KR20230057200A - 마이크로 반도체 칩 전사 구조물 및 디스플레이 장치 제조 방법 - Google Patents

마이크로 반도체 칩 전사 구조물 및 디스플레이 장치 제조 방법 Download PDF

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김동호
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Abstract

마이크로 반도체 전사 구조물 및 디스플레이 장치 제조 방법이 개시된다.
개시된 마이크로 반도체 전사 구조물은, 전사 기판, 전사 기판에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일, 및 마이크로 반도체 칩을 수용하기 위한 복수 개의 웰을 포함한다.

Description

마이크로 반도체 칩 전사 구조물 및 디스플레이 장치 제조 방법{Micro semiconductor chip transferring structure and method of manufacturing display apparatus}
예시적인 실시 예는 마이크로 반도체 칩 전사 구조물 및 디스플레이 장치 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치로 LCD(liquid crystal display)와 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이 등이 널리 사용되고 있다. 최근에는 마이크로 발광 소자(micro light emitting device)를 이용하여 고해상도 디스플레이 장치를 제작하는 기술이 각광을 받고 있다.
마이크로 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서는 마이크로 크기의 발광 소자를 원하는 디스플레이 장치의 픽셀 위치에 옮기는 전사 기술, 리페어(repair) 방법 그리고 원하는 칼라의 구현 방법 등 많은 기술들이 필요하다.
예시적인 실시 예는 마이크로 반도체 칩을 정밀하게 전사할 수 있는 전사 구조물을 제공한다.
예시적인 실시 예는 마이크로 반도체 칩을 정밀하게 전사하여 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물은, 전사 기판; 상기 전사 기판에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일 사이의 전사 기판에 구비된 것으로, 마이크로 반도체 칩을 수용하기 위한 복수 개의 웰;을 포함한다.
상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일이 픽셀과 픽셀 사이에 같은 방향으로 평행하게 배열될 수 있다.
상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 가장 가깝게 배치된 제1 서브 픽셀 사이의 간격과, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 레일에 가장 가깝게 배치된 제3 서브 픽셀 사이의 간격이 각각 상기 마이크로 반도체 칩이 통과할 수 있도록 상기 마이크로 반도체 칩의 최대 폭보다 클 수 있다.
상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀 사이의 간격, 상기 제2 서브 픽셀과 제3 서브 픽셀 사이의 간격이 각각 상기 마이크로 반도체 칩이 통과할 수 있도록 상기 마이크로 반도체 칩의 최대 폭보다 클 수 있다.
상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일 사이에 가이드 레일에 대해 수직한 방향으로 2개 이상의 픽셀이 구비될 수 있다.
상기 전사 기판은 기판과, 상기 기판에 구비된 전사 몰드를 포함하고, 상기 웰이 상기 전사 몰드에 구비될 수 있다.
상기 가이드 레일이 전사 기판에 탈부착 가능한 구조를 가질 수 있다.
상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 웰이 상기 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀에 각각 다른 단면 형상을 가지도록 구성될 수 있다.
상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일이 상기 복수 개의 픽셀 사이를 향해 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 웰이 제1 웰, 제2 웰, 제3 웰을 포함하고, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 상기 가이드 레일에 대해 수직한 방향으로 일렬로 배열되거나, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 지그재그 형태로 배열되거나, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 상기 가이드 레일 사이에 대각선 방향으로 배열될 수 있다.
상기 가이드 레일의 일 단부가 그 폭이 점점 좁아지는 테이퍼 구조를 가질 수 있다.
상기 가이드 레일 사이에 상기 마이크로 반도체 칩을 상기 웰 쪽으로 안내하기 위한 서브 가이드 레일이 더 구비될 수 있다.
상기 가이드 레일과 전사 기판의 표면에 미세 요철 패턴이 더 구비될 수 있다.
예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법은, 복수 개의 웰을 포함하는 전사 기판을 준비하는 단계; 상기 전사 기판에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일을 형성하는 단계; 상기 전사 기판의 웰에 액체를 공급하는 단계; 상기 전사 기판에 마이크로 반도체 칩을 공급하는 단계; 및 상기 액체를 흡수할 수 있는 흡수재로 상기 가이드 레일 사이를 스캐닝하여 상기 마이크로 반도체 칩을 상기 웰에 정렬하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 액체를 공급하는 단계는, 스프레이 방법, 디스펜싱 방법, 잉크젯 도트 방법, 및/또는 상기 액체를 상기 전사 기판에 흘려 보내는 방법을 포함할 수 있다.
상기 액체를 공급하는 단계와 상기 마이크로 반도체 칩을 공급하는 단계가 동시에 일어날 수 있다.
상기 디스플레이 장치 제조 방법은, 상기 마이크로 반도체 칩을 구동 회로가 포함된 구동 회로 기판에 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물은 전사 기판에 픽셀 라인을 따라 같은 방향으로 평행하게 배열된 가이드 레일을 구비하여 마이크로 반도체 칩의 전사 효율을 높이고, 누락 률을 줄일 수 있다.
도 1은 예시적인 일 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 1의 마이크로 반도체 칩 전사 구조물에서 전사 기판이 기판과 전사 몰드로 구성된 예를 보인 것이다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 예시적인 실시 예에 따른 전사 구조물에서 마이크로 반도체 칩이 일렬로 배열된 구조를 도시한 것이다.
도 7은 예시적인 실시 예에 따른 전사 구조물에서 마이크로 반도체 칩이 지그재그로 배열된 구조를 도시한 것이다.
도 8은 예시적인 실시 예에 따른 전사 구조물에서 마이크로 반도체 칩이 대각선 방향으로 배열된 구조를 도시한 것이다.
도 9는 예시적인 실시 예에 따른 전사 구조물에서 마이크로 반도체 칩이 지그재그로 배열된 다른 구조를 도시한 것이다.
도 10은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 테이퍼 구조를 구비한 예를 도시한 것이다.
도 11은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 가이드레일에 돌출부를 구비한 예를 도시한 것이다.
도 12는 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 미세 요철 패턴을 구비한 예를 도시한 것이다.
도 13은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 서브 가이드 레일을 구비한 예를 도시한 것이다.
도 14는 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 서브 픽셀마다 다른 형상의 웰을 구비한 예를 도시한 것이다.
도 15는 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물의 전사 기판이 구동 회로를 포함한 예를 도시한 것이다.
도 16 내지 도 18은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물에서 마이크로 반도체 칩이 구동 회로 기판으로 재전사되는 예를 도시한 것이다.
도 19 내지 도 21은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 칼라 변환층을 구비한 예를 도시한 것이다.
도 22는 예시적인 실시 예에 따른 전자 장치의 개략적인 블록도를 도시한 것이다.
도 23은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 모바일 장치에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 24는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 차량용 디스플레이 장치에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 25는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 증강 현실 안경에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 26은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 사이니지에 적용된 예를 도시한 것이다.
도 27은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 웨어러블 디스플레이에 적용된 예를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물 및 디스플레이 장치 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 마이크로 반도체 칩 전사 구조물의 평면도를, 도 2는 도 1의 A-A 선 단면도를 도시한 것이다.
전사 구조물(100)은 전사 기판(110)과, 전사 기판(110)에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일(130), 가이드 레일(130) 사이의 전사 기판(110)에 구비된 것으로, 마이크로 반도체 칩(140)을 수용하기 위한 복수 개의 웰(120)을 포함한다.
전사 기판(110)은 단일 층으로 구비되거나 복수의 층을 포함할 수 있다. 도 2에서는 전사 기판(110)이 단일 층으로 이루어진 예를 도시한 것이다. 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.
웰(120)은 마이크로 반도체 칩(140)을 배치하기 위해 구비될 수 있다. 웰(120)은 마이크로 반도체 칩(140)을 수용 가능하도록 마이크로 반도체 칩(140)의 면적보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 웰(120)은 마이크로 반도체 칩(140)이 하나만 들어갈 수 있는 면적을 가질 수도 있고, 복수 개가 들어갈 수 있는 면적을 가질 수도 있다. 웰(120)은 마이크로 반도체 칩(140)의 단면과 유사한 형상, 예를 들어, 원형 단면 또는 다각형 단면을 가질 수 있다. 웰(120)은 마이크로 반도체 칩(140)의 두께보다 작거나 큰 깊이, 예를 들어 마이크로 반도체 칩(140) 두께의 2배보다 작거나, 0.5-1.5배 범위의 깊이를 가질 수 있다.
마이크로 반도체 칩(140)은 마이크로 사이즈를 가지는 다양한 종류의 반도체 칩을 포함할 수 있으며, 마이크로 사이즈는 1000㎛ 이하일 수 있고, 또는 200㎛ 이하일 수 있다. 마이크로 반도체 칩(120)은 예를 들어, LED(light emitting diode), CMOS(complementary metal-oxide semiconductor), CIS(CMOS image sensor), VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser), PD(photo diode), 메모리 소자, 2D 물질 소자(2 dimensional material device) 등을 포함할 수 있다. 2D 물질은 그래핀 또는 CNT(carbon nano tube) 등일 수 있다.
전사 기판(110)은 복수 개의 픽셀(PX)을 포함하고, 복수 개의 픽셀(PX) 각각은 예를 들어, 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3)을 포함할 수 있다. 픽셀(PX)은 디스플레이 장치에서 영상을 표시하기 위한 기본 단위 영역을 나타낼 수 있고, 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3)은 칼라를 표시하기 위한 기본 칼라 영역을 나타내며, 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3)로부터의 칼라 조합에 의해 칼라 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 픽셀(SP1)은 청색 칼라를 위한 영역, 제2 서브 픽셀(SP2)은 녹색 칼라를 위한 영역, 제3 서브 픽셀(SP3)은 적색 칼라를 위한 영역일 수 있다.
제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3)은 각각 하나의 웰(120)을 포함하고, 하나의 웰(120)에 하나의 마이크로 반도체 칩(140)이 수용될 수 있다. 하지만, 픽셀(PX)과 서브 픽셀이 여기에 한정되는 것은 아니고, 픽셀(PX)이 4개의 서브 픽셀을 포함하는 것도 가능하고, 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3)이 각각 복수 개의 웰(120)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 웰(120)이 복수 개의 마이크로 반도체 칩(140)을 수용할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.
가이드 레일(130)은 픽셀(PX)과 픽셀(PX) 사이에 같은 방향으로 평행하게 구비될 수 있다. 도 1을 참조하면, 가이드 레일(130)이 Y 방향으로 연장되어 있고, 복수 개의 가이드 레일(130)이 X 방향을 따라 이격되어 평행하게 배열되어 있다. 도 1에서는 가이드 레일(130)이 Y 방향을 따라 하나의 픽셀(PX) 간격마다 배열되어 있는 예를 도시하였지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 가이드 레일(130)이 Y 방향을 따라 2 개의 픽셀(PX) 간격마다 배열되거나, 3 개의 픽셀(PX) 간격마다 배열될 수 있다. 가이드 레일(130)은 마이크로 반도체 칩(140)을 전사 기판(110)에 전사하고 스캐닝할 때 마이크로 반도체 칩(140)이 웰(120)에 들어가지 않는 누락 률을 감소시키고, 전사 율을 높이기 위해 마이크로 반도체 칩(140)을 가이드할 수 있다. 가이드 레일(130)은 전사 기판(110)보다 높은 곳에 위치하고, 마이크로 반도체 칩(120)이 처음에 위치한 영역에서 가이드 레일을 넘어 다른 영역으로 넘어가는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 처음에 위치한 영역에서 가이드 레일(130) 내의 영역을 따라 이동하면서 비어 있는 웰(120)에 전사될 수 있다.
가이드 레일(130)은 예를 들어, SiO2, Si, SiN, AlN, Al2O3, NiO2 및/또는 포토레지스트로 이루어질 수 있다. 또는, 가이드 레일(130)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가이드 레일(130)이 Ag, Au, Pt, Ni, Cr 및/또는 Al 을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 전사 구조물과 비교할 때, 전사 기판이 2 개의 층으로 이루어진 것이 다른 점이다. 도 1에서 사용한 참조 번호와 동일한 참조 번호의 구성 요소는 실질적으로 동일한 기능 및 작용을 하는 것이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 전사 기판(110)은 기판(111)과, 기판(111) 표면에 구비된 전사 몰드(112)를 포함할 수 있다. 전사 몰드(112)는 관통 홀 또는 그루브 형태로 구비된 복수 개의 웰(120)을 포함할 수 있다. 기판(111)은 실리콘, 글라스, 및/또는 사파이어로 이루어질 수 있으며 전사 몰드(112)는 SiO2, Si, SiN, 포토레지스트, 또는 금속으로 이루어질 수 있다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시 예에 따른 전사 구조물을 이용한 디스플레이장치 제조 방법을 보인 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 복수 개의 웰(120)을 포함한 전사 기판(110)을 준비한다(S10). 전사 기판(110)에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일(130)을 형성한다(S20). 그리고, 전사 기판(110)의 웰(120)에 액체를 공급한다(S30). 액체는 마이크로 반도체 칩(140)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.
웰(120)에 액체를 공급하는 방법은 예를 들어, 스프레이 방법, 디스펜싱 방법, 잉크젯 도트 방법, 액체를 전사 기판(110)에 흘려 보내는 방법 등이 다양하게 사용될 수 있다. 액체는 웰(120)에 맞게 또는 웰(120)에서 넘치도록 공급량이 다양하게 조절될 수 있다.
전사 기판(110)에 복수 개의 마이크로 반도체 칩(140)을 공급한다(S40). 마이크로 반도체 칩(140)은 전사 기판(110)에 다른 액체 없이 직접 뿌려지거나, 현탁액(suspension)에 포함된 상태로 공급될 수 있다. 현탁액에 포함된 마이크로 반도체 칩(140) 공급 방법으로 스프레이 방법, 액체를 방울방울 떨어뜨리는 디스펜싱 방법, 프린팅 방식처럼 액체를 토출하는 잉크젯 도트 방법, 현탁액을 전사 기판(110)에 흘려 보내는 방법 등이 다양하게 사용될 수 있다.
액체를 흡수할 수 있는 흡수재(150)로 전사 기판(110)의 가이드 레일(130) 사이를 스캐닝하여 마이크로 반도체 칩(140)을 웰(120)에 정렬한다(104). 흡수재(150)는 액체를 흡수할 수 있는 재질이면 족하고, 그 형태나 구조는 한정되지 않는다. 흡수재(150)는 예를 들어, 직물, 티슈, 폴리에스테르 섬유, 종이 또는 와이퍼 등을 포함할 수 있다. 흡수재(150)는 전사 기판(110)의 가이드 레일(130) 사이를 적절한 압력으로 가압하면서 스캐닝할 수 있다. 스캐닝은 흡수재(150)가 전사 기판(110)과 접촉하며 복수 개의 웰(120)을 지나가면서 액체를 흡수하는 단계를 포함할 수 있다. 스캐닝은 예를 들어, 흡수재(150)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. 또한, 흡수재(150)를 가이드 레일(130) 사이에 각각 구비하여, 복수 개의 가이드 레일(130) 사이를 동시에 스캐닝할 수 있다.
전사 기판(110)의 웰(120)에 액체를 공급하는 단계(S30)와 전사 기판(110)에 마이크로 반도체 칩(140)을 공급하는 단계(S40)는 순서가 반대로 진행되는 것도 가능하다. 또한, 전사 기판(110)의 웰(120)에 액체를 공급하는 단계(S30)와 전사 기판(110)에 마이크로 반도체 칩(140)을 공급하는 단계(S40)가 하나의 단계로 동시에 수행되는 것도 가능하다. 예를 들어, 전사 기판(110)에 마이크로 반도체 칩(140)이 들어 있는 현탁액을 공급함으로써 전사 기판(110)에 액체와 마이크로 반도체 칩(140)을 동시에 공급할 수 있다.
흡수재(150)가 전사 기판(110)을 스캐닝한 후, 웰(120)에 들어가지 않고 전사 기판(110)에 남아 있는 더미 마이크로 반도체 칩이 제거될 수 있다. 단계 (S30) 내지 (S50)는 반복될 수 있으며, 이와 같은 단계들을 통해, 전사 기판(110)에 마이크로 반도체 칩(140)이 신속하게 전사될 수 있다. 그리고, 마이크로 반도체 칩(140)이 가이드 레일(140) 사이에 분배되고, 마이크로 반도체 칩(140)이 처음에 정해진 가이드 레일(140) 사이에 갇혀 스캐닝되면서 웰(120)에 정렬이 되므로, 가이드 레일(140)이 없는 경우에 비해 마이크로 반도체 칩(140)이 웰(120)에 들어가지 않는 누락 률이 감소될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)의 누락 률이 감소됨에 따라 리페어 공정이 크게 줄어들 수 있다. 그리고, 마이크로 반도체 칩(140)을 가이드 레일 사이에 고르게 분포시킴으로써 처음에 전사 기판에 공급하는 마이크로 반도체 칩(140)의 사용량을 줄일 수 있고, 잔여 마이크로 반도체 칩(140)을 제거하는 세정 공정을 크게 줄일 수 있다.
마이크로 크기의 반도체 칩을 전사하는 경우, 픽 앤 플레이스(pick & place) 방법을 사용할 수 있다. 하지만, 이 경우 전사할 수 있는 칩의 크기는 제한적이고, 그 개수가 많아질수록 어려움이 많아진다. 마이크로 반도체 칩을 픽셀 광원으로 디스플레이 장치에 적용하는 경우, 수천만 개의 마이크로 반도체 칩을 정확한 위치에 옮겨야 하는 기술적 어려움이 존재한다. 이에 반해, 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물 및 이를 이용한 전사 방법은 유체 자기 조립 전사(fluidic self assembly transfer) 방법을 이용하여 다량의 반도체 칩을 정확하게 전사할 수 있다. 그리고, 한 방향으로 나란하게 배열된 가이드 레일을 통해, 마이크로 반도체 칩의 사용량 감소, 전사 효율 향상, 세정(cleaning) 공정 최소화를 얻을 수 있다.
도 5는 하나의 픽셀에서의 웰(120)의 배치 구조와, 웰(120)과 가이드 레일(130) 배열 구조의 일 예를 도시한 것이다. 웰(120)은 가이드 레일(130)에 대해 수직한 방향(X 방향)으로 일렬로 배열될 수 있다. 가이드 레일(130)에 가장 가깝게 배치된 웰(120)과 가이드 레일(130) 사이의 간격(d1)이 마이크로 반도체 칩(140)이 통과할 수 있도록 마이크로 반도체 칩(140)의 최대 폭(dm)보다 클 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)은 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로 반도체 칩(140)이 사각형 단면 형상을 가지는 경우 최대 폭(dm)은 사각형의 대각선 길이일 수 있다. 웰(120)과 가이드 레일(130) 사이의 간격(d1)을 이와 같이 설정함으로써 마이크로 반도체 칩(140)이 스캐닝되면서 앞으로 전진할 수 있는 마이크로 반도체 칩(140)의 통로가 확보될 수 있다.
또는, 이웃하는 웰(120)과 웰(120) 사이의 간격(d2)이 마이크로 반도체 칩(140)의 최대 폭(dm)보다 클 수 있다. 이 또한, 마이크로 반도체 칩(140)이 스캐닝되면서 앞으로 전진할 수 있는 마이크로 반도체 칩(140)의 통로를 확보하기 위한 것이다.
도 6은 웰(120)의 배치 구조와, 웰(120)과 가이드 레일(130) 배열 구조의 다른 예를 도시한 것이다.
웰(120)은 가이드 레일(130) 사이에 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 이웃하는 웰(120)과 웰(120) 사이의 최단 거리(d3)가 마이크로 반도체 칩(140)의 최대 폭(dm)보다 클 수 있다. 따라서, 이웃하는 웰(120)과 웰(120) 사이로 마이크로 반도체 칩(140)이 통과할 수 있다.
도 7은 웰(120)의 배치 구조와, 웰(120)과 가이드 레일(130) 배열 구조의 또 다른 예를 도시한 것이다. 이웃하는 웰(120)과 웰(120) 사이의 최단 거리(d4)가 마이크로 반도체 칩(140)의 최대 폭(dm)보다 클 수 있다.
도 9는 웰(120)이 지그재그 형태로 배열된 예를 도시한 것이다. 웰(120)과 웰(120) 사이의 간격이 마이크로 반도체 칩(140)의 최대 폭보다 작고, 가이드 레일(130)과 가장 가까운 웰(120)과 가이드 레일(130) 사이의 간격(d1)이 마이크로 반도체 칩(140)의 최대 폭보다 클 수 있다. 이 경우, 마이크로 반도체 칩(140)이 웰(120)과 웰(120) 사이로는 통과하지 못하고, 웰(120)과 가이드 레일(130) 사이로 통과할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 마이크로 반도체 칩 전사 구조물에서 가이드 레일이 변형된 예를 도시한 것이다. 가이드 레일(130)의 일 단부가 그 폭이 점점 좁아지는 테이퍼 구조(135)를 가질 수 있다. 이 경우, 가이드 레일(130) 사이의 입구 부분이 다른 부분보다 넓게 확보될 수 있고, 다른 곳보다 상대적으로 넓은 입구를 통해 보다 많은 마이크로 반도체 칩(140)이 공급될 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 마이크로 반도체 칩 전사 구조물에서 돌출부가 더 구비된 예를 도시한 것이다. 픽셀(PX)과 픽셀(PX) 사이의 가이드 레일(130)에 픽셀 사이를 향해 돌출된 돌출부(136)가 더 구비될 수 있다. 돌출부(136)는 마이크로 반도체 칩(140)이 스캐닝되면서 전진할 때 다음의 웰(120)에 효과적으로 들어갈 수 있도록 안내해줄 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 마이크로 반도체 칩 전사 구조물에서 미세 요철 패턴이 더 구비된 예를 도시한 것이다. 가이드 레일(130)과, 전사 기판(110)에 미세 요철 패턴(160)이 더 구비될 수 있다. 미세 요철 패턴(160)은 마이크로 반도체 칩(140)이 전사 기판(110)이나 가이드 레일(130)에 남아 있을 때, 남아 있는 마이크로 반도체 칩(140)을 용이하게 제거할 수 있도록 할 수 있다. 미세 요철 패턴(160)으로 인해 마이크로 반도체 칩(140)과 가이드 레일(130) 사이의 접착력 또는 마이크로 반도체 칩(140)과 전사 기판(110) 사이의 접착력이 감소되고, 이로 인해 잔여 마이크로 반도체 칩(140)이 용이하게 제거될 수 있다.
도 13은 도 1에 도시된 마이크로 반도체 칩 전사 구조물에서 서브 가이드 레일이 더 구비된 예를 도시한 것이다. 가이드 레일(130)과 가이드 레일(130) 사이에서 픽셀(PX)과 픽셀(PX) 사이에 마이크로 반도체 칩(140)을 웰(120) 쪽으로 안내하기 위한 서브 가이드 레일(137)이 더 구비될 수 있다. 서브 가이드 레일(137)은 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 제3 서브 픽셀(SP3) 각각을 향해 통로를 형성하도록 구비될 수 있다. 서브 가이드 레일(137)은 각각에 대응되는 서브 픽셀을 향해 그 폭이 좁아지는 테이퍼 구조를 가질 수 있다. 하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 서브 가이드 레일(137)이 평행하게 배열되는 것도 가능하다.
도 14는 다른 예의 마이크로 반도체 칩 전사 구조물을 도시한 것이다.
전사 기판(110)이 복수 개의 픽셀(PX)을 포함하고, 복수 개의 픽셀(PX) 각각이 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 및 제3 서브 픽셀(SP3)을 포함할 수 있다. 웰이 제1 서브 픽셀(SP1), 제2 서브 픽셀(SP2), 및 제3 서브 픽셀(SP3)에 각각 다른 단면 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 제1 서브 픽셀(SP1)에 정사각형의 제1 웰(121)이 구비되고, 제2 서브 픽셀(SP2)에 직사각형의 제2 웰(122)이 구비되고, 제3 서브 픽셀(SP3)에 원형의 제3 웰(123)이 구비될 수 있다. 그리고, 제1 웰(121)에 대응되는 제1 마이크로 반도체 칩(141)이 구비되고, 제2 웰(122)에 대응되는 제2 마이크로 반도체 칩(142)이 구비되고, 제3 웰(123)에 대응되는 제3 마이크로 반도체 칩(143)이 구비될 수 있다. 제1 마이크로 반도체 칩(141)은 예를 들어 청색 광을 출사할 수 있고, 제2 마이크로 반도체 칩(142)은 녹색 광을 출사할 수 있고, 제3 마이크로 반도체 칩(143)은 적색 광을 출사할 수 있다. 제1 웰(121), 제2 웰(122) 및 제3 웰(123)의 형상이 다르므로 서로 다른 칼라 광을 발광하는 제1 마이크로 반도체 칩(141), 제2 마이크로 반도체 칩(142) 및 제3 마이크로 반도체 칩(143)을 동시에 공급하고 동시에 전사할 수 있다.
도 15는 전사 기판(110)이 구동 회로 기판으로 구성된 예를 도시한 것이다. 전사 기판(110)이 구동 회로(115)를 포함할 수 있다. 구동 회로(115)는 트랜지스터, 스위치 트랜지스터, 및 커패시터를 포함할 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(145)과 제2 전극(146)이 구비되고, 제1 전극(145)과 제2 전극(146)이 구동 회로(115)에 연결될 수 있다. 이 경우, 노출된 제1 전극(145)과 제2 전극(146)을 통해 상부에서 메탈 리프트 오프(metal lift-off) 방식으로 구동 회로(115)와 연결할 수 있다. 도 15에 도시된 전사 구조물은 예를 들어, RGB 자발광 마이크로 엘이디 TV에 적용될 수 있다. 이와 같이, 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물이 마이크로 반도체 칩의 재전사 없이 디스플레이 장치가 될 수 있다.
도 16 내지 도 18은 전사 구조물에 1차 전사된 마이크로 반도체 칩이 다른 기판으로 재전사 되는 예를 도시한 것이다.
도 16을 참조하면, 전사 기판(110)의 웰(120)에 마이크로 반도체 칩(140)이 정렬되고, 마이크로 반도체 칩(140)의 상부 면에 전극(140a)이 구비될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)이 웰(120)의 깊이보다 큰 두께를 가질 수 있고, 전극(140a)의 상부 면이 가이드 레일(130)의 상부면보다는 낮게 위치할 수 있다. 가이드 레일(130)이 제거되고, 마이크로 반도체 칩(140)이 구동 회로 기판(170)으로 재전사될 수 있다. 구동 회로 기판(170)에 전극(140a)에 접속되는 전극 패드(171)가 구비될 수 있다.
도 17을 참조하면, 마이크로 반도체 칩(140)이 웰(120)의 깊이보다 큰 두께를 가질 수 있고, 전극(140a)의 상부 면이 가이드 레일(130)의 상부면보다는 높게 위치할 수 있다. 가이드 레일(130)이 제거되지 않고, 마이크로 반도체 칩(140)이 구동 회로 기판(170)으로 재전사될 수 있다. 전극(140a)의 상부 면이 가이드 레일(130)의 상부면보다 높게 위치하므로 가이드 레일(130)이 제거되지 않고 구동 회로 기판(170)에 전사되어도 가이드 레일(130)이 구동 회로 기판(170)에 간섭되지 않을 수 있다.
도 18을 참조하면, 전사 기판(110)이 가이드 홈(112)을 더 포함하고, 가이드 홈(112)에 가이드 레일(130a)이 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)이 웰(120)에 전사된 후 가이드 레일(130a)을 용이하게 제거할 수 있다. 그리고, 마이크로 반도체 칩(140)을 구동 회로 기판(170)에 재전사할 수 있다.
예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물은 예를 들어, 픽셀 간격이 500um이고, 이에 사용되는 마이크로 반도체 칩(140)의 크기가 50um 일 때. 가이드 레일에 의해 픽셀 간격인 500um 간격 안에서만 마이크로 반도체 칩(140)이 이동할 수 있도록 함으로써 마이크로 반도체 칩(140)이 웰에 정렬되는 효율을 높일 수 있다. 한 방향으로 설정된 가이드 레일로 인해 스캐닝을 가이드 레일을 따라 한 방향으로만 진행하면 되므로, 전사 기판을 여러 방향으로 스캔해야 하는 단점을 피할 수 있고, 이로 인해 전사 시간을 크게 줄일 수 있다. 또한, 가이드 레일에 의해 웰(120)에 들어가지 못한 마이크로 반도체 칩(140)이 존재하는 영역이 가이드 레일 내부로 제한되므로 잔여 반도체 칩을 제거하는 세정 공정을 효율적으로 구현할 수 있다. 전사 기판 보다 단 차가 높은 가이드 레일에 의해 용액 상태로 뿌려진 반도체 칩이 가이드 레일을 넘어 가지 못하도록 함으로써, 용액에 있는 반도체 칩들이 한 방향으로만 이동할 수 있기 때문에 웰에 정렬될 수 있는 확률을 높일 수 있고, 이로 인해 전사 수율을 높일 수 있다.
위 사례를 통해서 전사 효율을 높이기 위해 몰드 구조를 변형 했음을 알 수 있는 사례는 많다. 기존 pick & place 방식에 있어서는 모든 칩들이 정확한 위치에 정렬 되는 정형화 된 형태를 취할 것으로 예상된다.
도 19는 다른 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물을 도시한 것이다.
마이크로 반도체 칩 전사 구조물(1100)은 트랜지스터와 커패시터를 포함하는 구동 회로 기판(170)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 전사 기판(110)에 정렬된 마이크로 반도체 칩(140)은 구동 회로 기판(170)에 전사되고 본딩될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)은 n형 반도체층(1403), 활성층(1404), p형 반도체층(1405)을 포함할 수 있다. n형 반도체층(1403)과 p형 반도체층(1405)의 위치가 서로 바뀌는 것도 가능하다. n형 반도체층(1403)은 n형 GaN층이고, p형 반도체층(1405)은 p형 GaN층일 수 있으며, 활성층(1404)은 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)은 수평 전극 구조를 가질 수 있고, 제1 전극(1401)과 제2 전극(1402)이 마이크로 반도체 칩(140)의 같은 방향에 배치될 수 있다.
구동 회로 기판(170)은 제1 회로(1701)와 제2 회로(1702)를 포함하며, 마이크로 반도체 칩(140)이 전사되면, 제1 전극(1401)은 제1 회로(1701)와 연결되고, 제2 전극(1402)은 제2 회로(1702)에 연결될 수 있다.
구동 회로 기판(170)에 서로 이격된 격벽(180)과, 격벽(180)과 격벽(180) 사이에 칼라 변환층이 구비될 수 있다. 칼라 변환층은 마이크로 반도체 칩(2130)으로부터의 광을 제1 칼라 광으로 변환하는 제1 칼라 변환층(181)과, 광을 제2 칼라 광으로 변환하는 제2 칼라 변환층(182), 광을 제3 칼라 광으로 변환하는 제3 칼라 변환층(183)을 포함할 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)은 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. 제2 칼라 광은 예를 들어, 녹색 광일 수 있고, 제3 칼라 광은 예를 들어, 적색 광일 수 있다.
마이크로 반도체 칩(140)이 청색 광을 발광하는 경우 제1 칼라 변환층(181)은 광 변환 없이 청색 광을 투과시키는 레진을 포함할 수 있다. 제2 칼라 변환층(182)은 마이크로 반도체 칩(140)으로부터 방출되는 청색 광을 변환해 녹색 광을 방출할 수 있다. 제2 칼라 변환층(183)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(182)은 마이크로 반도체 칩(140)로부터 방출되는 청색 광에 의해 여기되어 녹색 광을 방출하는 형광체(phosphor)를 포함하는 것도 가능하다.
제3 칼라 변환층(183)은 마이크로 반도체 칩(140)으로부터 방출되는 청색 광을 적색 광으로 변화시켜 방출할 수 있다. 제3 칼라 변환층(183)은 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 방출하는 소정 크기의 양자 점들을 포함하거나, 마이크로 반도체 칩(140)으로부터 방출되는 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 방출하는 형광체를 포함할 수 있다.
도 20은 다른 예의 마이크로 반도체 칩 전사 구조물을 도시한 것이다.
도 20에서는 마이크로 반도체 칩(1410)이 수직 전극 구조를 가진다. 마이크로 반도체 칩(1410)은 n형 반도체층(1413), 활성층(1414), p형 반도체층(1415)을 포함할 수 있다. p형 반도체층(1415)에 제1 전극(1411)이 구비되고, n형 반도체층(1413)에 제2 전극(1412)이 구비될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(1410)이 구동 회로 기판(170)에 전사되고, 제1 전극(1411)은 제1 회로(1701)와 연결되고, 제2 전극(1412)은 제2 회로(1702)에 연결될 수 있다. 구동 회로 기판(170)에 절연층(142)이 구비되고, 절연층(142)에 서로 이격된 격벽(180)과, 격벽(180)과 격벽(180) 사이에 제1, 제2, 및 제3 칼라 변환층(181)(182)(183)이 구비될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 칼라 변환층(181)(182)(183)에 대해서는 앞서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 21은 예시적인 실시 예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 구조물을 개략적으로 도시한 것이다.
마이크로 반도체 칩 전사 구조물(1200)은 복수 개의 웰(120)을 포함하는 전사 기판(110), 및 복수 개의 웰(120)에 구비된 마이크로 반도체 칩(140), 마이크로 반도체 칩(140)을 가이드하기 위한 가이드 레일(130)을 포함할 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)은 웰(120)의 상부 개구를 향한 면에 제1 전극(1401)과 제2 전극(1402)을 포함하고, 웰(120)의 하부 바닥을 향한 면에는 전극을 포함하지 않는다. 마이크로 반도체 칩(140)은 n형 반도체층(1403), 활성층(1404), p형 반도체층(14055)을 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는 전사 기판(110)이 구동 회로(117)를 포함하고, 제1 전극(1401)과 제2 전극(1402)이 구동 회로(117)에 연결될 수 있다. 그리고, 각각의 마이크로 반도체 칩(140)에 대응되게 제1 칼라 변환층(181), 제2 칼라 변환층(182), 제3 칼라 변환층(183)이 구비될 수 있다. 이 경우에는, 전사 기판(110)에 전사된 마이크로 반도체 칩(140)이 다른 기판으로 재전사될 필요가 없다.
도 22는 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치의 블록도를 나타낸 것이다.
도 22를 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. 비휘발성 메모리(8234)는 내장 메모리(8236)와 외장 메모리(8238)를 포함할 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 20을 참조하여 설명한 전사 구조물을 이용하여 제조된 디스플레이 장치를 포함할 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(8202) 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(8202) 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(8202) 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(8202), 전자 장치(8204), 서버(8208) 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(8208)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 23은 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 도 20을 참조하여 설명한 전사 구조물에 의해 제조된 디스플레이 장치들을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(9110)는 접힐 수 있는 구조 예를 들어, 다중 폴더블 구조를 가질 수 있다.
도 24는 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 25는 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 20을 참조하여 설명한 전사 구조물을 적용한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
도 26은 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 22를 참조하여 설명한 전자 장치를 통해 구현될 수 있다.
도 27은 예시적인 실시 예에 따른 디스플레이 장치가 웨어러블 디스플레이에 적용된 예를 도시한 것이다. 웨어러블 디스플레이(9500)는 도 1 내지 도 20을 참조하여 설명한 전사 구조물에 의해 제조된 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 도 22를 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.
100:마이크로 반도체 칩 전사 구조물
110:전사 기판, 120:웰
130:가이드 레일, 135: 테이퍼 구조
136:돌출부, 137:서브 가이드 레일
140:마이크로 반도체 칩
160: 미세 요철 패턴

Claims (29)

  1. 전사 기판;
    상기 전사 기판에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일; 및
    상기 가이드 레일 사이의 전사 기판에 구비된 것으로, 마이크로 반도체 칩을 수용하기 위한 복수 개의 웰;을 포함한, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일이 픽셀과 픽셀 사이에 같은 방향으로 평행하게 배열된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 가장 가깝게 배치된 제1 서브 픽셀 사이의 간격과, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 레일에 가장 가깝게 배치된 제3 서브 픽셀 사이의 간격이 각각 상기 마이크로 반도체 칩이 통과할 수 있도록 상기 마이크로 반도체 칩의 최대 폭보다 큰, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀 사이의 간격, 상기 제2 서브 픽셀과 제3 서브 픽셀 사이의 간격이 각각 상기 마이크로 반도체 칩이 통과할 수 있도록 상기 마이크로 반도체 칩의 최대 폭보다 큰, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일 사이에 가이드 레일에 대해 수직한 방향으로 2개 이상의 픽셀이 구비된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전사 기판은 기판과, 상기 기판에 구비된 전사 몰드를 포함하고, 상기 웰이 상기 전사 몰드에 구비된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 레일이 전사 기판에 탈부착 가능한 구조를 가지는, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 웰이 상기 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀에 각각 다른 단면 형상을 가지도록 구성된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일이 상기 복수 개의 픽셀 사이를 향해 돌출된 돌출부를 포함한, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 웰이 제1 웰, 제2 웰, 제3 웰을 포함하고, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 상기 가이드 레일에 대해 수직한 방향으로 일렬로 배열되거나, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 지그재그 형태로 배열되거나, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 상기 가이드 레일 사이에 대각선 방향으로 배열된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 레일의 일 단부가 그 폭이 점점 좁아지는 테이퍼 구조를 가지는, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 레일 사이에 상기 마이크로 반도체 칩을 상기 웰 쪽으로 안내하기 위한 서브 가이드 레일이 더 구비된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 레일과 전사 기판의 표면에 미세 요철 패턴이 더 구비된, 마이크로 반도체 칩 전사 구조물.
  14. 복수 개의 웰을 포함하는 전사 기판을 준비하는 단계;
    상기 전사 기판에 나란하게 이격되어 배열된 가이드 레일을 형성하는 단계;
    상기 전사 기판의 웰에 액체를 공급하는 단계;
    상기 전사 기판에 마이크로 반도체 칩을 공급하는 단계; 및
    상기 액체를 흡수할 수 있는 흡수재로 상기 가이드 레일 사이를 스캐닝하여 상기 마이크로 반도체 칩을 상기 웰에 정렬하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 액체를 공급하는 단계는, 스프레이 방법, 디스펜싱 방법, 잉크젯 도트 방법, 및/또는 상기 액체를 상기 전사 기판에 흘려 보내는 방법을 포함하는, 디스플레이 장치 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 액체를 공급하는 단계와 상기 마이크로 반도체 칩을 공급하는 단계가 동시에 일어나는, 디스플레이 장치 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 마이크로 반도체 칩을 구동 회로가 포함된 구동 회로 기판에 전사하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치 제조 방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일이 픽셀과 픽셀 사이에 같은 방향으로 평행하게 구비된, 디스플레이 장치 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 가장 가깝게 배치된 제1 서브 픽셀 사이의 간격과, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 레일에 가장 가깝게 배치된 제3 서브 픽셀 사이의 간격이 각각 상기 마이크로 반도체 칩이 통과할 수 있도록 상기 마이크로 반도체 칩의 최대 폭보다 큰, 디스플레이 장치 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀 사이의 간격, 상기 제2 서브 픽셀과 제3 서브 픽셀 사이의 간격이 각각 상기 마이크로 반도체 칩이 통과할 수 있도록 상기 마이크로 반도체 칩의 최대 폭보다 큰, 디스플레이 장치 제조 방법.
  21. 제14 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일 사이에 가이드 레일에 대해 수직한 방향으로 2개 이상의 픽셀이 구비된, 디스플레이 장치 제조 방법.
  22. 제14 항에 있어서,
    상기 전사 기판은 기판과, 상기 기판에 구비된 전사 몰드를 포함하고, 상기 웰이 상기 전사 몰드에 구비된, 디스플레이 장치 제조 방법.
  23. 제14 항에 있어서,
    상기 가이드 레일이 전사 기판에 탈부착 가능한 구조를 가지는, 디스플레이 장치 제조 방법.
  24. 제14 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 복수 개의 픽셀 각각이 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀을 포함하고, 상기 웰이 상기 제1 서브 픽셀, 제2 서브 픽셀, 및 제3 서브 픽셀에 각각 다른 단면 형상을 가지도록 구성된, 디스플레이 장치 제조 방법.
  25. 제14 항에 있어서,
    상기 전사 기판이 복수 개의 픽셀을 포함하고, 상기 가이드 레일이 상기 복수 개의 픽셀 사이를 향해 돌출된 돌출부를 포함한, 디스플레이 장치 제조 방법.
  26. 제14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 웰이 제1 웰, 제2 웰, 제3 웰을 포함하고, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 상기 가이드 레일에 대해 수직한 방향으로 일렬로 배열되거나, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 지그재그 형태로 배열되거나, 상기 제1웰, 제2웰, 제3웰이 상기 가이드 레일 사이에 대각선 방향으로 배열된, 디스플레이 장치 제조 방법.
  27. 제14 항에 있어서,
    상기 가이드 레일의 일 단부가 그 폭이 점점 좁아지는 테이퍼 구조를 가지는, 디스플레이 장치 제조 방법.
  28. 제14 항에 있어서,
    상기 가이드 레일 사이에 상기 마이크로 반도체 칩을 상기 웰 쪽으로 안내하기 위한 서브 가이드 레일이 더 구비된, 디스플레이 장치 제조 방법.
  29. 제14 항에 있어서,
    상기 가이드 레일에 미세 요철 패턴이 더 구비된, 디스플레이 장치 제조 방법.
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