KR20220085692A - 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치 제조 방법 - Google Patents

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KR20220085692A
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황경욱
황준식
박준용
홍석우
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Abstract

디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법이 개시된다.
개시된 디스플레이 장치는, 전사 기판 및 상기 전사 기판에 서브 픽셀 단위로 이격되게 배치된 마이크로 디스플레이 소자를 포함하고, 상기 마이크로 디스플레이 소자가 마이크로 발광부와, 상기 마이크로 발광 부를 구동하기 위한 구동 전극을 가지는 구동부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 디스플레이 장치 제조 방법{Display apparatus and method of manufacturing the same}
예시적인 실시 예는 발광 효율을 높인 마이크로 발광 소자 및 이를 포함한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치로 LCD(liquid crystal display)와 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이 등이 널리 사용되고 있다. 최근에는 마이크로 사이즈의 LED(micro light emitting diode)를 이용하여 고해상도 디스플레이 장치를 제작하는 기술이 각광을 받고 있다. 마이크로 단위의 LED 칩을 사용하는 디스플레이 장치를 제작하는데 있어서, 마이크로 LED를 전사하는 방법으로 픽 앤 플레이스(pick and place) 방법이 사용되고 있다. 하지만, 이러한 방법은 마이크로 LED의 크기가 작아지고 디스플레이의 사이즈가 커짐에 따라 생산성이 저하된다.
디스플레이 장치의 경우 TFT가 집적(integrated)된 백플레인(backplane) 기판 위에 발광 소자의 기능을 하는 OLED/LCD 등이 결합된다. 하지만, 백플레인(backplane) 기판 종류 및 크기에 따라서 증착 가능한 TFT의 종류가 제한되고 그로 인해 TFT 설계도 달라질 수 있다. 마이크로 LED의 경우 TFT가 제작된 기판에 각각의 마이크로 LED를 전사(transfer)하기 때문에 이와 동일한 제약을 가지게 된다.
예시적인 실시 예는 마이크로 디스플레이 소자를 포함한 디스플레이 장치를 제공한다.
예시적인 실시 예는 대면적으로 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 방법을 제공한다.
예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 전사 기판; 및 상기 전사 기판에 서브 픽셀 단위로 이격되게 배치된 마이크로 디스플레이 소자;를 포함하고, 상기 마이크로 디스플레이 소자가 마이크로 발광부와, 상기 마이크로 발광 부를 구동하기 위한 구동 전극을 가지는 구동부를 포함하고, 상기 구동부가 상기 마이크로 발광부에 마주보게 배치될 수 있다.
상기 구동부가 상기 마이크로 발광부에 모노리식하게 결합된 구조를 가질 수 있다.
상기 구동부가 상기 마이크로 발광부와 같은 폭을 가질 수 있다.
상기 마이크로 발광부와 상기 구동부 사이에 절연층이 구비되고, 상기 절연층이 서브 픽셀 단위로 분리될 수 있다.
상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심으로부터 각각 다른 거리에 구비될 수 있다.
상기 구동부가 그 중심을 수직하게 지나는 제1 축과 제2 축에 의해 구획된 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면, 및 제4 사분면을 가지고, 상기 구동 전극이 상기 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면 및 제4 사분면에 각각 구비될 수 있다
상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심으로부터 각각 다른 거리에 구비될 수 있다.
상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심을 수직하게 지나는 제1 축과 제2 축에 대해 대칭되게 배치될 수 있다.
상기 구동 전극이 동심 원 구조, 동심 사각 구조, 동심 육각 구조, 4 분할된 동심 원 구조, 4 분할된 동심 사각 구조, 4 분할된 동심 육각 구조, 및 6 분할된 동심 육각 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 구동부가 2개 이상의 트랜지스터와 1개 이상의 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 마이크로 발광부는 한 쪽 방향에 전극이 배치된 수평 전극 구조를 가질 수 있다.
상기 마이크로 디스플레이 소자가 비대칭 구조를 가지고, 상기 구동 전극이 나란하게 배열될 수 있다.
상기 마이크로 발광부와 구동부 사이에 반사층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법은, 성장 기판에 마이크로 발광부를 형성하는 단계; 상기 마이크로 발광부에 상기 마이크로 발광부를 구동하기 위한 구동 전극을 가지는 구동부를 형성하는 단계; 상기 성장 기판을 제거하는 단계; 상기 마이크로 발광부와 상기 구동부를 함께 서브 픽셀 단위로 분리하여 마이크로 디스플레이 소자를 형성하는 단계; 및 상기 마이크로 디스플레이 소자를 전사 기판에 서로 이격되게 전사하는 단계;를 포함한다.
예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 마이크로 발광부에, 구동 전극을 가진 구동부가 일체형으로 구비된 마이크로 발광 소자를 포함하여 구동부를 제작하기 위한 기판의 제약없이 고성능의 대면적 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 마이크로 디스플레이 소자를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 8은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구동부에 포함된 구동 전극의 예들을 도시한 것이다.
도 9는 비교 예를 도시한 것이다.
도 10은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 전사 방법을 도시한 것이다.
도 11은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 마이크로 디스플레이 소자의 다른 예를 도시한 것이다.
도 12는 다른 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 것이다.
도 13은 도 1에 도시된 디스플레이 장치에 색 변환층을 더 구비한 예를 도시한 것이다.
도 14는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기위한 도면이다.
도 15는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에서 성장 기판에 마이크로 발광부와 구동부를 형성하는 것을 보인 것이다.
도 16은 도 15에 도시된 구조에서 성장 기판을 제거하고, 마이크로 디스플레이 소자를 형성하는 것을 보인 것이다.
도 17은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에서 마이크로 디스플레이 소자를 전사 기판에 전사하는 것을 보인 것이다.
도 18 예시적인 실시 예에 따른 전자 장치의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.
도 19는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 모바일 장치에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 20은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 차량용 디스플레이 장치에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 21은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 증강 현실 안경에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 22는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 사이니지에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 23은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 웨어러블 디스플레이에 적용된 예를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 도면에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층 상에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 아래의 실시예에서 각 층을 이루는 물질은 예시적인 것이므로, 이외에 다른 물질이 사용될 수도 있다.
또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 실시예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다.
방법을 구성하는 단계들은 설명된 순서대로 행하여야 한다는 명백한 언급이 없다면, 적당한 순서로 행해질 수 있다. 또한, 모든 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구항에 의해 한정되지 않는 이상 이러한 용어로 인해 권리 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 것이다.
디스플레이 장치(100)는 복수의 픽셀을 포함하고, 도 1에는 편의상 1개의 픽셀만이 예시적으로 도시되어 있다. 픽셀은 영상을 표시하는 하나의 단위일 수 있다. 픽셀들 각각은 서로 다른 색상을 발광하는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 각 서브 픽셀들로부터의 색과 광량 제어에 의해 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 픽셀들 각각은 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2) 및 제3 서브 픽셀(SP3)을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 전사 기판(110)과, 전사 기판(110)에 서브 픽셀 단위로 이격되게 배치된 마이크로 디스플레이 소자(120)를 포함한다. 전사 기판(110)은 마이크로 디스플레이 소자(120)가 전사되는 기판으로, 단일 층으로 구비되거나 복수의 층을 포함할 수 있다. 전사 기판(110)은 복수 개의 홈(105)을 포함하는 단일 몸체 또는 단일 몰드 구조의 기판일 수 있다. 전사 기판(110)은 예를 들어, 실리콘, 글라스, 사파이어, 폴리머와 같은 유기 재료, 무기 재료, 및/또는 금속을 포함할 수 있으며, 포토레지스트 패터닝, 에칭, 몰딩 방식 등에 의해 제작될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 홈(105)은 마이크로 디스플레이 소자(120) 전사 기판(110)에 전사될 때, 마이크로 디스플레이 소자(120)를 가이드하는 역할을 할 수 있다.
홈(105)은 마이크로 디스플레이 소자(120)를 수용 가능하도록 마이크로 디스플레이 소자(120)의 면적보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 홈(105)은 마이크로 디스플레이 소자(120)가 하나만 들어갈 수 있는 면적을 가질 수도 있고, 복수 개가 들어갈 수 있는 면적을 가질 수도 있다. 홈(105)은 마이크로 디스플레이 소자(120)의 단면과 유사한 형상, 예를 들어, 원형 단면 또는 다각형 단면을 가질 수 있다. 홈(105)은 마이크로 디스플레이 소자(120)의 두께보다 작거나 큰 깊이, 예를 들어 마이크로 발광 소자(120) 두께의 2배보다 작거나, 0.5-1.5배 범위의 깊이(d)를 가질 수 있다. 한편, 홈(105)의 바닥면은 50nm 이하의 거칠기(roughness)를 가질 수 있다.
전사 기판(110)의 표면에 금속층(103)이 더 구비될 수 있다. 금속층(103)은 Ag, Au, Pt, Ni, Cr 및/또는 Al을 포함할 수 있으며, 전사 기판(110)과 다른 표면 에너지를 가질 수 있다. 금속층(103)에 폴리머가 더 결합되는 것도 가능하다. 이와 같은 표면 에너지 차이는 마이크로 디스플레이 장치가 홈(105)에 잘 전사되게 할 뿐만 아니라, 홈(105)에 전사되지 않고 전사 기판(110)의 표면에 남아 있는 마이크로 디스플레이 장치(105)가 클리닝 단계에서 전사 기판(110)으로부터 잘 떨어지게 하는 역할을 할 수 있다. 큰 표면 에너지 차이를 가지도록 금속층(103)은 소수성, 홈(105)은 친수성을 가지는 물질에서 선택될 수 있다.
도 2는 마이크로 디스플레이 소자(120)를 도시한 것이다.
마이크로 디스플레이 소자(120)는 마이크로 발광부(130)와, 마이크로 발광부(130)를 구동하기 위한 구동부(140)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 디스플레이 소자(120)는 200㎛ 이하의 폭을 가질 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(120)는 전사를 위한 소자로 사용될 수 있다.
구동부(140)는 마이크로 발광부(130)와 마주보게 배치될 수 있다. 구동부(140)는 마이크로 발광부(130)에 모노리식(monolithic)하게 결합된 구조를 가질 수 있다. 모노리식하게 결합된 구조는 마이크로 발광부(130)에 구동부(140)가 접착층 없이 일체형으로 결합된 구조를 나타낼 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(120)는 마이크로 발광부(130)와 구동부(140)가 통합된 상태에서 서브 픽셀 단위로 절단되어 구비되며, 구동부(140)가 마이크로 발광부(130)와 같은 폭(w)을 가질 수 있다.
마이크로 발광부(130)와 구동부(140) 사이에 절연층(139)이 구비될 수 있다. 절연층(139)이 마이크로 발광부(130)와 구동부(140)와 함께 서브 픽셀 단위로 분리될 수 있다. 따라서, 절연층(139)이 마이크로 발광부(130)와, 구동부(140)와 같은 폭(w)을 가질 수 있다.
구동부(140)는 마이크로 발광부(130)를 구동하기 위한 구동 전극(150)을 포함할 수 있다. 구동 전극(150)은 마이크로 발광부(130)에 전류를 공급하도록 구성될 수 있으며, 구동 전극(150)이 마이크로 발광부(130)에 마주보는 위치에 구비될 수 있다. 즉, 구동 전극(150)이 마이크로 발광부(130)에 대응되는 영역에 구비될 수 있다. 구동 전극(150)은 트랜지스터, 커패시터 등을 구성할 수 있다. 구동부(140)를 포함하는 층은 저온 폴리 실리콘(low temperature poly silicon), 저온 폴리 산화물(low temperature poly oxide), 비정질 실리콘(a-Si), 산화물(oxide) 중 하나를 포함할 수 있다.
마이크로 발광부(130)는 순서대로 적층된 제1 반도체층(131), 발광층(132) 및 제2 반도체층(133)을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(131)은 제1형 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 반도체층(131)은 n형 반도체를 포함할 수 있다. 제1 반도체층(131)은 Ⅲ-Ⅴ족 계열의 n형 반도체, 예컨대, n-GaN을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(131)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(132)은 제1 반도체층(131)의 상면에 마련될 수 있다. 발광층(132)에서는 전자와 정공이 결합하면서 광을 발생시킬 수 있다. 발광층(132)은 다중 양자 우물(MQW; multi-quantum well) 또는 단일 양자 우물(SQW; single-quantum well) 구조를 가질 수 있다. 발광층(132)은 Ⅲ-Ⅴ족 계열의 반도체, 예컨대, GaN을 포함할 수 있다.
제2 반도체층(133)은 발광층(132)의 상면에 마련될 수 있다. 제2 반도체층(133)은 예를 들면, p형 반도체를 포함할 수 있다. 제2 반도체층(133)은 Ⅲ-Ⅴ족 계열의 p형 반도체, 예컨대, p-GaN을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(133)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 다른 대안으로, 제1 반도체층(131)이 p형 반도체를 포함하는 경우, 제2 반도체층(133)이 n형 반도체를 포함할 수 있다.
제1 반도체 층(131)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(135)이 구비되고, 제2 반도체 층(133)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(136)이 구비될 수 있다. 제1 전극(131)이 픽셀 전극이고, 제2 전극(136)이 공통 전극일 수 있다. 제1 및 제2 반도체층(131,133)이 각각 n형 반도체 및 p형 반도체를 포함하는 경우, 제1 및 제2 전극(135,136)은 각각 n형 전극 및 p형 전극일 수 있다. 제1 전극(135)은 비아(137)를 통해 제1 반도체 층(131)과 연결될 수 있다. 마이크로 발광부(130)는 한 쪽 방향에 전극이 배치된 수평 전극 구조를 가질 수 있다.
구동부(140)가 제1 전극(135)과 제2 전극(136)에 전기적으로 연결되고, 구동부(140)에 의해 전원을 온-오프 제어할 수 있다. 그러므로, 구동부(140)는 복수의 서브 픽셀(SP1,SP2,SP3) 중 원하는 적어도 하나의 서브 픽셀을 선택적으로 구동시킬 수 있다.
제1 전극(135)과 제2 전극(136)은 발광층(132)에서 발광되어 나온 광을 반사시키도록 반사 재질을 포함할 수 있다. 제1 전극(135)과 제2 전극(136)은 예를 들어, Ag, Au, Al, Cr 또는 Ni, 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 또는, 제1 제1 전극(135)과 제2 전극(136)은 발광층(132)에서 발광되어 나온 광을 투과사키도록 투명 전극으로 형성될 수 있다. 투명 전극은 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, IZO(Indium Zinc Oxide), 또는 IGZO 등을 포함할 수 있다.
구동부(140)는 마이크로 발광부(130)를 전기적으로 구동하기 위한 트랜지스터, 박막 트랜지스터, 또는 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)를 포함할 수 있다. 구동 전극(150)은 예를 들어, 이러한 트랜지스터를 구성하는 소스 전극, 드레인 전극, 게이트 전극일 수 있다. 또는, 구동부(140)는 커패시터를 포함할 수 있다. 구동 전극(150)은 커패시터를 구성하는 전극일 수 있다. 구동부(140)는 예를 들어, 2개 이상의 트랜지스터 및 1개 이상의 커패시터를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 2개의 트랜지스터는 마이크로 발광부(130)에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터와, 스위치 기능을 하는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다.
구동 전극(150)은 마이크로 발광부(130)의 제1 전극(135)과 제2 전극(136)에 연결될 수 있다.
도 3은 구동부(140)의 구동 전극(150)의 평면도를 도시한 것이다. 구동 전극(150)이 구동부(140)의 중심(c)으로부터 각각 다른 반경 위치 또는 다른 거리에 구비될 수 있다. 구동 전극(150)은 구동부(140)의 중심(c)에 구비된 제1 구동 전극(151)과, 제1 구동 전극(151)의 둘레에 구비된 폐루프형 제2, 제3, 제4 구동 전극(152)(153)(154)을 포함할 수 있다. 여기서, 구동 전극(150)이 제1 구동 전극(151) 없이 폐루프형 제2, 제3 및 제4 구동 전극(152)(153)(154)으로만 구성되는 것도 가능하다. 도 3에 도시된 바와 같이 구동 전극(150)이 대칭 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(150)이 선형 대칭 구조, 원점 대칭 구조, 또는 회전 대칭 구조를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에서는 구동 전극(150)이 동심원 구조를 가지는 예를 도시하였다. 동심원 구조는 원형의 제1 구동 전극(151), 제1 구동 전극(151)의 둘레에 구비된 동심을 가지는 환형의 제2, 제3, 및 제4 구동 전극(152)(153)(154)을 포함할 수 있다. 구동 전극(150)이 이와 같이 구성되는 경우, 마이크로 디스플레이 소자(120)가 전사 기판(110)에 전사될 때 마이크로 디스플레이 소자(120)의 전사 방향에 관계 없이 구동 전극(150)에 전극 패드가 연결될 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(150)이 제1, 제2, 제3, 제4 구동 전극(151)(152)(153)(154)을 포함하고, 제1 전극 패드(p1), 제2 전극 패드(p2), 제3 전극 패드(p3), 제4 전극 패드(p4)가 구비된 경우, 제1 구동 전극(151)이 제1 전극 패드(p1)에 연결되고, 제2 구동 전극(152)이 제2 전극 패드(p2)에 연결되고, 제3 구동 전극(153)이 제3 전극 패드(p3)에 연결되고, w제4 구동 전극(154)이 제4 전극 패드(p4)에 연결될 수 있다. 구동 전극(150)이 동심원 구조를 가지는 경우, 마이크로 디스플레이 소자(120)가 전사 기판(110)에 어느 방향으로 전사되더라도 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 전극(151)(152)(153)(154)이 각각의 대응되는 전극 패드(p1)(p2)(p3)(p4)에 접속될 수 있다. 이와 같이, 구동 전극(150)은 마이크로 디스플레이 소자(120)의 전사 방향에 관계 없이 대응되는 전극 패드에 접속되도록 구성될 수 있다.
도 4는 구동부의 구동 전극의 다른 예를 도시한 것이다. 구동 전극(150)은 동심 사각 구조를 가질 수 있다. 동심 사각 구조는 구동부(140)의 중심(c)에 구비된 사각형의 제1 구동 전극(151)과, 제1 구동 전극(151)의 둘레에 구비된 동심을 가지는 사각 링의 제2, 제3, 제4 구동 전극(152)(153)(154)을 포함을 포함할 수 있다.
도 5는 구동부의 구동 전극의 또 다른 예를 도시한 것이다. 구동 전극(150)은 동심 육각 구조를 가질 수 있다. 동심 사각 구조는 구동부(140)의 중심(c)에 구비된 육각형의 제1 구동 전극(151)과, 제1 구동 전극(151)의 둘레에 구비된 동심을 가지는 육각 링의 제2, 제3, 및 제4 구동 전극(152)(153)(154)을 포함을 포함할 수 있다.
도 6은 구동부의 구동 전극의 또 다른 예를 도시한 것이다. 구동 전극(150)은 4 분할된 동심 사각 구조를 가질 수 있다. 여기서 4분할은 등분할에 한정되지 않는다. 구동부(140)가 그 중심(c)을 수직하게 지나는 제1 축(X)과 제2 축(Y)에 의해 구획된 제1 사분면(A1), 제2 사분면(A2), 제3 사분면(A4), 및 제4 사분면(A4)을 가질 수 있다. 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 전극(151)(152)(153)(154)이 제1 사분면(A1), 제2 사분면(A2), 제3 사분면(A3) 및 제4 사분면(A4)에 각각 구비될 수 있다. 각 사분면에 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 전극(151)(152)(153)(154)이 한 쌍 구비되거나, 두 쌍 구비될 수 있다. 구동 전극(150)이 제1 축(X)과 제2 축(Y)에 대해 대칭되게 배치될 수 있다.
도 7은 구동부의 구동 전극의 또 다른 예를 도시한 것이다. 구동 전극(150)은 4 분할된 동심 육각 구조를 가질 수 있다. 여기서, 4분할은 등분할에 한정되지 않는다. 도 7에서는 동심 육각 구조가 4분할된 예를 도시하였으나, 6분할 되는 것도 가능하다. 구동부(140)가 그 중심(c)을 수직하게 지나는 제1 축(X)과 제2 축(Y)에 의해 구획된 제1 사분면(A1), 제2 사분면(A2), 제3 사분면(A4), 및 제4 사분면(A4)을 가질 수 있다. 구동 전극(150)이 제1 사분면(A1), 제2 사분면(A2), 제3 사분면(A3) 및 제4 사분면(A4)에 각각 구비될 수 있다. 각 사분면에 구동 전극(150)이 한 쌍 구비되거나, 두 쌍 구비될 수 있다. 구동 전극(150)이 제1 축(X)과 제2 축(Y)에 대해 대칭되게 배치될 수 있다. 구동 전극(150)이 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 전극(151)(152)(153)(154)을 포함할 수 있고, 각 사분면에 구비되는 제1, 제2, 제3 및 제4 구동 전극(151)(152)(153)(154)이 동일한 형태를 가질 필요는 없다.
도 8은 구동부의 구동 전극의 또 다른 예를 도시한 것이다. 본 실시 예에서는 마이크로 디스플레이 소자(220)가 비대칭 구조를 가지고, 구동 전극(250)이 나란하게 배열될 수 있다. 전사 기판(210)이 복수 개의 홈(205)을 포함하고, 복수 개의 홈(205)이 비대칭 구조를 가질 수 있다. 홈(205)의 형상과 마이크로 디스플레이 소자(220)의 형상이 대응될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 디스플레이 소자(220)와 홈(205)이 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 홈(205)이 마주보는 나란한 제1 변(205a)과 제2 변(205b)을 가지고, 마이크로 디스플레이 소자(220)가 마주보는 나란 제3 변(220a)과 제4 변(220b)을 가질 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(220)가 홈(205)에 일정한 방향성을 가지고 전사될 수 있도록 제4 변(220b)의 길이(d4)가 제1 변(605a)의 길이(d1)보다 클 수 있다. 그러므로, 마이크로 디스플레이 소자(220)가 홈(205)의 형상에 대응되게 전사될 수 있다. 그리고, 구동 전극(250)이 방향성을 가지고 위치할 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(250)이 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 구동 전극(251)(252)(253)(254)(255)(256)을 포함할 때, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 구동 전극(251)(252)(253)(254)(255)(256)이 구동부의 어느 한 지점(m)으로부터 각각 다른 거리에 나란하게 배치될 수 있다. 구동 전극이 이와 같이 배치될 때, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 구동 전극(251)(252)(253)(254)(255)(256)이 각각에 대응되는 전극 패드에 접속될 수 있다. 본 실시 예는 마이크로 디스플레이 소자의 크기에 비해 필요한 전극의 개수가 많아 면적을 확보하기 어려운 경우 전극 면적을 최소화하면서도 전극 패드와의 접속 에러율을 줄일 수 있다.
위에서 설명한 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 마이크로 디스플레이 소자를 전사 기판에 전사하여 제작될 수 있다. 도 9는 비교 예로서 웨이퍼(WP)에 발광부(L)를 형성하고, 발광부(L)을 분리하여 전사 기판(TB)에 전사하는 것을 보인 것이다. 비교 예에서는 전사 기판(TB)에 발광부(L)를 구동하기 위한 구동부(DD)가 전사 기판(TB)에 형성되어 있다. 분리된 발광부(L)가 구동부(DD)에 결합되도록 전사될 수 있다. 이와 같이 전사 기판(TB)에 구동부(DD)가 구비된 경우에는 전사 기판(TB)의 종류, 물질 등에 제약이 따른다.
도 10은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 디스플레이 소자를 전사 기판에 전사하는 예를 보인 것이다. 마이크로 디스플레이 소자(320)는 웨이퍼(성장 기판)(305)에 성장된 마이크로 발광부(330)와, 마이크로 발광부(330)에 모노리식하게 집적된 구동부(340)를 포함한다. 마이크로 디스플레이 소자(320)가 개별 칩 단위로 분리되고, 마이크로 디스플레이 소자(320)가 전사 기판(310)에 전사된다. 전사 기판(310)에는 배선 라인(315)이 형성될 수 있다. 전사 기판(310)에는 배선 라인만 형성되므로 전사 기판(310)의 종류, 물질 등에 제약이 따르지 않을 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 웨이퍼에 작작된 마이크로 발광부를 TFT가 제작된 기판(TB) 위로 옮기는 경우, TFT의 종류가 기판(TB)에 의해 제한될 수 있다. 반면에, 도 10에 도시된 바와 같이 마이크로 발광부(330)에 TFT를 포함하는 구동부(340)를 모노리식(monolithic) 하게 집적하고, 다이싱한 마이크로 디스플레이 소자를 전사 기판(310)에 전사하는 경우, TFT 제작을 위한 기판 선택의 제약이 사라지게 되기 때문에, 다양한 기판에 디스플레이를 제작할 수 있다. 마이크로 LED가 제작되는 일반적인 웨이퍼(wafer) 위에 LTPS 공정으로 TFT를 제작하면 TFT 선택의 많은 제약이 줄어들 수 있다. 마이크로 LED와 TFT가 결합된 마이크로 디스플레이 소자는 유체 셀프 조립(fluidic Self-assembly) 방식을 이용하여 대면적 기판에 효과적으로 전사(transfer) 할 수 있다.
도 11은 도 2에 도시된 마이크로 디스플레이 소자에 반사층을 더 구비한 예를 도시한 것이다. 도 11에서 도 2의 참조 번호와 동일한 참조 번호를 사용한 구성 요소는 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 기능과 구성을 가지므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
마이크로 디스플레이 소자(120A)는 마이크로 발광부(130)와 구동부(140) 사이에 반사층(160)을 더 포함할 수 있다. 반사층(160)은 예를 들어, 분산 브레그 반사층 수 있다. 반사층(160)은 서로 다른 굴절률을 가지는 제1층(161)과 제2층(162)이 교대로 복수 번 적층되어 구성될 수 있다. 굴절률의 차이에 기인하여 각 층의 계면에서 반사된 파동(all reflected waves)이 간섭(interference)할 수 있다. 분산 브레그 반사부는 예를 들어, Si, Si3N4, SiO2, TiO2, Ta2O5, ZrO2 중 2개를 포함하는 층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 분산 브레그 반사층(160)는 예를 들어, SiO2 층과 TiO2 층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 분산 브레그 반사부(160)의 두 개의 층의 두께와 적층 수에 의해 광 반사율을 조절할 수 있다. 반사층(160)은 마이크로 발광부(130)에서 발광된 광을 반사시켜 아래 방향으로 광이 출사되도록 할 수 있다.
도 12는 다른 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 것이다. 디스플레이 장치(300)는 전사 기판(360)과, 전사 기판(360)에 이격되게 구비된 마이크로 디스플레이 소자(120)를 포함할 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(120)는 도 2를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 전사 기판(360)은 평평한 기판일 수 있고, 마이크로 디스플레이 소자(120)가 구동부(140)가 전사 기판(360)을 향하도록 배치될 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(120)가 전사 기판(360)에 본딩될 수 있다.
도 13은 도 1, 도 2를 참조하여 설명한 디스플레이 장치에 칼라 변환층을 더 구비한 예를 보인 것이다. 도 13에서 도 1, 도 2의 참조 번호와 동일한 참조 번호를 사용한 구성 요소는 도 1, 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 기능과 구성을 가지므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
디스플레이 장치(100A)는 서브 픽셀 간격으로 서로 이격된 격벽(371)과, 격벽(371)과 격벽(371) 사이에 구비된 칼라 변환층(380)을 포함할 수 있다. 칼라 변환층(380)은 마이크로 발광부(130)로부터 발광된 광의 칼라를 변환할 수 있다. 마이크로 발광부(130)는 제1 칼라 광, 예를 들어, 청색 광을 발광할 수 있다. 하지만, 이는 일 예일 뿐이며 칼라 변환층을 여기할 수 있는 다른 파장의 광을 발광하는 것도 가능하다. 구동부(140)와 칼라 변환층(380) 사이에 평탄화층(360)이 더 구비될 수 있다.
칼라 변환층(380)은 마이크로 발광부(130)로부터의 광을 제1 칼라 광으로 변환하는 제1 칼라 변환층(381)과, 광을 제2 칼라 광으로 변환하는 제2 칼라 변환층(382), 광을 제3 칼라 광으로 변환하는 제3 칼라 변환층(383)을 포함할 수 있다. 제2 칼라 광은 예를 들어, 녹색 광일 수 있고, 제3 칼라 광은 예를 들어, 적색 광일 수 있다.
마이크로 발광부(130)가 청색 광을 발광하는 경우 제1 칼라 변환층(381)은 광 변환 없이 청색 광을 투과시키는 레진을 포함할 수 있다. 제2 칼라 변환층(382)은 마이크로 발광부(130)로부터 방출되는 청색 광을 변환해 녹색 광을 방출할 수 있다. 제2 칼라 변환층(382)은 청색 광에 의해 여기 되어 녹색 광을 방출하는 양자 점들(QD: Quantum Dots)을 포함할 수 있으며, 양자 점은 코어부와 껍질부를 갖는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가지거나, 쉘(shell)이 없는 입자 구조를 가질 수 있다. 코어-쉘(core-shell) 구조는 싱글-쉘(single-shell) 또는 멀티-쉘(multi-shell), 예컨대, 더블-쉘(double-shell) 구조일 수 있다.
양자 점은 Ⅱ-Ⅵ족 계열 반도체, Ⅲ-Ⅴ족 계열 반도체, Ⅳ-Ⅵ족 계열 반도체, Ⅳ족 계열 반도체 및/또는 그래핀 양자점을 포함할 수 있다. 양자 점은 예를 들어, Cd, Se, Zn, S 및/또는 InP 을 포함할 수 있으며, 각 양자 점은 수십 nm 이하의 지름, 예컨대, 약 10 nm 이하의 지름을 가질 수 있다.
제2 칼라 변환층(382)은 마이크로 발광부(130)로부터 방출되는 청색 광에 의해 여기되어 녹색 광을 방출하는 형광체(phosphor)를 포함하는 것도 가능하다.
제3 칼라 변환층(383)은 마이크로 발광부(130)로부터 방출되는 청색 광을 적색 광으로 변화시켜 방출할 수 있다. 제3 칼라 변환층(383)은 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 방출하는 소정 크기의 양자 점들을 포함할하거나, 마이크로 발광부(130)로부터 방출되는 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 방출하는 형광체를 포함할 수 있다.
도 14는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 디스플레이 장치 제조 방법은, 성장 기판(405)에 마이크로 발광부(430)를 형성하는 단계(S10)와, 마이크로 발광부(430)에 마이크로 발광부(430)를 구동하기 위한 구동 전극(450)을 가지는 구동부(440)를 형성하는 단계(S20)를 포함한다. 마이크로 발광부(430)는 성장 기판(405)에 형성된 제1 반도체 층(431), 제1 반도체 층(432)에 형성된 발광층(432) 및 발광층(432)에 형성된 제2 반도체 층(433)을 포함한다. 제1 반도체 층(431), 발광층(432), 및 제2 반도체 층(433)은 서브 픽셀 단위로 구분되지 않고, 전체 픽셀 영역에 걸쳐 일체형으로 형성될 수 있다. 구동부(440)는 제2 반도체 층(433)에 모노리식하게 형성될 수 있다. 구동부(440)의 구동 전극(450)은 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 같은 구조를 가질 수 있다. 제2 반도체 층(433)과 구동부(440) 사이에 절연층(439)이 형성될 수 있다.
도 14 및 도 16을 참조하면, 제1 반도체 층(431)으로부터 성장 기판(405)을 제거하고(S30), 마이크로 발광부(430)와 구동부(440)를 함께 서브 픽셀 단위로 분리하여 마이크로 디스플레이 소자(420)를 형성한다(S40). 마이크로 발광부(430)와 구동부(440)가 통합된 상태에서 서브 픽셀 단위로 커팅하거나 에칭 공정을 이용하여 통합된 마이크로 발광부(430)와 구동부(440)를 분리하여 마이크로 디스플레이 소자를 형성한다.
도 14 및 도 17을 참조하면, 마이크로 디스플레이 소자(520)를 전사 기판(510)에 전사한다(S50). 전사 기판(510)은 복수 개의 홈(505)을 포함하고, 홈(505)은 마이크로 디스플레이 소자(520)를 배치하기 위해 구비될 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(520)를 전사하기 위해 홈(505)에 액체를 공급할 수 있다. 액체는 마이크로 디스플레이 소자(520)을 부식시키거나 손상을 입히지 않는 한 어떠한 종류의 액체라도 사용될 수 있다. 액체는 예를 들어, 물, 에탄올, 알코올, 폴리올, 케톤, 할로카본, 아세톤, 플럭스(flux), 및 유기 솔벤트(solvent)를 포함하는 그룹 중 하나 또는 복수의 조합을 포함할 수 있다. 유기 솔벤트는 예를 들어 이소프로필알콜(IPA, Isopropyl Alcohol)을 포함할 수 있다. 사용 가능한 액체는 이에 한정되지 않으며 다양한 변경이 가능하다.
홈(505)에 액체를 공급하는 방법은 예를 들어, 스프레이 방법, 디스펜싱 방법, 잉크젯 도트 방법, 액체를 전사 기판(510)에 흘려 보내는 방법 등이 다양하게 사용될 수 있다. 액체는 홈(505)에 맞게 또는 홈(505)에서 넘치도록 공급량이 다양하게 조절될 수 있다.
전사 기판(510)에 복수 개의 마이크로 디스플레이 소자(520)를 공급할 수 있다. 마이크로 디스플레이 소자(520)는 전사 기판(510)에 다른 액체 없이 직접 뿌려지거나, 현탁액(suspension)에 포함된 상태로 공급될 수 있다. 현탁액에 포함된 마이크로 디스플레이 소자(520) 공급 방법으로 스프레이 방법, 액체를 방울방울 떨어뜨리는 디스펜싱 방법, 프린팅 방식처럼 액체를 토출하는 잉크젯 도트 방법, 현탁액을 전사 기판(120)에 흘려 보내는 방법 등이 다양하게 사용될 수 있다. 그리고, 액체를 흡수할 수 있는 흡수재(540)로 전사 기판(510)을 스캐닝할 수 있다. 흡수재(540)는 액체를 흡수할 수 있는 재질이면 족하고, 그 형태나 구조는 한정되지 않는다. 흡수재(540)는 예를 들어, 직물, 티슈, 폴리에스테르 섬유, 종이 또는 와이퍼 등을 포함할 수 있다. 흡수재(140)는 다른 보조 기구 없이 단독으로 사용될 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 전사 기판(510)을 스캐닝하기 편리하도록 지지대(550)에 결합될 수 있다. 지지대(550)는 전사 기판(510)을 스캐닝하기 적합한 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다. 지지대(550)는 예를 들어, 봉(load), 블레이드(blade), 플레이트(plate), 또는 와이퍼(wiper) 등의 형태를 가질 수 있다. 흡수재(540)는 지지대(550)의 어느 한 면에 구비되거나, 지지대(550)의 둘레를 감쌀 수 있다.
흡수재(540)는 전사 기판(510)을 적절한 압력으로 가압하면서 스캐닝할 수 있다. 스캐닝은 흡수재(540)가 전사 기판(510)과 접촉하며 복수 개의 홈(505)을 지나가면서 액체를 흡수하는 단계를 포함할 수 있다. 스캐닝은 예를 들어, 흡수재(540)의 슬라이딩(sliding) 방식, 회전(rotating) 방식, 병진(translating) 운동 방식, 왕복(reciprocating) 운동 방식, 롤링(rolling) 방식, 스피닝(spinning) 방식 및/또는 러빙(rubbing) 방식 등 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 규칙적인 방식 또는 불규칙적인 방식 모두 포함할 수 있다. 스캐닝은 흡수재(540)를 이동시키는 대신에, 전사 기판(120)을 이동시켜 수행될 수도 있으며, 전사 기판(510)의 스캐닝 또한 슬라이딩, 회전, 병진 왕복, 롤링, 스피닝, 및 또는 러빙 등의 방식으로 수행될 수 있다. 물론, 흡수재(540)와 전사 기판(510)의 협동에 의해 스캐닝이 수행되는 것도 가능하다. 이와 같이 하여, 마이크로 디스플레이 소자(520)가 전사 기판(510)에 유체 셀프 조립 방식으로 전사될 수 있다. 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 제조 방법에서 구동 전극(450)이 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같은 구조를 가짐으로써 마이크로 발광 디스플레이 소자(520)가 어느 방향으로 전사되더라도 배선 라인의 전극 패드와 접속될 수 있다.
예시적인 디스플레이 장치 제조 방법은, 전사된 마이크로 디스플레이 소자를 전기적으로 연결하기 위해서 마이크로 디스플레이 소자 위에 금속 배선을 형성하거나, 또는 금속 배선이 형성된 전사 기판에 마이크로 디스플레이 소자를 본딩 전사하는 방법을 포함할 수 있다. 이와 같이, 구동부가 마이크로 발광부에 모노리식하게 결합된 마이크로 발광 소자를 전사 기판에 전사하므로, 전사 기판에 TFT 등을 포함하는 구동부를 제작해야 하는 경우의 여러 가지 제약을 벗어나 전사 기판의 구조, 재료, 공정 등을 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들어, 전사 기판(510)이 글라스, 실리콘, 폴리머 등 다양한 재료를 포함할 수 있다.
TFT와 커패시터(capacitor) 등이 포함된 백플레인(backplane) 기판의 경우 그 용도와 물질을 다양화 하여 다양한 소자에 응용 되고 있다. 하지만, 저온 폴리실리콘(low temperature Poly-Silicon, LTPS) 공정을 이용하여 백플레인 기판을 제작하는 경우 대면적으로 제작하는 데 어려움이 있다. 진공 증착 장비가 매우 고가이기 때문에 대면적의 백플레인 기판에 TFT 등을 제작하는데 비용이 너무 많이 들며, 대면적 기판의 균일도를 확보 하는 것이 어렵기 때문이다. 또한, TFT 물질에 따라서는 고온 공정이 어려울 수 있기 때문에, 대면적 기판에는 Oxide TFT와 같은 대안의 소자를 이용하기도 한다. 이와 같이,
예시적인 실시 예는, 마이크로 발광부와 구동부를 포함하는 마이크로 디스플레이 소자를 유체 셀프 조립(fluidic self-assembly) 방식으로 전사하여, 높은 성능의 구동부가 마이크로 발광부에 모노리식하게 집적된 디스플레이를 만들 수 있다. 이 경우 대면적 기판 뿐만 아니라 기판의 종류에 상관 없이 디스플레이를 제작할 수 있어 다양한 폼 팩터(form factor)의 디스플레이를 제작할 수 있다.
도 18은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치의 블록도를 나타낸 것이다.
도 18을 참조하면, 네트워크 환경(8200) 내에 전자 장치(8201)가 구비될 수 있다. 네트워크 환경(8200)에서 전자 장치(8201)는 제1 네트워크(8298)(근거리 무선 통신 네트워크 등)를 통하여 다른 전자 장치(8202)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(8299)(원거리 무선 통신 네트워크 등)를 통하여 또 다른 전자 장치(8204) 및/또는 서버(8208)와 통신할 수 있다. 전자 장치(8201)는 서버(8208)를 통하여 전자 장치(8204)와 통신할 수 있다. 전자 장치(8201)는 프로세서(8220), 메모리(8230), 입력 장치(8250), 음향 출력 장치(8255), 디스플레이 장치(8260), 오디오 모듈(8270), 센서 모듈(8276), 인터페이스(8277), 햅틱 모듈(8279), 카메라 모듈(8280), 전력 관리 모듈(8288), 배터리(8289), 통신 모듈(8290), 가입자 식별 모듈(8296), 및/또는 안테나 모듈(8297)을 포함할 수 있다. 전자 장치(8201)에는, 이 구성요소들 중 일부가 생략되거나, 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 이 구성요소들 중 일부는 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(8276)(지문 센서, 홍채 센서, 조도 센서 등)은 디스플레이 장치(8260)(디스플레이 등)에 임베디드되어 구현될 수 있다.
프로세서(8220)는, 소프트웨어(프로그램(8240) 등)를 실행하여 프로세서(8220)에 연결된 전자 장치(8201) 중 하나 또는 복수개의 다른 구성요소들(하드웨어, 소프트웨어 구성요소 등)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 데이터 처리 또는 연산의 일부로, 프로세서(8220)는 다른 구성요소(센서 모듈(8276), 통신 모듈(8290) 등)로부터 수신된 명령 및/또는 데이터를 휘발성 메모리(8232)에 로드하고, 휘발성 메모리(8232)에 저장된 명령 및/또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(8234)에 저장할 수 있다. 프로세서(8220)는 메인 프로세서(8221)(중앙 처리 장치, 어플리케이션 프로세서 등) 및 이와 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(8223)(그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서 등)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서(8223)는 메인 프로세서(8221)보다 전력을 작게 사용하고, 특화된 기능을 수행할 수 있다.
보조 프로세서(8223)는, 메인 프로세서(8221)가 인액티브 상태(슬립 상태)에 있는 동안 메인 프로세서(8221)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(8221)가 액티브 상태(어플리케이션 실행 상태)에 있는 동안 메인 프로세서(8221)와 함께, 전자 장치(8201)의 구성요소들 중 일부 구성요소(디스플레이 장치(8260), 센서 모듈(8276), 통신 모듈(8290) 등)와 관련된 기능 및/또는 상태를 제어할 수 있다. 보조 프로세서(8223)(이미지 시그널 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서 등)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(카메라 모듈(8280), 통신 모듈(8290) 등)의 일부로서 구현될 수도 있다.
메모리(8230)는, 전자 장치(8201)의 구성요소(프로세서(8220), 센서모듈(8276) 등)가 필요로 하는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(프로그램(8240) 등) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 및/또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(8230)는, 휘발성 메모리(8232) 및/또는 비휘발성 메모리(8234)를 포함할 수 있다.
프로그램(8240)은 메모리(8230)에 소프트웨어로 저장될 수 있으며, 운영 체제(8242), 미들 웨어(8244) 및/또는 어플리케이션(8246)을 포함할 수 있다.
입력 장치(8250)는, 전자 장치(8201)의 구성요소(프로세서(8220) 등)에 사용될 명령 및/또는 데이터를 전자 장치(8201)의 외부(사용자 등)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(8250)는, 리모트 컨트롤러, 마이크, 마우스, 키보드, 및/또는 디지털 펜(스타일러스 펜 등)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(8255)는 음향 신호를 전자 장치(8201)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(8255)는, 스피커 및/또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 리시버는 스피커의 일부로 결합되어 있거나 또는 독립된 별도의 장치로 구현될 수 있다.
디스플레이 장치(8260)는 전자 장치(8201)의 외부로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 장치(8260)는, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(8260)는 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한 디스플레이 장치를 포함하고, 도 14 내지 도 17을 참조하여 설명한 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 디스플레이 장치(8260)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(Touch Circuitry), 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(압력 센서 등)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(8270)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(8270)은, 입력 장치(8250)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(8255), 및/또는 전자 장치(8201)와 직접 또는 무선으로 연결된 다른 전자 장치(전자 장치(8102) 등)의 스피커 및/또는 헤드폰을 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(8276)은 전자 장치(8201)의 작동 상태(전력, 온도 등), 또는 외부의 환경 상태(사용자 상태 등)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 및/또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(8276)은, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(Infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및/또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(8277)는 전자 장치(8201)가 다른 전자 장치(전자 장치(8102) 등)와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 인터페이스(8277)는, HDMI(High Definition Multimedia Interface), USB(Universal Serial Bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(8278)는, 전자 장치(8201)가 다른 전자 장치(전자 장치(8102) 등)와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 연결 단자(8278)는, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 및/또는 오디오 커넥터(헤드폰 커넥터 등)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(8279)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(진동, 움직임 등) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(8279)은, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(8280)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 카메라 모듈(8280)은 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 및/또는 플래시들을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(8280)에 포함된 렌즈 어셈블리는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다.
전력 관리 모듈(8288)은 전자 장치(8201)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 전력 관리 모듈(8388)은, PMIC(Power Management Integrated Circuit)의 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(8289)는 전자 장치(8201)의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(8289)는, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 및/또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(8290)은 전자 장치(8201)와 다른 전자 장치(전자 장치(8102), 전자 장치(8104), 서버(8108) 등)간의 직접(유선) 통신 채널 및/또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(8290)은 프로세서(8220)(어플리케이션 프로세서 등)와 독립적으로 운영되고, 직접 통신 및/또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 통신 모듈(8290)은 무선 통신 모듈(8292)(셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, GNSS(Global Navigation Satellite System 등) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈(8294)(LAN(Local Area Network) 통신 모듈, 전력선 통신 모듈 등)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(8298)(블루투스, WiFi Direct 또는 IrDA(Infrared Data Association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(8299)(셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(LAN, WAN 등)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 다른 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(단일 칩 등)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(8292)은 가입자 식별 모듈(8296)에 저장된 가입자 정보(국제 모바일 가입자 식별자(IMSI) 등)를 이용하여 제1 네트워크(8298) 및/또는 제2 네트워크(8299)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(8201)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(8297)은 신호 및/또는 전력을 외부(다른 전자 장치 등)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 안테나는 기판(PCB 등) 위에 형성된 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함할 수 있다. 안테나 모듈(8297)은 하나 또는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 복수의 안테나가 포함된 경우, 통신 모듈(8290)에 의해 복수의 안테나들 중에서 제1 네트워크(8298) 및/또는 제2 네트워크(8299)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 안테나가 선택될 수 있다. 선택된 안테나를 통하여 통신 모듈(8290)과 다른 전자 장치 간에 신호 및/또는 전력이 송신되거나 수신될 수 있다. 안테나 외에 다른 부품(RFIC 등)이 안테나 모듈(8297)의 일부로 포함될 수 있다.
구성요소들 중 일부는 주변 기기들간 통신 방식(버스, GPIO(General Purpose Input and Output), SPI(Serial Peripheral Interface), MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 등)을 통해 서로 연결되고 신호(명령, 데이터 등)를 상호 교환할 수 있다.
명령 또는 데이터는 제2 네트워크(8299)에 연결된 서버(8108)를 통해서 전자 장치(8201)와 외부의 전자 장치(8204)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 다른 전자 장치들(8202, 8204)은 전자 장치(8201)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 전자 장치(8201)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 전자 장치들(8202, 8204, 8208) 중 하나 이상의 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(8201)가 어떤 기능이나 서비스를 수행해야 할 때, 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 하나 이상의 다른 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 일부 또는 전체를 수행하라고 요청할 수 있다. 요청을 수신한 하나 이상의 다른 전자 장치들은 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(8201)로 전달할 수 있다. 이를 위하여, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 및/또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 19는 예시적인 실시 예에 따른 전자 장치가 모바일 장치에 적용된 예를 도시한 것이다. 모바일 장치(9100)는 디스플레이 장치(9110)를 포함할 수 있으며, 디스플레이 장치(9110)는 도 1 내지 13을 참조하여 설명한 디스플레이 장치들을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(9110)는 접힐 수 있는 구조 예를 들어, 다중 폴더블 구조를 가질 수 있다.
도 20은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 자동차에 적용된 예를 도시한 것이다. 디스플레이 장치는 자동차용 헤드업 디스플레이 장치(9200)일 수 있으며, 자동차의 일 영역에 구비된 디스플레이(9210)와, 디스플레이(9210)에서 생성된 영상을 운전자가 볼 수 있도록 광 경로를 변환하는 광경로 변경 부재(9220)를 포함할 수 있다.
도 21은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 증강 현실 안경 또는 가상 현실 안경에 적용된 예를 도시한 것이다. 증강 현실 안경(9300)은 영상을 형성하는 투영 시스템(9310)과, 투영 시스템(9310)으로부터의 영상을 사용자의 눈에 들어가도록 안내하는 요소(9320)를 포함할 수 있다. 투영 시스템(9310)은 도 1 내지 13을 참조하여 설명한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
도 22는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 대형 사이니지(signage)에 적용된 예를 도시한 것이다. 사이니지(9400)는 디지털 정보 디스플레이를 이용한 옥외 광고에 이용될 수 있으며, 통신망을 통해 광고 내용 등을 제어할 수 있다. 사이니지(9400)는 예를 들어, 도 18을 참조하여 설명한 전자 장치를 통해 구현될 수 있다.
도 23은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 웨어러블 디스플레이에 적용된 예를 도시한 것이다. 웨어러블 디스플레이(9500)는 도 1 내지 13을 참조하여 설명한 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 도 18을 참조하여 설명한 전자 장치를 통해 구현될 수 있다.
예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 이 밖에도 롤러블(rollable) TV, 스트레처블(stretchable) 디스플레이 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 예시적인 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
110: 전사 기판, 130:마이크로 발광부
131:제1형 반도체 층, 132:발광층
133:제2형 반도체 층
140:구동부, 150:구동 전극
160:반사층, 405:성장 기판

Claims (27)

  1. 전사 기판; 및
    상기 전사 기판에 서브 픽셀 단위로 이격되게 배치된 마이크로 디스플레이 소자;를 포함하고,
    상기 마이크로 디스플레이 소자가 마이크로 발광부와, 상기 마이크로 발광 부를 구동하기 위한 구동 전극을 가지는 구동부를 포함하고,
    상기 구동부가 상기 마이크로 발광부에 마주보게 배치된, 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부가 상기 마이크로 발광부에 모노리식하게 결합된 구조를 가지는,디스플레이 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부가 상기 마이크로 발광부와 같은 폭을 가지는, 디스플레이 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광부와 상기 구동부 사이에 절연층이 구비되고, 상기 절연층이 서브 픽셀 단위로 분리된, 디스플레이 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심으로부터 각각 다른 거리에 구비된, 디스플레이 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부가 그 중심을 수직하게 지나는 제1 축과 제2 축에 의해 구획된 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면, 및 제4 사분면을 가지고, 상기 구동 전극이 상기 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면 및 제4 사분면에 각각 구비된, 디스플레이 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심으로부터 각각 다른 거리에 구비된, 디스플레이 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심을 수직하게 지나는 제1 축과 제2 축에 대해 대칭되게 배치된, 디스플레이 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 전극이 동심 원 구조, 동심 사각 구조, 동심 육각 구조, 4 분할된 동심 원 구조, 4 분할된 동심 사각 구조, 4 분할된 동심 육각 구조, 및 6 분할된 동심 육각 구조 중 어느 하나를 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부가 2개 이상의 트랜지스터와 1개 이상의 커패시터를 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광부는 한 쪽 방향에 전극이 배치된 수평 전극 구조를 가지는, 디스플레이 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 마이크로 디스플레이 소자가 비대칭 구조를 가지고, 상기 구동 전극이 나란하게 배열된, 디스플레이 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광부와 구동부 사이에 반사층을 더 포함한, 디스플레이 장치.
  14. 성장 기판에 마이크로 발광부를 형성하는 단계;
    상기 마이크로 발광부에 상기 마이크로 발광부를 구동하기 위한 구동 전극을 가지는 구동부를 형성하는 단계;
    상기 성장 기판을 제거하는 단계;
    상기 마이크로 발광부와 상기 구동부를 함께 서브 픽셀 단위로 분리하여 마이크로 디스플레이 소자를 형성하는 단계;
    상기 마이크로 디스플레이 소자를 전사 기판에 서로 이격되게 전사하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 구동부가 상기 마이크로 발광부에 모노리식하게 결합된 구조를 가지는,디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 구동부가 상기 마이크로 발광부와 같은 폭을 가지는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광부와 상기 구동부 사이에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 마이크로 발광부, 상기 구동부, 상기 절연층을 함께 서브 픽셀 단위로 분리하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심으로부터 각각 다른 거리에 구비된, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 구동부가 그 중심을 수직하게 지나는 제1 축과 제2 축에 의해 구획된 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면, 및 제4 사분면을 가지고, 상기 구동 전극이 상기 제1 사분면, 제2 사분면, 제3 사분면 및 제4 사분면에 각각 구비된, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 구동 전극이 상기 구동부의 중심으로부터 각각 다른 거리에 구비된, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  21. 제14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극이 상기 구동부의 중심을 수직하게 지나는 제1 축과 제2 축에 대해 대칭되게 배치된, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  22. 제14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극이 동심 원 구조, 동심 사각 구조, 동심 육각 구조, 4 분할된 동심 원 구조, 4 분할된 동심 사각 구조, 4 분할된 동심 육각 구조, 및 6 분할된 동심 육각 구조 중 어느 하나를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  23. 제14 항에 있어서,
    상기 구동부가 2개 이상의 트랜지스터와 1개 이상의 커패시터를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  24. 제14 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광부는 한 쪽 방향에 전극이 배치된 수평 전극 구조를 가진는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  25. 제14 항에 있어서,
    상기 마이크로 디스플레이 소자가 비대칭 구조를 가지고, 상기 복수 개의 전극이 나란하게 배열된, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  26. 제14 항에 있어서,
    상기 마이크로 발광부와 구동부 사이에 반사층을 더 포함한, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  27. 제14 항에 있어서,
    상기 마이크로 디스플레이 소자가 유체 셀프 조립 방식에 의해 전사되는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
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