KR101926714B1 - 마이크로 led 모듈 및 마이크로 led 모듈 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로 LED를 이용하여 디스플레이어 장치나 조명 장치를 구현할 수 있게 하는 마이크로 LED 모듈 및 마이크로 LED 모듈 제조 방법에 관한 것으로서, 제 1 전극층이 형성된 제 1 기판을 준비하는 제 1 기판 준비 단계; 상기 제 1 전극층 상에 제 1 전도성 패이스트를 형성하는 제 1 전도성 패이스트 형성 단계; 상기 제 1 전도성 패이스트 상에 마이크로 LED 칩의 제 1 면을 실장시키는 칩 실장 단계; 제 2 전극층이 형성된 제 2 기판을 준비하는 제 2 기판 준비 단계; 상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 또는 상기 제 2 전극층에 제 2 전도성 패이스트를 형성하는 제 2 전도성 패이스트 형성 단계; 및 상기 제 2 기판을 뒤집어서 상기 제 2 전도성 패이스트를 상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 상에 실장하는 제 2 기판 실장 단계;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 마이크로 LED 모듈 및 마이크로 LED 모듈 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 LED를 이용하여 디스플레이어 장치나 조명 장치를 구현할 수 있게 하는 마이크로 LED 모듈 및 마이크로 LED 모듈 제조 방법에 관한 것이다.
질화물 반도체 발광 다이오드(이하, GaN-LED라 칭함)가 상용화 된 이래, 반도체 박막 기술, 공정 기술, 디바이스 기술의 지속적인 발전에 힘입어 GaN-LED는 성능 및 신뢰성에 비약적인 향상을 가져왔고, 휴대폰 산업의 급성장과 지속적인 고휘도, 고출력 응용 제품 출시로 발광 다이오드(Light Emitting Diodes, 이하 LED라 칭함)의 수요는 폭발적으로 증가하고 있다.
또한, GaN-LED는 종래의 백열 전구나 형광등과 같은 조명과는 달리 초소형, 저소비 전력, 고효율, 친환경 등의 많은 장점을 보유하고 있어, 최근에는 대형 LCD-TV 용 백라이트 등 중대형 디스플레이에 적용되기 시작하였고, 자동차 용 조명뿐만 아니라 일반 조명 시장으로까지 그 영역을 넓혀 나가고 있는 추세이다.
그러나, 현재까지 개발된 GaN-LED는 발광 효율, 광 출력 및 가격 면에서 더욱 많은 개선이 필요하며, 특히, GaN-LED가 일반 조명으로 응용을 확대하기 위해서는 발광 효율의 개선을 통한 고휘도의 달성이 최우선 과제로 꼽히고 있다.
즉, GaN-LED 내부에서 생성된 빛이 반도체와 공기와의 굴절율 차이로 인한 내부 전반사를 발생시켜 광 추출 효율을 높이는데 문제점으로 작용하고 있으며, 이러한 문제점은 결과적으로 GaN-LED 고휘도화에 걸림돌이 되어왔다.
이에, 높은 광 추출 효율을 얻기 위하여, 기하학적으로 전반사를 깨드려 소자 내부에 트랩되거나 열로 바뀌는 광자를 최소화할 고휘도 마이크로 어레이 발광 다이오드 소자의 제조 방법이 요구되고 있다.
특히, 고휘도 마이크로 어레이 발광 다이오드 소자의 제조 과정에 있어서, 마이크로 어레이 패턴의 상면에 투명 전극을 증착하기 위한 마이크로 어레이 패턴의 정렬 공정이나 평탄화 공정은 매우 정밀한 고난이도의 작업이 요구된다.
그러나, 기판에 마이크로 LED 칩들의 안착을 위한 정렬 공정 또는 평탄화 공정의 결과에 따라, 생산 비용이 크게 증대되거나 투명 전극이 증착된 표면의 구조가 복잡해지거나 요철이 심화되어질 수 있는데, 이는 제품의 비용을 증대시키는 것은 물론이고, 다층 배선 공정에 있어서 단선이나 쇼트의 원인이 되는 문제로 연결될 수 있어, 제품의 생산성과, 공정의 재현성(reproducibility) 및 신뢰성이 떨어지는 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 전도성 패이스트를 이용하여 부품들 간의 전기적 또는 기계적 결합을 용이하게 하고, 마이크로 LED 칩에 코팅된 친수성 제 1 면 및 소수성 제 2 면을 이용하여 신속한 칩 정렬 및 평탄화가 가능하여 제품의 신뢰도를 향상시키고, 제품의 생산 시간 및 비용을 절감함으로써 생산성을 크게 증대시킬 수 있게 하는 마이크로 LED 모듈 및 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법은, 제 1 전극층이 형성된 제 1 기판을 준비하는 제 1 기판 준비 단계; 상기 제 1 전극층 상에 제 1 전도성 패이스트를 형성하는 제 1 전도성 패이스트 형성 단계; 상기 제 1 전도성 패이스트 상에 마이크로 LED 칩의 제 1 면을 실장시키는 칩 실장 단계; 제 2 전극층이 형성된 제 2 기판을 준비하는 제 2 기판 준비 단계; 상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 또는 상기 제 2 전극층에 제 2 전도성 패이스트를 형성하는 제 2 전도성 패이스트 형성 단계; 및 상기 제 2 기판을 뒤집어서 상기 제 2 전도성 패이스트를 상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 상에 실장하는 제 2 기판 실장 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법은, 상기 제 1 기판 준비 단계 이후에, 상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 전극층의 적어도 일부분을 노출시키는 제 1 관통홀을 갖는 제 1 격벽층을 형성하는 제 1 격벽층 형성 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 전도성 패이스트 형성 단계는, 상기 제 1 관통홀의 적어도 일부분에 상기 제 1 전도성 패이스트를 충전할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법은, 상기 제 1 전도성 패이스트 형성 단계 이후에, 가열하거나 또는 광을 조사하여 상기 제 1 전도성 패이스트를 경화시키는 패이스트 경화 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 칩 실장 단계는, 마이크로 LED용 웨이퍼 또는 복수개의 상기 마이크로 LED 칩들의 제 1 면 또는 제 2 면에 친수성 표면 또는 소수성 표면을 형성하는 친수 소수 표면 형성 단계; 복수개의 상기 마이크로 LED 칩들을 수조에 넣어서 친수성 표면은 수중 방향으로 또는 소수성 표면은 수면 방향으로 자연 정렬되도록 부유시키는 칩 정렬 단계; 진공 흡착판에 형성된 진공홀을 이용하여 자연 정렬된 적어도 하나의 마이크로 LED 칩을 진공압으로 흡착하는 칩 흡착 단계; 및 진공압을 해제하여 흡착된 상기 마이크로 LED 칩을 상기 제 1 전도성 패이스트 상에 안착시키는 칩 안착 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 마이크로 LED 모듈은, 제 1 기판; 상기 제 1 기판에 형성되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 형성되는 제 1 전도성 패이스트; 상기 제 1 전도성 패이스트 상에 제 1 면이 실장되는 마이크로 LED 칩; 상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 상에 형성되는 제 2 전도성 패이스트; 상기 제 2 전도성 패이스트 상에 형성되는 제 2 전극층; 및 상기 제 2 전극층 상에 형성되는 제 2 기판;을 포함하고, 상기 마이크로 LED 칩의 상기 제 1 면은 친수성이고, 상기 제 2 면은 소수성일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 전도성 패이스트는 친수성이고, 상기 제 2 전도성 패이스트는 소수성일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 전극층은 구리 성분을 포함하고, 상기 제 2 전극층은 투명 전극일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로 LED 모듈은, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 형성되고, 상기 제 1 전도성 패이스트를 수용하는 제 1 관통홀이 형성되는 제 1 격벽층; 및 상기 제 1 격벽층과 상기 제 2 기판 사이에 형성되고, 상기 제 2 전도성 패이스트를 수용하는 제 2 관통홀이 형성되는 제 2 격벽층;을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 전도성 패이스트를 이용하여 부품들 간의 전기적 또는 기계적 결합을 용이하게 하고, 마이크로 LED 칩에 코팅된 친수성 제 1 면 및 소수성 제 2 면을 이용하여 신속한 칩 정렬 및 평탄화가 가능하여 제품의 신뢰도를 향상시키고, 제품의 생산 시간 및 비용을 절감함으로써 생산성을 크게 증대시킬 수 있으며, 양질의 제품을 생산할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 마이크로 LED 모듈의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 8의 칩 실장 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 마이크로 LED 모듈의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10은 도 8의 칩 실장 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 및 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈(100)을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈(100)은, 크게 제 1 기판(10)과, 제 1 전극층(11)과, 제 1 전도성 패이스트(12)와, 마이크로 LED 칩(C)과, 제 2 전도성 패이스트(22)와, 제 2 전극층(21) 및 제 2 기판(20)을 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 기판(10)은 상기 제 1 전극층(11)과, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)와, 상기 마이크로 LED 칩(C)과, 상기 제 2 전도성 패이스트(22)와, 상기 제 2 전극층(21) 및 상기 제 2 기판(20)을 지지할 수 있도록 충분한 강도와 내구성을 갖는 다양한 형태의 기판들이 적용될 수 있다.
더욱 구체적으로는, 마이크로 LED를 이용하여 플랙시블 디스플레이 장치를 구현할 수 있도록 상기 제 1 기판(10)은 연질 재질인 PET(Polyethylene terephthalate) 성분 등의 각종 합성 수지 재질이 적용될 수 있다.
그러나, 상기 제 1 기판(10)은 이에 반드시 국한되지 않고, 예컨대, 각종 인쇄회로기판이나, 금속 기판이나, 세라믹 기판이나, 유리 기판이나, 합성 수지 기판이나, 복합 소재 기판 등 매우 다양한 기판 소재들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극층(11)은 전도성이 높은 구리 성분, 알루미늄 성분, 금 성분, 은 성분, 백금 성분 등이 포함될 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, ITO(Indium Tin Oxide) 등 각종 도전성 투명 전극 소재들이 적용될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 이러한 상기 제 1 전극층(11)은 식각 공정을 이용하여 상기 제 1 기판(10) 상에 패터닝될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 상기 제 1 전극층(11) 상에 형성되는 전도성 본딩 매체의 일종일 수 있다.
이러한, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 상기 제 1 전극층(11)과 후술될 상기 마이크로 LED 칩을 전기적 및 기계적으로 서로 견고하게 접착시키는 역할을 할 수 있는 것으로서, 예컨대, 그래핀 성분, 솔더 성분이나, 은 성분이나, 주석 성분이나, 구리 성분, 각종 메탈 성분 등을 포함하는 도전성 파우더 형태일 수 있다. 따라서, 자중에 의해 최초 도포된 위치를 크게 벗어나지 않을 수 있다. 또한, 이러한 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 가열 또는 UV 광 조사되어 휘발되거나 경화될 수 있는 고분자 혼합물이나, 세라믹이나, 실리콘(silicon)이나 휘발성 매체 등의 열경화성 또는 UV 경화성 매체를 포함할 수 있다. 이러한 도전성 파우더와 경화성 매체의 혼합 비율은 상기 제 1 전극층(11)의 스팩이나 가공 환경 등에 따라 결정될 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 그래핀 또는 CNT 성분이 포함된 패이스트나, 솔더 파우더에 에폭시 계열의 수지가 혼합된 에폭시 솔더 패이스트(epoxy solder paste)가 적용될 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고 은 패이스트 등 매우 다양한 전도성 패이스트가 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로 LED 칩(C)은, 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 상에 제 1 면(C-1)이 실장되는 것으로서, 본 명세서에 사용되는 용어, 즉 "마이크로" 소자, "마이크로" p-n 다이오드 또는 "마이크로" LED 구조체는 본 발명의 실시예에 따른 소정 소자들 또는 구조체들의 서술적인 크기를 지칭할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "마이크로" 소자 또는 구조체는 1 내지 100 μm의 스케일을 가리키도록 의도된다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 그렇게 한정되지는 않으며, 실시예의 소정 양태가 보다 큰 그리고 가능하게는 보다 작은 크기 스케일로 적용가능할 수 있는 것이 인식되어야 한다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 벌크 LED 기판을 픽업 및 수용 기판으로의 이송 준비를 갖춘 마이크로 LED 구조체의 어레이로 처리하는 방법을 설명할 수 있다. 이 방식으로, 마이크로 LED 구조체를 이종 집적 시스템 내에 통합하고 조립하는 것이 가능하다. 마이크로 LED 구조체는 개별적으로, 군을 이루어, 또는 전체 어레이로서 픽업되고 이송될 수 있다. 따라서, 마이크로 LED 구조체의 어레이 내의 마이크로 LED 구조체는 픽업 및 마이크로 디스플레이로부터 대면적 디스플레이에 이르는 임의의 크기의 디스플레이 기판과 같은 수용 기판으로 사용될 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 마이크로 LED 구조체의 어레이는 10 μm × 10 μm 피치, 또는 5 μm × 5 μm 피치를 갖는 것으로서 설명될 수 있다. 이러한 밀도에서, 15.2 cm (6인치) 기판은, 예를 들어, 10 μm × 10 μm 피치를 갖는 대략 1억 6천 5백만 개의 마이크로 LED 구조체들, 또는 5 μm × 5 μm 피치를 갖는 대략 6억 6천만 개의 마이크로 LED 구조체들을 수용할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 설명된 마이크로 LED 모듈 및 마이크로 LED 모듈 제조 방법은 마이크로 LED 구조들에 한정되지 않으며, 또한 다른 마이크로 소자들의 제조에도 이용될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 전도성 패이스트(22)는, 상기 마이크로 LED 칩(C)의 제 2 면(C-2) 상에 형성되고, 상기 제 2 전극층(21)은, 상기 제 2 전도성 패이스트(22) 상에 형성되며, 상기 제 2 기판(20)은 상기 제 2 전극층(21) 상에 형성될 수 있다.
이러한 상기 제 2 전도성 패이스트(22)는 상술된 상기 제 1 전도성 패이스트(12)와 그 구성 및 역할이 동일할 수 있고, 상기 제 2 전극층(21)은 상술된 상기 제 1 전극층(11)과 그 구성 및 역할이 동일할 수 있으며, 상기 제 2 기판(20)은 상기 제 1 기판(10)과 그 구성 및 역할이 동일할 수 있다.
다만, 상기 마이크로 LED 칩(C)들에서 발생된 빛이 상방으로 발산되기 위해서 상기 제 2 전도성 패이스트(22) 및 상기 제 2 전극층(21)은 투명도를 높일 수 있도록 ITO(Indium Tin Oxide)나 에폭시 솔더 패이스트 등 투명 또는 반투명의 재질이 적용될 수 있고, 반대로 상기 제 1 전도성 패이스트(12)와, 상기 제 1 전극층(11) 및 상기 제 1 기판(10)은 반사성 재질로 적용할 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고 다양한 형태의 재질이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 마이크로 LED 칩(C)은 코팅 과정이나 자체 성질을 이용하여 상기 제 1 면(C-1)은 친수성이고, 상기 제 2 면(C-2)은 소수성일 수 있다.
또한, 예컨대, 친수성이 상기 제 1 면(C-1) 및 소수성인 상기 제 2 면(C-2)과 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 및 상기 제 2 전도성 패이스트(22)의 전기적 및 기계적인 접착을 더욱 견고하게 하여 단락을 방지하고 제품의 신뢰도를 향상시키기 위해서 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 친수성이고, 상기 제 2 전도성 패이스트(22)는 소수성일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 마이크로 LED 칩의 상기 제 1 면(C-1)은 친수성 표면을 형성하기 위해서 친수성 물질을 코팅할 수 있고, 상기 마이크로 LED 칩의 상기 제 2 면(C-2)은 소수성 표면을 형성하기 위해서 소수성 물질을 코팅할 수 있으며, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 친수성 물질을 함유시킬 수 있고, 상기 제 2 전도성 패이스트(22)는 소수성 물질을 함유시킬 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈(100)은 상기 제 1 기판(10)과 상기 제 2 기판(20) 사이에 형성되고, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)를 수용하는 제 1 관통홀(H1)이 형성되는 제 1 격벽층(W1) 및 상기 제 1 격벽층(W1)과 상기 제 2 기판(20) 사이에 형성되고, 상기 제 2 전도성 패이스트(22)를 수용하는 제 2 관통홀(H2)이 형성되는 제 2 격벽층(W2)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 격벽층(W1) 및 상기 제 2 격벽층(W2)은 예컨대, 폴리에틸렌(PE) 등의 각종 합성 수지류 소재들이 적용될 수 있다.
이러한 상기 제 1 격벽층(W1) 및 상기 제 2 격벽층(W2)은 상기 제 1 기판(10)과 상기 제 2 기판(20) 사이에서 일종의 스페이서 역할을 할 수 있고, 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 및 상기 제 2 전도성 패이스트(22) 도포시 이들을 각각 상기 제 1 전극층(11) 및 상기 제 2 전극층(21)으로 인도하는 역할을 할 수 있다.
그러므로, 상술된 전도성 패이스트(12)(22)를 이용하여 부품들 간의 전기적 또는 기계적 결합을 용이하게 하고, 상기 마이크로 LED 칩(C)에 코팅된 친수성 제 1 면(C-1) 및 소수성 제 2 면(C-2)을 이용하여 신속한 칩 정렬 및 평탄화가 가능하여 제품의 신뢰도를 향상시키고, 제품의 생산 시간 및 비용을 절감함으로써 생산성을 크게 증대시킬 수 있으며, 양질의 제품을 생산할 수 있다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 마이크로 LED 모듈(100)의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 도 1의 마이크로 LED 모듈(100)의 제조 과정을 단계적으로 설명하면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 전극층(11)이 형성된 제 1 기판(10)을 준비할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 기판(10) 상에 상기 제 1 전극층(11)의 적어도 일부분을 노출시키는 제 1 관통홀(H1)을 갖는 제 1 격벽층(W1)을 형성할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극층(11) 상에 제 1 전도성 패이스트(12)를 형성할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 전도성 패이스트(12)는 디스팬싱, 도팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 등 각종 도포 공정을 이용하여 상기 제 1 관통홀(H1) 내부의 상기 제 1 전극층(11) 상에 충전될 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 상에 마이크로 LED 칩(C)의 제 1 면(C-1)을 실장시키기 위해서, 먼저, 마이크로 LED용 웨이퍼 또는 복수개의 상기 마이크로 LED 칩(C)들의 제 1 면(C-1) 또는 제 2 면(C-2)에 친수성 표면 또는 소수성 표면을 형성하고, 복수개의 상기 마이크로 LED 칩(C)들을 수조(1)에 넣어서 친수성 표면은 수중 방향으로 또는 소수성 표면은 수면 방향으로 자연 정렬되도록 부유시킬 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 흡착판(30)에 형성된 진공홀(H3)을 이용하여 도 4와 같이 자연적으로 정렬된 적어도 하나의 마이크로 LED 칩(C)을 진공압으로 흡착할 수 있다.
이 때, 진공압을 이용하는 것과 동시에 상기 진공 흡착판(30)의 표면 또는 상기 진공홀(H3)의 내부에 소수성 또는 친수성 코팅을 하여 상기 마이크로 LED 칩(C)들의 이송을 용이하게 할 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 진공 흡착판(30)의 상기 진공홀(H3)의 내부 진공압을 해제하거나 양압을 형성하여 흡착된 상기 마이크로 LED 칩(C)을 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 상에 안착시킬 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 전극층(21)이 형성된 제 2 기판(20)을 준비하고, 상기 마이크로 LED 칩(C)의 제 2 면(C-2) 또는 상기 제 2 전극층(21)에 제 2 전도성 패이스트(22)를 형성하며, 상기 제 2 기판(20)을 반전시켜서 반전된 상기 제 2 기판(20)의 상기 제 2 전도성 패이스트(22)를 상기 마이크로 LED 칩(C)의 제 2 면(C-2) 상에 실장할 수 있다. 여기서, 이러한 상기 제 2 기판(20)과, 상기 제 2 전극층(21) 및 상기 제 2 전도성 패이스트(22)의 형성 과정은 도 2 내지 도 10에서 설명된 상기 제 1 기판(10)과, 상기 제 1 전극층(11) 및 상기 제 1 전도성 패이스트(12)의 형성 과정과 동일할 수 있다.
이어서, 도시하지 않았지만, 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 및 상기 제 2 전도성 패이스트(22)를 가열하거나 또는 UV 광 등의 광을 조사하여 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 및 상기 제 2 전도성 패이스트(22)를 경화시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법은, 제 1 전극층(11)이 형성된 제 1 기판(10)을 준비하는 제 1 기판 준비 단계(S1)와, 상기 제 1 전극층(11) 상에 제 1 전도성 패이스트(12)를 형성하는 제 1 전도성 패이스트 형성 단계(S2)와, 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 상에 마이크로 LED 칩(C)의 제 1 면(C-1)을 실장시키는 칩 실장 단계(S3)와, 제 2 전극층(21)이 형성된 제 2 기판(20)을 준비하는 제 2 기판 준비 단계(S4)와, 상기 마이크로 LED 칩(C)의 제 2 면(C-2) 또는 상기 제 2 전극층(21)에 제 2 전도성 패이스트(22)를 형성하는 제 2 전도성 패이스트 형성 단계(S5)와, 상기 제 2 기판(20)을 반전시키는 반전 단계(S6)와, 반전된 상기 제 2 기판(20)의 상기 제 2 전도성 패이스트(22)를 상기 마이크로 LED 칩(C)의 제 2 면(C-2) 상에 실장하는 제 2 기판 실장 단계(S7)를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 마이크로 LED 모듈 제조 방법은, 도 8의 상기 제 1 기판 준비 단계(S1) 이후에, 상기 제 1 기판(10) 상에 상기 제 1 전극층(11)의 적어도 일부분을 노출시키는 제 1 관통홀(H1)을 갖는 제 1 격벽층(W1)을 형성하는 제 1 격벽층 형성 단계(S8)와, 상기 제 2 기판 준비 단계(S4) 이후에, 상기 제 2 기판(20) 상에 상기 제 2 전극층(21)의 적어도 일부분을 노출시키는 제 2 관통홀(H2)을 갖는 제 2 격벽층(W2)을 형성하는 제 2 격벽층 형성 단계(S9) 및 상기 제 1 전도성 패이스트 형성 단계(S2) 이후에, 가열하거나 또는 광을 조사하여 상기 제 1 전도성 패이스트(12)를 경화시키는 패이스트 경화 단계(S10)를 더 포함할 수 있다.
도 10은 도 8의 칩 실장 단계(S3)를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 칩 실장 단계(S3)는, 마이크로 LED용 웨이퍼 또는 복수개의 상기 마이크로 LED 칩(C)들의 제 1 면(C-1) 또는 제 2 면(C-2)에 친수성 표면 또는 소수성 표면을 형성하는 친수 소수 표면 형성 단계(S31)와, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 상기 마이크로 LED 칩(C)들을 수조(1)에 넣어서 친수성 표면은 수중 방향으로 또는 소수성 표면은 수면 방향으로 자연 정렬되도록 부유시키는 칩 정렬 단계(S32)와, 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 흡착판(30)에 형성된 진공홀(H3)을 이용하여 자연 정렬된 적어도 하나의 마이크로 LED 칩(C)을 진공압으로 흡착하는 칩 흡착 단계(S33) 및 도 6에 도시된 바와 같이, 진공압을 해제하여 흡착된 상기 마이크로 LED 칩(C)을 상기 제 1 전도성 패이스트(12) 상에 안착시키는 칩 안착 단계(S34)를 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 제 1 기판
11: 제 1 전극층
12: 제 1 전도성 패이스트
C: 마이크로 LED 칩
C-1: 제 1 면
C-2: 제 2 면
20: 제 2 기판
21: 제 2 전극층
22: 제 2 전도성 패이스트
W1: 제 1 격벽층
W2: 제 2 격벽층
H1: 제 1 관통홀
H2: 제 2 관통홀
1: 수조
30: 진공 흡착판
H3: 진공홀
100: 마이크로 LED 모듈
11: 제 1 전극층
12: 제 1 전도성 패이스트
C: 마이크로 LED 칩
C-1: 제 1 면
C-2: 제 2 면
20: 제 2 기판
21: 제 2 전극층
22: 제 2 전도성 패이스트
W1: 제 1 격벽층
W2: 제 2 격벽층
H1: 제 1 관통홀
H2: 제 2 관통홀
1: 수조
30: 진공 흡착판
H3: 진공홀
100: 마이크로 LED 모듈
Claims (9)
- 제 1 전극층이 형성된 제 1 기판을 준비하는 제 1 기판 준비 단계;
상기 제 1 전극층 상에 제 1 전도성 패이스트를 형성하는 제 1 전도성 패이스트 형성 단계;
상기 제 1 전도성 패이스트 상에 마이크로 LED 칩의 제 1 면을 실장시키는 칩 실장 단계;
제 2 전극층이 형성된 제 2 기판을 준비하는 제 2 기판 준비 단계;
상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 또는 상기 제 2 전극층에 제 2 전도성 패이스트를 형성하는 제 2 전도성 패이스트 형성 단계; 및
상기 제 2 기판을 뒤집어서 상기 제 2 전도성 패이스트를 상기 마이크로 LED 칩의 제 2 면 상에 실장하는 제 2 기판 실장 단계;를 포함하고,
상기 칩 실장 단계는,
마이크로 LED용 웨이퍼 또는 복수개의 상기 마이크로 LED 칩들의 제 1 면 또는 제 2 면에 친수성 표면 또는 소수성 표면을 형성하는 친수 소수 표면 형성 단계;
복수개의 상기 마이크로 LED 칩들을 수조에 넣어서 친수성 표면은 수중 방향으로 또는 소수성 표면은 수면 방향으로 자연 정렬되도록 부유시키는 칩 정렬 단계;
진공 흡착판에 형성된 진공홀을 이용하여 자연 정렬된 적어도 하나의 마이크로 LED 칩을 진공압으로 흡착하는 칩 흡착 단계; 및
진공압을 해제하여 흡착된 상기 마이크로 LED 칩을 상기 제 1 전도성 패이스트 상에 안착시키는 칩 안착 단계;
를 포함하는, 마이크로 LED 모듈 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 준비 단계 이후에,
상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 전극층의 적어도 일부분을 노출시키는 제 1 관통홀을 갖는 제 1 격벽층을 형성하는 제 1 격벽층 형성 단계;
를 더 포함하는, 마이크로 LED 모듈 제조 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전도성 패이스트 형성 단계는, 상기 제 1 관통홀의 적어도 일부분에 상기 제 1 전도성 패이스트를 충전하는, 마이크로 LED 모듈 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전도성 패이스트 형성 단계 이후에, 가열하거나 또는 광을 조사하여 상기 제 1 전도성 패이스트를 경화시키는 패이스트 경화 단계;
를 더 포함하는, 마이크로 LED 모듈 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |