KR102145016B1 - 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 조립 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 조립 장치는, 상기 디스플레이 패널의 일 면과 각각 접촉하는 적어도 하나의 자성체와, 적어도 하나의 자성체 수용 홀이 형성된 자성체 수용부를 포함하는 조립 모듈, 및 상기 조립 모듈과 연결되어, 외부의 구동원으로부터 전달되는 구동력에 기초하여 상기 조립 모듈을 궤도 회전시키는 회전 모듈을 포함한다.

Description

반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 조립 장치{ASSEMBLY APPARATUS FOR ASSEMBLING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DIODE TO DISPLAY PANEL}
본 발명은 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 조립 장치에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.
그러나, LCD의 경우에 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 존재하고, AMOLED의 경우에 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않다는 취약점이 존재한다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광 소자를 이용하여 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트 기반의 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전력 소모, 우수한 초기 구동 특성, 및 높은 진동 저항 등의 다양한 장점을 갖는다.
한편, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이의 경우 화소들 각각에 해당하는 반도체 발광 소자를 기판에 결합하여야 하므로, 대화면 고화소 디스플레이의 구현이 상대적으로 어려울 수 있다. 따라서, 최근에는 유체 내로 투입된 반도체 발광 소자들을 전자기장을 이용하여 기판으로 이동시킨 후 조립하는 자가조립 방식이 개발되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 시간을 단축시킬 수 있는 조립 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 대면적 디스플레이 장치의 제조 시 디스플레이 패널의 휨에 따른 조립 수율 저하를 방지할 수 있는 조립 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 조립 장치는, 상기 디스플레이 패널의 일 면과 각각 접촉하는 적어도 하나의 자성체와, 적어도 하나의 자성체 수용 홀이 형성된 자성체 수용부를 포함하는 조립 모듈, 및 상기 조립 모듈과 연결되어, 외부의 구동원으로부터 전달되는 구동력에 기초하여 상기 조립 모듈을 궤도 회전시키는 회전 모듈을 포함한다.
실시 예에 따라, 상기 조립 모듈은 상기 적어도 하나의 자성체 각각의 일부는 상기 적어도 하나의 자성체 수용 홀을 통해 상기 자성체 수용부의 하부로 돌출될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 자성체는 상기 자성체 수용 홀에 수용된 제1 부분의 반경이, 상기 자성체 수용 홀의 하부로 돌출된 제2 부분의 반경보다 클 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 자성체 수용 홀의 하부에는 내둘레면으로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 돌출부에 기초한 상기 자성체 수용 홀의 하부 내경은 상기 자성체의 상기 제1 부분의 반경보다 작을 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 조립 모듈은 상기 자성체 수용부의 상부에 함몰 형성된 수용 공간에 수용되는 자성체 고정 플레이트를 더 포함하고, 상기 자성체 고정 플레이트는 금속으로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 조립 모듈은 상기 적어도 하나의 자성체 수용 홀에 수용되고, 상기 자성체 고정 플레이트의 저면에 부착되는 적어도 하나의 고정 자성체를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 자성체는 상기 적어도 하나의 고정 자성체의 하부에 위치하고, 상기 적어도 하나의 자성체와 상기 적어도 하나의 고정 자성체 각각은, 서로 마주보는 면이 동일한 극성을 갖는다.
상기 적어도 하나의 자성체는, 상기 적어도 하나의 고정 자성체와의 척력, 및 외부의 외력에 기초하여 상하로 이동할 수 있다.
상기 조립 모듈은, 상기 자성체 수용부의 상부에 체결되는 하우징, 및 상기 하우징과 상기 회전 모듈 사이에 체결되는 적어도 하나의 축을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 모듈은, 상기 외부의 구동원과 연결되는 바, 상기 바가 고정된 메인 기어, 상기 메인 기어와 맞물린 적어도 하나의 보조 기어, 및 상기 적어도 하나의 보조 기어에 고정된 적어도 하나의 연결 축을 포함하고, 상기 적어도 하나의 축은 상기 적어도 하나의 연결 축과 연결될 수 있다.
상기 적어도 하나의 축은, 중심이 상기 적어도 하나의 연결 축의 회전 중심과 이격되도록 상기 적어도 하나의 연결 축과 연결될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 적어도 하나의 연결 축의 하부에는, 상기 적어도 하나의 축이 삽입되는 체결 홈이 형성될 수 있다. 상기 체결 홈의 중심은, 상기 연결 축의 회전 축과 이격될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 조립 장치는 패널과 접촉하면서 이동하는 적어도 하나의 자성체를 구비하여, 유체 내에 수용된 반도체 발광 소자를 자기장을 이용하여 패널 측으로 효과적으로 유도할 수 있다. 이에 따라, 조립 장치는 반도체 발광 소자를 패널에 보다 손쉽게 조립하도록 하여, 전사 공정의 공정 소요 시간을 급격히 단축시킬 수 있다.
또한, 조립 장치는 조립 모듈 및 이에 구비된 적어도 하나의 이동 자성체 각각을 소정 궤도를 따라 회전시킴으로써, 반도체 발광 소자가 패널에 접촉한 채로 수평방향으로 이동하면서 결합 홀에 효과적으로 수용 및 조립될 수 있다. 뿐만 아니라, 조립 장치는 한정된 수의 이동 자성체를 궤도를 따라 회전시킴으로써, 보다 넓은 면적의 결합 홀들에 반도체 발광 소자들을 효과적으로 조립할 수 있다.
뿐만 아니라, 조립 장치의 하부에는 완충 모듈이 형성됨으로써, 패널의 휘어짐 등과 같이 접촉면의 높이가 서로 다른 경우에도 복수의 이동 자성체들 각각이 패널과 원활히 접촉할 수 있다. 이에 따라, 조립 장치는 유체 내에 수용된 반도체 발광 소자를 패널 측으로 원활히 유도할 수 있으므로, 대면적 디스플레이 장치의 제조 시 반도체 발광 소자의 조립율 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 반도체 발광 소자가 자가조립 방식에 의해 디스플레이 패널에 조립되는 방법의 일 실시 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립 장치의 사시도이다.
도 12는 도 11의 조립 장치에 포함된 회전 모듈의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 회전 모듈의 회전 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 12에 도시된 회전 모듈의 단면도이다.
도 15는 도 11의 조립 장치에 포함된 조립 모듈의 사시도이다.
도 16은 도 15의 조립 모듈에 포함된 자성체 수용부 및 자성체 부착 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 15의 조립 모듈의 일부에 대한 단면도이다.
도 18은 조립 장치의 구동에 따른 자성체의 궤도 운동 및 이에 기초한 반도체 발광 소자의 조립 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 19는 도 15의 조립 모듈에 포함된 완충 모듈과 관련된 예시도들이다.
도 20은 도 18의 완충 모듈이 구현됨에 따른 효과를 나타내는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널(기판)에 조립하기 위한 조립 장치를 설명하기에 앞서, 반도체 발광 소자 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다.
플렉서블 디스플레이는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 구부리거나, 접을 수 있거나 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
이하, 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이며, 도 4는 도 3a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다.
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함한다.
기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(110)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 기판(110)에 절연층(160)이 적층된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 상기 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광 소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서, 절연층(160) 상에 위치하고, 제1전극(120)의 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극홀(171)은 비아 홀에 도전물질이 채워짐에 의하여 형성될 수 있다.
본 도면들을 참조하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층(130)이 형성되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130)의 사이에 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성되거나, 절연층(160)이 없이 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 상기 전도성 접착층(130)에서는 전도성을 가지는 물질과 접착성을 가지는 물질이 혼합될 수 있다. 또한 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플렉서블 기능을 가능하게 한다.
이러한 예로서, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 상기 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 Z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 X-Y 방향으로는 전기절연성을 가지는 레이어로서 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 Z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하 '전도성 접착층'이라 한다).
상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분만 이방성 전도매질에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이하, 상기 이방성 전도성 필름에는 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도성 필름이 부분적으로 전도성을 가지기 위하여 다른 방법도 가능하다. 이러한 방법은, 예를 들어 상기 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화 등이 될 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도매질은 예를 들어, 도전볼이나 전도성 입자가 될 수 있다. 도시에 의하면, 본 예시에서 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정부분만 도전볼에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있으며, 이 경우에 열 및 압력이 가해진 부분이 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 Z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성된다.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 열 및 압력이 가해진 부분이 전도성 물질이 변형되어(눌러 붙어서) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 Z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하다. 이 경우에, 전도성 물질은 뽀족한 단부를 가질 수 있다.
도시에 의하면, 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도성 필름(fixed array ACF)이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연성 베이스부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스부재의 바닥부분에 집중적으로 배치되며, 상기 베이스부재에서 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형됨에 따라 수직방향으로 전도성을 가지게 된다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태나, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 particle 혹은 nano 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.
다시 도면을 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격하여 절연층(160)에 위치한다. 즉, 상기 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다.
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광 소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 발광 소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 보조전극(170)과 전도성 접착층(130)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광 소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광 소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광 소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광 소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광 소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광 소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.
또한, 복수의 반도체 발광 소자(150)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 발광 소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다.
발광 소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광 소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광 소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광 소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광 소자들은 상기 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 반도체 발광 소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광 소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광 소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광 소자일 수 있다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광 소자(150)의 사이에 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 이 경우에, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우, 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)를 증가시킬 수 있다.
형광체층(180)은 반도체 발광 소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자고, 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층될 수 있다. 따라서, 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광 소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.
또한, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(191)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광 소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.
이 경우, 반도체 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 반도체 발광 소자는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광 소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광 소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.
도 5c를 참조하면, 자외선 발광 소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광 소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광 소자의 형태로 확장될 수 있다.
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광 소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광 소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다. 따라서, 단위 화소의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광 소자의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다. 따라서, 이러한 경우, HD화질 이상의 고화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
상기에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
본 도면을 참조하면, 먼저, 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 상기 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 이 경우에, 제1전극(120)과 제2전극(140)은 상호 직교 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위하여 절연층(160)이 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.
다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광 소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광 소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광 소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.
상기 반도체 발광 소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.
그 다음에, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head 를 적용하여 열압착될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140)의 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 이를 통하여 전극들과 반도체 발광 소자(150)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때에, 반도체 발광 소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.
그 다음에, 상기 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판(112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광 소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 반도체 발광 소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광 소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광 소자도 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.
또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광 소자(250)를 포함한다.
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(220)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시 예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광 소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광 소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이, 이방성 전도성 필름에서 열 및 압력이 가해지면 부분적으로 두께방향으로 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서, 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분과 전도성을 가지지 않는 부분으로 구획된다.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광 소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.
이와 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(250)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
상기 반도체 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.
수직형 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광 소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 제1전극(220)과 전도성 접착층(230)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광 소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.
다시 도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우에, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광 소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다.
개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치될 수 있다.
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극은 오믹(ohmic) 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광 소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다.
만약 반도체 발광 소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시키기 위하여는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용한다면, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 발광 소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(290)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로서, 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다.
만일 제2전극(240)이 반도체 발광 소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광 소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광 소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 도시에 의하면, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(291)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
상기 설명과 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 10은 반도체 발광 소자가 자가조립 방식에 의해 디스플레이 패널에 조립되는 방법의 일 실시 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10에서는 반도체 발광 소자가 전자기장을 이용한 자가조립 방식에 의해 디스플레이 패널에 조립되는 예를 간략히 설명한다.
도 10을 참조하면, 반도체 발광 소자(1104)는 유체(1200)가 채워진 챔버(1300)에 투입될 수 있다.
반도체 발광 소자(1104)는 도 4에 도시된 수평형 반도체 발광 소자 또는 도 9에 도시된 수직형 반도체 발광 소자로 구현될 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자(1104)는 자성체를 갖는 자성층을 포함할 수 있다. 상기 자성층은 니켈(Ni) 등 자성을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 유체 내로 투입된 반도체 발광 소자(1104)는 자성층을 포함하므로, 조립 장치(1000)로부터 발생하는 자기장에 의해 패널(1100)로 이동하여 상기 패널(1100)에 조립될 수 있다.
이 후, 패널(또는 기판; 1100)이 챔버(1300) 상에 배치될 수 있다. 실시 예에 따라, 패널(1100)은 챔버(1300) 내로 투입될 수도 있다.
패널(1100)에는 조립될 반도체 발광 소자(1104) 각각에 대응하는 한 쌍의 조립 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 조립 전극은 투명 전극(ITO)으로 구현되거나, 기타 일반적인 재료를 이용해 구현될 수 있다. 상기 조립 전극은 전압이 인가됨에 따라 전기장을 방출함으로써, 조립된 반도체 발광 소자(1104)를 패널(1100)에 고정시키는 한 쌍의 조립 전극에 해당할 수 있다. 상기 조립 전극 간의 간격은 반도체 발광 소자(1104)의 폭 및 결합 홀(1102)의 폭보다 작게 형성되어, 전기장을 이용한 반도체 발광 소자(1104)의 조립 위치를 보다 정밀하게 고정할 수 있다.
패널(1100)에는 반도체 발광 소자(1104)들이 결합되는 결합 홀(1102)이 형성되고, 결합 홀(1102)이 형성된 면은 유체(1200)와 접촉할 수 있다. 결합 홀(1102)은 반도체 발광 소자(1104)의 정확한 조립 위치를 가이드할 수 있다. 예컨대, 결합 홀(1102)은 패널(1100)의 기판 상에 형성되는 격벽(도 3b의 190 참조)에 의해 형성될 수 있다.
한편, 결합 홀(1102)은 대응하는 위치에 조립될 반도체 발광 소자(1104)의 형상에 대응하는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 결합 홀(1102)에 다른 반도체 발광 소자가 조립되거나 복수의 반도체 발광 소자들이 조립되는 것을 방지할 수 있다.
패널(1100)이 배치된 후, 자성체를 포함하는 조립 장치(1000)가 패널(1100)을 따라 이동할 수 있다. 조립 장치(1000)는 자기장이 미치는 영역을 유체(1200) 내부로 최대화하기 위해, 패널(1100)과 접촉한 상태로 이동할 수 있다. 실시 예에 따라서는, 조립 장치(1000)가 복수의 자성체를 포함하거나, 패널(1100)과 대응하는 크기의 자성체를 포함할 수도 있다. 이 경우, 조립 장치(1000)의 이동 거리는 소정 범위 이내로 제한될 수도 있다.
조립 장치(1000)에 의해 발생하는 자기장에 의해, 챔버(1300) 내의 반도체 발광 소자(1104)는 조립 장치(1000)를 향해 이동할 수 있다.
반도체 발광 소자(1104)는 조립 장치(1000)를 향해 이동 중, 결합 홀(1102)로 삽입되어 패널(1100)과 접촉될 수 있다. 예컨대, 결합 홀(1102) 및/또는 반도체 발광 소자(1104)에는 반도체 발광 소자(1104)의 n형 반도체층이 패턴(1100)과 접촉되기 위한 패턴이나 형상 등이 형성될 수 있다.
또한, 패널(1100)에 형성된 조립 전극을 통해 가해지는 전기장에 의해, 패널(1100)에 접촉된 반도체 발광 소자(1104)가 조립 장치(1000)의 이동에 의해 이탈되지 않고 패널(1100)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 반도체 발광 소자(1104)가 패널(1100)에 조립될 수 있다.
즉, 상술한 전자기장을 이용한 자가조립 방식에 의해, 반도체 발광 소자들 각각이 기판에 조립되는 데 소요되는 시간을 급격히 단축시킬 수 있으므로, 대면적 고화소 디스플레이를 보다 신속하고 경제적으로 구현할 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 19를 참조하여, 도 10에 도시된 조립 장치(1000)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립 장치의 사시도이다.
도 11을 참조하면, 조립 장치(1000)는 회전 모듈(1030) 및 조립 모듈(1060)을 포함할 수 있다. 회전 모듈(1030)은 외부로부터 제공되는 구동력을 이용하여, 회전 모듈(1030)과 연결된 조립 모듈(1060)을 회전시킬 수 있다.
조립 모듈(1060)은 회전 모듈(1030)에 의해 가로 방향으로 회전할 수 있다. 특히, 조립 모듈(1060)은 회전 모듈(1030)의 회전축과 이격된 위치에 연결될 수 있다. 이 경우, 조립 모듈(1060)은 회전 모듈(1030)의 회전 시 궤도를 따라 회전(궤도 운동)할 수 있다.
조립 모듈(1060)의 하부에는 자성체가 구비되고, 상기 자성체는 패널(1100)에 접촉된 채로 상기 궤도를 따라 회전할 수 있다. 자성체로부터 발생하는 자기장에 의해, 유체(1200) 내의 반도체 발광 소자들(1104)이 상기 자성체를 향하여 이동할 수 있다. 또한, 자성체가 상기 궤도를 따라 회전하면, 상기 반도체 발광 소자들(1104) 또한 상기 자성체의 회전에 대응하여 이동할 수 있다. 반도체 발광 소자들(1104)은 이동 중 패널(1100)의 결합 홀(1102)로 삽입됨으로써 패널(1100)에 조립될 수 있다.
도 12는 도 11의 조립 장치에 포함된 회전 모듈의 사시도이다. 도 13은 도 12에 도시된 회전 모듈의 회전 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 도 14는 도 12에 도시된 회전 모듈의 단면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 회전 모듈(1030)은 하우징(1031), 및 하우징(1031)의 하부에 체결되는 프레임(1032)을 포함할 수 있다.
하우징(1031) 및 프레임(1032)은 내부에 복수의 기어들(1034, 1045, 1046)을 수용하는 수용 공간을 형성할 수 있다.
회전 모듈(1030)은 외부의 구동원으로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하는 바(bar; 1033)를 포함할 수 있다. 예컨대, 바(1033)는 환봉으로 구현될 수 있다. 이하, 바(1033)는 환봉(1033)인 것으로 가정하여 설명한다.
환봉(1033)은 일 단이 메인 기어(1034)에 고정되고, 타 단이 외부의 구동력 제공 장치(미도시)에 연결될 수 있다.
하우징(1031)의 상부에는 환봉(1033)이 관통하는 관통공이 형성되어, 환봉(1033)은 상기 관통공을 통해 상기 하우징(1031)의 내부에 수용된 메인 기어(1034)에 고정될 수 있다.
환봉(1033)은 외부의 구동력 제공 장치에 의해 회전할 수 있다. 환봉(1033)의 길이 방향은 회전축과 대응할 수 있다. 환봉(1033)의 회전에 따라, 환봉(1033)이 고정된 메인 기어(1034) 또한 회전할 수 있다.
실시 예에 따라, 메인 기어(1034)의 상부 및 하부에는 메인 기어(1034)의 상하 방향 이동을 제한하고 메인 기어(1034)의 이탈을 방지하는 고정 부재(1035, 1036)가 구비될 수 있다.
도 12 내지 도 14를 계속 참조하면, 회전 모듈(1030)은 메인 기어(1034)와 각각 맞물리는(geared) 제1 보조 기어(1045) 및 제2 보조 기어(1046)를 포함할 수 있다. 제1 보조 기어(1045) 및 제2 보조 기어(1046) 각각은 메인 기어(1034)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 제1 보조 기어(1045)의 회전 방향과 제2 보조 기어(1046)의 회전 방향은 동일할 수 있다.
실시 예에 따라, 제1 보조 기어(1045) 및 제2 보조 기어(1046) 각각의 상부 및 하부에는, 제1 보조 기어(1045) 및 제 보조 기어(1046)의 상하 방향 이동 제한 및 이탈 방지를 위한 고정 부재(1047, 1048, 1049, 1050)가 구비될 수 있다.
제1 보조 기어(1045)에는 제1 연결 축(1051)이 고정되고, 제2 보조 기어(1046)에는 제2 연결 축(1052)이 고정될 수 있다. 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052) 각각은 제1 보조 기어(1045) 및 제2 보조 기어(1046)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 즉, 회전 모듈(1030)과 조립 모듈(1060)은 복수의 위치에서 연결됨으로써, 연결 안정성을 향상시킬 수 있다.
제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052) 각각은 조립 모듈(1060)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결 축(1051)에는 조립 모듈(1060)의 제1 축(1062; 도 15 참조)이 삽입되는 제1 체결 홈(1053)이 형성될 수 있다. 유사하게, 제2 연결 축(1052)에는 조립 모듈(1060)의 제2 축(1063; 도 15 참조)이 삽입되는 제2 체결 홈(1054)이 형성될 수 있다.
특히, 제1 체결 홈(1053)과 제2 체결 홈(1054) 각각의 중심은, 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052) 각각의 회전 축과 이격되도록 형성될 수 있다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 체결 홈(1053)과 제2 체결 홈(1054)은 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052)의 중심과 어긋나도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 축(1062), 제2 축(1063), 및 이를 포함하는 조립 모듈(1060)은, 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052)의 회전 시 소정 궤도를 따라 회전(궤도 운동)할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 회전 모듈(1030)과 조립 모듈(1060)의 하나의 위치에서 연결될 수도 있다. 이 경우, 회전 모듈(1030)에는 보조 기어(1045, 1046)가 구비되지 않을 수 있고, 하나의 연결 축이 메인 기어(1034)에 고정될 수도 있다. 또한, 조립 모듈(1060)에는 상기 하나의 연결 축에 삽입되는 하나의 축만이 형성될 수도 있다.
실시 예에 따라, 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052) 각각의 상부에는 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052)의 이탈을 방지하는 연결 축 고정부(1041, 1042)가 체결될 수 있다.
도 15는 도 11의 조립 장치에 포함된 조립 모듈의 사시도이다. 도 16은 도 15의 조립 모듈에 포함된 자성체 수용부 및 자성체 고정 플레이트를 나타내는 도면이다. 도 17은 도 15의 조립 모듈의 일부에 대한 단면도이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 조립 모듈(1060)은 전반적인 외관을 형성하는 하우징(1061), 및 하우징(1061)의 하부에 체결되는 자성체 수용부(1071)를 포함할 수 있다.
하우징(1061)에는 제1 축(1062) 및 제2 축(1063)이 체결될 수 있다. 한편, 회전 모듈(1030)에 구비된 연결 축(1051, 1052)의 회전 시 조립 모듈(1060)이 궤도를 따라 회전(궤도 운동)하기 위해, 제1 축(1062) 및 제2 축(1063)은 하우징(1061)과 연결 축(1051, 1052) 중 적어도 하나에 대해 회전 가능하도록 체결 또는 삽입될 수 있다.
자성체 수용부(1071)는 하우징(1061)의 하부에 체결될 수 있다. 자성체 수용부(1071)에는 내부에 자성체를 각각 수용하는 적어도 하나의 자성체 수용 홀(1072)이 형성될 수 있다.
또한, 자성체 수용부(1071)에는 상면으로부터 함몰 형성되어 자성체 고정 플레이트(1081)를 수용하는 수용 공간(1073)이 형성될 수 있다. 상기 수용 공간(1073)은 적어도 하나의 자성체 수용 홀(1072) 상에 형성될 수 있다. 상기 수용 공간(1073)에 수용된 자성체 고정 플레이트(1081)의 상부에는 하우징(1061)이 위치함으로써, 자성체 고정 플레이트(1081)가 외부로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
예컨대, 자성체 고정 플레이트(1081)는 자성을 갖는 금속으로 구현되어, 후술할 적어도 하나의 고정 자성체(1092)를 자성체 수용부(1071) 내에 고정시킬 수 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 고정 자성체(1092)는 자성체 고정 플레이트(1081)와의 인력에 의해, 자성체 고정 플레이트(1081)의 저면에 부착되어 고정될 수 있다.
실시 예에 따라, 자성체 고정 플레이트(1081)는, 자성체 수용부(1071)에 형성된 적어도 하나의 자성체 수용 홀(1072)에 대응하는 위치에 형성되는 적어도 하나의 자성체 수용 홈(1082)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 고정 자성체(1092)는 상기 적어도 하나의 자성체 수용 홈(1082)에 수용될 수도 있다.
도 17을 참조하면, 적어도 하나의 자성체 수용 홀(1072) 각각에는 이동 자성체(1091)와 고정 자성체(1092)가 구비될 수 있다. 이동 자성체(1091)는 일부가 자성체 수용부(1071)의 하부로 돌출될 수 있고, 고정 자성체(1092)는 자성체 고정 플레이트(1081)의 저면에 부착되어 고정될 수 있다.
이동 자성체(1091)와 고정 자성체(1092) 각각의 마주보는 단면에는 동일한 극성이 형성될 수 있다. 따라서, 이동 자성체(1091)와 고정 자성체(1092) 간에는 척력이 작용하여, 외부로부터 다른 힘이 인가되지 않는 경우 이동 자성체(1091)는 고정 자성체(1092)로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 이 경우, 조립 장치(1000)가 접촉되는 패널(1100)의 접촉면이 휨 등으로 균일하지 않더라도, 이동 자성체(1091)는 상기 접촉면에 원활히 접촉될 수 있다.
상기 이동 자성체(1091)와 고정 자성체(1092)는 일종의 완충 모듈로서 정의될 수 있다. 조립 모듈(1060)에 상기 완충 모듈이 구현됨에 따른 효과에 대해서는 추후 도 19 내지 도 20을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 18은 조립 장치의 구동에 따른 자성체의 궤도 운동 및 이에 기초한 반도체 발광 소자의 조립 동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 18은 반도체 발광 소자의 조립 동작을 상부에서 바라본 형태이다. 도 18을 참조하면, 패널(1100)은 결합 홀(1102)이 하부를 향하도록 배치될 수 있다. 이에 따르면, 결합 홀(1102)은 유체(1200)와 접촉하거나 유체(1200) 내로 투입된 상태일 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자의 조립 시, 조립 장치(1000)는 이동 자성체(1091)가 패널(1100)과 접촉하도록 배치될 수 있다. 이동 자성체(1091)가 패널(1100)과 접촉하도록 배치되면, 유체(1200) 내에 존재하는 반도체 발광 소자(1104)가 자기장에 의해 패널(1100) 측으로 이동할 수 있다. 패널(1100) 측으로 이동하는 반도체 발광 소자(1104)는 패널(1100)에 형성된 결합 홀(1102) 내로 진입할 수 있다. 결합 홀(1102) 내로 진입한 반도체 발광 소자(1104)는, 패널(1100)에 형성된 조립 전극(미도시)을 통해 가해지는 전기장에 의해, 결합 홀(1102)에 고정된 상태를 유지할 수 있다.
한편, 조립 장치(1000)의 환봉(1033)은 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 회전할 수 있다. 이 때, 환봉(1033)이 고정된 메인 기어(1034) 또한 회전하고, 메인 기어(1034)와 맞물린 제1 보조 기어(1045) 및 제2 보조 기어(1046) 또한 회전할 수 있다.
제1 보조 기어(1045) 및 제2 보조 기어(1046)가 회전함에 따라, 제1 보조 기어(1045)에 연결된 제1 연결 축(1051), 및 제2 보조 기어(1046)에 연결된 제2 연결 축(1052)이 회전할 수 있다. 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052)과 연결된 조립 모듈(1060)은 제1 연결 축(1051) 및 제2 연결 축(1052)의 회전 시 소정 궤도를 따라 회전할 수 있다.
이 경우, 조립 모듈(1060)에 구비된 적어도 하나의 이동 자성체(1091) 각각은 상기 소정 궤도(O)를 따라 회전할 수 있다. 적어도 하나의 이동 자성체(1091)가 소정 궤도(O)를 따라 회전함으로써, 반도체 발광 소자(1104)는 패널(1100)에 접촉한 채로 수평방향으로 이동하면서 결합 홀(1102)에 보다 효과적으로 조립될 수 있다. 또한, 조립 장치(1000)는 한정된 수의 이동 자성체(1091)를 이용하여, 보다 넓은 면적의 결합 홀들에 반도체 발광 소자들을 효과적으로 조립할 수 있다. 실시 예에 따라, 조립 장치(1000)는 소정 방향으로 이동하면서 다양한 영역의 결합 홀들에 반도체 발광 소자들을 조립할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따르면, 조립 장치(1000)는 패널(1100)과 접촉하면서 이동하는 적어도 하나의 자성체(1091)를 구비하여, 유체(1200) 내에 수용된 반도체 발광 소자(1104)를 자기장을 이용하여 패널 측으로 효과적으로 유도할 수 있다. 이에 따라, 조립 장치(1000)는 반도체 발광 소자(1104)를 패널(1100)에 보다 손쉽게 조립하도록 하여, 전사(transfer) 공정의 공정 소요 시간을 급격히 단축시킬 수 있다.
도 19는 도 15의 조립 모듈에 포함된 완충 모듈과 관련된 예시도들이다.
도 19의 (a)를 참조하면, 완충 모듈은 도 17에서 상술한 이동 자성체(1091) 및 고정 자성체(1092)를 포함할 수 있다. 고정 자성체(1092)는 자성체 고정 플레이트(1081)에 부착되어 고정될 수 있고, 이동 자성체(1091)는 고정 자성체(1092)와의 척력 및 패널(1100)의 접촉면으로부터 받는 힘에 기초하여 상하방향으로 소정 길이만큼 이동 가능하도록 구현될 수 있다.
한편, 이동 자성체(1091)가 자성체 수용 홀(1072)의 하부로 이탈되는 것을 방지하기 위해, 이동 자성체(1091)의 상부 반경은 하부 반경에 비해 크게 형성될 수 있다. 또한, 자성체 수용 홀(1072)의 하부에는 내둘레면으로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부(1073)가 형성될 수 있다. 적어도 하나의 돌출부(1073)는 이동 자성체(1091)의 외둘레면과 접촉됨으로써, 이동 자성체(1091)의 기울어짐이나 수평 방향 떨림을 제한하고, 이동 자성체(1091)의 이탈을 방지함으로써 이동 자성체(1091)를 안정적으로 위치시킬 수 있다.
적어도 하나의 돌출부(1073)를 기준으로 정의되는 자성체 수용 홀(1072)의 내경은 이동 자성체(1091)의 하부 외경과 대응할 수 있고, 이동 자성체(1091)의 상부 외경보다 작을 수 있다.
한편, 도 19의 (b)를 참조하면, 조립 장치(1000)는 다양한 형태의 완충 모듈을 구비할 수도 있다. 예컨대, 완충 모듈은 자성체(1093) 및 이탈 방지부를 구비하거나, 이동 자성체(1094)만을 구비할 수도 있다.
또는, 완충 모듈은 자성체(1095), 및 자성체(1095)와 자성체 수용부(1071; 또는 자성체 고정 플레이트(1081) 사이에 연결되는 스프링(1096)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 자성체(1095)는 스프링(1096)의 탄성 복원력 및 패널(1100)의 접촉면으로부터 받는 힘에 기초하여 상하방향으로 소정 길이만큼 이동 가능하도록 구현될 수 있다.
도 20은 도 18의 완충 모듈이 구현됨에 따른 효과를 나타내는 예시도이다.
도 20을 참조하면, 패널(1100)은 반도체 발광 소자(1104)의 조립을 위해 유체(1200) 및 챔버(1300) 상에 위치할 수 있다. 예컨대, 패널(1100)의 외곽부는 챔버(1300) 상에 안착될 수 있고, 중심부는 유체(1200) 상에 위치할 수 있다. 한편, 제조하고자 하는 디스플레이 장치의 면적이 증가할수록, 패널(1100)의 면적 또한 증가할 수 있다. 또한, 패널(1100)의 두께는 면적에 비해 극히 얇으므로, 도 20과 같이 패널(1100)이 유체(1200) 및 챔버(1300) 상에 위치할 때, 중심부의 휘어짐이 발생할 수 있다.
도 20의 우측과 같이 조립 장치(1000)가 고정된 자성체(1900)만을 구비하는 경우, 복수의 자성체들(1900) 중 일부는 패널(1100)과 접촉하지 못하고 소정 거리 이격될 수 있다. 이 경우, 자성체(1900)로부터 인가되는 자기장이 유체(1200) 내로 충분히 전달되지 못하여, 반도체 발광 소자(1104)가 패널(1100) 측으로 원활히 유도되지 못할 수 있다. 그 결과, 반도체 발광 소자의 조립율이 저하될 수 있다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 조립 장치(1000)에는 완충 모듈이 형성됨으로써, 패널(1100)의 휘어짐이 발생하더라도 복수의 이동 자성체들(1091) 각각이 패널(1100)과 원활히 접촉할 수 있다. 이에 따라, 조립 장치(1000)는 유체(1200) 내에 수용된 반도체 발광 소자(1104)를 패널(1100) 측으로 원활히 유도할 수 있고, 대면적 디스플레이 장치의 제조 시 반도체 발광 소자의 조립율 저하를 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 반도체 발광 소자를 디스플레이 패널에 조립하는 조립 장치에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 일 면과 각각 접촉하는 적어도 하나의 자성체, 및 적어도 하나의 자성체 수용 홀이 형성된 자성체 수용부를 포함하는 조립 모듈; 및
    상기 조립 모듈과 연결되어, 외부의 구동원으로부터 전달되는 구동력에 기초하여 상기 조립 모듈을 궤도 회전시키는 회전 모듈을 포함하는 조립 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조립 모듈은,
    상기 적어도 하나의 자성체 각각의 일부는 상기 적어도 하나의 자성체 수용 홀을 통해 상기 자성체 수용부의 하부로 돌출되는 조립 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자성체는,
    상기 자성체 수용 홀에 수용된 제1 부분의 반경이, 상기 자성체 수용 홀의 하부로 돌출된 제2 부분의 반경보다 큰 조립 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자성체 수용 홀의 하부에는 내둘레면으로부터 돌출된 적어도 하나의 돌출부가 형성된 조립 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 돌출부에 기초한 상기 자성체 수용 홀의 하부 내경은 상기 자성체의 상기 제1 부분의 반경보다 작은 조립 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조립 모듈은,
    상기 자성체 수용부의 상부에 함몰 형성된 수용 공간에 수용되는 자성체 고정 플레이트를 더 포함하고,
    상기 자성체 고정 플레이트는 금속으로 구현되는 조립 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조립 모듈은,
    상기 적어도 하나의 자성체 수용 홀에 수용되고, 상기 자성체 고정 플레이트의 저면에 부착되는 적어도 하나의 고정 자성체를 더 포함하는 조립 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 자성체는 상기 적어도 하나의 고정 자성체의 하부에 위치하고,
    상기 적어도 하나의 자성체와 상기 적어도 하나의 고정 자성체 각각은, 서로 마주보는 면이 동일한 극성을 갖는 조립 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 자성체는,
    상기 적어도 하나의 고정 자성체와의 척력, 및 외부의 외력에 기초하여 상하로 이동가능한 조립 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조립 모듈은,
    상기 자성체 수용부의 상부에 체결되는 하우징, 및 상기 하우징과 상기 회전 모듈 사이에 체결되는 적어도 하나의 축을 더 포함하는 조립 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전 모듈은,
    상기 외부의 구동원과 연결되는 바(bar);
    상기 바가 고정된 메인 기어;
    상기 메인 기어와 맞물린 적어도 하나의 보조 기어; 및
    상기 적어도 하나의 보조 기어에 고정된 적어도 하나의 연결 축을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 축은 상기 적어도 하나의 연결 축과 연결되는 조립 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 축은, 중심이 상기 적어도 하나의 연결 축의 회전 중심과 이격되도록 상기 적어도 하나의 연결 축과 연결되는 조립 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 연결 축의 하부에는, 상기 적어도 하나의 축이 삽입되는 체결 홈이 형성되는 조립 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 체결 홈의 중심은, 상기 연결 축의 회전 축과 이격되는 조립 장치.
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