전사부재 및 선택적 전사 기술을 이용한 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이
Active-Matrix RGB vertical microLED display using transfer member and selective-transferring method
특허 요약
본 발명은 액티브 매트릭스 위에 배열된 RGB 마이크로LED 어레이를 전도성 전사부재를 매개로 하여 동시에 전사 및 상호연결함으로써, 액티브 매트릭스 구조의 RGB 수직형 마이크로LED(VLED) 디스플레이 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 LED 층의 박리에 저렴한 금속 응력층을 이용한 기계적 박리 방식을 사용함으로써, 공정 가격을 크게 낮추고 고성능의 소자를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 마이크로LED 디스플레이 제조방법은 마이크로LED 어레이를 디스플레이용 액티브 매트릭스 상부에 부착함에 있어서 전도성 전사부재 및 선택적 전사를 이용함으로써 비싼 LED 성장 전용 기판의 낭비를 최소화할 수 있다.
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제1 기판에 액티브 매트릭스를 형성하는 단계; 제2 기판에 LED 다층박막을 적층하는 단계; 상기 LED 다층박막을 제2 기판으로부터 박리하는 단계; 상기 박리된 LED 다층박막 상에 마스크층을 적층하고 식각에 의해 상기 LED 다층박막을 칩 별 분리(chip isolation)하여, 다수의 마이크로 LED를 형성하는 단계; 상기 다수의 마이크로 LED를 임시전달기판에 부착하는 단계; 액티브 매트릭스가 형성된 제1 기판 상에 전도성 전사부재를 적층하고, 상기 다수의 마이크로 LED가 부착된 임시전달기판을 제1 기판 위에 정확히 배열한 후, 원하는 위치에 선택적으로 릴리징(releasing)하여 마이크로 LED를 형성하는 단계; 및 상기 마이크로 LED 상부에 외력을 인가함으로써, 다수의 마이크로 LED를 한 번에 액티브 매트릭스 위에 전기적 상호접속을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 제1 기판은 유리 기판, 실리콘 기판 및 유연한 플라스틱 기판을 포함하는 기판들 중 어느 하나인,액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제 6 항에 있어서,상기 제2 기판에 적층된 LED 다층박막 상에 응력층을 적층하고,상기 LED 다층박막의 박리 단계에서는, 상기 응력층에 기계적 스트레스를 가하여 응력층과 연결된 LED 다층박막을 제2 기판으로부터 박리하는,액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 응력층은 Ni 또는 Al 인,액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제 6 항에 있어서,상기 다수의 마이크로 LED를 상기 제1 기판의 액티브 매트릭스에 상기 임시전달기판을 통해 선택적으로 릴리징하여 마이크로 LED를 형성하는 단계에 있어서, 상기 임시전달기판은 단일물질로 이루어진 형상기억고분자인,액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제 9 항에 있어서,상기 형상기억고분자는 T_R(releasing temperature)에 따라, holding state(T_R 이하), releasing state(T_R 이상)의 상태를 갖고,T_R의 범위는 250K003c#T_R003c#500K 인,액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제9항에 있어서, 상기 마이크로 LED를 선택적으로 릴리징하는 단계는 다수의 마이크로 LED이 부착된 형상기억고분자로 이루어진 선택적 임시전달기판에 레이저, 열선 및 마이크로히터 중 어느 하나를 이용하여 선택적으로 가열하는 방식으로 진행되는 것인 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제6항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액티브 매트릭스는 박막 스위칭 트랜지스터(switching TFT), 박막 구동 트랜지스터(Driving TFT) 및 박막 캐패시터(capacity)가 하나의 구동 픽셀로 구성된 것인 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제6항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,상기 액티브 매트릭스는 박막 구동 트랜지스터의 드레인 부분에 구비된 홀을 구비하여, 전도성 전사부재를 통해 마이크로 LED와 연결되는 것인 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제6항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED 다층박막에 시드 층(Seed layer)을 추가로 증착하는 것인 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제14항에 있어서,상기 시드 층은 Cr, Au, Ti 및 Ni 중 어느 하나를 포함한 금속층인 것인 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제7항에 있어서, 상기 응력층은 Ni, Al 또는 Au의 금속층이 증착 또는 도금을 통해 형성된 것인 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제6항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 LED는 수직형 마이크로 LED(Vertical microLED; VLED)인, 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.

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제6항, 제7항, 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 전사부재는 ACF, SOCF, ACA 또는 Solder Ball인, 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조방법.