WO2022169199A1 - 마이크로 반도체 칩 전사 기판, 이를 활용하는 디스플레이 전사 구조물, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치 제조방법 - Google Patents
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Definitions
- the disclosed embodiments relate to a micro-semiconductor chip transfer substrate, a display transfer structure using the same, a display apparatus, and a method of manufacturing the display apparatus.
- LEDs Light emitting diodes
- a pick and place method is used as a method for transferring micro LEDs.
- the productivity is lowered.
- micro-semiconductor chip transfer substrate in which a plurality of micro-semiconductor chips can be efficiently disposed on a large-area substrate, a display transfer structure using the same, a display apparatus, and a method of manufacturing the display apparatus.
- a mold comprising: a mold including a plurality of grooves formed to enter a predetermined depth from an upper surface; and a surface energy reduction pattern formed on the upper surface in a region between the plurality of grooves and having a plurality of concavo-convex patterns.
- a width of the concave-convex pattern may be 50% or less of a width of the groove.
- An interval between adjacent concave-convex patterns among the plurality of concavo-convex patterns may be smaller than a width of the groove.
- An interval, s, between adjacent concavo-convex patterns among the plurality of concavo-convex patterns may satisfy the following condition.
- w1 and w2 denote widths of the groove and the concave-convex pattern, respectively.
- the surface energy reduction pattern may include a plurality of convex patterns protruding upward from the upper surface.
- the convex pattern may be made of a material different from that of the mold.
- the convex pattern may be made of a metal material.
- the surface energy reduction pattern may further include a filling pattern made of a material different from the convex pattern and filling an area between the plurality of convex patterns.
- the surface energy reduction pattern and the mold may be integrally formed of the same material.
- It may include a plurality of concave patterns introduced downward from the upper surface of the mold.
- a depth at which the plurality of concave patterns are introduced may be less than or equal to a depth at which the plurality of grooves are introduced.
- the surface energy reduction pattern may be formed by roughing the upper surface of the mold.
- a width of the concave-convex pattern may be 50% or less of a width of the micro-semiconductor chip.
- An interval, s, between adjacent concavo-convex patterns among the plurality of concavo-convex patterns may satisfy the following condition.
- w3 and w2 denote widths of the micro-semiconductor chip and the concave-convex pattern, respectively.
- the display transfer structure may further include a driving circuit for driving the micro semiconductor chip.
- the driving circuit may be disposed in the micro-semiconductor chip transfer substrate.
- the display device may further include a circuit board disposed under the micro-semiconductor chip transfer substrate and including the driving circuit.
- an electronic device including the above-described display device is provided.
- micro-semiconductor chip transfer substrate has a surface energy reduction pattern, so that the micro-semiconductor chips can be well moved into the groove and aligned.
- a plurality of micro-semiconductor chips may be well aligned in place within a large area.
- FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to an embodiment.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a partial region of FIG. 1 .
- FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a gap requirement between concavo-convex patterns provided in the micro-semiconductor chip transfer substrate of FIG. 1 in relation to the size of the micro-semiconductor chip.
- FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an interval between concavo-convex patterns provided on a transfer substrate according to a comparative example.
- 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to another exemplary embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to another embodiment.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to another embodiment.
- FIG. 8 is a perspective view showing a schematic structure of a display transfer structure according to an embodiment.
- FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a partial region of FIG. 8 .
- FIG. 10 is a view for explaining a process of forming the display transfer structure of FIG. 8 .
- FIG. 11 is a photomicrograph showing the manufactured display transfer structure of FIG. 8 .
- FIG. 12 is a photomicrograph showing a display transfer structure according to a manufactured, comparative example.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- 15 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- 16 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- 17 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- 19 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display device according to an embodiment.
- FIG 20 shows that the micro semiconductor chip provided in the display transfer structure according to the embodiment is transferred to the display substrate.
- 21 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a display device according to another exemplary embodiment.
- FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a display device according to another exemplary embodiment.
- FIG. 23 is a flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a display device according to an embodiment.
- 24 is a schematic block diagram of an electronic device according to an embodiment.
- ...unit and “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .
- FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to an embodiment
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a partial region of FIG. 1 .
- the micro-semiconductor chip transfer substrate 130 includes a mold 110 having a plurality of grooves HO, and a plurality of concave-convex patterns formed in a region between the plurality of grooves HO in the upper surface 110a of the mold 110 . It includes a surface energy reduction pattern (SP) made of.
- the surface energy reduction pattern SP includes a plurality of convex patterns 120 protruding upward from the upper surface 110a of the mold 110 .
- the micro-semiconductor chip transfer substrate 130 is for arranging a plurality of micro-semiconductor chips (not shown) in the plurality of grooves HO in a fluid self-alignment (FSA) method.
- FSA fluid self-alignment
- the illustrated shape of the groove HO is shown as a quadrangle, it is not limited thereto, and for example, it may be deformed into other shapes such as a circular shape, an oval shape, and the like.
- the shape of the groove HO may have a shape corresponding to the shape of the micro-semiconductor chip to be aligned inside the groove HO.
- the surface energy reduction pattern SP including the plurality of convex patterns 120 formed on the transfer substrate 130 lowers the surface energy of the upper surface 110a of the mold connected to the groove HO so that the micro semiconductor chip is formed in the mold 110 . It is provided to prevent it from being fixed to the upper surface 110a of the . In other words, the sliding of the micro-semiconductor chip 140 on the upper surface 110a of the mold 110 is improved by the surface energy reduction pattern SP, so that the micro-semiconductor chip 140 is not compressed at a position other than the original position. It can move well into the home (HO).
- the groove HO It is not allowed to enter, and a cleaning process for removing these micro-semiconductor chips is required.
- a pressing process for fixing the micro-semiconductor chip entering the groove HO is usually performed before the cleaning process, the process of removing the micro-semiconductor chip fixed to the mold outer surface 110a is not easy, and the yield is lowered.
- the surface energy between the interface in which the two surfaces are in contact is proportional to the contact area. It can be lowered, so that the micro-semiconductor chip moves well into the groove HO.
- the width w2 of the convex pattern 120 and the spacing s between the convex patterns 120 are determined without the micro-semiconductor chip 140 being fixed on the convex pattern 120 or on the mold upper surface 110a. , may be set so that a path moving toward the groove HO is not obstructed by being caught in the convex pattern 120 .
- the cross-sectional shape of the convex pattern 120 is shown as a circle, this is exemplary. It can be changed into various polygonal shapes, annular shapes, ovals, or other shapes.
- the width w1 of the groove HO is formed to be larger than the width of the micro-semiconductor chip to be seated in the groove HO.
- the width w1 of the groove HO may be less than twice the width of the micro semiconductor chip so that two or more micro-semiconductor chips cannot fit into one groove HO.
- FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a gap requirement between convex patterns provided in the micro-semiconductor chip transfer substrate of FIG. 1 in relation to the size of the micro-semiconductor chip.
- the width w2 of the convex pattern 120 is smaller than the width w3 of the micro-semiconductor chip 140 , and the width w3 of the micro-semiconductor chip 140 is the groove HO in which the micro-semiconductor chip 140 is to be seated. ) is smaller than the width w1.
- the width w1 of the micro semiconductor chip 140 may be 95% or less, 90% or less, or 80% or less of the width w1 of the groove HO, and may be greater than 50%.
- the width w2 of the convex pattern 120 is 50 of the width w1 of the micro-semiconductor chip 140 . % or less, or 30% or less, or 10% or less.
- the interval s between the adjacent convex patterns 120 is set to be smaller than the width w1 of the micro-semiconductor chip 140 .
- both ends of the micro-semiconductor chip 140 are the adjacent convex patterns 120 .
- the maximum value sc of the interval s between the adjacent convex patterns 120 may be set.
- the interval, s, between adjacent convex patterns may satisfy the following condition.
- the interval s between the convex patterns 120 may satisfy the following condition in relation to the width w1 of the groove HO.
- w1 may be the width in any direction of the bottom surface of the micro-semiconductor chip 140
- w3 may be the width in any direction of the groove HO
- ) may be the width and spacing in any direction in a plane perpendicular to the Z direction as well as the illustrated X direction.
- the interval s between the convex patterns 120 may be set to be equal to or less than the maximum value sc , or 90% or less, or 80% or less, or 50% or less thereof.
- the height of the convex pattern 120 is not particularly limited, and may be set to be similar to or less than the height of the micro-semiconductor chip 140 .
- FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example in which spacing between convex patterns provided on a transfer substrate according to a comparative example is not appropriate.
- both ends of the micro-semiconductor chip 140 take the upper and lower portions of the adjacent convex patterns 12, as shown. This may make it difficult for the micro-semiconductor chip 140 to move into the groove HO.
- 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to another exemplary embodiment.
- the surface energy reduction pattern SP1 of the micro-semiconductor chip transfer substrate 131 of the embodiment of FIG. 5A includes a plurality of concave patterns 121 introduced from the upper surface 110a of the mold 110 .
- the depth H2 at which the concave pattern 121 is introduced may be less than or equal to the depth H1 of the groove HO.
- the groove HO and the concave pattern 121 may be formed together.
- the depth H2 into which the concave pattern 121 is inserted may be the same as the depth H1 of the groove HO. . In this case, a process in which the groove HO and the concave pattern 121 are formed together when the mold 110 is manufactured may be easier.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to another embodiment.
- the surface energy reduction pattern SP2 of the micro-semiconductor chip transfer substrate 132 of the present embodiment has a plurality of convex patterns 123 protruding from the upper surface of the mold 110 and a region between the plurality of convex patterns 123 . and a filling pattern 124 filling the .
- the filling pattern 124 is made of a material different from that of the convex pattern 123 .
- the convex pattern 123 and the filling pattern 124 are formed to have substantially the same height, thereby forming an overall flat surface.
- One of the material forming the convex pattern 123 and the material forming the filling pattern 124 may be a hydrophilic material and the other may be a hydrophobic material.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a micro-semiconductor chip transfer substrate according to another embodiment.
- the surface energy reduction pattern SP3 of the micro-semiconductor chip transfer substrate 133 includes a plurality of convex patterns 126 formed by roughing the mold surface.
- the convex pattern 126 is illustrated as being integral with the mold 110 , but is not limited thereto, and may be formed by forming a metal layer on the mold 110 and then roughing the surface of the metal layer.
- the micro semiconductor chip transfer substrates 130 , 131 , 132 , and 133 described with reference to FIGS. 1 to 7 may form a display transfer structure to be applied as a display device by aligning the micro semiconductor chips in the plurality of grooves HO. .
- FIG. 8 is a perspective view showing a schematic structure of a display transfer structure according to an embodiment
- FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a partial region of FIG. 8 .
- the display transfer structure 100 includes a mold 110 in which a plurality of grooves HO are formed and a transfer substrate 130 including a surface energy reduction pattern SP formed on an upper surface of the mold 119 and the grooves HO. and a micro-semiconductor chip 140 disposed thereon.
- the micro semiconductor chip 140 may include various types of semiconductor chips having a micro size, and the micro size may be 1000 ⁇ m or less, or 200 ⁇ m or less, or 100 ⁇ m or less, or 50 ⁇ m or less.
- the micro semiconductor chip 140 is, for example, a light emitting diode (LED), a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), a CMOS image sensor (CIS), a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL), or a photo diode (PD). , a memory device, a 2D material device, and the like.
- the 2D material may be graphene or carbon nano tube (CNT).
- the micro semiconductor chip 140 may be described as an LED chip, but is not limited thereto.
- the micro-semiconductor chip 140 may include an n-type semiconductor layer 145 , an active layer 146 , and a p-type semiconductor layer 147 .
- the n-type semiconductor layer 145 may include n-type GaN
- the p-type semiconductor layer 147 may include p-type GaN, but is not limited thereto.
- the active layer 146 may have, for example, a quantum well structure or a multi-quantum well structure.
- a first electrode 148 and a second electrode 149 are disposed on the micro semiconductor chip 140 .
- the first electrode 148 is electrically connected to the n-type semiconductor layer 145
- the second electrode 149 is electrically connected to the p-type semiconductor layer 147 .
- the micro-semiconductor chip 140 may have a horizontal electrode structure, that is, as shown, the first electrode 148 and the second electrode 149 may be disposed in the same direction as the micro-semiconductor chip 140 .
- the detailed shape of the micro-semiconductor chip 140 is exemplary and not limited thereto.
- the cross-sectional shape of the micro-semiconductor chip 140 is shown in a circular shape, but is not limited thereto, and may be, for example, a rectangular shape.
- FIG. 10 is a view for explaining a process of forming the display transfer structure of FIG. 8 .
- the 10 shows a plurality of micro-semiconductor chips ( 140) has been supplied. After supplying a predetermined liquid to the groove HO of the transfer substrate 130 , the plurality of micro semiconductor chips 140 are directly sprayed on the transfer substrate 130 or included in a predetermined suspension. It may be supplied on the transfer substrate 130 .
- the liquid supplied to the groove HO may be any kind of liquid as long as it does not corrode or damage the micro semiconductor chip 140 , and a spray method, a dispensing method, an inkjet dot method, or a liquid transfer substrate 130 .
- a method of pouring it into the can be used in various ways.
- the liquid may include, for example, one or a combination of a plurality of groups including water, ethanol, alcohol, polyol, ketone, halocarbon, acetone, flux, and organic solvent.
- the organic solvent may include, for example, isopropyl alcohol (IPA).
- the plurality of micro-semiconductor chips 140 may be directly sprayed onto the transfer substrate 130 without any other liquid, or may be supplied onto the transfer substrate 130 in a state of being included in a suspension.
- the absorber 80 may scan the transfer substrate 130 . As the absorber 80 comes into contact with the transfer substrate 130 and passes through the plurality of grooves HO according to scanning, the micro-semiconductor chip 140 may be moved into the grooves HO, and also in the grooves HO. It can absorb liquid.
- the absorbent material 80 is sufficient as long as it is a material capable of absorbing a liquid, and its shape or structure is not limited.
- the absorbent material 80 may include, for example, fabric, tissue, polyester fiber, paper, or wiper.
- the absorbent material 80 may be used alone without other auxiliary devices, but is not limited thereto, and may be coupled to the support 70 for convenient scanning of the transfer substrate 130 .
- the support 70 may have various shapes and structures suitable for scanning the transfer substrate 130 .
- the support 70 may have the form of, for example, a rod, a blade, a plate, or a wiper.
- the absorbent material 80 may be provided on one side of the support 70 or may surround the support 70 .
- the shape of the absorber 80 of the support 70 is not limited to the illustrated rectangular cross-sectional shape, and may have a circular cross-sectional shape.
- the absorber 80 may be scanned while pressing the transfer substrate 130 with an appropriate pressure. Scanning is, for example, a sliding method, a rotating method, a translating motion method, a reciprocating motion method, a rolling method, a spinning method, and/or the absorbent 80 of the absorbent material 80 . Alternatively, it may be performed in various ways such as a rubbing method, and may include both a regular method and an irregular method. Scanning may be performed by moving the transfer substrate 130 instead of moving the absorber 80, and scanning of the transfer substrate 130 may also be performed in a manner such as sliding, rotating, translational reciprocating, rolling, spinning, and/or rubbing. can be performed with Of course, it is also possible that scanning is performed by cooperation of the absorber 80 and the transfer substrate 130 .
- FIG. 11 is an electron micrograph showing the fabricated display transfer structure of FIG. 8 .
- the micro-semiconductor chip 140 exists only inside the groove HO and does not remain in other positions.
- the occupancy of the convex pattern 120 that is, the fill factor, which is the ratio of the area occupied by the convex pattern 120 to the total area of the mold outer surface 110a connected to the groove HO, is 25 %, 45%, and 71% were performed.
- the convex pattern 120 prevents the micro-semiconductor chip 140 from being compressed at another position, thereby improving sliding and improving spreading efficiency. As a result, a clean state of 99.9% or more was confirmed at positions excluding the inside of the groove HO.
- FIG. 12 is a photomicrograph showing a display transfer structure according to a manufactured, comparative example.
- the display transfer structure according to the comparative example is manufactured using a transfer substrate not provided with the convex pattern 120 , and a plurality of micro semiconductor chips 140 remain on the surface of the transfer substrate, not the groove HO.
- the transfer substrate 130 exemplifies that the mold 110 and the convex pattern 120 are made of different materials, but the mold 110 and the convex pattern 120 are made of the same material. may be made, and may be formed integrally.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- the display transfer structure 101 includes a transfer substrate 131 and a micro semiconductor chip 140 disposed in the groove HO of the transfer substrate 131 .
- the transfer substrate 131 is substantially the same as the transfer substrate 131 described with reference to FIG. 5A .
- the transfer substrate 131 may be changed to the transfer substrate 131 ′ described with reference to FIG. 5B .
- FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- the display transfer structure 102 of this embodiment has a shape in which the micro semiconductor chip 140 is disposed in the groove HO of the transfer substrate 132 described with reference to FIG. 6 .
- 15 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- the display transfer structure 103 has a shape in which the micro semiconductor chip 140 is disposed in the groove HO of the transfer substrate 133 described with reference to FIG. 7 .
- the above-described display transfer structures 100 , 101 , 102 , and 103 may be applied as a display device using the micro semiconductor chip 140 .
- the plurality of micro-semiconductor chips 140 provided in the above-described display transfer structures 100, 101, 102, and 103 emit a plurality of red light (R), green light (G), and blue light (B).
- R red light
- G green light
- B blue light
- the display transfer structures 100, 101, 102, and 103 may be applied to a display device in which a plurality of micro semiconductor chips 140 operate as individual pixels, for example, an RGB self-luminous micro LED TV.
- the display transfer structures 100 , 101 , 102 , and 103 may be used as a whole as a display device, or a micro semiconductor chip provided in the display transfer structures 100 , 101 , 102 , 103 . (140) may be transferred to the TFT substrate by bonding (Eutectic Bonding).
- the display transfer structures 100, 101, 102, and 103 may be directly utilized as a display substrate to configure a display device.
- 16 to 19 exemplify a display transfer structure further provided with an additional structure to be utilized as a display substrate.
- 16 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- the display transfer structure 104 of this embodiment has a form in which an additional material layer is further provided in the display transfer structure 100 of FIG. 8 .
- the display transfer structure 104 includes an insulating layer 170 formed in the groove HO, and a circuit element 181 connected to the first electrode 148 and the second electrode 149 of the micro semiconductor chip 140 . (182) may be further included.
- the circuit elements 181 , 182 may form part of a driving circuit for driving the micro semiconductor chip 140 .
- 17 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- the display transfer structure 105 of the present embodiment is a structure that utilizes a circuit board 115 having a driving circuit for driving the micro-semiconductor chip 140 as the transfer substrate 135 , and thus the display transfer structure 104 described above. ) is different from Circuit elements including a driving transistor, a switch transistor, and a capacitor may be provided in the circuit board 115 .
- a groove HO is formed in the circuit board 115, and a plurality of convex patterns 120 are provided on the outer surface 115a of the circuit board 115 connected to the groove HO, so that the grooves ( The micro semiconductor chip 140 is aligned in the HO). Accordingly, the additional process is minimized and the display transfer structure 105 can be utilized as a display device.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display transfer structure according to another embodiment.
- the display transfer structure 106 of this embodiment includes a circuit board 160 disposed under the transfer substrate 130 .
- the circuit board 1160 may include circuit elements including a driver, a transistor, a switch transistor, a capacitor, and the like, and the circuit elements of the circuit board 160 pass through the conductive vias 190 penetrating the mold 110 into microscopic structures. It may be electrically connected to the semiconductor chip 140 .
- the display transfer structures 104, 105, and 106 described in FIGS. 16 to 18 are illustrated as further provided with an additional structure to the display transfer structure 100 of FIG. 8 , but are not limited thereto, and FIGS. 13 to FIG.
- the display transfer structures 101, 102, and 103 exemplified in 15 may be changed to a form in which the above-described additional structures are provided.
- 19 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a display device according to an embodiment.
- the display device 1000 includes a display transfer structure 106 and a color conversion layer 1100 disposed on the display transfer structure 106 .
- the display transfer structure 106 includes a mold 110 having a groove HO, convex patterns 120 formed on a surface of the mold 110 , and a micro semiconductor chip 140 disposed in the groove HO.
- the display transfer structure 106 is shown in the form illustrated in FIG. 18 , but is not limited thereto, and may be changed to the display transfer structure 104 of FIG. 16 , the display transfer structure 105 of FIG. 17 , or a form modified therefrom. can
- a passivation layer 1005 made of an insulating material may be disposed on the display transfer structure 106 , and a color conversion layer 1100 may be disposed on the passivation layer 1005 .
- the color conversion layer 1100 includes a first color conversion layer 1100B that converts light from the micro-semiconductor chip 140 into first color light, and a second color conversion layer 2152 that converts light into second color light. ) and a third color conversion layer 1100R for converting light into third color light.
- the first color light may be, for example, blue light
- the second color light may be, for example, green light
- the third color light may be, for example, red light.
- the first color conversion layer 1100B, the second color conversion layer 1100G, and the third color conversion layer 1100R are spaced apart from each other with the barrier rib 1110 interposed therebetween, and are disposed to face the micro-semiconductor chip 140 , respectively. do.
- the first color conversion layer 1100B may include a resin that transmits the blue light.
- the second color conversion layer 1100G may convert blue light emitted from the micro-semiconductor chip 140 to emit green light.
- the second color conversion layer 1100G may include quantum dots (QDs) or phosphors that are excited by blue light from the micro-semiconductor chip 2130 to emit green light.
- the third color conversion layer 1100R may change the blue light emitted from the micro-semiconductor chip 140 into red light.
- the third color conversion layer 1100R may include quantum dots (QDs) or phosphors that are excited by blue light emitted from the micro-semiconductor chip 140 and emit red light.
- the quantum dots included in the second color conversion layer 1100G and the third color conversion layer 1100R have a core-shell structure having a core portion and a shell portion, or have a particle structure without a shell.
- the core-shell structure may be a single-shell or multi-shell structure, such as a double-shell structure.
- the quantum dots may include a group II-VI series semiconductor, a group III-V series semiconductor, a group IV-VI series semiconductor, a group IV series semiconductor, and/or graphene quantum dots.
- the quantum dots may include, for example, Cd, Se, Zn, S and/or InP, and each quantum dot may have a diameter of several tens of nm or less, for example, a diameter of about 10 nm or less.
- Quantum dots included in the second color conversion layer 1100G and the third color conversion layer 1100R may have different sizes.
- a capping layer 1200 may be disposed on the color conversion layer 1100 , and a color filter layer 1300 may be disposed on the capping layer 1200 .
- the color filter layer 1300 includes a first filter 1300B, a second filter 1300G, and a third filter 1300R spaced apart with a black matrix 1310 therebetween.
- the first filter 1300B, the second filter 1300G, and the third filter 1300R face the first color conversion layer 1100B, the second color conversion layer 1100G, and the third color conversion layer 1100R, respectively. is laid out
- the first filter 1300B, the second filter 1300G, and the third filter 1300R transmit blue light, green light, and red light, respectively, and absorb light of other colors.
- the color filter layer 1300 may be omitted.
- the color filter layer 1300 When the color filter layer 1300 is provided, light emitted without color conversion from the second color conversion layer 1100G, that is, light other than green light, or light without color conversion from the third color conversion layer 1100R
- the used light that is, light other than red light may be filtered by the second filter 1300G and the third filter 1300R, respectively, so that color purity may be increased.
- a protective substrate 1400 made of a transparent material may be disposed on the color filter layer 1300 .
- the micro semiconductor chip 140 provided in the display transfer structures 100 , 101 , 102 , and 103 may be transferred to a display substrate and applied as a display device.
- FIG 20 shows that the micro semiconductor chip provided in the display transfer structure according to the embodiment is transferred to the display substrate.
- the display transfer structure 100 may serve as a transfer mold for transferring the micro semiconductor chip 140 to another location.
- the micro-semiconductor chip 140 may be transferred by bonding onto the display substrate 165 provided with a driving circuit such as a TFT for driving the micro-semiconductor chip 140 . Since the micro semiconductor chip 140 is well positioned inside the groove HO by the convex pattern 120 formed on the surface 110a of the mold 110 having the groove HO, a predetermined position on the display substrate 165 . can be well transferred to After the micro-semiconductor chip 140 is bonded and transferred onto the display substrate 165 , a display device may be completed through an additional process.
- the display transfer structure 100 is illustrated in FIG. 20 , the display transfer structures 101 , 102 , and 103 may be used as a transfer mold. By utilizing the display transfer structures 100, 101, 102, and 103, the manufacturing yield of the display device may be improved.
- 21 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a display device according to another exemplary embodiment.
- the display apparatus 1001 includes a display substrate 165 having a driving circuit, and a micro semiconductor chip 140 transferred from the display transfer structure 100 to the display substrate 165 as described with reference to FIG. 20 .
- the micro semiconductor chip 140 may have a horizontal electrode structure as described above, and the first electrode 148 and the second electrode 149 may be disposed in the same direction of the micro semiconductor chip 140 .
- a driving circuit including a transistor and a capacitor is provided in the display substrate 165 , and a first circuit E1 and a second circuit E2 connected to the driving circuit are formed on the display substrate 165 .
- the first electrode 148 may be connected to the first circuit E1
- the second electrode 149 may be connected to the second circuit E2 .
- a first color conversion layer 1100B, a second color conversion layer 1100G, and a third color conversion layer 1100R may be disposed on the micro semiconductor chip 140 .
- the first color conversion layer 1100B, the second color conversion layer 1100G, and the third color conversion layer 1100R are layers that convert the wavelength of light formed in the micro-semiconductor chip 140 to form a color, FIG. 19 . substantially the same as described in Although not shown in the display apparatus 1001 , a color filter layer and a protective substrate may be further provided similarly to the display apparatus 1000 of FIG. 19 .
- FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a schematic structure of a display device according to another exemplary embodiment.
- the micro semiconductor chip 150 has a vertical electrode structure.
- the micro semiconductor chip 150 may include an n-type semiconductor layer 155 , an active layer 156 , and a p-type semiconductor layer 157 .
- a first electrode 158 and a second electrode 159 are respectively disposed on the upper and lower portions of the micro-semiconductor chip 150 .
- the first electrode 158 is electrically connected to the n-type semiconductor layer 155
- the second electrode 159 is electrically connected to the p-type semiconductor layer 157 .
- the micro-semiconductor chip 140 provided in the display transfer structure 100 illustrated in the transfer process of FIG.
- the micro-semiconductor chip 150 may be changed by the display transfer structure 100 .
- ) may be transferred to the display substrate 165 .
- the first electrode 158 may be connected to the first circuit E1
- the second electrode 159 may be connected to the second circuit E2 .
- An insulating layer 172 is provided on the driving circuit board 170 , and the first electrode 158 and the first circuit E1 may be connected through a conductive via penetrating the insulating layer 170 .
- First, second, and third color conversion layers 1100B, 1100G, and 1100R facing the plurality of micro-semiconductor chips 140 may be provided on the plurality of micro-semiconductor chips 140 , respectively.
- the first, second, and third color conversion layers 1100B, 1100G, and 1100R are substantially the same as described with reference to FIG. 19 .
- a color filter layer and a protective substrate may be further provided.
- FIG. 23 is a flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a display device according to an embodiment.
- a micro-semiconductor chip transfer substrate having a surface energy reduction pattern and a plurality of grooves is prepared ( S2100 ).
- the micro-semiconductor chip transfer substrates 130, 131, 132, and 133 as described with reference to FIGS. 1 to 7 or structures modified therefrom may be used.
- a plurality of micro-semiconductor chips are supplied to the top of the prepared micro-semiconductor chip transfer substrate (S2200), and the micro-semiconductor chips are aligned in the groove to form a display transfer structure (S2300).
- the fluid self-alignment (FSA) method as described in FIG. 10 can be used. Due to the surface energy reduction pattern provided on the micro-semiconductor chip transfer substrate, the micro-semiconductor chip can be moved into the groove without being adhered to the top surface of the mold. .
- the display transfer structures 100, 101, 102, and 103 as described with reference to FIGS. 8 to 15, or a structure modified therefrom may be formed.
- the manufactured display transfer structure may be directly utilized as a display substrate (S2400), and a process for forming an additional structure may be performed (S2500).
- a driving circuit may be provided in advance in the micro-semiconductor chip transfer substrate.
- the display transfer structure may be formed by aligning the micro-semiconductor chip on the micro-semiconductor chip transfer substrate, and then the display transfer structure and the driving circuit board may be connected. Steps such as connecting the micro-semiconductor chip and the driving circuit, passivation, and forming a color conversion layer may be further performed.
- the micro semiconductor chip may be transferred onto a separate display substrate provided with a driving circuit and the like (S2500). A method similar to that described in FIG. 20 .
- An additional structure may be further formed on the display substrate to which the micro-semiconductor chip is transferred (S2800). For example, steps such as connecting the micro-semiconductor chip and the driving circuit, passivation, and forming a color conversion layer may be further performed.
- the display apparatuses 1000 ( 1001 , 1002 ) described with reference to FIGS. 19 , 21 , and 22 may be manufactured.
- 16 is a schematic block diagram of an electronic device according to an embodiment.
- an electronic device 8201 may be provided in a network environment 8200 .
- the electronic device 8201 communicates with another electronic device 8202 through a first network 8298 (a short-range wireless communication network, etc.), or a second network 8299 (a long-distance wireless communication network, etc.) ) through another electronic device 8204 and/or the server 8208 .
- the electronic device 8201 may communicate with the electronic device 8204 through the server 8208 .
- the electronic device 8201 includes a processor 8220 , a memory 8230 , an input device 8250 , an audio output device 8255 , a display device 8260 , an audio module 8270 , a sensor module 8276 , and an interface 8277 .
- a haptic module 8279 can be omitted or other components may be added. Some of these components may be implemented as one integrated circuit.
- the sensor module 8276 fingerprint sensor, iris sensor, illuminance sensor, etc.
- the display device 8260 display, etc.
- the processor 8220 may execute software (such as a program 8240) to control one or a plurality of other components (hardware, software components, etc.) of the electronic device 8201 connected to the processor 8220, and , various data processing or operations can be performed. As part of data processing or computation, the processor 8220 loads commands and/or data received from other components (sensor module 8276, communication module 8290, etc.) into volatile memory 8232, and It may process commands and/or data stored in 8232 , and store the resulting data in non-volatile memory 8234 .
- software such as a program 8240
- the processor 8220 includes a main processor 8221 (central processing unit, application processor, etc.) and an auxiliary processor 8223 (graphic processing unit, image signal processor, sensor hub processor, communication processor, etc.) that can be operated independently or together with it. may include The auxiliary processor 8223 may use less power than the main processor 8221 and may perform a specialized function.
- main processor 8221 central processing unit, application processor, etc.
- auxiliary processor 8223 graphics processing unit, image signal processor, sensor hub processor, communication processor, etc.
- the auxiliary processor 8223 may use less power than the main processor 8221 and may perform a specialized function.
- the coprocessor 8223 operates on behalf of the main processor 8221 while the main processor 8221 is in the inactive state (sleep state), or the main processor 8221 while the main processor 8221 is in the active state (the application execution state). Together with the processor 8221 , functions and/or states related to some of the components of the electronic device 8201 (display device 8260 , sensor module 8276 , communication module 8290 , etc.) may be controlled. can The auxiliary processor 8223 (image signal processor, communication processor, etc.) may be implemented as a part of other functionally related components (camera module 8280, communication module 8290, etc.).
- the memory 2230 may store various data required by components (the processor 8220 , the sensor module 8276, etc.) of the electronic device 8201 .
- Data may include, for example, input data and/or output data for software (such as program 8240) and instructions related thereto.
- the memory 8230 may include a volatile memory 8232 and/or a non-volatile memory 8234 .
- the program 8240 may be stored as software in the memory 8230 , and may include an operating system 8242 , middleware 8244 , and/or applications 8246 .
- the input device 8250 may receive commands and/or data to be used in a component (eg, the processor 8220 ) of the electronic device 8201 from outside the electronic device 8201 (eg, a user).
- the input device 8250 may include a remote controller, a microphone, a mouse, a keyboard, and/or a digital pen (such as a stylus pen).
- the sound output device 8255 may output a sound signal to the outside of the electronic device 8201 .
- the sound output device 8255 may include a speaker and/or a receiver.
- the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls.
- the receiver may be integrated as a part of the speaker or may be implemented as an independent device.
- the display device 8260 may visually provide information to the outside of the electronic device 8201 .
- the display device 8260 may include a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
- the display device 8260 may be the display device 1000, 1001, or 1002 described with reference to FIGS. 19, 20, and 21, or the display transfer illustrated in FIGS. 8, 9, and 13 to 18 . It may be a display device including a structure.
- the display device 8260 may include a touch circuitry configured to sense a touch, and/or a sensor circuitry configured to measure the intensity of force generated by the touch (such as a pressure sensor).
- the audio module 8270 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound.
- the audio module 8270 obtains a sound through the input device 8250 or other electronic device (such as the electronic device 8102) directly or wirelessly connected to the sound output device 8255 and/or the electronic device 8201 ) can output sound through the speaker and/or headphones.
- the sensor module 8276 detects an operating state (power, temperature, etc.) of the electronic device 8201 or an external environmental state (user state, etc.), and generates an electrical signal and/or data value corresponding to the sensed state. can do.
- the sensor module 8276 may include a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (Infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, and/or an illuminance sensor. It may include a sensor.
- the interface 8277 may support one or more specified protocols that may be used by the electronic device 8201 to directly or wirelessly connect with another electronic device (such as the electronic device 8102 ).
- the interface 8277 may include a High Definition Multimedia Interface (HDMI), a Universal Serial Bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface.
- HDMI High Definition Multimedia Interface
- USB Universal Serial Bus
- the connection terminal 8278 may include a connector through which the electronic device 8201 may be physically connected to another electronic device (eg, the electronic device 8102 ).
- the connection terminal 8278 may include an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, and/or an audio connector (such as a headphone connector).
- the haptic module 8279 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (vibration, movement, etc.) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
- the haptic module 8279 may include a motor, a piezoelectric element, and/or an electrical stimulation device.
- the camera module 8280 may capture still images and moving images.
- the camera module 8280 may include a lens assembly including one or more lenses, image sensors, image signal processors, and/or flashes.
- the lens assembly included in the camera module 8280 may collect light emitted from a subject, which is an image to be captured.
- the power management module 8288 may manage power supplied to the electronic device 8201 .
- the power management module 8388 may be implemented as part of a Power Management Integrated Circuit (PMIC).
- PMIC Power Management Integrated Circuit
- the battery 8289 may supply power to components of the electronic device 8201 .
- Battery 8289 may include a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, and/or a fuel cell.
- Communication module 8290 establishes a direct (wired) communication channel and/or wireless communication channel between the electronic device 8201 and other electronic devices (electronic device 8102, electronic device 8104, server 8108, etc.); and performing communication through an established communication channel.
- the communication module 8290 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 8220 (such as an application processor) and support direct communication and/or wireless communication.
- the communication module 8290 is a wireless communication module 8292 (a cellular communication module, a short-range wireless communication module, a Global Navigation Satellite System (GNSS, etc.) communication module) and/or a wired communication module 8294 (Local Area Network (LAN) communication). module, power line communication module, etc.).
- a corresponding communication module among these communication modules may be a first network 8298 (a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi Direct, or Infrared Data Association (IrDA)) or a second network 8299 (a cellular network, the Internet, or a computer network (LAN). , WAN, etc.) through a telecommunication network) may communicate with other electronic devices.
- first network 8298 a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi Direct, or Infrared Data Association (IrDA)
- a second network 8299 a cellular network, the Internet, or a computer network (LAN). , WAN, etc.) through a telecommunication network
- These various types of communication modules may be integrated into one component (single chip, etc.) or implemented as a plurality of components (plural chips) separate from each other.
- the wireless communication module 8292 may use subscriber information stored in the subscriber identification module 8296 (such as an International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) within a communication network, such as the first network 8298 and/or the second network 8299 . may identify and authenticate the electronic device 8201 in .
- subscriber information stored in the subscriber identification module 8296 such as an International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
- IMSI International Mobile Subscriber Identifier
- the antenna module 8297 may transmit or receive signals and/or power to the outside (eg, other electronic devices).
- the antenna may include a radiator having a conductive pattern formed on a substrate (PCB, etc.).
- the antenna module 8297 may include one or a plurality of antennas. When a plurality of antennas are included, an antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 8298 and/or the second network 8299 from among the plurality of antennas is selected by the communication module 8290 . can Signals and/or power may be transmitted or received between the communication module 8290 and another electronic device through the selected antenna.
- other components eg, RFIC may be included as part of the antenna module 8297 .
- peripheral devices bus, GPIO (General Purpose Input and Output), SPI (Serial Peripheral Interface), MIPI (Mobile Industry Processor Interface), etc.
- signals commands, data, etc.
- the command or data may be transmitted or received between the electronic device 8201 and the external electronic device 8204 through the server 8108 connected to the second network 8299 .
- the other electronic devices 8202 and 8204 may be the same or different types of electronic devices 8201 . All or some of the operations executed in the electronic device 8201 may be executed in one or more of the other electronic devices 8202 , 8204 , and 8208 .
- the electronic device 8201 needs to perform a function or service, it requests one or more other electronic devices to perform part or all of the function or service instead of executing the function or service itself.
- One or more other electronic devices receiving the request may execute an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 8201 .
- cloud computing, distributed computing, and/or client-server computing technologies may be used.
- a mobile device a car, a head-up display, an augmented/virtual reality device, a large signage, a wearable display, a rollable TV, a stretchable display, etc. can be applied to the product.
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Abstract
실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판은 상부 표면으로부터 소정 깊이로 인입 형성된 복수의 홈을 포함하는 몰드; 및 상기 상부 표면 상에, 상기 복수의 홈 사이의 영역에 형성되고, 복수의 요철 패턴을 구비하는 표면 에너지 감소 패턴;을 포함한다. 이러한 표면 에너지 감소 패턴에 의해 마이크로 반도체 칩을 습식 정렬할 때 마이크로 반도체 칩이 홈 내부를 향하는 미끄러짐이 향상될 수 있다.
Description
개시된 실시예들은 마이크로 반도체 칩 전사 기판 및 이를 활용하는 디스플레이 전사 구조물, 디스플레이 장치, 디스플레이 장치 제조방법에 대한 것이다.
발광 다이오드(Light emitting diode; LED)는 저전력 사용과 친환경적이라는 장점 때문에 산업적인 수요가 증대되고 있으며, 조명 장치나 LCD 백라이트용으로 사용될 뿐 아니라, 디스플레이 장치의 화소로도 적용되고 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.
다수의 마이크로 반도체 칩이 대면적 기판에 효율적으로 배치될 수 있는 마이크로 반도체 칩 전사 기판, 이를 활용한 디스플레이 전사 구조물 및 디스플레이 장치, 디스플레이 장치 제조방법을 제공한다.
실시예에 따르면, 상부 표면으로부터 소정 깊이로 인입 형성된 복수의 홈을 포함하는 몰드; 및 상기 상부 표면 상에, 상기 복수의 홈 사이의 영역에 형성되고, 복수의 요철 패턴을 구비하는 표면 에너지 감소 패턴;을 포함하는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판이 제공된다.
상기 요철 패턴의 폭은 상기 홈의 폭의 50% 이하일 수 있다.
상기 복수의 요철 패턴 중 서로 인접하는 요철 패턴들 사이의 간격은 상기 홈의 폭보다 작을 수 있다.
상기 복수의 요철 패턴 중 서로 인접하는 요철 패턴들 사이의 간격, s는 다음 조건을 만족할 수 있다.
s < (w1-w2)/2
여기서, w1, w2는 각각 상기 홈, 상기 요철 패턴의 폭을 의미한다.
상기 표면 에너지 감소 패턴은 상기 상부 표면으로부터 상부로 돌출된 복수의 볼록 패턴을 포함할 수 있다.
상기 볼록 패턴은 상기 몰드와 다른 물질로 이루어질 수 있다
상기 볼록 패턴은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
상기 표면 에너지 감소 패턴은, 상기 볼록 패턴과 다른 재질로 이루어지고 상기 복수의 볼록 패턴 사이의 영역을 채우는 충진 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 표면 에너지 감소 패턴과 상기 몰드는 같은 재질로 일체형으로 이루어질 수 있다.
상기 몰드의 상부 표면으로부터 하부로 인입된 복수의 오목 패턴을 포함할 수 있다.
상기 복수의 오목 패턴이 인입된 깊이는 상기 복수의 홈이 인입된 깊이 이하일 수 있다.
상기 표면 에너지 감소 패턴은 상기 몰드의 상부 표면을 러핑(roughing)하여 형성될 수 있다.
실시예에 따르면, 상술한 어느 하나의 마이크로 반도체 칩 전사 기판; 및 상기 복수의 홈 중 어느 하나에 배치된 마이크로 반도체 칩;을 포함하는, 디스플레이 전사 구조물이 제공된다.
상기 요철 패턴의 폭은 상기 마이크로 반도체 칩의 폭의 50% 이하일 수 있다.
상기 복수의 요철 패턴 중 서로 인접하는 요철 패턴들 사이의 간격, s는 다음 조건을 만족할 수 있다.
s ≤ (w3-w2)/2
여기서, w3, w2는 각각 상기 마이크로 반도체 칩, 상기 요철 패턴의 폭을 의미한다.
상기 디스플레이 전사 구조물은 상기 마이크로 반도체 칩을 구동하는 구동 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 회로는 상기 마이크로 반도체 칩 전사 기판 내에 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 하부에 배치되며 상기 구동 회로를 구비하는 회로 기판;을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 전술한 어느 하나의 디스플레이 전사 구조물; 상기 마이크로 반도체 칩을 구동하는 구동 회로; 및 상기 전사 기판 상에 배치된 컬러 변환층;을 포함하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
실시예에 따르면, 상술한 디스플레이 장치를 포함하는 전자 장치가 제공된다.
실시예에 따르면, 전술한 어느 하나의 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 복수의 홈 내에 마이크로 반도체 칩을 정렬하는 단계; 및 상기 마이크로 반도체 칩을 구동하기 위한 구동 회로를 구비하는 디스플레이 기판 상에 상기 마이크로 반도체 칩을 전사하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치 제조방법이 제공된다.
상술한 마이크로 반도체 칩 전사 기판은 표면 에너지 감소 패턴을 구비하고 있어, 마이크로 반도체칩들이 홈 내부로 잘 이동되어 정렬될 수 있다.
상술한 디스플레이 전사 구조물은 다수의 마이크로 반도체 칩들이 대면적 내의 정위치에 잘 정렬될 수 있다.
상술한 디스플레이 전사 구조물을 활용하여 대형 디스플레이 장치 등 다양한 종류의 디스플레이 장치가 용이하게 구현될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부 영역을 확대한 단면도이다.
도 3은 도 1의 마이크로 반도체 칩 전사 기판에 구비된 요철 패턴들 간의 간격 요건을 마이크로 반도체 칩의 크기와의 관계에서 설명하는 개념도이다.
도 4는 비교예에 따른 전사 기판에 구비된 요철 패턴의 간격을 보이는 개념도이다.
도 5a 및 도 5b는 다른 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 사시도이다.
도 9는 도 8의 일부 영역을 확대한 단면도이다.
도 10은 도 8의 디스플레이 전사 구조물을 형성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 11은 제조된 도 8의 디스플레이 전사 구조물을 보이는 현미경 사진이다.
도 12는 제조된, 비교예에 따른 디스플레이 전사 구조물을 보이는 현미경 사진이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 19는 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 20은 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물에 구비된 마이크로 반도체 칩이 디스플레이 기판에 전사되는 것을 보인다.
도 21은 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 23은 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 24는 실시예에 따른 전자 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 이러한 용어들은 구성 요소들의 물질 또는 구조가 다름을 한정하는 것이 아니다.
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, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 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 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 영역을 확대한 단면도이다.
마이크로 반도체 칩 전사 기판(130)은 복수의 홈(HO)이 구비된 몰드(110)와 몰드(110)의 상부 표면(110a)에, 복수의 홈(HO) 사이의 영역에 형성된 다수의 요철 패턴으로 이루어진 표면 에너지 감소 패턴(SP)을 포함한다. 본 실시예에서 표면 에너지 감소 패턴(SP)은 몰드(110)의 상부 표면(110a)으로부터 상부로 돌출 형성된 다수의 볼록 패턴(120)을 포함한다.
마이크로 반도체 칩 전사 기판(130)은 FSA(fluid self-alignment) 방식으로 복수의 마이크로 반도체 칩(미도시)들을 복수의 홈(HO) 내부에 배열하기 위한 것이다. 도시된 홈(HO)의 형상은 사각형으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 원형, 타원형 등 기타 형상으로 변형될 수 있다. 홈(HO)의 형상은 홈(HO) 내부에 정렬될 마이크로 반도체 칩의 형상에 상응하는 형상을 가질 수 있다.
전사 기판(130)에 형성된 다수의 볼록 패턴(120)을 포함하는 표면 에너지 감소 패턴(SP)은 홈(HO)과 연결된 몰드 상부 표면(110a)의 표면 에너지를 낮추어 마이크로 반도체 칩이 몰드(110)의 상부 표면(110a)에 고정되는 것을 방지하기 위해 마련되고 있다. 다시 말하면, 표면 에너지 감소 패턴(SP)에 의해 몰드(110)의 상부 표면(110a) 상에서 마이크로 반도체 칩(140)의 미끄러짐이 향상되어 마이크로 반도체 칩(140)이 정위치 외의 다른 위치에 압착되지 않고 홈(HO) 내부로 잘 이동할 수 있다. 예를 들어, 소정 현탁액(suspension)에 분산된 마이크로 반도체 칩이 마이크로 반도체 칩 전사 기판(130) 위로 공급될 때, 마이크로 반도체 칩이 몰드 상부 표면(110a)에 접합 고정되는 경우, 홈(HO)으로 들어가지 못하게 되고, 이러한 마이크로 반도체 칩을 제거하는 클리닝 공정이 요구된다. 또한, 클리닝 공정 전에 통상, 홈(HO)에 들어간 마이크로 반도체 칩을 고정하기 위한 가압 공정이 행해지기 때문에, 몰드 외부 표면(110a)에 고정된 마이크로 반도체 칩을 제거하는 공정은 용이하지 않으며, 수율 저하의 원인이 된다. 일반적으로 두 면이 접하는 계면 간의 표면 에너지는 접촉 면적에 비례하며, 따라서, 볼록 패턴(120)들이 구비되는 경우, 마이크로 반도체 칩의 바닥면과 마이크로 반도체 칩 전사 기판(130) 사이 계면의 표면 에너지가 낮아질 수 있어, 마이크로 반도체 칩이 홈(HO) 내부로 잘 이동하게 된다.
볼록 패턴(120)의 폭(w2), 볼록 패턴(120)들 간의 간격(s)은 마이크로 반도체 칩(140)이 볼록 패턴(120) 상에, 또는 몰드 상부 표면(110a) 상에 고정되지 않고, 또한, 볼록 패턴(120)에 걸려 홈(HO)을 향해 움직이는 경로가 방해되지 않도록 설정될 수 있다. 볼록 패턴(120)의 단면 형상은 원형으로 도시되었으나 이는 예시적인 것이다. 다양한 다각형 형상, 환형, 타원형, 또는 기타 다른 형상으로 변경될 수 있다.
홈(HO)의 폭(w1)은 홈(HO)에 안착될 마이크로 반도체 칩의 폭보다 크게 형성된다. 하나의 홈(HO) 내에 두 개 이상의 마이크로 반도체 칩이 들어갈 수 없도록 홈(HO)의 폭(w1)은 마이크로 반도체 칩의 폭의 두 배 보다 작을 수 있다.
도 3은 도 1의 마이크로 반도체 칩 전사 기판에 구비된 볼록 패턴들 간의 간격 요건을 마이크로 반도체 칩의 크기와의 관계에서 설명하는 개념도이다.
볼록 패턴(120)의 폭(w2)은 마이크로 반도체 칩(140)의 폭(w3)보다 작으며, 마이크로 반도체 칩(140)의 폭(w3)은 마이크로 반도체 칩(140)이 안착될 홈(HO)의 폭(w1)보다 작다. 마이크로 반도체 칩(140)의 폭(w1)은 홈(HO)의 폭(w1)의 95% 이하, 90% 이하, 또는 80% 이하일 수 있고, 50%보다 클 수 있다. 볼록 패턴(120)과 마이크로 반도체 칩(140)간 경계면에서의 표면 에너지를 낮추기 위해, 예를 들어, 볼록 패턴(120)의 폭(w2)은 마이크로 반도체 칩(140)의 폭(w1)의 50% 이하, 또는 30% 이하, 또는 10%이하로 설정될 수 있다.
또한, 서로 인접하는 볼록 패턴(120)들 사이의 간격(s)은 마이크로 반도체 칩(140)의 폭(w1) 보다 작게 설정된다. 한편, 인접하는 볼록 패턴(120)들 사이의 간격(s)이 마이크로 반도체 칩(140)의 폭(w1) 보다 작은 경우에도, 마이크로 반도체 칩(140)의 양단이 인접하는 볼록 패턴(120)의 상부, 하부에 각각 걸려 홈(HO)을 향해 움직일 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해, 인접하는 볼록 패턴(120)들 사이의 간격(s)의 최대값(sc)이 설정될 수 있다.
즉, 서로 인접하는 볼록 패턴들 사이의 간격, s는 다음 조건을 만족할 수 있다.
s ≤ sc = (w3-w2)/2
볼록 패턴(120)들 사이의 간격, s는 홈(HO)의 폭(w1)과의 관계에서 다음 조건을 만족할 수 있다.
s < (w1-w2)/2
이러한 간격(s), 폭(w1)(w2)(w3)의 요건은 도시된 방향과 다른 방향에 대해서도 적용된다. 즉, w1은 마이크로 반도체 칩(140) 바닥면의 임의의 방향의 폭일 수 있고, w3은 홈(HO)의 임의의 방향의 폭일 수 있고, 볼록 패턴(120)들의 폭(w2), 간격(s)은 도시된 X 방향 뿐 아니라, Z 방향에 수직인 면에서의 임의의 방향의 폭, 간격이 될 수 있다.
볼록 패턴(120)들 사이의 간격(s)는 상기 최대값(sc) 이하로, 또는 이의 90% 이하, 또는 80% 이하, 50% 이하로 설정될 수 있다.
볼록 패턴(120)의 높이는 특별히 한정되지 않으며, 마이크로 반도체 칩(140)의 높이와 유사하게, 또는 그 이하로 설정될 수 있다.
도 4는 비교예에 따른 전사 기판에 구비된 볼록 패턴들 간의 간격이 적절하지 않은 예를 보이는 개념도이다.
상술한 요건을 만족하지 않고, 볼록 패턴(12)들 간 간격이 sc보다 큰 경우, 도시된 바와 같이, 마이크로 반도체 칩(140)의 양단이 인접하는 볼록 패턴(12)의 상부, 하부에 걸릴 수 있고, 마이크로 반도체 칩(140)이 홈(HO) 내부로 이동되기 어려워진다.
도 5a 및 도 5b는 다른 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 5a의 실시예의 마이크로 반도체 칩 전사 기판(131)의 표면 에너지 감소 패턴(SP1)은 몰드(110)의 상부 표면(110a)으로부터 인입된 다수의 오목 패턴(121)을 포함한다. 오목 패턴(121)이 인입된 깊이(H2)는 홈(HO)의 깊이(H1) 이하일 수 있다. 몰드(110) 제작시 홈(HO)과 오목 패턴(121)이 함께 형성될 수 있다.
도 5b의 실시예의 마이크로 반도체 칩 전사 기판(131')의 표면 에너지 감소 패턴(SP1')은 오목 패턴(121)이 인입된 깊이(H2)가 홈(HO)의 깊이(H1)와 같을 수 있다. 이러한 경우, 몰드(110) 제작시 홈(HO)과 오목 패턴(121)이 함께 형성되는 공정이 보다 용이할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
본 실시예의 마이크로 반도체 칩 전사 기판(132)의 표면 에너지 감소 패턴(SP2)은 몰드(110)의 상부 표면으로부터 돌출 형성된 다수의 볼록 패턴(123)과, 다수의 볼록 패턴(123)들 사이의 영역을 채우는 충진 패턴(124)을 포함한다. 충진 패턴(124)은 볼록 패턴(123)과 다른 물질로 이루어진다. 볼록 패턴(123)과 충진 패턴(124)은 대략 같은 높이로 형성되어 이들에 의해 전체적으로 평탄한 표면이 형성된다. 볼록 패턴(123)을 이루는 물질, 충진 패턴(124)을 이루는 물질 중 어느 하나는 친수성 물질이고 다른 하나는 소수성 물질일 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
실시예에 따른 마이크로 반도체 칩 전사 기판(133)의 표면 에너지 감소 패턴(SP3)은 몰드 표면을 러핑(roughing)하여 형성된 다수의 볼록 패턴(126)을 포함한다. 볼록 패턴(126)은 몰드(110)와 일체형으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않으며, 몰드(110) 상에 금속층을 형성한 후, 금속층의 표면을 러핑하여 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 7에서 설명한 마이크로 반도체 칩 전사 기판(130)(131)(132)(133)은 복수의 홈(HO)에 마이크로 반도체 칩을 정렬시켜 디스플레이 장치로 적용될 디스플레이 전사 구조물을 구성할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 사시도이고, 도 9는 도 8의 일부 영역을 확대한 단면도이다.
디스플레이 전사 구조물(100)은 복수의 홈(HO)이 형성된 몰드(110) 및 몰드(119) 상면에 형성된 표면 에너지 감소 패턴(SP)을 포함하는 전사 기판(130)과 홈(HO)의 내부에 배치된 마이크로 반도체 칩(140)을 포함한다.
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 있고, 또는 100㎛ 이하, 또는 50㎛ 이하일 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)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. 이하의 설명에서 마이크로 반도체 칩(140)은 LED 칩으로 기술될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9에 도시된, 마이크로 반도체 칩(140)의 예시적인 세부 구조를 살펴보면, 마이크로 반도체 칩(140)은 n형 반도체층(145), 활성층(146), p형 반도체층(147)을 포함할 수 있다. n형 반도체층(145)은 n형 GaN을 포함할 수 있고, p형 반도체층(147)은 p형 GaN을 포함할 수 있으며, 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 활성층(146)은 예를 들어, 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)의 상부에는 제1전극(148), 제2전극(149)이 배치된다. 제1전극(148)은 n형 반도체층(145)과 전기적으로 연결되고, 제2전극(149)은 p형 반도체층(147)과 전기적으로 연결된다. 마이크로 반도체 칩(140)은 수평 전극 구조를 가질 수 있고, 즉, 도시된 바와 같이, 제1전극(148), 제2전극(149)이 마이크로 반도체 칩(140)의 같은 방향으로 배치될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)의 세부 형상은 예시적이며, 이에 한정되지 않는다.
마이크로 반도체 칩(140)의 단면 형상은 원형으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 사각형 형태가 될 수 있다.
도 10은 도 8의 디스플레이 전사 구조물을 형성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 홈(HO)을 구비하는 몰드(110)와 몰드(110)의 외부 표면(110a)에 형성된 볼록 패턴(120)들을 포함하는 구비된 전사 기판(130) 상에 복수의 마이크로 반도체 칩(140)이 공급된 상태를 보이고 있다. 복수의 마이크로 반도체 칩(140)은 전사 기판(130)의 홈(HO)에 소정의 액체를 공급한 후 전사 기판(130) 상에 직접 뿌려지거나, 또는 소정의 현탁액(suspension)에 포함된 상태로 전사 기판(130) 상에 공급될 수 있다.
홈(HO)에 공급되는 액체는 마이크로 반도체 칩(140)을 부식시키거나 손상을 입히지 않는 한 어떠한 종류의 액체라도 가능하며, 스프레이 방법, 디스펜싱 방법, 잉크젯 도트 방법, 액체를 전사 기판(130)에 흘려 보내는 방법 등이 다양하게 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.
복수의 마이크로 반도체 칩(140)은 전사 기판(130)에 다른 액체 없이 직접 뿌려지거나, 현탁액(suspension)에 포함된 상태로 전사 기판(130) 상에 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(130)에 흘려 보내는 방법 등이 다양하게 사용될 수 있다.
흡수재(80)는 전사 기판(130)을 스캐닝할 수 있다. 스캐닝에 따라 흡수재(80)가 전사 기판(130)과 접촉하며 복수 개의 홈(HO)을 지나가면서 마이크로 반도체 칩(140)을 홈(HO) 내부로 이동시킬 수 있고, 또한 홈(HO)에 있는 액체를 흡수할 수 있다. 흡수재(80)는 액체를 흡수할 수 있는 재질이면 족하고, 그 형태나 구조는 한정되지 않는다. 흡수재(80)는 예를 들어, 직물, 티슈, 폴리에스테르 섬유, 종이 또는 와이퍼 등을 포함할 수 있다. 흡수재(80)는 다른 보조 기구 없이 단독으로 사용될 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 전사 기판(130)을 스캐닝하기 편리하도록 지지대(70)에 결합될 수 있다. 지지대(70)는 전사 기판(130)을 스캐닝하기 적합한 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다. 지지대(70)는 예를 들어, 봉(load), 블레이드(blade), 플레이트(plate), 또는 와이퍼(wiper) 등의 형태를 가질 수 있다. 흡수재(80)는 지지대(70)의 어느 한 면에 구비되거나, 지지대(70)의 둘레를 감쌀 수 있다. 지지대(70) 흡수재(80)의 형상은 도시된 사각형 단면 형상에 한정되지 않고, 원형 단면 형상을 가질 수도 있다.
흡수재(80)는 전사 기판(130)을 적절한 압력으로 가압하면서 스캐닝할 수 있다. 스캐닝은 예를 들어, 흡수재(80)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(80)를 이동시키는 대신에, 전사 기판(130)을 이동시켜 수행될 수도 있으며, 전사 기판(130)의 스캐닝 또한 슬라이딩, 회전, 병진 왕복, 롤링, 스피닝, 및 또는 러빙 등의 방식으로 수행될 수 있다. 물론, 흡수재(80)와 전사 기판(130)의 협동에 의해 스캐닝이 수행되는 것도 가능하다.
도 11은 제조된 도 8의 디스플레이 전사 구조물을 보이는 전자 현미경 사진이다.
마이크로 반도체 칩(140)은 홈(HO) 내부에만 존재하며, 다른 위치에는 남아 있지 않음을 확인할 수 있다. 이러한 제조 과정은 볼록 패턴(120)의 점유율, 즉, 홈(HO)와 연결된 몰드 외부 표면(110a)의 전체 면적에 대한 볼록 패턴(120)이 차지한 면적의 비율인 필 팩터(fill factor)를 25%, 45%, 71%로 변화시키며 수행되었다. 볼록 패턴(120)에 의해 마이크로 반도체 칩(140)이 다른 위치에 압착되는 것이 방지되어 미끄러짐이 향상되고 스프레딩 효율이 향상되었다. 결과적으로, 홈(HO) 내부를 제외한 위치에서 99.9% 이상의 클린 상태가 확인되었다.
도 12는 제조된, 비교예에 따른 디스플레이 전사 구조물을 보이는 현미경 사진이다.
비교예에 따른 디스플레이 전사 구조물은 볼록 패턴(120)이 구비되지 않은 전사 기판을 활용하여 제조된 것으로, 다수의 마이크로 반도체 칩(140)이 홈(HO)가 아닌, 전사 기판 표면에 남아있음을 볼 수 있다.
전술한 디스플레이 전사 구조물(100)에서, 전사 기판(130)은 몰드(110)와 볼록 패턴(120)이 서로 다른 재질로 이루어진 것을 예시하였으나, 몰드(110)와 볼록 패턴(120)은 같은 재질로 이루어질 수 있고, 일체형으로 형성될 수도 있다.
도 13은 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
디스플레이 전사 구조물(101)은 전사 기판(131)과, 전사 기판(131)의 홈(HO) 내부에 배치된 마이크로 반도체 칩(140)을 포함한다. 전사 기판(131)은 도 5a에서 설명한 전사 기판(131)과 실질적으로 동일하다. 전사 기판(131)은 도 5b에서 설명한 전사 기판(131')으로 변경될 수도 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 전사 구조물(102)은 도 6에서 설명한 전사 기판(132)의 홈(HO)에 마이크로 반도체 칩(140)이 배치된 형태를 갖는다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물(103)은 도 7에서 설명한 전사 기판(133)의 홈(HO)에 마이크로 반도체 칩(140)이 배치된 형태를 갖는다.
상술한 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)은 마이크로 반도체 칩(140)을 활용하는 디스플레이 장치로 적용될 수 있다. 상술한 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)에 구비된 복수의 마이크로 반도체 칩(140)은 적색 광(R), 녹색 광(G), 청색 광(B)을 발광하는 복수의 LED 칩을 포함할 수 있고, 또는 청색 광(B)을 발광하는 복수의 LED 칩들만으로 이루어질 수도 있다. 이러한 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)은 복수의 마이크로 반도체 칩(140)들이 개별 화소로 동작하는 디스플레이 장치, 예를 들어, RGB 자발광 마이크로 엘이디 TV로 적용될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)이 디스플레이 장치로 전체적으로 활용될 수 있고, 또는 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)에 구비된 마이크로 반도체 칩(140)이 TFT 기판에 본딩(Eutectic Bonding) 전사될 수도 있다.
디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)이 직접, 디스플레이 기판으로 활용되어 디스플레이 장치를 구성할 수 있다. 도 16 내지 도 19의 실시예는 디스플레이 기판으로 활용되도록 추가 구조가 더 구비된 디스플레이 전사 구조물을 예시하고 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 전사 구조물(104)는 도 8의 디스플레이 전사 구조물(100)에 추가 물질층이 더 구비된 형태를 갖는다.
디스플레이 전사 구조물(104)은 홈(HO)의 내부에 형성된 절연층(170)과, 마이크로 반도체 칩(140)의 제1전극(148), 제2전극(149)에 연결되는 회로 요소(181)(182)를 더 포함할 수 있다. 회로 요소(181)(182)는 마이크로 반도체 칩(140)을 구동하는 구동 회로의 일부를 이룰 수 있다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 전사 구조물(105)은 마이크로 반도체 칩(140)을 구동하는 구동 회로를 구비하는 회로 기판(115)을 전사 기판(135)으로 활용하는 구조인 점에서, 전술한 디스플레이 전사 구조물(104)과 차이가 있다. 회로 기판(115)내에는 구동 트랜지스터, 스위치 트랜지스터, 커패시터 등을 포함하는 회로 요소들이 구비될 수 있다. 회로 기판(115)에는 홈(HO)이 형성되고, 홈(HO)과 연결되는 회로 기판(115)의 외부 표면(115a)에는 다수의 볼록 패턴(120)이 구비되어, 습식 정렬 방식으로 홈(HO) 내에 마이크로 반도체 칩(140)이 정렬된다. 따라서, 추가 공정이 최소화되며 디스플레이 전사 구조물(105)이 디스플레이 장치로 활용될 수 있다.
도 18은 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 전사 구조물(106)은 전사 기판(130)의 하부에 배치된 회로 기판(160)을 포함한다. 회로 기판(1160)에는 구동, 트랜지스터, 스위치 트랜지스터, 커패시터 등을 포함하는 회로 요소들이 구비될 수 있고, 회로 기판(160)의 회로 요소들은 몰드(110)를 관통하는 전도성 비어(190)를 통해 마이크로 반도체 칩(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 16 내지 도 18에 설명된 디스플레이 전사 구조물(104)(105)(106)은 도 8의 디스플레이 전사 구조물(100)에 추가 구조가 더 구비된 것으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않고, 도 13 내지 도 15에서 예시한 디스플레이 전사 구조물(101)(102)(103)에 상술한 추가 구조들이 구비되는 형태로 변경될 수 있다.
도 19는 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
디스플레이 장치(1000)는 디스플레이 전사 구조물(106)과, 디스플레이 전사 구조물(106) 상에 배치된 컬러 변환층(1100)을 포함한다. 디스플레이 전사 구조물(106)은 홈(HO)이 구비된 몰드(110)와 몰드(110) 표면에 형성된 볼록 패턴(120)들과 홈(HO)에 배치된 마이크로 반도체칩(140)을 포함한다.
디스플레이 전사 구조물(106)은 도 18에 예시된 형태로 도시되었으나 이에 한정되지 않고, 도 16의 디스플레이 전사 구조물(104), 도 17의 디스플레이 전사 구조물(105), 또는 이들로부터 변형된 형태로 변경될 수 있다.
디스플레이 전사 구조물(106) 상에는 절연 물질로 된 패시베이션 층(1005)이 배치될 수 있고, 패시베이션 층(1005) 상에 컬러 변환층(1100)이 배치될 수 있다.
컬러 변환층(1100)은 마이크로 반도체 칩(140)으로부터의 광을 제1 컬러 광으로 변환하는 제1 컬러 변환층(1100B)과, 광을 제2 컬러 광으로 변환하는 제2 컬러 변환층(2152), 광을 제3 컬러 광으로 변환하는 제3 컬러 변환층(1100R)을 포함할 수 있다. 제1 컬러 광은 예를 들어 청색 광일 수 있고, 제2 컬러 광은 예를 들어, 녹색 광일 수 있고, 제3 컬러 광은 예를 들어, 적색 광일 수 있다. 제1 컬러 변환층(1100B), 제2 컬러 변환층(1100G), 제3 컬러 변환층(1100R)은 격벽(1110)을 사이에 두고 이격 배치되며, 각각 마이크로 반도체 칩(140)을 마주하게 배치된다.
마이크로 반도체 칩(140)이 청색 광을 발광하는 경우 제1 컬러 변환층(1100B)은 청색 광을 투과시키는 레진을 포함할 수 있다. 제2 컬러 변환층(1100G)은 마이크로 반도체 칩(140)으로부터 방출되는 청색 광을 변환해 녹색 광을 방출할 수 있다. 제2 컬러 변환층(1100G)은 마이크로 반도체 칩(2130)로부터 청색 광에 의해 여기되어 녹색 광을 방출하는 양자점들(QD: Quantum Dots) 또는 형광체(phosphor)을 포함할 수 있다. 제3 컬러 변환층(1100R)은 마이크로 반도체 칩(140)으로부터 방출되는 청색 광을 적색 광으로 변화시켜 방출할 수 있다. 제3 컬러 변환층(1100R)은 마이크로 반도체 칩(140)로부터 방출되는 청색 광에 의해 여기되어 적색 광을 방출하는 양자점들(QD: Quantum Dots) 또는 형광체(phosphor)을 포함할 수 있다.
제2 컬러 변환층(1100G), 제3 컬러 변환층(1100R)에 포함되는 양자점은 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 컬러 변환층(1100G), 제3 컬러 변환층(1100R)에 포함되는 양자점은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
컬러 변환층(1100) 상에 캡핑층(1200)이 배치될 수 있고, 캡핑층(1200) 상에 컬러 필터층(1300)가 배치될 수 있다. 컬러 필터층(1300)는 블랙 매트릭스(1310)를 사이에 두고 이격된 제1필터(1300B), 제2필터(1300G), 제3필터(1300R)을 포함한다. 제1필터(1300B), 제2필터(1300G), 제3필터(1300R)는 각각 제1 컬러 변환층(1100B), 제2 컬러 변환층(1100G), 제3 컬러 변환층(1100R)을 마주하게 배치된다. 제1필터(1300B), 제2필터(1300G), 제3필터(1300R)는 각각 청색 광, 녹색 광, 적색 광을 투과시키고 다른 컬러의 광은 흡수한다. 컬러 필터층(1300)은 생략될 수도 있다. 컬러 필터층(1300)이 구비되는 경우, 제2 컬러 변환층(1100G)에서 컬러 변환되지 않고 출사되는 광, 즉, 녹색 광 이외의 광, 또는 제3 컬러 변환층(1100R)에서 컬러 변환되지 않고 출사되는 광, 즉, 적색 광 이외의 광이 각각 제2필터(1300G), 제3필터(1300R)에서 필터링될 수 있어 색 순도가 높아질 수 있다.
컬러 필터층(1300) 상에는 투명 물질로 된 보호 기판(1400)이 배치될 수 있다.
도 16 내지 도 19에서 설명한 것과 달리, 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)에 구비된 마이크로 반도체 칩(140)이 디스플레이 기판에 전사되어 디스플레이 장치로 적용될 수도 있다.
도 20은 실시예에 따른 디스플레이 전사 구조물에 구비된 마이크로 반도체 칩이 디스플레이 기판에 전사되는 것을 보인다.
도시된 바와 같이, 디스플레이 전사 구조물(100)은 마이크로 반도체 칩(140)을 다른 위치로 전사하는 전사 몰드의 역할을 할 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)을 구동하는 TFT 등의 구동 회로가 구비된 디스플레이 기판(165) 상에 마이크로 반도체 칩(140)이 본딩 전사될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(140)은 홈(HO)이 구비된 몰드(110) 표면(110a)에 형성된 볼록 패턴(120)에 의해 홈(HO) 내부에 잘 위치하게 되므로, 디스플레이 기판(165) 상의 정해진 위치에 잘 전사될 수 있다. 디스플레이 기판(165) 상에 마이크로 반도체 칩(140)이 본딩 전사된 후, 추가 공정을 통해 디스플레이 장치가 완성될 수 있다. 도 20에서는 디스플레이 전사 구조물(100)을 예시하였으나, 디스플레이 전사 구조물(101)(102)(103)이 전사 몰드로 활용될 수도 있다. 이러한 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103)을 활용함으로써 디스플레이 장치의 제조 수율이 향상될 수 있다.
도 21은 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
실시예에 따른 디스플레이 장치(1001)는 구동 회로가 구비된 디스플레이 기판(165), 도 20에서 설명한 바와 같이 디스플레이 전사 구조물(100)로부터 디스플레이 기판(165) 상에 전사된 마이크로 반도체 칩(140)을 포함한다.
마이크로 반도체 칩(140)은 전술한 바와 같이 수평 전극 구조를 가질 수 있고, 제1 전극(148)과 제2 전극(149)이 마이크로 반도체 칩(140)의 같은 방향에 배치될 수 있다.
디스플레이 기판(165) 내에는 트랜지스터, 커패시터 등으로 구성된 구동 회로가 구비되며, 디스플레이 기판(165) 상에는 구동 회로와 연결되는 제1 회로(E1)와 제2 회로(E2)가 형성된다. 마이크로 반도체 칩(140)이 전사되면, 제1전극(148)은 제1 회로(E1)와 연결되고, 제2 전극(149)은 제2 회로(E2)에 연결될 수 있다.
마이크로 반도체 칩(140)상에 제1 컬러 변환층(1100B), 제2 컬러 변환층(1100G), 제3 컬러 변환층(1100R)이 배치될 수 있다. 제1 컬러 변환층(1100B), 제2 컬러 변환층(1100G), 제3 컬러 변환층(1100R)은 마이크로 반도체 칩(140)에서 형성한 광의 파장을 변환하여 컬러를 형성하는 층이며, 도 19에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 디스플레이 장치(1001)에도 도시되지는 않았으나, 도 19의 디스플레이 장치(1000)와 유사하게, 컬러 필터층, 보호 기판이 더 구비될 수 있다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 장치(1002)에서는 마이크로 반도체 칩(150)이 수직 전극 구조를 가진다. 마이크로 반도체 칩(150)은 n형 반도체층(155), 활성층(156), p형 반도체층(157)을 포함할 수 있다. 마이크로 반도체 칩(150)의 상부 및 하부에 각각 제1전극(158), 제2전극(159)이 배치된다. 제1전극(158)은 n형 반도체층(155)과 전기적으로 연결되고, 제2전극(159)은 p형 반도체층(157)과 전기적으로 연결된다. 도 20의 전사 과정에서 예시한 디스플레이 전사 구조물(100)에 구비된 마이크로 반도체 칩(140)이 마이크로 반도체 칩(150)을 변경될 수 있고, 이러한 디스플레이 전사 구조물(100)에 의해 마이크로 반도체 칩(150)이 디스플레이 기판(165)에 전사될 수 있다. 마이크로 반도체 칩(150)을 전사할 때, 제1 전극(158)은 제1 회로(E1)와 연결되고, 제2 전극(159)은 제2 회로(E2)에 연결될 수 있다. 구동 회로 기판(170)에 절연층(172)이 구비되고, 제1전극(158)과 제1회로(E1)는 절연층(170)을 관통하는 전도성 비어를 통해 연결될 수 있다.
복수의 마이크로 반도체 칩(140) 상에는 복수의 마이크로 반도체 칩(140)과 각각 마주하는 제1, 제2, 및 제3 칼라 변환층(1100B)(1100G)(1100R)이 구비될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 칼라 변환층(1100B)(1100G)(1100R)은 도 19에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 디스플레이 장치(1002)에도 도시되지는 않았으나, 도 19의 디스플레이 장치(1000)와 유사하게, 컬러 필터층, 보호 기판이 더 구비될 수 있다.
도 23은 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
먼저, 표면 에너지 감소 패턴과 복수의 홈을 구비하는 마이크로 반도체 칩 전사 기판을 준비한다(S2100). 예를 들어, 도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 같은 마이크로 반도체 칩 전사 기판(130)(131)(132)(133) 또는 이들로부터 변형된 구조가 사용될 수 있다.
다음, 준비된 마이크로 반도체 칩 전사 기판 상부로 복수의 마이크로 반도체 칩을 공급하고(S2200), 마이크로 반도체 칩을 홈 내부에 정렬하여 디스플레이 전사 구조물을 형성한다(S2300). 도 10에서 설명한 바와 같은 FSA(fluid self-alignment) 방식이 사용될 수 있다 마이크로 반도체 칩 전사 기판에 구비된 표면 에너지 감소 패턴에 의해 마이크로 반도체 칩은 몰드 상면에 들러붙지 않고 홈 내부로 잘 이동될 수 이다. 도 8 내지 도 15에서 설명한 바와 같은 디스플레이 전사 구조물(100)(101)(102)(103), 또는 이로부터 변형된 구조가 형성될 수 있다.
제조된 디스플레이 전사 구조물은 디스플레이 기판으로 직접 활용될 수 있고(S2400), 추가 구조 형성을 위한 공정이 수행될 수 있다(S2500). 디스플레이 전사 구조물을 디스플레이 기판으로 직접 활용하는 경우, 마이크로 반도체 칩 전사 기판에 미리 구동 회로가 구비될 수 있다. 또는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판에 마이크로 반도체 칩을 정렬하여 디스플레이 전사구조물을 형성한 후, 디스플레이 전사 구조물과 구동 회로 기판을 연결할 수도 있다. 마이크로 반도체 칩과 구동 회로 연결, 패시베이션, 컬러 변환층 형성 등의 단계가 더 수행될 수 있다.
또는, 마이크로 반도체 칩을 구동 회로 등이 구비된 별도의 디스플레이 기판 상에 전사할 수 있다(S2500). 도 20에서 설명한 것과 유사한 방식이다. 마이크로 반도체 칩이 전사된 디스플레이 기판 상이 추가 구조가 더 형성될 수 있다(S2800). 예를 들어, 마이크로 반도체 칩과 구동 회로 연결, 패시베이션, 컬러 변환층 형성 등의 단계가 더 수행될 수 있다.
상술한 단계에 따라, 도 19, 도 21, 도 22에서 설명한 디스플레이 장치(1000)(1001)(1002)가 제조될 수 있다. 도 16은 실시예에 따른 전자 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 16을 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(2230)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 19, 도 20, 도 21을 참조하여 설명한 디스플레이 장치(1000)(1001)(1002)일 수 있고, 또는 도 8, 도 9, 도 13 내지 도 18에서 예시한 디스플레이 전사 구조물을 포함하는 디스플레이 장치일 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.
실시예에 따른 디스플레이 장치는 이외에도, 모바일 장치, 자동차, 헤드업 디스플레이, 증강/가상 현실 장치, 대형 사이니지 (signage), 웨어러블 디스플레이, 롤러블(rollable) TV, 스트레처블(stretchable) 디스플레이 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
상술한 디스플레이 전사 구조물, 디스플레이 장치 및 전자 장치는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (21)
- 상부 표면으로부터 소정 깊이로 인입 형성된 복수의 홈을 포함하는 몰드; 및상기 상부 표면 상에, 상기 복수의 홈 사이의 영역에 형성되고, 복수의 요철 패턴을 구비하는 표면 에너지 감소 패턴;을 포함하는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제2항에 있어서,상기 요철 패턴의 폭은 상기 홈의 폭의 50% 이하인, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제1항에 있어서,상기 복수의 요철 패턴 중 서로 인접하는 요철 패턴들 사이의 간격은 상기 홈의 폭보다 작은, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제3항에 있어서,상기 복수의 요철 패턴 중 서로 인접하는 요철 패턴들 사이의 간격, s는 다음 조건을 만족하는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.s < (w1-w2)/2여기서, w1, w2는 각각 상기 홈, 상기 요철 패턴의 폭을 의미한다.
- 제1항에 있어서,상기 표면 에너지 감소 패턴은 상기 상부 표면으로부터 상부로 돌출된 복수의 볼록 패턴을 포함하는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제5항에 있어서,상기 볼록 패턴은 상기 몰드와 다른 물질로 이루어진, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제5항에 있어서,상기 볼록 패턴은 금속 물질로 이루어진, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제5항에 있어서,상기 표면 에너지 감소 패턴은,상기 볼록 패턴과 다른 재질로 이루어지고 상기 복수의 볼록 패턴 사이의 영역을 채우는 충진 패턴을 더 포함하는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제1항에 있어서,상기 표면 에너지 감소 패턴과 상기 몰드는 같은 재질로 일체형으로 이루어지는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제9항에 있어서,상기 표면 에너지 감소 패턴은상기 몰드의 상부 표면으로부터 하부로 인입된 복수의 오목 패턴을 포함하는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제10항에 있어서,상기 복수의 오목 패턴이 인입된 깊이는 상기 복수의 홈이 인입된 깊이 이하인, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제1항에 있어서,상기 표면 에너지 감소 패턴은 상기 몰드의 상부 표면을 러핑(roughing)하여 형성되는, 마이크로 반도체 칩 전사 기판.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 마이크로 반도체 칩 전사 기판; 및상기 복수의 홈 중 어느 하나에 배치된 마이크로 반도체 칩;을 포함하는, 디스플레이 전사 구조물.
- 제13항에 있어서,상기 요철 패턴의 폭은 상기 마이크로 반도체 칩의 폭의 50% 이하인, 디스플레이 전사 구조물.
- 제13항에 있어서,상기 복수의 요철 패턴 중 서로 인접하는 요철 패턴들 사이의 간격, s는 다음 조건을 만족하는, 디스플레이 전사 구조물.s ≤ (w3-w2)/2여기서, w3, w2는 각각 상기 마이크로 반도체 칩, 상기 요철 패턴의 폭을 의미한다.
- 제15항에 있어서,상기 마이크로 반도체 칩을 구동하는 구동 회로를 더 포함하는, 디스플레이 전사 구조물.
- 제16항에 있어서,상기 구동 회로는 상기 마이크로 반도체 칩 전사 기판 내에 배치되는, 디스플레이 전사 구조물.
- 제16항에 있어서,상기 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 하부에 배치되며 상기 구동 회로를 구비하는 회로 기판;을 더 포함하는, 디스플레이 전사 구조물.
- 제13항의 디스플레이 전사 구조물;상기 마이크로 반도체 칩을 구동하는 구동 회로; 및상기 전사 기판 상에 배치된 컬러 변환층;을 포함하는, 디스플레이 장치.
- 제19항의 디스플레이 장치를 포함하는, 전자 장치.
- 제1항의 마이크로 반도체 칩 전사 기판의 복수의 홈 내에 마이크로 반도체 칩을 정렬하는 단계; 및상기 마이크로 반도체 칩을 구동하기 위한 구동 회로를 구비하는 디스플레이 기판 상에 상기 마이크로 반도체 칩을 전사하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치 제조방법.
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