the third wavelength each occupy a well corresponding to one of the third fluid assembled carrier substrates.
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면은 패턴화된 재료를 구비하고, 상기 재료는 접착제와 탄성체의 물질로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
According to claim 1,
An upper surface of the imprint stamp substrate has a patterned material, wherein the material is selected from the group consisting of an adhesive and an elastic material.
임프린트 스탬프 기판 하측에 위치하는 흡인력 발생기를 더 포함하고, 상기 흡인력 발생기는 정전력 발생기와 자력 발생기로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
According to claim 1,
A micro light emitting diode mass transfer imprint system, characterized in that it further comprises a suction force generator positioned below the imprint stamp substrate, wherein the suction force generator is selected from the group consisting of an electrostatic force generator and a magnetic force generator.
상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰 하측에 위치하는 흡인력 발생기를 더 포함하고, 상기 흡인력 발생기는 정전력 발생기와 자력 발생기로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
5. The method of claim 4,
The micro light emitting diode mass transfer imprint system according to claim 1, further comprising a suction force generator positioned below the well of the fluid assembly carrier substrate, wherein the attraction force generator is selected from the group consisting of an electrostatic force generator and a magnetic force generator.
상기 유체 조립 임프린트 스탬프 기판의 상면에 형성되는 포획위치의 어레이; 및
다수의 마이크로 발광 다이오드를 포함하고,
상기 포획위치는 제1 주변 형상, 깊이와 평면의 포획위치 하면을 구비하고,
상기 다수의 마이크로 발광 다이오드에서, 각각의 마이크로 발광 다이오드가 모두 상응한 포획위치를 점유하고, 상기 제1 주변 형상, 상기 포획위치의 깊이보다 큰 두께, 상기 포획위치 바닥면과 접촉하는 평면으로 된 하면, 상기 포획위치로부터 연신되는, 제1 전극을 구비하는 평면으로 된 상면 및 하나의 고정기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
a fluid assembly imprint stamp substrate having a flat upper surface;
an array of capture positions formed on the upper surface of the fluid assembly imprint stamp substrate; and
comprising a plurality of micro light emitting diodes,
The capture position has a first peripheral shape, a depth and a plane lower surface of the capture position,
In the plurality of micro light emitting diodes, each micro light emitting diode all occupies a corresponding capturing position, the first peripheral shape, a thickness greater than the depth of the capturing position, and a lower surface of a plane in contact with the bottom surface of the capturing position , a micro light emitting diode mass transfer imprint system, characterized in that it has a planar upper surface having a first electrode, and one fixing mechanism extending from the capture position.
상기 고정기구는 상기 마이크로 발광 다이오드의 상면에 형성되는 기둥이고, 상기 기둥은 상기 제1 전극의 전기를 전도하는 기둥과 전기를 전도하지 않는 임시적 기둥으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
12. The method of claim 11,
The fixing mechanism is a pillar formed on the upper surface of the micro light emitting diode, wherein the pillar is selected from the group consisting of a pillar conducting electricity of the first electrode and a temporary pillar not conducting electricity Diode Bulk Transition Imprint System.
상기 유체 조립 임프린트 스탬프 기판의 포획위치 바닥면에는 컨주게이트된 생체 분자쌍을 포함하는 제1 성분이 도포되되;
여기서 상기 고정기구는 각각의 마이크로 발광 다이오드의 하면에 도포되는, 상기 컨주게이트된 생체 분자쌍을 포함하는 제2 성분인 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
12. The method of claim 11,
a first component including a conjugated biomolecule pair is applied to the bottom surface of the capture position of the fluid assembly imprint stamp substrate;
wherein the fixing mechanism is a second component including the conjugated biomolecule pair, which is applied to the lower surface of each micro light emitting diode.
상기 컨주게이트된 생체 분자는 바이오틴-스트렙타비딘, 티올-말레이미드와 아지드화물-알킨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
14. The method of claim 13,
The conjugated biomolecule is selected from the group consisting of biotin-streptavidin, thiol-maleimide and azide-alkyne.
상기 마이크로 발광 다이오드는 전기적 인터페이스를 구비하고, 상기 전기적 인터페이스는 상기 하면에 형성되는 제2 전극을 구비하는 수직 마이크로 발광 다이오드와 상기 상면에 형성되는 제1과 제2 전극을 구비하는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
12. The method of claim 11,
The micro light emitting diode has an electrical interface, wherein the electrical interface includes a vertical micro light emitting diode having a second electrode formed on the lower surface and a surface mounted micro light emitting diode having first and second electrodes formed on the upper surface Micro light emitting diode mass transition imprint system, characterized in that selected from the group consisting of.
상기 유체 조립 임프린트 스탬프 기판의 상면에 형성하는 포획위치의 어레이를 포함하되, 각각의 포획위치는 제1 주변 형상, 평면 제1 깊이를 구비하는 중심부분, 상기 제1 깊이보다 작은 평면 제2 깊이를 구비하는 원단부분, 및 상기 평면 제2 깊이를 구비하는 근단부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
a fluid assembly imprint stamp substrate having a flat upper surface; and
an array of capture locations formed on the upper surface of the fluid assembly imprint stamp substrate, each capture location having a first peripheral shape, a central portion having a planar first depth, and a second planar depth smaller than the first depth A micro light emitting diode mass transition imprint system comprising: a distal portion having a distal end portion; and a proximal end portion having the planar second depth.
다수의 축방향 마이크로 발광 다이오드를 더 포함하되, 각각 하나의 축방향 마이크로 발광 다이오드는 모두 상응한 포획위치를 점유하고, 상기 제1 주변 형상, 상기 포획위치의 중심부분과 접촉하는 본체, 상기 본체를 수평으로 이등분하여 상기 포획위치의 원단부분과 접촉하는 원단 전극, 및 상기 본체를 수평으로 이등분하여 상기 포획위치의 근단부분과 접촉하는 근단 전극을 구비하고; 상기 본체는 상기 포획위치의 제1 깊이보다 크지만 상기 포획위치의 제1 깊이의 2배보다 작은 수직 평면 본체 두께를 구비하고, 상기 원단 전극은 상기 포획위치의 제2 깊이보다 크지만 상기 포획위치의 제2 깊이의 2배보다 작은 수직 평면 전극 두께를 구비하고, 상기 근단 전극은 상기 수직 평면 전극 두께를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드 대량 전이 임프린트 시스템.
17. The method of claim 16,
a plurality of axial micro light emitting diodes, each one axial micro light emitting diode all occupying a corresponding capturing position, the first peripheral shape, a body in contact with a central portion of the capturing position, the main body; a distal electrode that is horizontally bisected to contact the distal end of the capturing position, and a proximal electrode that is horizontally bisected by the main body and is in contact with the distal end of the capturing position; the body has a vertical planar body thickness greater than a first depth of the capture location but less than twice the first depth of the capture location, the distal electrode being greater than a second depth of the capture location but greater than a second depth of the capture location and a vertical planar electrode thickness less than twice the second depth of , and wherein the proximal electrode has the vertical planar electrode thickness.
각각의 상기 포획위치 홈이 마이크로 발광 다이오드의 하면으로부터 연신되는 기둥을 구속하는 단계; 및
각각의 마이크로 발광 다이오드의 기둥을 구속하여, 상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 임프린트 스탬프 기판에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
providing an imprint stamp substrate having a planar upper surface and an array of capture locations formed on the upper surface, wherein each capture location is configured as a columnar groove;
constraining pillars in which each of the trapping location grooves extend from a lower surface of the micro light emitting diode; and
A mass transfer method of micro light emitting diodes, comprising the step of constraining pillars of each micro light emitting diode and fixing the micro light emitting diode to the imprint stamp substrate.
상기 기둥을 구속하는 것은 각각의 포획위치 홈이 하나의 표면 실장 발광 다이오드의 전기가 전도되지 않는 기둥을 구속하는 것을 포함하며, 상기 표면 실장 발광 다이오드는 제1 전극과 제2 전극을 갖는 평면으로 된 상면을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
19. The method of claim 18,
The constraining the posts includes each trapping location groove constraining the non-conductive posts of one surface mount light emitting diode, wherein the surface mount light emitting diode has a planar surface having a first electrode and a second electrode. Mass transition method of a micro light emitting diode, characterized in that it has a top surface.
상기 기둥을 구속하는 것은 각각의 포획위치 홈이 수직 발광 다이오드의 제2 전극과 연결되는 하나의 전기전도 기둥을 구속하며, 상기 수직 발광 다이오드는 제1 전극을 갖는 평면으로 된 상면을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
19. The method of claim 18,
Constraining the pillars constrains one electrically conductive pillar in which each trapping position groove is connected to a second electrode of a vertical light emitting diode, wherein the vertical light emitting diode has a planar top surface having a first electrode A method for mass transition of micro light emitting diodes.
상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는, 인접하는 포획위치를 이격하는 간격을 갖는 상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법은,
유체 조립 캐리어 기판을 제공하되, 상기 유체 조립 캐리어 기판은 평면으로 된 상면과 상기 상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격은 상기 임프린트 스탬프 기판의 포획위치의 이격간격과 서로 매칭되는 단계;
유체 조립 공정을 이용하여, 마이크로 발광 다이오드로 상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계;
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면을 상기 유체 조립 캐리어 기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치를 상응한 웰과 접촉하는 단계; 및
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 유체 조립 캐리어 기판으로부터 상기 임프린트 스탬프 기판으로 대량 전이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
19. The method of claim 18,
The providing of the imprint stamp substrate includes providing the imprint stamp substrate having an interval spaced apart from adjacent capture positions;
The mass transition method of the micro light emitting diode,
A fluid assembly carrier substrate is provided, wherein the fluid assembly carrier substrate has a planar top surface and an array of wells formed on the top surface, the array of wells having a spacing spaced apart from adjacent wells, the spacing being matching the spacing of the capture positions of the imprint stamp substrate with each other;
filling the wells of the fluid assembly carrier substrate with micro light emitting diodes using a fluid assembly process;
pressing the upper surface of the imprint stamp substrate to the upper surface of the fluid assembly carrier substrate, thereby contacting each capture location with a corresponding well; and
mass transfer of the micro light emitting diodes from the fluid assembly carrier substrate to the imprint stamp substrate.
상기 유체 조립 캐리어 기판을 제공하는 단계는 제1 주변 형상과 평면인 웰 하면을 구비하는 웰을 제공하는 단계를 포함하고;
마이크로 발광 다이오드로 상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계는 상기 제1 주변 형상과 이에 대응되는 웰 하면과 접촉되는 평면으로 된 상면을 구비하는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드로 상기 웰을 충전하는 단계를 포함하고, 상기 표면 실장 마이크로 발광 다이오드의 상면은 제1 전극과 제2 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
22. The method of claim 21,
providing the fluid assembly carrier substrate comprises providing a well having a well bottom surface that is planar with a first peripheral shape;
The step of filling the well of the fluid assembly carrier substrate with a micro light emitting diode comprises the step of filling the well with a surface mount micro light emitting diode having a planar upper surface in contact with the first peripheral shape and a corresponding well lower surface. and wherein the upper surface of the surface-mounted micro light emitting diode has a first electrode and a second electrode.
상기 유체 조립 캐리어 기판을 제공하는 단계는 제1 주변 형상과 평면인 웰 하면을 구비하는 웰을 제공하는 단계를 포함하고;
마이크로 발광 다이오드로 상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계는 제1 주변 형상과 이에 대응되는 웰 하면과 접촉하는 평면으로 된 상면을 구비하는 수직 마이크로 발광 다이오드로 상기 웰을 충전하는 단계를 포함하고, 상기 수직 마이크로 발광 다이오드의 상면은 제1 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
22. The method of claim 21,
providing the fluid assembly carrier substrate includes providing a well having a well bottom surface that is planar with a first peripheral shape;
Filling the well of the fluid assembly carrier substrate with a micro light emitting diode comprises filling the well with a vertical micro light emitting diode having a first peripheral shape and a planar top surface in contact with a corresponding bottom surface of the well; , A mass transition method of a micro light emitting diode, characterized in that the upper surface of the vertical micro light emitting diode is provided with a first electrode.
상기 유체 조립 캐리어 기판을 제공하는 단계는,
상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭되는 제1 유체 조립 캐리어 기판;
상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭되는 제2 유체 조립 캐리어 기판;
상면에 형성되는 웰의 어레이를 구비하고, 상기 웰의 어레이는 인접하는 웰을 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭되는 제3 유체 조립 캐리어 기판을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계는,
제1 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 제1 마이크로 발광 다이오드로 상기 제1 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계;
제2 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 제2 마이크로 발광 다이오드로 상기 제2 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계;
제3 파장의 빛을 발산하도록 구성되는 제3 마이크로 발광 다이오드로 상기 제3 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계를 포함하고; 그리고
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 유체 조립 캐리어 기판으로부터 상기 임프린트 스탬프 기판에 대량 전이하는 단계는, 마이크로 발광 다이오드를 상기 제1, 제2와 제3 유체 조립 캐리어 기판으로부터 상응한 임프린트 스탬프 기판으로 전이시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
22. The method of claim 21,
Providing the fluid assembly carrier substrate comprises:
a first fluid assembly carrier substrate having an array of wells formed on an upper surface, wherein the array of wells has a spacing between adjacent wells, the spacing matching the spacing of the imprint stamp substrate capturing positions;
a second fluid assembly carrier substrate having an array of wells formed on an upper surface, wherein the array of wells has a spacing spaced apart from adjacent wells, the spacing matching the spacing between the imprint stamp substrate capture positions;
A third fluid assembly carrier substrate comprising an array of wells formed on an upper surface, wherein the array of wells has a spacing for spacing adjacent wells, the spacing matching the spacing between the imprint stamp substrate capture positions comprising the steps;
Filling the wells of the fluid assembly carrier substrate comprises:
filling a well of the first fluid assembly carrier substrate with a first micro light emitting diode configured to emit light of a first wavelength;
filling the well of the second fluid assembly carrier substrate with a second micro light emitting diode configured to emit light of a second wavelength;
filling the well of the third fluid assembly carrier substrate with a third micro light emitting diode configured to emit light of a third wavelength; and
The mass transfer of the micro light emitting diodes from the fluid assembly carrier substrate to the imprint stamp substrate comprises transferring the micro light emitting diodes from the first, second and third fluid assembly carrier substrates to corresponding imprint stamp substrates. Mass transition method of a micro light emitting diode, characterized in that it comprises.
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면을 패턴화하되, 상기 임프린트 스탬프 기판 상면의 재료는 접착제와 탄성체로 구성되는 군으로부터 선택되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
19. The method of claim 18,
The mass transfer method of a micro light emitting diode according to claim 1, further comprising: patterning an upper surface of the imprint stamp substrate, wherein a material of the upper surface of the imprint stamp substrate is selected from the group consisting of an adhesive and an elastic body.
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 임프린트 스탬프 기판에 고정하는 단계는, 정전력과 자력으로 구성되는 군으로부터 선택되는 흡인력을 별도로 사용하여 상기 마이크로 발광 다이오드를 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
19. The method of claim 18,
The step of fixing the micro light emitting diode to the imprint stamp substrate comprises fixing the micro light emitting diode by separately using a suction force selected from the group consisting of electrostatic force and magnetic force. mass transfer method.
상기 마이크로 발광 다이오드로 상기 유체 조립 캐리어 기판의 웰을 충전하는 단계는, 정전력과 자력으로 구성되는 군으로부터 선택되는 흡인력을 사용하여 상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 웰에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
22. The method of claim 21,
Filling the well of the fluid assembly carrier substrate with the micro light emitting diode comprises fixing the micro light emitting diode to the well using an attraction force selected from the group consisting of electrostatic force and magnetic force. A mass transition method of micro light-emitting diodes.
상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는, 인접하는 포획위치를 이격하는 간격을 갖는 상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법은,
평면으로 된 상면과 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷의 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하되, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷이 상기 상면에 형성되는 적어도 하나의 전극을 포함하고, 상기 전극이 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스에 전기적으로 연결되고, 또한 상기 표시기판이 인접하는 연결 개스킷 부위를 이격하는 간격을 가지고, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭되는 단계;
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면을 상기 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치가 상응한 마이크로 발광 다이오드 부위와 접촉하도록 하는 단계; 및
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 임프린트 스탬프 기판으로부터 상기 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷으로 대량으로 전이시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
19. The method of claim 18,
The providing of the imprint stamp substrate includes providing the imprint stamp substrate having an interval spaced apart from adjacent capture positions;
The mass transition method of the micro light emitting diode,
Provided is a display substrate having a planar upper surface and an array of micro light emitting diode connection gaskets, each micro light emitting diode connection gasket including at least one electrode formed on the upper surface, wherein the electrode controls the lower column and row electrically connected to a matrix of lines, the display substrate having a gap separating the adjacent connection gasket portions, the gap matching the gap between the capturing positions of the imprint stamp substrate;
pressing the upper surface of the imprint stamp substrate onto the upper surface of the display substrate so that each capture position is in contact with a corresponding micro light emitting diode portion; and
The mass transition method of micro light emitting diodes according to claim 1, further comprising the step of mass transitioning the micro light emitting diodes from the imprint stamp substrate to a micro light emitting diode connection gasket of the display substrate.
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷으로 대량 전이하는 단계는, 상기 표시기판을 가열하여 상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷에 바인딩하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
29. The method of claim 28,
The mass transition of the micro light emitting diodes to the micro light emitting diode connection gasket of the display substrate comprises heating the display substrate to bind the micro light emitting diodes to the micro light emitting diode connection gasket. Mass transition method of micro light-emitting diodes.
상기 표시기판을 제공하는 단계는, 제1 파장의 빛을 발산하는 다수의 제1 마이크로 발광 다이오드의 연결 개스킷, 제2 파장의 빛을 발산하는 다수의 제2 마이크로 발광 다이오드의 연결 개스킷, 및 제3 파장의 빛을 발산하는 다수의 제3 마이크로 발광 다이오드의 연결 개스킷을 제공하는 단계를 포함하고; 그리고
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면을 상기 표시기판의 상면에 압착하는 단계는, 상기 임프린트 스탬프 기판을 순차적으로 누르면서 상기 포획위치가 상기 제1 마이크로 발광 다이오드에 의해 점유되도록 하고, 이어서 상기 제2 마이크로 발광 다이오드, 이어서 상기 제3 마이크로 발광 다이오드에 의해 점유되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
29. The method of claim 28,
The providing of the display substrate includes a connection gasket of a plurality of first micro light emitting diodes emitting light of a first wavelength, a connection gasket of a plurality of second micro light emitting diodes emitting light of a second wavelength, and a third providing a connecting gasket of a plurality of third micro light emitting diodes emitting light of a wavelength; and
In the step of pressing the upper surface of the imprint stamp substrate onto the upper surface of the display substrate, the capture position is occupied by the first micro light emitting diode while sequentially pressing the imprint stamp substrate, and then the second micro light emitting diode; and then allowing it to be occupied by the third micro light emitting diode.
유체 조립 공정을 이용하여, 마이크로 발광 다이오드로 상기 포획위치를 충전하고, 상기 마이크로 발광 다이오드는 상기 제1 주변 형상, 상기 포획위치의 깊이보다 큰 두께, 상기 포획위치 하면과 접촉하는 평면으로 된 하면, 상기 포획위치로부터 연신되는, 제1 전극을 구비하는 평면으로 된 상면 및 하나의 고정기구를 구비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
providing a fluid assembly imprint stamp substrate having a planar upper surface, the upper surface comprising: forming a capture position having a first peripheral shape, a depth and a planar lower surface of the capturing position; and
Using a fluid assembly process, the micro light emitting diode is filled with a micro light emitting diode, the micro light emitting diode has a first peripheral shape, a thickness greater than the depth of the capturing location, and a lower surface in contact with the lower surface of the capturing location; and providing a planar upper surface having a first electrode extending from the capture position and a single fixing mechanism.
상기 고정기구는 상기 마이크로 발광 다이오드의 상면에 형성되는 기둥이고, 상기 기둥은 상기 제1 전극의 전기를 전도하는 기둥과 전기를 전도하지 않는 임시적 기둥으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
32. The method of claim 31,
The fixing mechanism is a pillar formed on the upper surface of the micro light emitting diode, wherein the pillar is selected from the group consisting of a pillar conducting electricity of the first electrode and a temporary pillar not conducting electricity Diode mass transition method.
상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는, 인접하는 포획위치를 이격하는 간격을 갖는 상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법은,
평면으로 된 상면과 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷의 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하되, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷이 상기 상면에 형성되는 제1 전극을 포함하고, 상기 제1 전극이 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스에 전기적으로 연결되고, 또한 상기 표시기판이 인접하는 연결 개스킷 부위를 이격하는 간격을 가지고, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭되는 단계;
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면을 상기 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치가 상응한 마이크로 발광 다이오드 부위와 접촉하도록 하는 단계; 및
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 임프린트 스탬프 기판으로부터 상기 표시기판의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷으로 대량으로 전이시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
32. The method of claim 31,
The providing of the imprint stamp substrate includes providing the imprint stamp substrate having an interval spaced apart from adjacent capture positions;
The mass transition method of the micro light emitting diode,
Provided is a display substrate having a planar upper surface and an array of micro light emitting diode connection gaskets, each micro light emitting diode connection gasket including a first electrode formed on the upper surface, the first electrode having a lower column and row electrically connected to a matrix of control lines, the display substrate having a gap separating the adjacent connection gasket portions, the gap matching the gap between the capturing positions of the imprint stamp substrate;
pressing the upper surface of the imprint stamp substrate onto the upper surface of the display substrate so that each capture position is in contact with a corresponding micro light emitting diode portion; and
The mass transition method of micro light emitting diodes according to claim 1, further comprising the step of mass transitioning the micro light emitting diodes from the imprint stamp substrate to a micro light emitting diode connection gasket of the display substrate.
상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는, 각각의 포획위치 하면에 컨주게이트된 생체 분자쌍의 제1 성분이 모두 도포된 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함하고; 그리고
상기 마이크로 발광 다이오드의 고정기구는 각각의 마이크로 발광 다이오드의 하면에 도포되는 컨주게이트된 생체 분자쌍의 제2 성분인 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
32. The method of claim 31,
The providing of the imprint stamp substrate includes providing an imprint stamp substrate on which the first component of the conjugated biomolecule pair is all coated on a lower surface of each capture position; and
The method for mass transfer of micro light emitting diodes, characterized in that the fixing mechanism of the micro light emitting diodes is a second component of a conjugated biomolecule pair applied to the lower surface of each micro light emitting diode.
상기 컨주게이트된 생체 분자는 바이오틴-스트렙타비딘, 티올-말레이미드와 아지드화물-알킨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
35. The method of claim 34,
The method for mass transfer of a micro light emitting diode, characterized in that the conjugated biomolecule is selected from the group consisting of biotin-streptavidin, thiol-maleimide and azide-alkyne.
상기 마이크로 발광 다이오드로 상기 포획위치를 충전하는 단계는, 상기 마이크로 발광 다이오드가 전기적 인터페이스를 구비하고, 상기 마이크로 발광 다이오드가 상기 하면에 형성되는 제2 전극을 구비하는 수직 마이크로 발광 다이오드와 상기 상면에 형성되는 제1과 제2 전극을 구비하는 표면 실장 마이크로 발광 다이오드로 구성되는 군으로부터 선택되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
32. The method of claim 31,
In the charging of the capture position with the micro light emitting diode, the micro light emitting diode has an electrical interface, and the micro light emitting diode is formed on the upper surface with a vertical micro light emitting diode having a second electrode formed on the lower surface. A method for mass transition of micro light emitting diodes comprising the step of being selected from the group consisting of surface mount micro light emitting diodes having first and second electrodes which are
유체 조립 공정을 이용하여, 축방향 마이크로 발광 다이오드로 상기 포획위치를 충전하되, 각각의 축방향 마이크로 발광 다이오드는 상응한 포획위치를 점유하여, 상기 제1 주변 형상, 상기 포획위치의 중심부분과 접촉하는 본체, 상기 본체를 수평으로 이등분하여 상기 포획위치의 원단부분과 접촉하는 원단 전극, 및 상기 본체를 수평으로 이등분하여 상기 포획위치의 근단부분과 접촉하는 근단 전극을 구비하고; 상기 본체는 상기 포획위치의 제1 깊이보다 크지만 상기 포획위치의 제1 깊이의 2배보다 작은 수직 평면 본체 두께를 구비하고, 상기 원단 전극은 상기 포획위치의 제2 깊이보다 크지만 상기 포획위치의 제2 깊이의 2배보다 작은 수직 평면 전극 두께를 구비하고, 상기 근단 전극은 상기 수직 평면 전극 두께를 구비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
Provided is a fluid assembly imprint stamp substrate having a planar upper surface, wherein a plurality of capturing positions are formed on the upper surface, each capturing position having a first peripheral shape, a central portion having a first planar depth, and the second A method comprising: providing a distal end having a second depth that is a plane smaller than 1 depth, and a proximal portion having a second planar depth; and
Using a fluid assembly process, filling the capture site with axial micro light emitting diodes, each axial micro light emitting diode occupies a corresponding capture site, making contact with the first peripheral shape, a central portion of the capturing site a main body, a distal electrode contacting the distal end of the capturing position by horizontally bisecting the main body, and a proximal electrode contacting the proximal end of the capturing position by horizontally bisecting the main body; the body has a vertical planar body thickness greater than a first depth of the capture location but less than twice the first depth of the capture location, the distal electrode being greater than a second depth of the capture location but greater than a second depth of the capture location and a vertical planar electrode thickness less than twice a second depth of , and wherein the proximal electrode has the vertical planar electrode thickness.
상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계는, 인접하는 포획위치를 이격하는 간격을 갖는 상기 임프린트 스탬프 기판을 제공하는 단계를 포함하고;
상기 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법은,
평면으로 된 상면과 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷 어레이를 구비하는 표시기판을 제공하되, 각각의 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷이 상기 상면에 형성되는 제1 전극과 상기 상면에 형성되는 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 하측의 열과 행 제어라인의 매트릭스에 전기적으로 연결되고, 또한 상기 표시기판이 인접하는 연결 개스킷 부위를 이격하는 간격을 가지며, 상기 간격이 상기 임프린트 스탬프 기판 포획위치의 이격 간격과 매칭되는 단계;
상기 임프린트 스탬프 기판의 상면을 상기 표시기판의 상면에 압착하여, 각각의 포획위치가 상응한 마이크로 발광 다이오드 부위와 접촉하도록 하는 단계; 및
상기 마이크로 발광 다이오드를 상기 임프린트 스탬프 기판으로부터 상기 표시기판의 상기 마이크로 발광 다이오드 연결 개스킷으로 대량으로 전이시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광 다이오드의 대량 전이 방법.
38. The method of claim 37,
The providing of the imprint stamp substrate includes providing the imprint stamp substrate having an interval spaced apart from adjacent capture positions;
The mass transition method of the micro light emitting diode,
A display substrate having a flat upper surface and a micro light emitting diode connection gasket array is provided, wherein each micro light emitting diode connection gasket includes a first electrode formed on the upper surface and a second electrode formed on the upper surface, wherein The first electrode and the second electrode are electrically connected to the matrix of the lower column and row control lines, and the display substrate has a gap separating the adjacent connection gasket portions, and the gap is at the capturing position of the imprint stamp substrate. matching the spacing interval;
pressing the upper surface of the imprint stamp substrate onto the upper surface of the display substrate so that each capture position is in contact with a corresponding micro light emitting diode portion; and
mass transfer of the micro light emitting diodes from the imprint stamp substrate to the micro light emitting diode connection gasket of the display substrate in large quantities.
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