KR20230142979A - 정렬 도선을 포함하는 led칩 정렬 기판, 이를 포함하는 led칩 수직 정렬 어셈블리, 및 이를 이용하는 led칩 수직 정렬 방법 - Google Patents

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이인환
김규철
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

LED칩 정렬 기판은 베이스 기판, 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽, 및상기 격벽 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩과 결합되는 정렬 도선을 포함할 수 있다. 상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판을 내측 영역과 외측 영역으로 구분할 수 있다. 상기 정렬 도선은 입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.

Description

정렬 도선을 포함하는 LED칩 정렬 기판, 이를 포함하는 LED칩 수직 정렬 어셈블리, 및 이를 이용하는 LED칩 수직 정렬 방법{LED CHIP ALIGNMENT SUBSTRATE INCLUDING ALIGNMENT WIRE, VERTICAL ALIGNMENT ASSEMBLY OF LED CHIP INCLUDING THE SAME, AND METHOD OF VERTICALLY ALIGNING LED CHIP USING THE SAME}
본 발명은 LED칩을 수직 정렬하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 결합 유도 자기장을 형성하는 정렬 도선을 포함하는 LED칩 정렬 기판, 이를 포함하는 LED칩 수직 정렬 어셈블리, 및 이를 이용하는 LED칩 수직 정렬 방법에 관한 것이다.
미국 애플사에서는 2014년 마이크로 발광소자 전문업체인 Ruxvue Technology를 인수하였고, 일본 Sony와 중국 Baco사의 마이크로 발광소자 픽셀 TV 시제품 출시로 인한 마이크로 발광소자의 디스플레이 적용 가능성 현실화되고 있다. 향후 고속 전사 공정/장비가 개발된다면 마이크로 발광소자를 능가하는 차세대 플렉시블 조명 및 디스플레이가 될 것으로 기대되고 있다.
이러한 디스플레이에 사용되는 마이크로/나노 마이크로 발광소자는 화학적으로 안정되고 bio-compatible 하여 인체에 부착하거나 체내에 삽입하여 세포자극, 광유전학 치료, 상처치료 및 진단 등의 다양한 바이오 메디컬 분야에 적용 가능하다. 또한 스마트 섬유, 바이오 콘택 렌즈, head mounted display, 의료용 패치뿐만 아니라 생체조직과 일체화된 전자장치에 이식되어 웨어러블 광 보조 장치로 활용이 가능하다.
플렉시블 마이크로/나노 마이크로 발광소자를 제작하기 위해는 분리된 마이크로 발광소자 칩을 원하는 배열로 기판에 전사하는 공정이 필수이다. 현재 Ruxvue Technology사가 개발한 정전기 픽업 방식과 UIUC 대학의 Rogers 그룹에서 보고한 탄성 고분자 재료를 프린터 헤드로 사용한 픽업 방식이 주된 개발 방향이지만, 칩 손상 및 낮은 throughput 문제점이 내재되어 pick-and-place 방식은 근본적 한계가 있다. 또한, 무기물 GaN 기반의 마이크로 발광소자 전사공정을 양산수준으로 상용화한 기업은 세계적으로 전무하다.
한국등록특허 제10-1713818호 "초소형 LED 소자를 포함하는 전극어셈블리 및 그 제조방법"
본 발명의 일 목적은 단위셀 각각에 배치되는 정렬 도선을 포함함으로써, LED칩을 정렬 기판 방향으로 이동시키는 결합 유도 자기장을 형성하는 LED칩 정렬 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 LED칩을 빠르고 정확하게 전사하기 위한 LED칩 정렬 기판, 이를 포함하는 LED칩 수직 정렬 어셈블리, 및 이를 이용하는 LED칩 수직 정렬 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 LED칩 정렬 기판은 베이스 기판, 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽, 및 상기 격벽 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩과 결합되는 정렬 도선을 포함할 수 있다. 상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판을 내측 영역과 외측 영역으로 구분할 수 있다. 상기 정렬 도선은 입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩은 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성되는 활성층, 상기 활성층 상에 형성되는 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 자성체층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 상기 전류가 흐름으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 상기 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 결합 유도 자기장의 자기력에 의해 이동함으로써, 상기 단위셀 각각의 상기 정렬 도선에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 상기 베이스 기판의 TFT 드레인 전극과 연결될 수 있다. 상기 TFT 드레인 전극은 상기 정렬 도선에 상기 결합 유도 자기장을 형성하기 위한 전류를 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 외부의 전류 공급 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전류 공급 회로는 상기 정렬 도선에 전류를 공급하고, 상기 정렬 도선에 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 상기 결합 유도 자기장의 크기를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격벽은 경사면을 포함할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 경사면에 의해 슬라이딩됨으로써, 상기 단위셀에 수직 방향으로 안착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선의 상기 순환 구조는 상기 내측 영역을 포함하는 원형, 상기 내측 영역을 포함하는 사각형, 상기 내측 영역을 포함하는 삼각형, 및 이들의 조합에 따라 상기 내측 영역을 포함하는 다각형 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩은 상기 정렬 도선과 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성함으로써, 상기 정렬 도선에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩이 구동될 때, 상기 정렬 도선은 상기 LED칩 구동을 위한 구동 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 배치되는 구동 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 구동 전극은 상기 LED칩이 구동될 때, 상기 LED칩과 전기적으로 연결되어 상기 LED칩에 구동 전압을 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 전극은 단일한 양극 전극으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 전극은 양극 전극 및 음극 전극을 포함할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 양극 전극 및 상기 음극 전극에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 절연막이 도포될 수 있다. 상기 절연막은 유체층 내에서 전류 흐름에 의한 상기 정렬 도선의 전기 도통(electrical short) 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 LED칩 수직 정렬 어셈블리는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층, 및 자성체층을 포함하는 LED칩, 상기 LED칩이 이동하기 위한 유체층, 및 상기 LED칩이 결합되는 LED칩 정렬 기판을 포함할 수 있다. 상기 LED칩 정렬 기판은 베이스 기판, 경사면을 포함하고, 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽, 및 상기 격벽 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩과 결합되는 정렬 도선을 포함할 수 있다. 상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판을 내측 영역과 외측 영역으로 구분할 수 있다. 상기 정렬 도선은 입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 상기 전류가 흐름으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 상기 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 결합 유도 자기장의 자기력에 의해 이동함으로써, 상기 단위셀 각각의 상기 정렬 도선에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩이 공급되는 상기 유체층은 제1 유체 및 제2 유체를 포함할 수 있다. 상기 제1 유체는 소수성 유체이고, 상기 제2 유체는 친수성 유체일 수 있다. 상기 제1 유체는 상기 제2 유체의 상부에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층은 친수성 물질로 코팅될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩은 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 경계면에서, 상기 소수성 물질로 코팅된 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 유체에 놓이도록 회전하고, 상기 친수성 물질로 코팅된 상기 자성체층은 상기 제2 유체에 놓이도록 회전함으로써, 수직 정렬될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 LED칩 수직 정렬 방법은 LED칩에 표면 처리를 수행하는 단계, 상기 LED칩을 유체 안에서 수직 정렬하는 단계, 순환 구조의 정렬 도선에 전류를 인가하는 단계, 정렬 기판 방향의 결합 유도 자기장을 형성하는 단계, 상기 결합 유도 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 상기 정렬 기판의 단위셀에 근접하게 이동시키는 단계, 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성하여 상기 LED칩을 상기 정렬 기판에 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 LED칩 정렬 기판, 이를 포함하는 LED칩 수직 정렬 어셈블리, 및 이를 이용하는 LED칩 수직 정렬 방법은 LED칩 정렬 기판의 단위셀 각각에 순환 구조를 가지는 정렬 도선을 포함할 수 있다. 각각의 정렬 도선은 정렬 기판 방향의 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다. LED칩은 결합 유도 자기장에 의해 정렬 기판의 단위셀 각각에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 마이크로 발광소자칩 손상 및 낮은 throughput 문제점을 내재하고 있는 pick-and-place 전사방식의 근본적 한계를 극복할 수 있고, 전사 후 전극 연결을 위한 공정이 추가적으로 필요하지 않아 공정시간을 단축하고 불량 화소를 간단하게 리페어 할 수 있으며, 무기물 GaN 기반의 마이크로 발광소자 전사공정을 양산수준으로 상용화하여 마이크로/나노 마이크로 발광소자 조명 및 디스플레이를 실현할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 LED칩의 적층 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예 따른 LED칩 정렬 기판의 단위셀을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 LED칩 정렬 기판의 정렬 도선의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 LED칩 정렬 기판의 정렬 도선의 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 복수의 단위셀을 포함하는 LED칩 정렬 기판을 나타내는 사시도이다.
도 6은 LED칩이 유체층에서 수직 정렬되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 정렬 도선에 의해 단위셀 내부에 자기장이 형성되는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 자기장에 의해 LED칩이 LED칩 정렬 기판에 안착되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예 따른 LED칩 정렬 기판의 단위셀을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 LED칩 정렬 기판의 정렬 도선의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9의 LED칩 정렬 기판의 정렬 도선의 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 9의 LED칩 정렬 기판의 정렬 도선의 또 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 13은 복수의 단위셀을 포함하는 LED칩 정렬 기판을 나타내는 사시도이다.
도 14는 LED칩이 유체층에서 수직 정렬되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 정렬 도선에 의해 단위셀 내부에 자기장이 형성되는 것을 나타내는 도면이다.
도 16은 자기장에 의해 LED칩이 LED칩 정렬 기판에 안착되는 것을 나타내는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 LED칩 정렬 기판(20), 이를 포함하는 LED칩 수직 정렬 어셈블리, 및 이를 이용하는 LED칩 수직 정렬 방법은 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀 각각에 순환 구조를 가지는 정렬 도선(230)을 포함할 수 있다. 각각의 정렬 도선(230)은 LED칩 정렬 기판(20) 방향의 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다. LED칩(10)은 결합 유도 자기장에 의해 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀 각각에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 LED칩(10)의 적층 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, LED칩(10)은 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2 도전형 반도체층(130), 및 자성세층을 포함할 수 있다.
구체적으로, LED칩(10)은 제1 도전형 반도체층(110), 제1 도전형 반도체층(110) 상에 형성되는 활성층(120), 활성층(120) 상에 형성되는 제2 도전형 반도체층(130), 및 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성되는 자성체층(140)을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 각각 n형 반도체층 또는 p형 반도체층이 될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 질화물 반도체로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 GaN, AlGaN, InGaN 등의 물질로 구성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)의 n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)의 p형 불순물로는 Mg, Zn, Be 등이 사용될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 MOCVD, MBE, HVPE 공정 등으로 형성될 수 있다.
활성층(120)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 활성층(120)은 InGaN 등의 단일 물질로 이루어진 층일 수도 있다. 다른 예를 들어, 활성층(120)은 양자장벽층과 양자우물층이 서로 교대로 배치된 다중 양자우물(MQW) 구조로 형성될 수도 있다.
자성체층(140)은 자성을 띠는 금속으로 구성될 수 있다. 자성체층(140)은 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성될 수 있다. 자성체층(140)은 자화되어 LED칩(10)을 이동시킬 수 있다.
자성체층(140)은 자기장의 방향으로 LED칩(10)을 이동시킴으로써, LED칩(10)이 LED칩 정렬 기판(20)에 안착되도록 유도할 수 있다. 예를 들어, 자성체층(140)은 외부 자력(magnetism)에 의해 LED칩(10)을 LED칩 정렬 기판(20)에 유텍틱 접합되도록 유도함으로써, LED칩(10)의 수직 정렬을 유도할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예 따른 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 LED칩 정렬 기판(20)의 정렬 도선(230)의 일 예시를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 2의 LED칩 정렬 기판(20)의 정렬 도선(230)의 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 4를 참조하면, LED칩 정렬 기판(20)은 베이스 기판(210), 격벽(220), 및 정렬 도선(230)을 포함할 수 있다.
구체적으로, LED칩 정렬 기판(20)은 베이스 기판(210), 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽(220), 및 상기 격벽(220) 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩(10)과 결합되는 정렬 도선(230)을 포함할 수 있다.
상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판(210)을 내측 영역과 외측 영역으로 구분할 수 있다. 즉, 상기 순환 구조는 내측 영역을 포함하도록 다양한 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 정렬 도선(230)의 상기 순환 구조는 상기 내측 영역을 포함하는 원형, 상기 내측 영역을 포함하는 사각형, 상기 내측 영역을 포함하는 삼각형, 및 이들의 조합에 따라 상기 내측 영역을 포함하는 다각형 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 3에서 보듯이, 정렬 도선(230)의 순환 구조는 사각형으로 형성될 수 있다. 도 4에서 보듯이, 정렬 도선(230)의 순환 구조는 원형으로 형성될 수 있다. 다만, 도 3 및 도 4는 본 발명의 정렬 도선(230)의 순환 구조의 일 예시를 나타낼 뿐, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
정렬 도선(230)은 입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판(210)의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 상기 베이스 기판의 TFT 드레인 전극과 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 TFT 드레인 전극은 상기 정렬 도선에 상기 결합 유도 자기장을 형성하기 위한 전류를 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 외부의 전류 공급 회로와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 전류 공급 회로는 상기 정렬 도선에 전류를 공급하고, 상기 정렬 도선에 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 상기 결합 유도 자기장의 크기를 제어할 수 있다.
도 2 내지 4에서 보듯이, 정렬 도선(230)은 입력단 및 출력단을 포함할 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 입력단으로 입력되고, 출력단으로 출력됨으로써, 흐를 수 있다.예를 들어, 상기 전류의 방향은 정렬 도선(230)의 순환 구조에 따른 시계 방향일 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 순환 구조를 따라 시계방향으로 흐를 수 있다. 이 경우, 결합 유도 자기장은 베이스 기판(210) 방향으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 정렬 도선(230)은 상기 전류가 흐름으로써, 상기 외측 영역에서 상기 내측 영역 방향으로 향하는 상기 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선(230)은 절연막이 도포될 수 있다. 상기 절연막은 유체층 내에서 전류 흐름에 의한 상기 정렬 도선의 전기 도통(electrical short) 현상을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 절연막은 Al2O3, SiO2 등으로 구성될 수 있다.
도 5는 복수의 단위셀을 포함하는 LED칩 정렬 기판(20)을 나타내는 사시도이다.
LED칩 정렬 기판(20)은 복수의 단위셀을 포함할 수 있다. 도 5에서 보듯이, 격벽(220)은 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의할 수 있다.
복수의 단위셀은 각각 정렬 도선(230)을 포함할 수 있다. 정렬 도선(230)이 결합 유도 자기장을 형성함으로써, LED칩(10)은 단위셀에 안착될 수 있다.
예를 들어, LED칩(10)은 상기 결합 유도 자기장의 자기력에 의해 상기 자성체층(140)이 이동함으로써, 상기 단위셀 각각의 상기 정렬 도선(230)에 결합될 수 있다.
이와 같이, 단위셀 각각의 정렬 도선(230)이 결합 유도 자기장을 형성하는 경우, 정렬 기판 상부 또는 하부에 단일한 자석층이 자기장을 형성하는 경우보다 더 정확한 LED칩(10) 정렬이 유도될 수 있다.
도 6은 LED칩(10)이 유체층에서 수직 정렬되는 과정을 나타내는 도면이다.
LED칩(10)은 유체층에 공급될 수 있다. 도 6(a)에서 보듯이, LED칩(10)은 유체층에서 회전하거나 이동할 수 있다. LED칩(10)은 유체층의 밀도 차이에 의해 자성체층(140)이 LED칩 정렬 기판(20)을 방향을 향하도록 수직 정렬될 수 있다.
LED칩(10)이 공급되는 유체층은 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)를 포함할 수 있다. 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)는 서로 밀도가 다른 유체일 수 있다.
제1 유체(FL1)는 소수성(hydrophobic) 유체이고, 제2 유체(FL2)는 친수성(hydrophilic) 유체일 수 있다. 예를 들어, 제1 유체(FL1)는 기름(Oil) 성분을 포함하고, 제2 유체(FL2)는 물(Water) 성분을 포함할 수 있다.
유체층 내부에서 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)의 밀도 차이에 따라, 소수성의 제1 유체(FL1)는 상층부에, 친수성의 제2 유체(FL2)는 하층부에 형성될 수 있다.
LED칩(10)은 소수성 물질 및 친수성 물질로 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, LED칩(10)에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(110), 상기 활성층(120), 및 상기 제2 도전형 반도체층(130)은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층(140)은 친수성 물질로 코팅될 수 있다.
LED칩(10)은 상기 제1 유체(FL1) 및 상기 제2 유체(FL2)의 경계면에서 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다. 구체적으로, LED칩(10)은 상층부의 제1 유체(FL1)서 하층부의 제2 유체(FL2)로 이동하는 과정에서, 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)의 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 친수성 물질로 코팅된 자성체층(140)은 제2 유체(FL2)에 놓이도록 회전하고, 소수성 물질로 코팅된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)은 제1 유체(FL1)에 놓이도록 회전할 수 있다.
예를 들어, 유체층 내에서 자성체층(140)은 LED칩 정렬 기판(20) 방향으로 향하고, 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)은 LED칩 정렬 기판(20)의 반대 방향으로 향할 수 있다.
이에 따라, LED칩(10)은 상기 제1 유체(FL1) 및 상기 제2 유체(FL2)의 경계면에서 스스로 수직 정렬될 수 있다.
도 7은 정렬 도선(230)에 의해 단위셀 내부에 자기장이 형성되는 것을 나타내는 도면이고, 도 8은 자기장에 의해 LED칩(10)이 LED칩 정렬 기판(20)에 안착되는 것을 나타내는 도면이다.
도 7에서 보듯이, 정렬 도선(230)은 LED칩 정렬 기판(20) 방향의 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
정렬 도선(230)은 상기 전류가 흐름으로써, 상기 베이스 기판(210)의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다. 예를 들어, 정렬 도선(230)은 상기 외측 영역에서 상기 내측 영역 방향으로 향하는 상기 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
구체적으로, 정렬 도선(230)은 입력단 및 출력단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류는 정렬 도선(230)의 입력단으로 입력되고, 출력단으로 출력될 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 순환 구조를 따라 흐를 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 상기 베이스 기판의 TFT 드레인 전극과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 TFT 드레인 전극은 상기 정렬 도선에 상기 결합 유도 자기장을 형성하기 위한 전류를 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선은 외부의 전류 공급 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 전류 공급 회로는 상기 정렬 도선에 전류를 공급하고, 상기 정렬 도선에 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 상기 결합 유도 자기장의 크기를 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 전류의 방향은 정렬 도선(230)의 순환 구조에 따른 시계 방향일 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 순환 구조를 따라 시계방향으로 흐를 수 있다. 이 경우, 결합 유도 자기장은 베이스 기판(210) 방향으로 형성될 수 있다.
도 8에서 보듯이, LED칩(10)은 결합 유도 자기장에 의해 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀 각각에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격벽(220)은 경사면을 포함할 수 있다. 격벽(220)은 경사면을 이용하여 LED칩(10)을 LED칩 정렬 기판(20) 상에 수직 정렬시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 LED칩(10)은 상기 경사면에 의해 슬라이딩됨으로써, 상기 단위셀에 수직 방향으로 안착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩(10)은 상기 정렬 도선(230)과 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성함으로써, 상기 정렬 도선(230)에 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 정렬 도선(230)은 공융 용융(Eutectic melting)됨으로써, LED칩(10)과 유텍틱 접합을 형성할 수 있다. 유텍틱 접합에 따라, LED칩(10)은 LED칩 정렬 기판(20)에 반영구적으로 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩(10)이 구동될 때, 상기 정렬 도선(230)은 상기 LED칩(10) 구동을 위한 구동 전압이 인가될 수 있다. 즉, 제1 실시예에 따른 정렬 도선(230)은 구동 전압을 인가하는 구동 전극으로써의 역할을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예 따른 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀을 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9의 LED칩 정렬 기판(20)의 정렬 도선(230)의 일 예시를 나타내는 도면이며, 도 11은 도 9의 LED칩 정렬 기판(20)의 정렬 도선(230)의 다른 예시를 나타내는 도면이고, 도 12는 도 9의 LED칩 정렬 기판의 정렬 도선의 또 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 9 내지 12를 참조하면, LED칩 정렬 기판(20)은 베이스 기판(210), 격벽(220), 정렬 도선(230), 및 구동 전극(240)을 포함할 수 있다.
구체적으로, LED칩 정렬 기판(20)은 베이스 기판(210), 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽(220), 상기 격벽(220) 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩(10)과 결합되는 정렬 도선(230), 및 상기 베이스 기판(210)의 내측 영역에 배치되는 구동 전극(240)을 포함할 수 있다.
상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판(210)을 내측 영역과 외측 영역으로 구분할 수 있다. 즉, 상기 순환 구조는 내측 영역을 포함하도록 다양한 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 정렬 도선(230)의 상기 순환 구조는 상기 내측 영역을 포함하는 원형, 상기 내측 영역을 포함하는 사각형, 상기 내측 영역을 포함하는 삼각형, 및 이들의 조합에 따라 상기 내측 영역을 포함하는 다각형 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 10에서 보듯이, 정렬 도선(230)의 순환 구조는 사각형으로 형성될 수 있다. 도 11에서 보듯이, 정렬 도선(230)의 순환 구조는 원형으로 형성될 수 있다. 다만, 도 10 및 도 11는 본 발명의 정렬 도선(230)의 순환 구조의 일 예시를 나타낼 뿐, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
정렬 도선(230)은 입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판(210)의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
도 9 내지 11에서 보듯이, 정렬 도선(230)은 입력단 및 출력단을 포함할 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 입력단으로 입력되고, 출력단으로 출력됨으로써, 일정한방향으로 흐를 수 있다.
예를 들어, 상기 전류의 방향은 정렬 도선(230)의 순환 구조에 따른 시계 방향일 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 순환 구조를 따라 시계방향으로 흐를 수 있다. 이 경우, 결합 유도 자기장은 베이스 기판(210) 방향으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 정렬 도선(230)은 상기 전류가 흐름으로써, 상기 외측 영역에서 상기 내측 영역 방향으로 향하는 상기 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정렬 도선(230)은 절연막이 도포될 수 있다. 상기 절연막은 유체층 내에서 전류 흐름에 의한 상기 정렬 도선의 전기 도통(electrical short) 현상을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 절연막은 Al2O3, SiO2 등으로 구성될 수 있다.
구동 전극(240)은 정렬 도선(230)의 상기 순환 구조에 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동 전극(240)은 정렬 도선(230)의 상기 순환 구조에 둘러싸이는 형태로 배치될 수 있다.
상기 구동 전극(240)은 상기 LED칩(10)이 구동될 때, 상기 LED칩(10)과 전기적으로 연결되어 상기 LED칩(10)에 구동 전압을 인가할 수 있다.
즉, 제2 실시예에 따른 LED칩 정렬 기판(20)은 정렬 도선(230)과 별도로, LED칩(10)을 구동하기 위한 구동 전극(240)을 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 전극(240)은 단일한 양극 전극으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 10 및 11에서 보듯이, 구동 전극(240)은 상기 순환 구조에 둘러싸인 단일한 양극 전극일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동 전극(240)은 양극 전극(240a) 및 음극 전극(240b)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 12에서 보듯이, 구동 전극(240)은 상기 순환 구조에 둘러싸인 양극 전극(240a) 및 음극 전극(240b)을 각각 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 LED칩(10)은 상기 양극 전극(240a) 및 상기 음극 전극(240b)에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
도 13은 복수의 단위셀을 포함하는 LED칩 정렬 기판(20)을 나타내는 사시도이다.
LED칩 정렬 기판(20)은 복수의 단위셀을 포함할 수 있다. 도 12에서 보듯이, 격벽(220)은 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의할 수 있다.
복수의 단위셀은 각각 정렬 도선(230)을 포함할 수 있다. 정렬 도선(230)이 결합 유도 자기장을 형성함으로써, LED칩(10)은 단위셀에 안착될 수 있다.
예를 들어, LED칩(10)은 상기 결합 유도 자기장의 자기력에 의해 상기 자성체층(140)이 이동함으로써, 상기 단위셀 각각의 상기 정렬 도선(230)에 결합될 수 있다.
이와 같이, 단위셀 각각의 정렬 도선(230)이 결합 유도 자기장을 형성하는 경우, 정렬 기판 상부 또는 하부에 단일한 자석층이 자기장을 형성하는 경우보다 더 정확한 LED칩(10) 정렬이 유도될 수 있다.
도 14는 LED칩(10)이 유체층에서 수직 정렬되는 과정을 나타내는 도면이다.
LED칩(10)은 유체층에 공급될 수 있다. 도 14(a)에서 보듯이, LED칩(10)은 유체층에서 회전하거나 이동할 수 있다. LED칩(10)은 유체층의 밀도 차이에 의해 자성체층(140)이 LED칩 정렬 기판(20)을 방향을 향하도록 수직 정렬될 수 있다.
LED칩(10)이 공급되는 유체층은 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)를 포함할 수 있다. 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)는 서로 밀도가 다른 유체일 수 있다.
제1 유체(FL1)는 소수성(hydrophobic) 유체이고, 제2 유체(FL2)는 친수성(hydrophilic) 유체일 수 있다. 예를 들어, 제1 유체(FL1)는 기름(Oil) 성분을 포함하고, 제2 유체(FL2)는 물(Water) 성분을 포함할 수 있다.
유체층 내부에서 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)의 밀도 차이에 따라, 소수성의 제1 유체(FL1)는 상층부에, 친수성의 제2 유체(FL2)는 하층부에 형성될 수 있다.
LED칩(10)은 소수성 물질 및 친수성 물질로 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, LED칩(10)에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(110), 상기 활성층(120), 및 상기 제2 도전형 반도체층(130)은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층(140)은 친수성 물질로 코팅될 수 있다.
LED칩(10)은 상기 제1 유체(FL1) 및 상기 제2 유체(FL2)의 경계면에서 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다. 구체적으로, LED칩(10)은 상층부의 제1 유체(FL1)서 하층부의 제2 유체(FL2)로 이동하는 과정에서, 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)의 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다.
도 14(b)를 참조하면, 친수성 물질로 코팅된 자성체층(140)은 제2 유체(FL2)에 놓이도록 회전하고, 소수성 물질로 코팅된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)은 제1 유체(FL1)에 놓이도록 회전할 수 있다.
예를 들어, 유체층 내에서 자성체층(140)은 LED칩 정렬 기판(20) 방향으로 향하고, 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)은 LED칩 정렬 기판(20)의 반대 방향으로 향할 수 있다.
이에 따라, LED칩(10)은 상기 제1 유체(FL1) 및 상기 제2 유체(FL2)의 경계면에서 스스로 수직 정렬될 수 있다.
도 15는 정렬 도선(230)에 의해 단위셀 내부에 자기장이 형성되는 것을 나타내는 도면이고, 도 16은 자기장에 의해 LED칩(10)이 LED칩 정렬 기판(20)에 안착되는 것을 나타내는 도면이다.
도 15에서 보듯이, 정렬 도선(230)은 LED칩 정렬 기판(20) 방향의 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
예를 들어, 정렬 도선(230)은 상기 전류가 흐름으로써, 상기 외측 영역에서 상기 내측 영역 방향으로 향하는 상기 결합 유도 자기장을 형성할 수 있다.
구체적으로, 정렬 도선(230)은 입력단 및 출력단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류는 정렬 도선(230)의 입력단으로 입력되고, 출력단으로 출력될 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 순환 구조를 따라 일정한 방향으로 흐를 수 있다.
예를 들어, 상기 전류의 방향은 정렬 도선(230)의 순환 구조에 따른 시계 방향일 수 있다. 전류는 정렬 도선(230)의 순환 구조를 따라 시계방향으로 흐를 수 있다. 이 경우, 결합 유도 자기장은 베이스 기판(210) 방향으로 형성될 수 있다.
도 16에서 보듯이, LED칩(10)은 결합 유도 자기장에 의해 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀 각각에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격벽(220)은 경사면을 포함할 수 있다. 격벽(220)은 경사면을 이용하여 LED칩(10)을 LED칩 정렬 기판(20) 상에 수직 정렬시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 LED칩(10)은 상기 경사면에 의해 슬라이딩됨으로써, 상기 단위셀에 수직 방향으로 안착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 LED칩(10)은 상기 정렬 도선(230)과 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성함으로써, 상기 정렬 도선(230)에 결합될 수 있다.
예를 들어, 상기 정렬 도선(230)은 공융 용융(Eutectic melting)됨으로써, LED칩(10)과 유텍틱 접합을 형성할 수 있다. 유텍틱 접합에 따라, LED칩(10)은 LED칩 정렬 기판(20)에 반영구적으로 결합될 수 있다.
일 실시예에서, LED칩(10)이 구동될 때, 구동 전극(240)은 LED칩(10)에 구동 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 제2 실시예에 따른 LED칩 정렬 기판(20)은 LED칩(10)을 빠르고 정확하게 수직 정렬하고, 구동할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 LED칩 정렬 기판(20)을 이용하면, LED칩(10)이 결합 유도 자기장에 의해 LED칩 정렬 기판(20)의 단위셀 각각에 효율적이고, 정확하게 전사될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 마이크로 발광소자칩 손상 및 낮은 throughput 문제점을 내재하고 있는 pick-and-place 전사방식의 근본적 한계를 극복할 수 있고, 전사 후 전극 연결을 위한 공정이 추가적으로 필요하지 않아 공정시간을 단축하고 불량 화소를 간단하게 리페어 할 수 있으며, 무기물 GaN 기반의 마이크로 발광소자 전사공정을 양산수준으로 상용화하여 마이크로/나노 마이크로 발광소자 조명 및 디스플레이를 실현할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
10: LED칩 110: 제1 도전형 반도체층
120: 활성층 130: 제2 도전형 반도체층
140: 자성체층 20: LED칩 정렬 기판
210: 베이스 기판 220: 격벽
230: 정렬 도선 240: 구동 전극
FL1: 제1 유체 FL2: 제2 유체

Claims (19)

  1. 베이스 기판;
    단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽; 및
    상기 격벽 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩과 결합되는 정렬 도선을 포함하고,
    상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판을 내측 영역과 외측 영역으로 구분하고,
    상기 정렬 도선은,
    입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED칩은,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성되는 활성층;
    상기 활성층 상에 형성되는 제2 도전형 반도체층; 및
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 자성체층을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정렬 도선은,
    상기 전류가 흐름으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 상기 결합 유도 자기장을 형성하고,
    상기 LED칩은,
    상기 결합 유도 자기장의 자기력에 의해 이동함으로써, 상기 단위셀 각각의 상기 정렬 도선에 결합되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 도선은,
    상기 베이스 기판의 TFT 드레인 전극과 연결되고,
    상기 TFT 드레인 전극은 상기 정렬 도선에 상기 결합 유도 자기장을 형성하기 위한 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 도선은,
    외부의 전류 공급 회로와 전기적으로 연결되고,
    상기 전류 공급 회로는 상기 정렬 도선에 전류를 공급하고, 상기 정렬 도선에 공급되는 전류의 크기를 조절함으로써 상기 결합 유도 자기장의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 격벽은 경사면을 포함하고,
    상기 LED칩은 상기 경사면에 의해 슬라이딩됨으로써, 상기 단위셀에 수직 방향으로 안착되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 도선의 상기 순환 구조는,
    상기 내측 영역을 포함하는 원형, 상기 내측 영역을 포함하는 사각형, 상기 내측 영역을 포함하는 삼각형, 및 이들의 조합에 따라 상기 내측 영역을 포함하는 다각형 중 적어도 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 LED칩은,
    상기 정렬 도선과 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성함으로써, 상기 정렬 도선에 결합되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 LED칩이 구동될 때, 상기 정렬 도선은,
    상기 LED칩 구동을 위한 구동 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 배치되는 구동 전극을 더 포함하고,
    상기 구동 전극은,
    상기 LED칩이 구동될 때, 상기 LED칩과 전기적으로 연결되어 상기 LED칩에 구동 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구동 전극은,
    단일한 양극 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구동 전극은,
    양극 전극 및 음극 전극을 포함하고,
    상기 LED칩은,
    상기 양극 전극 및 상기 음극 전극에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 정렬 도선은 절연막이 도포되고,
    상기 절연막은 유체층 내에서 전류 흐름에 의한 상기 정렬 도선의 전기 도통(electrical short) 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 정렬 기판.
  14. 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층, 및 자성체층을 포함하는 LED칩;
    상기 LED칩이 이동하기 위한 유체층; 및
    상기 LED칩이 결합되는 LED칩 정렬 기판을 포함하고,
    상기 LED칩 정렬 기판은,
    베이스 기판;
    경사면을 포함하고, 단위셀의 경계를 구분함으로써 상기 단위셀을 정의하는 격벽; 및
    상기 격벽 사이에 순환 구조로 배치되고, LED칩과 결합되는 정렬 도선을 포함하고,
    상기 순환 구조는 상기 단위셀 각각의 상기 베이스 기판을 내측 영역과 외측 영역으로 구분하고,
    상기 정렬 도선은,
    입력단 및 출력단을 통해 전류가 인가됨으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 결합 유도 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 수직 정렬 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정렬 도선은,
    상기 전류가 흐름으로써, 상기 베이스 기판의 상기 내측 영역에 상기 결합 유도 자기장을 형성하고,
    상기 LED칩은,
    상기 결합 유도 자기장의 자기력에 의해 이동함으로써, 상기 단위셀 각각의 상기 정렬 도선에 결합되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 수직 정렬 어셈블리.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 LED칩이 공급되는 상기 유체층은 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고,
    상기 제1 유체는 소수성 유체이고,
    상기 제2 유체는 친수성 유체이고,
    상기 제1 유체는 상기 제2 유체의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 수직 정렬 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 LED칩에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층은 친수성 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 수직 정렬 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 LED칩은 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 경계면에서,
    상기 소수성 물질로 코팅된 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 유체에 놓이도록 회전하고, 상기 친수성 물질로 코팅된 상기 자성체층은 상기 제2 유체에 놓이도록 회전함으로써, 수직 정렬되는 것을 특징으로 하는,
    LED칩 수직 정렬 어셈블리.
  19. LED칩에 표면 처리를 수행하는 단계;
    상기 LED칩을 유체 안에서 수직 정렬하는 단계;
    순환 구조의 정렬 도선에 전류를 인가하는 단계;
    정렬 기판 방향의 결합 유도 자기장을 형성하는 단계;
    상기 결합 유도 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 상기 정렬 기판의 단위셀에 근접하게 이동시키는 단계;
    유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성하여 상기 LED칩을 상기 정렬 기판에 결합하는 단계를 포함하는,
    LED칩 수직 정렬 방법.
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