KR102279094B1 - 이송판 및 이를 이용한 마이크로 소자의 배열 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 특정 설계된 이송판 및 이를 이용한 마이크로 소자의 배열 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예를 따르는 이송판은 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴; 및 상기 복수의 음각패턴 각각에 배치되고, 상기 음각패턴 내에 음압 또는 양압을 걸어주기 위한 홀;을 포함한다.

Description

이송판 및 이를 이용한 마이크로 소자의 배열 방법{TRANSFER CATRIDGE, AND METHOD FOR ARRAYING MICRO DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 특정 설계된 이송판 및 이를 이용한 마이크로 소자의 배열 방법에 관한 것이다.
종래 기술들에 의하여 마이크로 소자를 기판 상에 전사할 때 마이크로 소자에 작용하는 힘의 종류가 다양하여 배열이 용이하지 않다는 문제가 있다. 소자의 크기가 큰 경우에는 소자에 작용하는 힘이 중력에 의해 지배받기 때문에 인위적으로 조정하기가 용이하다. 그러나 소자의 크기가 작아지면 표면적이 커지면서 중력보다는 표면장력이나 반데르발스 힘과 같이 입자의 크기에 좌우되는 다양한 힘이 작용한다. 따라서 소자를 기판 상에 정확하게 배열하기가 용이하지 않다. 소자들이 표면장력과 반데르발스 힘에 의해 서로 엉겨붙어 정확하게 배열하는 데에 어려움이 따른다.
또한, 소자를 기판 상에 보다 빠르게 배열하는 방법이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제2014-0117497호
본 발명은 특정 설계된 이송판을 이용한 압력 조정 방식을 통해 마이크로 소자를 자발적으로 기판 상에 빠르고 정확하게 배열하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판은 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴; 및 상기 복수의 음각패턴 각각에 배치되고, 상기 음각패턴 내에 음압 또는 양압을 걸어주기 위한 홀;을 포함한다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판에서 상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태이고, 가장 긴 변의 길이가 200 μm 이내일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판에서 상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태이고, 중심을 지나는 일부 선을 대칭선으로 하였을때 비대칭의 형태일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판에서 상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태이고, 그 형태는 2 종류 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법은 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계; 상기 이송판 상에 상기 복수의 마이크로 소자를 공급하는 단계; 상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계; 및 상기 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 음각패턴 내의 유체를 상기 홀을 통해 제거하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계는 상기 복수의 마이크로 소자를 액체에 넣는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 음각패턴 내의 액체를 상기 홀을 통해 제거하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 이송판은 마이크로 소자 배열기 내부에 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 마이크로 소자 배열기는 마이크로 소자를 담지하는 용기, 상기 용기에 담지된 마이크로 소자에 진동을 인가하는 진동부재, 및 상기 용기 내부의 유체를 제거하는 유체제거부재를 포함하고, 상기 이송판은 상기 마이크로 소자를 담지하는 용기 내부에 장착된다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 유체제거부재는 밸브, 배관 및 펌프 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계는 상기 진동부재를 통해 진동을 인가하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 유체제거부재를 이용하여 상기 용기 내부의 유체를 상기 용기의 외부로 제거하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계 이후에, 상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 이송판을 기판 상에 배치하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 이송판을 기판 상에 배치하는 단계는, 상기 이송판의 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하여 상기 음각패턴 내에 배열된 마이크로 소자를 상기 기판 상으로 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 이송판을 기판 상에 배치하는 단계는, 상기 복수의 마이크로 소자가 상기 기판의 일면을 향하도록 배치하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 이송판의 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하는 방법은, 상기 음각패턴 내의 홀을 통해 상기 음각패턴 내에 유체를 인가하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판을 이용하여 마이크로 소자를 자발적으로 빠르고 정확하게 기판 상에 배열할 수 있다.
도 1은 80 * 60 * 7μm 크기의 마이크로 소자가 본 발명의 실시예를 따르지 않는 이송판 상에 배열된 모습을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 따르는 이송판을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 따르는 이송판의 음각패턴에 홀이 있는 모습을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자 배열기를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 225 * 125μm의 마이크로 소자가 배열된 모습을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 마이크로 소자 샘플을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 비교예 1의 마이크로 소자가 이송판 상에 배열된 모습을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 비교예 2의 마이크로 소자가 이송판 상에 배열된 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 비교예 2의 마이크로 소자의 시간에 따라 충진율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3의 마이크로 소자가 이송판 상에 배열된 모습을 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "바람직한" 및 "바람직하게"는 소정 환경 하에서 소정의 이점을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 환경 또는 다른 환경 하에서, 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 바람직한 실시 형태의 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시 형태를 배제하고자 하는 것은 아니다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 마이크로 소자를 이송판에 배열시킨 후 이송판에 배열된 칩을 기판 상에 전사시킨다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판은 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴; 및 상기 복수의 음각패턴 각각에 배치되고, 상기 음각패턴 내에 음압 또는 양압을 걸어주기 위한 홀;을 포함한다(도 2 및 도 3).
상기 음각패턴은 마이크로 소자가 대응되어 배치되는 공간을 제공한다. 상기 음각패턴은 마이크로 소자와 동일하거나 상이한 형태일 수 있다.
상기 음각패턴 내의 홀의 위치 및 크기는 음압 또는 양압을 걸어줄 수 있다면 특별한 제한이 없다.
상기 홀을 통해 음압을 걸어주면 마이크로 소자가 이송판 상에 빠르고 정확하게 배열될 수 있다. 이와 같은 음압을 유도해낼 수 있는 홀은 이송판 상에 배열된 마이크로 소자를 회로가 구성되어 있는 기판에 옮길 때 양압을 가해줄 수 있는 통로가 된다. 이로서 아주 용이하게 마이크로 소자를 기판 상에 전사시킬 수 있다.
상기 음각패턴 상에 배열되는 마이크로 소자는 마이크로미터 또는 나노미터 크기를 가지는 전자 소자로 발광 다이오드 등의 광소자, 열전소자, 또는 트랜지스터 등을 지칭할 수 있다. 보다 구체적으로, 발광 다이오드를 화소로 이용하는 기술에 적용되는 소자를 의미할 수 있다.
상기 마이크로 소자는 입체적 독립성을 가지고 있다. 입체적 독립성이란, 삼차원의 공간적 부피를 가지고, 다른 종류의 소자에 의해 영향을 받지 않는 성질을 의미한다. 이로서 특정 마이크로 소자를 이송판 또는 기판 상에 선택적으로 배열할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판에서 상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태일 수 있는데, 가장 긴 변의 길이가 200 μm 이내, 보다 바람직하게는 150 μm 이내, 보다 바람직하게는 100 μm 이내, 보다 바람직하게는 80 μm 이내일 수 있다.
마찬가지로 상기 음각패턴 상에 배치되는 마이크로 소자는 상기 음각패턴에 대응하므로, 상기 음각패턴과 같은 크기의 작은 마이크로 소자가 배열될 수 있다.
비중이 크고 한 변의 길이가 200μm 이상의 마이크로 소자는 상대적으로 중력이 커서 표면 장력이나 반데르발스 힘에 의한 응집 등은 무시할 수 있어 배열이 용이하다.
그러나 비중이 작거나 한 변의 길이가 200μm 이내의 마이크로 소자는 중력보다는 표면장력이나 반데르발스 힘 등이 지배적으로 작용하므로 입체적 독립성을 지닌 마이크로 소자를 기판상에 효율적으로 전사하기 어렵다. 도 1 은 본 발명의 실시예에 따르지 않고, 긴 변의 길이가 80μm이고 짧은 변의 길이가 50μm, 두께가 7μm 인 마이크로 소자를 기판 상에 배열한 경우의 실제 모습을 보여준다. 이들은 표면장력과 반데르발스 힘에 의해 서로 엉겨붙어 있어, 이들 소자를 배열하는데에 많은 어려움이 따른다.
그러나 본 발명의 실시예에 따른 이송판을 이용하는 경우, 작은 마이크로 소자도 기판 상에 용이하게 배열할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판에서 상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일하거나 비슷한 형태로서 마이크로 소자를 담을 수 있는 크기일 수 있다. 또한, 중심을 지나는 일부 선을 대칭선으로 하였을때 비대칭의 형태일 수 있다.
마찬가지로 상기 음각패턴 상에 배치되는 마이크로 소자는 상기 음각패턴에 대응하므로, 상기 음각패턴과 동일한 형태로 마이크로 소자의 일부분을 에칭하여 마이크로 소자의 형태를 비대칭으로 하면, 앞면 및 뒷면이 구별될 수 있도록 방향성이 부여될 수 있다. 상기 앞면과 뒷면은 P-전극과 N-전극이 될 수 있다.
상기 에칭된 형태는 상기 마이크로 소자가 배열시 방향성을 부여하기 위한 형태라면 그 형태에 제한이 없다.
본 발명의 실시예를 따르는 이송판에서 상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일하거나 비슷한 형태로서 마이크로 소자를 담을 수 있는 크기일 수 있다. 또한, 그 형태는 2 종류 이상일 수 있다.
마찬가지로 상기 음각패턴과 대응되는 마이크로 소자가 2 종류 이상이 사용될 수 있다. 상기 마이크로 소자는 종류별로 각각 에칭된 위치 또는 에칭된 형태를 달리 하여 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법은 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계; 상기 이송판 상에 상기 복수의 마이크로 소자를 공급하는 단계; 상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계; 및 상기 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계;를 포함한다.
상기 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계에서 상기 마이크로 소자는 1 종의 마이크로 소자 또는 2종 이상의 마이크로 소자일 수 있다. 또한, 일부분이 에칭되어 전면 또는 후면에서 전면 도는 후면을 지나는 중심선을 대칭선으로 하여 보았을 때 비대칭일 수 있다. 또한, 가장 긴 변의 길이가 200 μm 이내일 수 있다.
상기 이송판 상에 상기 복수의 마이크로 소자를 공급하는 단계에서 상기 마이크로 소자는 이송판 상의 유체 내에 담지되어 있을 수 있다. 상기 유체는 기체 또는 액체일 수 있다. 이 단계에서는 아직 이송판 상에 무작위로 배열되어 있다.
상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계에서 진동의 인가는 무작위로 퍼져있는 입체적 독립성을 가지는 마이크로 소자들에 특정 흐름을 부여한다. 이로서 마이크로 소자들을 특정 위치에 밀집시킴으로서 마이크로 소자들이 의도된 배열 방식에 의해 기판의 대응되는 위치에 접촉하는 빈도수를 증가시킬 수 있다. 또한, 진동수와 진동수를 인가하는 패턴을 조절하여 특정 흐름을 조절함으로서, 다수의 마이크로 소자들이 배열되는 위치를 미세하게 조정할 수 있다.
상기 마이크로 소자가 담지되어 있는 유체 내에서 특정 에너지를 가지는 진동을 인가하면, 유체 내에 발생하는 특정 흐름에 의해 입체적 독립성을 가지는 마이크로 소자가 자발적으로 이송판에 대응하는 위치를 찾아갈 수 있다.
진동을 인가하기 전 유체의 움직임은 난류 형태를 나타내지만, 파동의 특성상 동일한 파형으로 중첩되는 부분은 진폭이 증가하고, 반대의 파형으로 중첩되는 부분은 진폭이 0이 되는 원리에 의해 마이크로 소자가 유동성을 가진채로 일정한 특정 흐름을 형성할 수 있다.
상기 특정 에너지를 가지는 진동의 진동수는 28 내지 40 kHz 일 수 있다. 또는, 상기 진동수는 28 내지 38 kHz, 28 내지 35 kHz, 28 내지 30kHz, 30 내지 40 kHz, 32 내지 40 kHz, 34 내지 40 kHz, 36 내지 40 kHz, 또는 38 내지 40 kHz 일 수 있다.
상기 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계는 전술한 이송판의 구성상 특징에 따른 것이다. 상기 이송판 내의 홀을 통해 음압을 걸어주면 마이크로 소자가 이송판 상에 빠르고 정확하게 배열될 수 있다. 이와 같은 음압을 유도해낼 수 있는 홀은 이송판 상에 배열된 마이크로 소자를 회로가 구성되어 있는 기판에 옮길 때 양압을 가해줄 수 있는 통로가 된다. 이로서 아주 용이하게 마이크로 소자를 기판 상에 전사시킬 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 음각패턴 내의 유체를 상기 홀을 통해 제거하는 것일 수 있다.
상기 유체는 액체 또는 기체 의미한다. 상기 유체는 이산화탄소, 아세톤, 이소프로필 알코올, 벤젠, 액화 기체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있다. 또한, 상기 유체는 계면활성제 또는 금속 분산제를 추가 포함할 수 있다. 또한, 상기 유체는 휘발성이 높거나 끓는점이 낮은 단일 또는 혼합액일 수 있다. 상기 유체는 특정 에너지를 가지는 진동을 마이크로 소자에 전달하기 위한 매질의 역할을 할 수 있으면서, 마이크로 소자에 손상을 가하지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 계면활성제는 마이크로 소자의 표면 장력을 해소할 수 있는 물질을 포함할 수 있고, 상기 분산제는 상용 금속의 분산을 위한 분산제라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계에서 동종의 또는 이종의 마이크로 소자가 이송판 상에 동시에 배열될 수도 있고, 순차적으로 배열될 수도 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계는 상기 복수의 마이크로 소자를 액체에 넣는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 음각패턴 내의 액체를 상기 홀을 통해 제거하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 액체에 마이크로 소자를 분산시켜 배열하는 셀프 어셈블리 기술을 활용함으로서 마이크로 소자에 손상을 가하지 않고 기판에 배열할 수 있다.
비중이 크고 한 변의 길이가 200μm 이상의 마이크로 소자는 상대적으로 중력이 커서 표면 장력이나 반데르발스 힘에 의한 응집 등은 무시할 수 있어 액체 없이도 소자를 이송판에 배열시킬 수 있다. 즉 압전변환기(piezoelectric transducer, PZT)에 의해 발생되는 진동 에너지에 의해서도 마이크로 소자의 이동을 제어하여 이송판의 음각패턴 상에 배열시킬 수 있다.
그러나 비중이 작거나 한 변의 길이가 200μm 이내의 마이크로 소자는 중력보다는 표면장력이나 반데르발스 힘 등이 지배적으로 작용하므로 입체적 독립성을 지닌 마이크로 소자를 효율적으로 전사하기 위해서는 액체를 이용하여 표면장력을 조정해줄 필요가 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 이송판은 마이크로 소자 배열기 내부에 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 마이크로 소자 배열기는 마이크로 소자를 담지하는 용기, 상기 용기에 담지된 마이크로 소자에 진동을 인가하는 진동부재, 및 상기 용기 내부의 유체를 제거하는 유체제거부재를 포함하고, 상기 이송판은 상기 마이크로 소자를 담지하는 용기 내부에 장착된다(도 4).
상기 마이크로 소자 배열기는 초음파가 만들어지는 클라드니아 판 위에 유체를 흐르도록 하면서 마이크로 소자가 이송판 상에 안착되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 유체제거부재는 밸브, 배관 및 펌프 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 유체제거부재를 이용하여 상기 용기 내부의 유체를 상기 용기의 외부로 제거하는 것일 수 있다. 본 유체제거부재를 통해 용기 내에 마이크로 소자가 담지되어 있는 유체를 제거하게 되면 음각패턴 내에 음압이 발생한다. 그러나 음압을 인가할 수 있는 방법이라면 그 방법에 특별한 제한이 없다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계는 상기 진동부재를 통해 진동을 인가하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서, 상기 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계 이후에, 상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 이송판을 기판 상에 배치하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 이송판을 기판 상에 배치하는 단계는, 상기 복수의 마이크로 소자가 상기 기판의 일면을 향하도록 배치하는 것일 수 있다.
상기 마이크로 소자는 기판 상에 동시에 또는 순차적으로 배열될 수 있다.
상기 배열 과정이 순차적으로 진행되는 경우에는, 추후 진행되는 다른 종류의 소자들의 배치를 방해하지 않기 위해 다른 종류의 소자가 위치할 공간은 마이크로 소자의 높이보다 큰 높이를 공간을 갖는다. 이는 기존에 배치되어 있는 마이크로 소자에 물리적인 영향을 끼치지 않기 위함이다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 이송판을 기판 상에 배치하는 단계는, 상기 이송판의 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하여 상기 음각패턴 내에 배열된 마이크로 소자를 상기 기판 상으로 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이송판의 음각패턴 내에 양압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 기판 상에 정렬하는 단계는 전술한 이송판의 구성상 특징에 따른 것이다. 전술한 바와 같이 이송판 내의 홀을 통해 음압을 걸어주면 마이크로 소자가 이송판 상에 빠르고 정확하게 배열될 수 있다. 이와 같은 음압을 유도해낼 수 있는 홀은 이송판 상에 배열된 마이크로 소자를 회로가 구성되어 있는 기판에 옮길 때 양압을 가해줄 수 있는 통로가 된다. 이로서 아주 용이하게 마이크로 소자를 기판 상에 전사시킬 수 있다.
본 발명의 실시예를 따르는 마이크로 소자의 배열 방법에서 상기 이송판의 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하는 방법은, 상기 음각패턴 내의 홀을 통해 상기 음각패턴 내에 유체를 인가하는 것일 수 있다. 그러나 양압을 인가할 수 있는 방법이라면 그 방법에 특별한 제한이 없다. 상기 유체는 기체 또는 액체일 수 있다. 이처럼 유체를 인가하면 음악패턴 내에 양압이 걸리게 된다.
<실시예 1> 마이크로 소자 전사의 신뢰성 확인
먼저 마이크로 소자 전사의 신뢰성을 확인하기 위해, 225 * 125μm 크기의 마이크로 소자의 PPI(Point per inch)에서의 전사를 실험하였다. 사파이어 기판 위에 GaN 7μm 필름을 만들어 LLO(Laser lift-off)방식으로 떼어 실리콘 기판 위에 전사하였다. 도 5에서 보는 것처럼 어떠한 장애도 없이 아주 순조롭게 전사됨을 확인할 수 있었다.
<실시예 2> 마이크로 소자 및 이송판의 제조
160 x 80μm 크기의 사각형 형태의 마이크로 칩을 앞면과 뒷면을 구별하기 위해 모서리의 일부를 제거하여 비대칭형 형상을 제작하였다.
보다 구체적으로, 사파이어 기판위에 SIO2, Ti, Cu, Ti 박막을 2μm씩 증착시킨 후 PR(Photo Resist)층을 두껍게 형성하였다. 여기에 160 x 80μm의 패턴을 형성하여 하드베이킹(Hard-baking)을 수행한 후, Cu를 전기도금 방식으로 증착하였다. 최종적으로 HF(40% solution) : H2O = 1 : 200 용액으로 2시간 동안 에칭하여 실험에 사용할 샘플을 확보하였다. 이때 작은 마이크로 구리 형상을 얻기 위해 2μm의 포어가 형성되어 있는 필터를 사용하여 아스피레이터로 수거하여 160 x 80 x 46 μm의 마이크로 소자를 제조한 것을 도 6에 나타내었다.
이를 안착시킬 이송판은 마이크로 소자를 회로가 구성된 기판에 전사하기 위한 기판으로 본 발명에서는 올레드(Organic Light Emitting Display, OLED)의 제작공정에 사용되는 미세금속마스크(Fine Metal Mask, FMM)을 사용하였다. 현재, 올레드 제작 시 사용되는 미세금속마스크는 공차가 + 10μm 미만까지 제작하는데 어떠한 어려움도 가지고 있지 않다. 도 2는 본 발명에서 사용된 구리 시트로 제작된 FMM의 예이다.
<비교예 1>
마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계와 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주는 단계 없이, 상기 실시예 2에서 제조한 마이크로 소자를 음각패턴 내에 홀이 없는 이송판 위에 분산시켰다. 이때 이송판은 향후 정밀성을 확보하기 위해 마이크로 소자의 크기와 홀의 크기를 근접하게 만들었다. 즉, 홀의 크기는 마이크로 소자보다 1% 미만의 차이 내에서 크게 하였다.
이 경우, 마이크로 소자가 이송판 상의 음각패턴을 채우는 충진률은 5% 미만이었고, 이를 도 7에 나타내었다.
<비교예 2>
음각패턴 내에 홀이 없는 이송판을 클루아디아 파 위에 올리고, 상기 실시예 2에서 제조한 마이크로 소자를 담지한 이소프릴알콜을 통해 98Hz의 진동을 인가하였다. 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주는 단계는 수행하지 않았다. 이 경우, 마이크로 소자가 이송판 상의 음각패턴을 채운 모습을 도 8에 나타내었다.
또한, 이 경우, 시간에 따른 충진율을 나타낸 그래프를 도 9에 나타내었다. 오랜 시간을 들여도 충진율은 80%에서 수렴됨을 확인할 수 있었다.
<실시예 3>
실시예 2에서 제조한 홀이 있는 이송판을 클루아디아 파 위에 올리고, 상기 실시예 2에서 제조한 마이크로 소자를 담지한 이소프릴알콜을 통해 98Hz의 진동을 인가하였다. 다음으로, 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주었다.
이 경우, 마이크로 소자가 이송판 상의 음각패턴을 채운 모습을 도 10에 나타내었다. 마이크로 소자가 이송판 상의 음각패턴을 충진율 100%에 가깝게 채운 것을 확인할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴; 및
    상기 복수의 음각패턴 각각에 배치되고, 상기 음각패턴 내에 음압 또는 양압을 걸어주기 위한 홀;을 포함하고,
    상기 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 음압을 인가하여 상기 음각패턴 상에 복수의 마이크로 소자가 배열되고,
    상기 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하여 상기 음각패턴 상에 배열된 복수의 마이크로 소자를 회로가 구성되어 있는 기판상에 배치되는,
    이송판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태이고, 가장 긴 변의 길이가 200 μm 이내인,
    이송판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태이고, 중심을 지나는 일부 선을 대칭선으로 하였을때 비대칭의 형태인,
    이송판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로 소자가 배열되는 복수의 음각패턴은 상기 마이크로 소자와 대응되는 동일한 형태이고, 그 형태는 2 종류 이상인,
    이송판.
  5. 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계;
    제 1 항의 이송판 상에 상기 복수의 마이크로 소자를 공급하는 단계;
    상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계;
    상기 제 1 항의 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계;및,
    상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 제 1 항의 이송판을 기판상에 배치하는 단계;를 포함하고,
    상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 제 1 항의 이송판을 기판 상에 배치하는 단계는, 상기 제 1 항의 이송판의 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하여 상기 음각패턴 내에 배열된 마이크로 소자를 상기 기판 상으로 배치하는 단계를 포함하는,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 항의 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계에서, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 음각패턴 내의 유체를 상기 홀을 통해 제거하는 것인,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 소자를 준비하는 단계는 상기 복수의 마이크로 소자를 액체에 넣는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 항의 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계에서, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 음각패턴 내의 액체를 상기 홀을 통해 제거하는 것인,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 항의 이송판은 마이크로 소자 배열기 내부에 장착되고,
    상기 마이크로 소자 배열기는 마이크로 소자를 담지하는 용기, 상기 용기에 담지된 마이크로 소자에 진동을 인가하는 진동부재, 및 상기 용기 내부의 유체를 제거하는 유체제거부재를 포함하고,
    상기 이송판은 상기 마이크로 소자를 담지하는 용기 내부에 장착되는,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유체제거부재는 밸브, 배관 및 펌프 중 어느 하나인,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 소자에 진동을 인가하는 단계는 상기 진동부재를 통해 진동을 인가하는 것인,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 항의 이송판의 음각패턴 내에 음압을 걸어주어 상기 복수의 마이크로 소자를 상기 음각패턴 내에 정렬하는 단계에서, 상기 음압을 걸어주는 방법은 상기 유체제거부재를 이용하여 상기 용기 내부의 유체를 상기 용기의 외부로 제거하는 것인,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 소자가 정렬된 제1항의 이송판을 기판 상에 배치하는 단계는, 상기 복수의 마이크로 소자가 상기 기판의 일면을 향하도록 배치하는 것인,
    마이크로 소자의 배열 방법.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 항의 이송판의 홀을 통해 상기 음각패턴 내로 양압을 인가하는 방법은, 상기 음각패턴 내의 홀을 통해 상기 음각패턴 내에 유체를 인가하는 것인,
    마이크로 소자의 배열 방법.

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