KR102323586B1 - Led sub-pixel csp with extended electrode pad and manufactured method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LED 서브 픽셀 CSP에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확장된 전극 패드를 포함하는 Red, Green, Blue 각각의 LED 서브 픽셀 CSP(Sub-Chip Scale Package) 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성된 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED; 및 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각에 면적이 확장된 한 쌍의 확장 패드;를 포함하고, 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각은 하나의 CSP(Chip Scale Package) 형태를 가져, LED 서브 픽셀 CSP를 이룰 수 있다.The present invention relates to an LED sub-pixel CSP, and more particularly, to a red, green, and blue LED sub-pixel CSP (Sub-Chip Scale Package) including an extended electrode pad, and a method of manufacturing the same.
An LED sub-pixel CSP having an expansion pad according to the present invention comprises: a base substrate; a plurality of red LEDs, a plurality of green LEDs, or a plurality of blue LEDs formed on the base substrate; and a pair of expansion pads each having an area extended to each of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs, or the plurality of Blue LEDs, wherein each of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs or the plurality of Blue LEDs is one It has a CSP (Chip Scale Package) form of LED sub-pixel CSP.
Description
본 발명은 LED 서브 픽셀 CSP에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확장된 전극 패드를 포함하는 Red, Green, Blue 각각의 LED 서브 픽셀 CSP(Sub-Chip Scale Package) 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED sub-pixel CSP, and more particularly, to a red, green, and blue LED sub-pixel CSP (Sub-Chip Scale Package) including an extended electrode pad, and a method of manufacturing the same.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. A light emitting diode (LED) is one of light emitting devices that emits light when an electric current is applied thereto. Light-emitting diodes can emit high-efficiency light with a low voltage, and thus have an excellent energy-saving effect.
최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.Recently, the luminance problem of light emitting diodes has been greatly improved, and it has been applied to various devices such as a backlight unit of a liquid crystal display device, an electric sign board, a display device, and a home appliance.
마이크로 발광 다이오드(μ-LED)의 크기는 1 ~ 100μm 수준으로 매우 작고, 40 인치(inch)의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 대략 2,500만개 이상의 픽셀이 요구된다. The size of a micro light emitting diode (μ-LED) is very small, ranging from 1 to 100 μm, and approximately 25 million or more pixels are required to implement a 40-inch display device.
따라서, 40 인치의 디스플레이 장치를 하나 만드는데 단순한 픽 앤 플레이스(Pick & Place) 방법으로는 시간적으로 최소 한달이 소요되는 문제가 있다. Therefore, there is a problem that it takes at least a month in terms of time by a simple pick and place method to make one 40-inch display device.
기존의 마이크로 발광 다이오드(μ-LED)는 사파이어 기판 상에 다수개로 제작된 후, 기계적 전사(Transfer) 방법인, 픽 앤 플레이스(pick & place)에 의해, 마이크로 발광 다이오드가 하나씩 유리 혹은 유연성 기판 등에 전사된다. Existing micro light emitting diodes (μ-LED) are manufactured in plurality on a sapphire substrate, and then, by a mechanical transfer method, pick & place, micro light emitting diodes are placed on glass or flexible substrate one by one. are transcribed
마이크로 발광 다이오드를 하나씩 픽업(pick-up)하여 전사하므로, 1:1 픽 앤 플레이스 전사 방법이라고 지칭한다. Since the micro light emitting diodes are picked up one by one and transferred, it is referred to as a 1:1 pick-and-place transfer method.
그런데, 사파이어 기판 상에 제작된 마이크로 발광 다이오드 칩의 크기는 작고 두께가 얇기 때문에, 마이크로 발광 다이오드 칩을 하나씩 전사하는 픽 앤 플레이스 전사 공정 중에 상기 칩이 파손되거나, 전사가 실패하거나, 칩의 얼라인먼트(Alignment)가 실패되거나, 또는 칩의 틸트(Tilt)가 발생되는 등의 문제가 발생되고 있다. However, since the size of the micro light emitting diode chip manufactured on the sapphire substrate is small and the thickness is thin, the chip is damaged or the transfer fails, or the chip alignment ( Alignment) fails, or a problem such as a tilt of the chip is generated.
또한, 전사 과정에 필요한 시간이 너무 오래 걸리는 문제가 있다.In addition, there is a problem that the time required for the transcription process is too long.
본 발명은, 다수의 RGB 서브-픽셀을 신속하게 디스플레이 패널로 선택적으로 전사할 수 있는 LED 서브 픽셀 CSP를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an LED sub-pixel CSP capable of selectively transferring a plurality of RGB sub-pixels to a display panel quickly.
또한, 마이크로 LED 기반의 디스플레이 장치를 신속하게 제조할 수 있고, 전사 오류를 최소화할 수 있는 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a display device capable of rapidly manufacturing a micro LED-based display device and minimizing a transfer error.
또한, 마이크로 단위의 LED를 디스플레이 장치에 오류 없이 신속하게 전사가 가능하도록 전극 패드가 확장된 LED 서브 픽셀 CSP 및 그 제조방법를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide an LED sub-pixel CSP having an extended electrode pad so that micro-scale LEDs can be quickly transferred to a display device without errors, and a method for manufacturing the same.
또한, 디스플레이 장치의 해상도에 무관하게 한정된 면적 상에 가능한 많은 수의 RGB 서브 픽셀을 구비한 웨이퍼를 이용할 수 있도록 하고자 한다.In addition, it is intended to use a wafer having as many RGB sub-pixels as possible on a limited area irrespective of the resolution of the display device.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성된 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED; 및 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각에 면적이 확장된 한 쌍의 확장 패드;를 포함하고, 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각은 하나의 CSP(Chip Scale Package) 형태를 가져, LED 서브 픽셀 CSP를 이룰 수 있다.LED sub-pixel CSP having an expansion pad according to the present invention for solving the above problems, a base substrate; a plurality of red LEDs, a plurality of green LEDs, or a plurality of blue LEDs formed on the base substrate; and a pair of expansion pads each having an area extended to each of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs, or the plurality of Blue LEDs, wherein each of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs, or the plurality of Blue LEDs is one It has a CSP (Chip Scale Package) form of LED sub-pixel CSP.
여기서, 상기 베이스 기판은 웨이퍼이거나, 상기 웨이퍼에 형성된 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각을 전사시킨 캐리어 기판일 수 있다. Here, the base substrate may be a wafer or a carrier substrate on which each of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs, or the plurality of Blue LEDs formed on the wafer is transferred.
여기서, 상기 베이스 기판이 웨이퍼인 경우, 상기 확장 패드는 상기 웨이퍼 상에 형성되고, 상기 베이스 기판이 캐리어 기판인 경우, 상기 확장 패드는 상기 캐리어 기판에 형성될 수 있다.Here, when the base substrate is a wafer, the expansion pad may be formed on the wafer, and when the base substrate is a carrier substrate, the expansion pad may be formed on the carrier substrate.
여기서, 상기 확장 패드는, 하나의 상기 LED 서브 픽셀 CSP 내에서 발광 소자 각각의 패드로부터 연장되고, 인접 LED 서브 픽셀 CSP로부터 확장된 패드와 교차되지 않는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the expansion pad extends from the pad of each light emitting device in one LED sub-pixel CSP and does not intersect the pad extended from the adjacent LED sub-pixel CSP.
여기서, 상기 베이스 기판에 형성되는 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 간의 피치는 상기 확장 패드를 형성하기 위한 영역 확장에 기초하여 형성될 수 있다.Here, the pitch between the plurality of red LEDs, the plurality of green LEDs, or the plurality of blue LEDs formed on the base substrate may be formed based on an area expansion for forming the expansion pad.
여기서, 상기 베이스 기판은 상기 웨이퍼에 형성된 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각을 전사시킨 캐리어 기판이고, 상기 확장 패드는, 상기 캐리어 기판 상에 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각을 덮는 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층에 포토 마스크를 위치하여 UV 노광을 통해 노출된 부분에 금속 증착을 한 후 Lift-Off 공정에 의해 형성될 수 있다.Here, the base substrate is a carrier substrate to which each of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs, or the plurality of Blue LEDs formed on the wafer is transferred, and the expansion pad includes the plurality of Red LEDs, the plurality of LEDs on the carrier substrate. It can be formed by a lift-off process after forming a photoresist layer covering each of the green LEDs or a plurality of blue LEDs, placing a photomask on the photoresist layer, depositing a metal on the portion exposed through UV exposure, and then performing a lift-off process. have.
여기서, 상기 한 쌍의 확장 패드는 상기 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각이 형성된 영역 외로 연장되어 형성될 수 있다. Here, the pair of expansion pads may be formed to extend out of an area in which each of the plurality of red LEDs, the plurality of green LEDs, or the plurality of blue LEDs is formed.
여기서, 상기 한 쌍의 확장 패드는 상기 상기 다수개의 Red LED, 다수개의 Green LED 또는 다수개의 Blue LED 각각의 패드에 금속 증착을 통해 좌우로 확장된 형태를 갖을 수 있다. Here, the pair of expansion pads may have a shape extending left and right through metal deposition on the respective pads of the plurality of Red LEDs, the plurality of Green LEDs, or the plurality of Blue LEDs.
여기서, 상기 LED 서브 픽셀 CSP 중 하나의 Red LED 서브 픽셀 CSP, Green LED 서브 픽셀 CSP 및 Blue LED 서브 픽셀 CSP는 하나의 LED 픽셀 CSP를 구성할 수 있다. Here, one Red LED sub-pixel CSP, a Green LED sub-pixel CSP, and a Blue LED sub-pixel CSP among the LED sub-pixel CSPs may constitute one LED pixel CSP.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 각각의 웨이퍼 상에 RGB 서브 픽셀을 CSP 형태로 제작하여, 다수의 RGB 서브 픽셀을 신속하고 효율적으로 디스플레이 패널로 선택적 전사할 수 있는 이점이 있다. When the method of manufacturing the display device according to the embodiment is used, there is an advantage in that RGB sub-pixels are manufactured on each wafer in the form of CSP, and a plurality of RGB sub-pixels can be selectively transferred to a display panel quickly and efficiently.
또한, 발광 소자의 발광영역의 크기가 100um 이하 일 경우, 다이싱 등에 의한 에피 손상으로 광효율이 급격히 떨어진다. 반면에 본 발명은 발광 다이오드 칩 단위가 아닌 LED 서브 픽셀 CSP 단위로 제작되어 전사되므로 광효율이 저하되지 않는 이점이 있다. In addition, when the size of the light emitting region of the light emitting device is less than 100 μm, the light efficiency is sharply decreased due to epi damage caused by dicing or the like. On the other hand, the present invention has the advantage that light efficiency is not lowered because it is manufactured and transferred in units of LED sub-pixels CSP rather than in units of light emitting diode chips.
또한, 다양한 크기와 서브 픽셀간 다양한 피치를 갖는 디스플레이 장치에 적용 가능하다.In addition, it is applicable to display devices having various sizes and various pitches between sub-pixels.
또한, 디스플레이 장치의 해상도에 무관하게 한정된 면적 상에 가능한 많은 수의 RGB 서브 픽셀이 형성된 각각의 웨이퍼를 사용하므로, 웨이퍼 제작 비용을 줄일 수 있고, 색변환층 형성 공정이 필요하지 않는 장점이 있다. In addition, since each wafer having as many RGB sub-pixels as possible on a limited area is used regardless of the resolution of the display device, wafer manufacturing cost can be reduced and a process for forming a color conversion layer is not required.
또한, RGB 각각의 서브 픽셀 CSP 단위로 제작되며, 웨이퍼 상에서 전극을 직접 확장한 LED 서브 픽셀 CSP 제공이 가능하고, 웨이퍼 상의 RGB 서브 픽셀 CSP를 캐리어 기판을 통해 전사하여 캐리어 기판 상에서 전극을 확장시킨 LED 서브 픽셀 CSP를 제공하는 것이 가능하다.In addition, each RGB sub-pixel CSP unit is manufactured, and it is possible to provide an LED sub-pixel CSP with an electrode directly extended on the wafer. It is possible to provide a sub-pixel CSP.
또한, 웨이퍼 상에 RGB 서브 픽셀 CSP를 제조하므로, Net Die 또는 Gross Die를 감소시켜 웨이퍼 1장당 생산할 수 있는 칩의 갯수를 늘려 수율이 급격하게 증가될 수 있다.In addition, since the RGB sub-pixel CSP is manufactured on the wafer, the yield can be sharply increased by reducing the net die or gross die to increase the number of chips that can be produced per wafer.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 RGB 서브 픽셀들이 형성된 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 각각의 RGB Epi를 성장시킨 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 형성된 각각의 RGB 서브 픽셀들을 하나의 서브 픽셀 CSP 단위로 다이싱하는 공정도이다.
도 4는 패드가 확장되지 않은 종래의 일반적인 패드를 갖는 서브 픽셀 CSP과 확장된 패드를 갖는 서브 픽셀 CSP을 비교하기 위한 일 측 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 RGB 칩들이 형성된 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 각각의 RGB Epi를 성장시키는 공정도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 형성된 각각의 RGB 칩들을 하나의 칩 단위로 다이싱하는 공정도이다.
도 8 내지 도 10은 도 5에 도시된 칩 어레이를 캐리어 기판에 의해 선택적으로 전사하기 위한 캐리어 기판의 구조를 보인 도면이다.
도 11은 R(Red) 칩 어레이를 캐리어 기판으로 선택적 전사하는 도면이다.
도 12 및 도 13은 캐리어 기판에 전사된 R 칩 어레이의 영역 확장 및 패드 확장 공정을 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 도 1에 도시된 서브 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 18은 캐리어 기판에 전사된 서브 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 19는 디스플레이 패널의 전극패드의 영역 이동 전후를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 20은 캐리어 기판에 전사된 확장된 패드를 갖는 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 패드 확장된 R 서브 픽셀 CSP 어레이가 2차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.
도 22는 도 21에서 다른 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 전사되는 공정을 좀 더 상세하게 표현한 단면 공정을 나타낸 것이다.
도 23은 G 웨이퍼로부터 캐리어 기판으로 G 칩 어레이가 1차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.
도 24는 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 패드 확장된 G 서브 픽셀 CSP 어레이가 2차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.
도 25는 도 24에서 다른 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 전사되는 공정을 좀 더 상세하게 표현한 단면 공정을 나타낸 것이다.
도 26은 B 웨이퍼로부터 캐리어 기판으로 B 칩 어레이가 1차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.
도 27은 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 패드 확장된 B 서브 픽셀 CSP 어레이가 2차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.
도 28은 도 27에서 다른 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 전사되는 공정을 좀 더 상세하게 표현한 단면 공정을 나타낸 것이다.1 is a diagram in which RGB sub-pixels are formed on each wafer according to a first embodiment of the present invention.
2 is a structural diagram in which each RGB Epi is grown on each wafer according to the first embodiment of the present invention.
3 is a process diagram of dicing each of the RGB sub-pixels formed on each wafer into one sub-pixel CSP unit according to the first embodiment of the present invention.
4 is a side cross-sectional view for comparing a sub-pixel CSP having a conventional conventional pad in which the pad is not expanded and a sub-pixel CSP having an expanded pad.
5 is a diagram in which RGB chips are formed on each wafer according to the second embodiment of the present invention.
6 is a process diagram of growing each RGB Epi on each wafer according to the second embodiment of the present invention.
7 is a process diagram of dicing each RGB chip formed on each wafer in a single chip unit according to the second embodiment of the present invention.
8 to 10 are views showing the structure of a carrier substrate for selectively transferring the chip array shown in FIG. 5 by the carrier substrate.
11 is a diagram for selectively transferring an R(Red) chip array to a carrier substrate.
12 and 13 are diagrams for explaining in detail a process of expanding an area of an R chip array transferred to a carrier substrate and expanding a pad.
FIG. 14 is a view for explaining in detail a step of transferring the sub-pixel CSP array shown in FIG. 1 to a carrier substrate.
15 to 18 are diagrams for explaining in detail the step of transferring the sub-pixel CSP array transferred to the carrier substrate to the display panel.
19 is a view showing a comparison before and after region movement of an electrode pad of a display panel.
20 is a view for explaining in detail the step of transferring the pixel CSP array having the extended pad transferred to the carrier substrate to the display panel.
21 illustrates a process in which the pad-extended R sub-pixel CSP array is secondary transferred from the carrier substrate to the display panel.
22 is a cross-sectional view illustrating in more detail a process of transferring from another carrier substrate to a display panel in FIG. 21 .
23 shows a process of primary transfer of a G chip array from a G wafer to a carrier substrate.
24 shows a process of secondary transfer of the pad-extended G sub-pixel CSP array from the carrier substrate to the display panel.
25 is a cross-sectional view illustrating in more detail a process of transferring from another carrier substrate to a display panel in FIG. 24 .
26 shows a process in which the B chip array is first transferred from the B wafer to the carrier substrate.
27 illustrates a process in which the pad-extended B sub-pixel CSP array is transferred from the carrier substrate to the display panel.
28 is a cross-sectional view illustrating in more detail a process of transferring from another carrier substrate to a display panel in FIG. 27 .
실시 형태의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the embodiment, in the case where it is described as being formed on "above (above) or under (below)" of each component, the upper (above) or lower (below) two components are in direct contact with each other or one or more other components disposed between two components.
또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", a meaning of not only an upper direction but also a lower direction based on one component may be included.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not fully reflect the actual size.
본 발명에서 사용되는 CSP, LED 픽셀 CSP, LED 서브 픽셀 CSP는 다음과 같이 정의될 수 있다.CSP, LED pixel CSP, and LED sub-pixel CSP used in the present invention may be defined as follows.
CSP(Chip Scale Package)는 단일 칩 패키지(single chip package)의 발전에 있어 최근 매우 주목 받는 패키지로서 반도체/패키지 면적비가 80% 이상인 단일 칩 패키지를 의미한다.A chip scale package (CSP) is a package that has recently received a lot of attention in the development of a single chip package, and refers to a single chip package having a semiconductor/package area ratio of 80% or more.
LED 픽셀 CSP는 Red LED, Green LED, Blue LED를 하나의 픽셀 단위로 하여 하나의 LED 픽셀을 CSP 패키징한 단일 패키지를 의미한다.LED pixel CSP refers to a single package in which one LED pixel is CSP packaged by using Red LED, Green LED, and Blue LED as one pixel unit.
LED 서브 픽셀 CSP는 Red LED, Green LED, Blue LED 각각을 하나의 서브 픽셀 단위로 하여 하나의 LED 서브 픽셀 단위로 CSP 패키징한 단일 패키지를 의미한다.The LED sub-pixel CSP refers to a single package in which each of Red LED, Green LED, and Blue LED is used as one sub-pixel unit and CSP is packaged in one LED sub-pixel unit.
[본 발명의 제1 실시 형태에 따른 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP][LED sub-pixel CSP with expansion pad according to the first embodiment of the present invention]
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 RGB 서브 픽셀들이 형성된 도면이다. 1 is a diagram in which RGB sub-pixels are formed on each wafer according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 형태는 RGB 서브 픽셀이 각각 형성된 3개의 웨이퍼를 예시로서 설명하나 이에 한정되지는 않는다.In the embodiment of the present invention, three wafers each having RGB sub-pixels are described as an example, but the present invention is not limited thereto.
도 1을 참조하면, 각각의 하나의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 같은 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 발광 소자(11R, 11G, 11B)를 형성한다. Referring to FIG. 1 , a plurality of light emitting
여기서, 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 칩일 수 있다.Here, the
복수의 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 각각의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에서 복수의 행과 열을 따라 등간격으로 이격된 채 배열될 수 있다. The plurality of light emitting
등간격으로 배치된 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 행 또는 열 방향으로 이후 디스플레이 패널에 전사되므로, 상대적으로 고가인 웨이퍼의 전체 면적으로 효율적으로 활용하여 발광 소자의 제조 단가를 낮출 수 있다.Since the
여기서, 각각의 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 하나의 서브 픽셀 단위로 패키징된 서브 픽셀 CSP(Chip Scale Package)에 대응될 수 있다. Here, each of the
한편, 각각의 하나의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 다수의 RGB 서브 픽셀을 형성한 후, 각 RGB 서브 픽셀 별로 웨이퍼를 다이싱하여 각 RGB 서브 픽셀 CSP 별로 분리할 수 있다.Meanwhile, after forming a plurality of RGB sub-pixels on each of the
각각의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 형성된 RGB 서브 픽셀 간의 피치(W1)는 디스플레이 패널의 서브 픽셀 간의 피치와 동일하거나 소정의 값의 비례상수의 배수로 정하여지는 것이 바람직하다.The pitch W1 between the RGB sub-pixels formed on each of the
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 각각의 RGB Epi를 성장시킨 구조도이다.2 is a structural diagram in which each RGB Epi is grown on each wafer according to the first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 3개의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 각각의 일면 상에 소정의 광을 방출하는 에피(11R, 11G, 11B)를 성장시킨다. Referring to FIG. 2 , epis 11R, 11G, and 11B emitting a predetermined light are grown on one surface of each of the three
여기서, 웨이퍼(10R, 10G, 10B)는 사파이어(Al2O3) 기판일 수 있다. Here, the
성장된 각각의 에피(11R, 11G, 11B) 상에 패드(14R, 14G, 14B)를 형성하고, 에피(11R, 11G, 11B)와 패드(14R, 14G, 14B)를 패시베이션(Passivation)하는 보호층(13)을 형성한다. Forming
보호층(13)을 형성할 때, 패드(14R, 14G, 14B)가 보호층(13)의 외부에 노출되도록 형성하는 것이 이후 패드의 영역을 확장하는 데 있어서 바람직하다.When the
패드(14R, 14G, 14B)는 전원을 인가하기 위한 +, -의 도전성 물질로 이루어지는 전극이며, 종래의 일반적인 패드와 달리 확장된 형태로 제조될 수 있다. The
다시 말해, 각각의 웨이퍼(10R, 10G, 10B)상에 형성된 에피(11R, 11G, 11B)에 패드(PAD)를 형성하는 공정 시에, 종래의 일반적인 패드의 크기보다 더 큰 크기의 확장된 형태의 패드를 형성할 수 있다. In other words, in the process of forming the pad PAD on the
확장된 패드는 예를 들면, 섀도우 마스크를 부착하여 패드로부터 확장된 영역으로 금속을 증착하는 방식 또는 포토 마스크를 이용하여 식각 후 금속 증착을 하고 리프트 오프 방식으로 제조될 수 있다.The expanded pad may be manufactured by, for example, depositing a metal from the pad to an area extended from the pad by attaching a shadow mask, or by performing metal deposition after etching using a photomask and performing a lift-off method.
도 2를 포함한 이하의 도면들에서는 확장된 크기의 패드(14R, 14G, 14B)를 도시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 확장된 크기의 패드(14R, 14G, 14B) 대신에 종래의 일반적인 패드로 대체될 수도 있다.In the following drawings including FIG. 2 , the
확장된 크기의 패드(14R, 14G, 14B)를 이용할 경우, 디스플레이 패널 상의 전극으로 전사시 대응 영역이 확장되므로 전사 오류 방지와 전사 속도 및 정확도를 더욱 개선할 수 있는 장점을 가지며, 특히 본 발명은 각각의 웨이퍼 별로 각각의 RGB 서브 픽셀 CSP를 형성하는 것이 가능하므로 CSP 내의 잉여 영역 상에 패드를 확장시킬 수 있는 잉여 공간이 형성될 수 있어, 확장된 패드의 형성과 이를 통한 전사의 정확성을 개선할 수 있다는 장점을 갖는다.When the
도 2에는 도 1에서의 A-A Section과 B-B Section의 단면도를 각각 표현하고 있으며, 바람직하게는 서브 픽셀당 한 쌍의 (+), (-) 전극은 Epi의 상하에 형성할 수 있으며, 필요에 따라서는 Epi의 좌우에 위치하도록 형성하는 것도 가능함은 물론이다.2 shows the sectional views of the AA Section and the BB Section in FIG. 1, respectively, and preferably, a pair of (+), (-) electrodes per sub-pixel may be formed above and below Epi, and if necessary, Of course, it is also possible to form so as to be located on the left and right of the Epi.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 형성된 각각의 RGB 서브 픽셀들을 하나의 서브 픽셀 CSP 단위로 다이싱하는 공정도이다.3 is a process diagram of dicing each RGB sub-pixel formed on each wafer into one sub-pixel CSP unit according to the first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 도 2와 같이 웨이퍼에 에피 및 패드를 형성시키고 보호 층(13)이 형성된 각각의 RGB 서브 픽셀 CSP 별로 다이싱하여 다수의 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)을 형성한다. Referring to FIG. 3 , as shown in FIG. 2 , epi and pads are formed on the wafer and diced for each RGB sub-pixel CSP on which the
여기서, RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B) 별로 다이싱하는 공정은 여러 방식이 있겠지만, 예시적으로 레이저를 이용하여 다이싱을 수행할 수 있다.Here, there may be various methods of dicing for each RGB sub-pixel CSP (100R, 100G, 100B), but dicing may be performed using a laser as an example.
이하의 도면들에서 하나의 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)은 도 3에서 형성된 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 도 1에서 행과 열 방향으로 다이싱된 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B) 어레이일 수도 있다. In the drawings below, one RGB sub-pixel CSP (100R, 100G, 100B) is illustrated as the RGB sub-pixel CSP ( 100R, 100G, 100B) formed in FIG. 3 , but is not limited thereto. It may be an array of columnwise diced RGB sub-pixel CSPs (100R, 100G, 100B).
각각의 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)는 와이어가 불필요한 플립 칩 구조를 가질 수 있다. Each of the RGB sub-pixel CSPs 100R, 100G, and 100B may have a flip-chip structure that does not require wires.
와이어 대신에 패드(14)로 전기적 연결이 가능하며, RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B) 각각은 패드(14)를 통한 외부 제어신호에 따라 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. An electrical connection is possible through the
하나의 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)의 CSP(Chip Scale Package)는 칩 크기에 가까운 소형 패키지를 총칭하는 것으로서, 칩 외형을 보호하는 리드프레임과 전기적 연결을 위한 와이어가 존재하지 않는 베어 칩에 가까운 크기의 패키지이다. The CSP (Chip Scale Package) of one RGB sub-pixel CSP (100R, 100G, 100B) is a generic term for a small package close to the size of a chip. It is a package with a size close to that of a chip.
특히, 본 발명에서 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B) 각각은 R, G, B 별로 각각 서브 픽셀을 구성하여 CSP 형태로 제작된 새로운 개념의 소형 패키지일 수 있다.In particular, in the present invention, each of the RGB sub-pixel CSPs 100R, 100G, and 100B may be a small package of a new concept manufactured in the form of a CSP by configuring each sub-pixel for each R, G, and B.
R 서브 픽셀(100R), G 서브 픽셀(100G) 및 B 서브 픽셀(100B)은 각각 독립적인 하나의 서브 픽셀 CSP를 구성할 수 있다. Each of the R sub-pixel 100R, the G sub-pixel 100G, and the
하나의 서브 픽셀 CSP는 후술할 디스플레이 패널에서 다양한 색상을 방출하는 하나의 픽셀로 기능할 수 있고, 각각의 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)를 복수로 행과 열 방향으로 캐리어 기판에 나열됨으로써 서브 픽셀 CSP 어레이가 형성될 수 있고, 캐리어 기판에 배열된 서브 픽셀 CSP 어레이가 후술할 디스플레이 패널로 선택적으로 전사될 수 있으며, R 서브 픽셀(100R), G 서브 픽셀(100G) 및 B 서브 픽셀(100B)이 그룹화되어 하나의 LED 픽셀을 이룰 수 있다.One sub-pixel CSP can function as one pixel emitting various colors in a display panel to be described later, and each of the RGB sub-pixel CSPs (100R, 100G, 100B) is arranged in a plurality of rows and columns on a carrier substrate As a result, a sub-pixel CSP array can be formed, and the sub-pixel CSP array arranged on a carrier substrate can be selectively transferred to a display panel to be described later, and the R sub-pixel 100R, G sub-pixel 100G, and
도 4는 패드가 확장되지 않은 종래의 일반적인 패드를 갖는 픽셀 CSP(A)와 확장된 패드를 갖는 픽셀 CSP(B)을 비교하기 위한 일 측 단면도들이고, 도 1의 B-B Section을 나타낸 것이다.4 is a cross-sectional side view for comparing a pixel CSP (A) having a conventional conventional pad in which the pad is not expanded and a pixel CSP (B) having an expanded pad, and shows a section B-B of FIG. 1 .
도 4의 (A)와 (B)를 비교하면, 웨이퍼 제조 공정에서 확장된 패드(14R, 14R')는 하나의 픽셀 CSP(100') 영역 내에서 사용되지 않은 기존의 잉여 영역을 활용하여 RGB 픽셀을 염두해 두고 확장된 형태로 설계되어 기존 칩의 패드(14r, 14r') 비하여 확대되어 그 단면적이 넓혀진 형태를 가질 수 있다. Comparing (A) and (B) of FIG. 4 , the
이러한 확장된 패드(14R, 14R')를 도 1의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 형성하기 위해 서브 픽셀간 피치(W1)는 확장된 패드간의 피치 간격에 따라 정해질 수 있다.In order to form the
특히, 마이크로 단위의 LED 칩의 경우 그 픽셀단위가 30㎛ * 30㎛ 내지 100㎛ * 100㎛이므로 패드의 폭이나 길이 또한 매우 미세하고, 이들을 디스플레이 패널의 기판으로 표면 실장 공정 시 전기적 open 등이 발생하여 불량률이 매우 높아질 수 밖에 없다. In particular, in the case of a micro-unit LED chip, since the pixel unit is 30㎛ * 30㎛ to 100㎛ * 100㎛, the width or length of the pad is also very fine, and electrical open occurs during the surface mounting process of these as a substrate of a display panel. As a result, the defect rate can be very high.
반면에, 디스플레이 패널 위에 패드 확장이 가능한 픽셀 CSP 단위로 표면실장 공정을 진행함으로써, 수십 um영역의 마이크로 LED 전기적 연결 공정을 수백 um영역의 픽셀 CSP 전기적 연결 공정으로 스케일 업(Scale up)함으로써 전기적 open 등의 불량을 최소화 할 수 있다. On the other hand, by performing the surface mounting process in units of pixel CSP that can expand the pad on the display panel, the micro LED electrical connection process in the tens of um area is scaled up to the pixel CSP electrical connection process in the hundreds of um area. defects can be minimized.
또한, 디스플레이 장치에 표면실장 공정 시 픽셀 CSP 패드와 디스플레이 패널의 패드 간의 정렬(Alignment) 마진 확보를 높여 전기적 불량을 최소화하고, 대면적의 디스플레이 장치를 신속하게 제조하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to minimize electrical defects by increasing the alignment margin between the pixel CSP pad and the pad of the display panel during the surface mounting process on the display device, and to rapidly manufacture a large-area display device.
[본 발명의 제2 실시 형태에 따른 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP][LED sub-pixel CSP with expansion pad according to the second embodiment of the present invention]
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 RGB 칩들이 형성된 도면이다. 5 is a diagram in which RGB chips are formed on each wafer according to the second embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태는 RGB 칩이 각각 형성된 3개의 웨이퍼를 예시로서 설명하나 이에 한정되지는 않는다.As shown in FIG. 5 , in the second embodiment of the present invention, three wafers each on which RGB chips are formed are described as an example, but the present invention is not limited thereto.
도 5를 참조하면, 각각의 하나의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 같은 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 발광 소자(11R, 11G, 11B)를 형성한다. Referring to FIG. 5 , a plurality of light emitting
여기서, 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 칩일 수 있다.Here, the
복수의 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 각각의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에서 복수의 행과 열을 따라 등간격으로 이격된 채 배열될 수 있다. The plurality of light emitting
등간격으로 배치된 발광 소자(11R, 11G, 11B)는 행 또는 열 방향으로 이후 디스플레이 패널에 전사되므로, 상대적으로 고가인 웨이퍼의 전체 면적으로 효율적으로 활용하여 발광 소자의 제조 단가를 낮출 수 있다.Since the
한편, 각각의 하나의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 다수의 RGB 칩을 형성한 후, 각 RGB 칩 별로 웨이퍼를 다이싱하여 각 RGB 칩 별로 분리할 수 있다.Meanwhile, after forming a plurality of RGB chips on each of the
각각의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 형성된 RGB 칩 간의 피치(W2)는 디스플레이 패널 상에 형성된 서브 픽셀 CSP 간의 피치와 동일하거나 소정의 값의 비례상수의 배수로 정하여지는 것이 바람직하다.It is preferable that the pitch W2 between the RGB chips formed on each of the
각각의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 상에 형성된 RGB 서브 픽셀 CSP 간의 피치(W2)는 도 1 내지 도 4의 RGB 서브 픽셀 CSP 간의 피치(W1) 보다 그 간격이 더 좁을 수 있고, 이는 Net Die 또는 Gross Die를 감소시켜 웨이퍼 1장당 생산할 수 있는 칩의 갯수를 늘려 수율을 증가시킬 수 있다. The pitch W2 between the RGB sub-pixel CSPs formed on each of the
그 이유는 제1 실시형태는 웨이퍼 상에 직접 확장된 전극을 형성시키는 구조이므로, 확장된 전극에 따라 그 만큼의 칩 형성 영역이 필요하게 되나, 제2 실시형태는 웨이퍼 상이 아닌 별도의 캐리어 기판 상에서(이는 웨이퍼에서 캐리어 기판으로 전사) 확장된 전극을 형성시키게 되므로, 웨이퍼 상에서는 확장되지 않은 일반 크기의 전극 패드를 갖으므로 그 만큼 칩 형성 영역이 넓어질 필요가 없게 된다.The reason is that, since the first embodiment has a structure in which an extended electrode is formed directly on a wafer, a corresponding chip formation area is required depending on the extended electrode, but in the second embodiment, on a separate carrier substrate instead of on a wafer (This is transferred from the wafer to the carrier substrate) Since the expanded electrode is formed, it is not necessary to widen the chip formation area as much as the electrode pad has an unexpanded normal size on the wafer.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 각각의 RGB Epi를 성장시키는 공정도이다.6 is a process diagram of growing each RGB Epi on each wafer according to the second embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 3개의 웨이퍼(10R, 10G, 10B) 각각의 일면 상에 소정의 광을 방출하는 에피(11R, 11G, 11B)를 성장시킨다. Referring to FIG. 6 , epis 11R, 11G, and 11B emitting a predetermined light are grown on one surface of each of the three
여기서, 웨이퍼(10R, 10G, 10B)는 사파이어(Al2O3) 기판일 수 있다. Here, the
성장된 각각의 에피(11R, 11G, 11B) 상에 패드(14r, 14g, 14b)를 형성하고, 에피(11R, 11G, 11B)와 패드(14r, 14g, 14b)를 패시베이션(Passivation)하는 보호층(13)을 형성한다. 여기서, 패드(14r, 14g, 14b)는 확장되지 않은 것으로서, 일반적인 패드의 크기와 형상을 가질 수 있다. Forming a
보호층(13)을 형성할 때, 패드(14r, 14g, 14b)가 보호층(13)의 외부에 노출되도록 형성하는 것이 이후 패드의 영역을 확장하는 데 있어서 바람직하다.When the
도 6에는 도 5에서의 A-A Section과 B-B Section의 단면도를 각각 표현하고 있으며, 바람직하게는 칩 당 한 쌍의 (+), (-) 전극은 Epi 층 아래에 형성되는데, A-A section 기준으로 전극을 상하 형성할 수 있으며 필요에 따라서는 좌우로 형성하는 것도 가능함은 물론이다.6 shows the cross-sectional views of the AA Section and the BB Section in FIG. 5, respectively. Preferably, a pair of (+), (-) electrodes per chip are formed under the Epi layer, and the electrodes are based on the AA section. Of course, it can be formed up and down, and it is also possible to form left and right if necessary.
도 6과 도 2의 B-B Section를 비교하면, 도 2에서는 패드가 확장 형성된 형태를 갖추고, 도 6에서는 패드가 확장 되기전의 형태를 갖추고 있는 것을 알 수 있다.Comparing the B-B section of FIG. 6 and FIG. 2 , it can be seen that in FIG. 2 the pad has an expanded form, and in FIG. 6 , the pad has a form before the pad is expanded.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 각각의 웨이퍼 상에 형성된 각각의 RGB 칩들을 하나의 칩 단위로 다이싱하는 공정도이다.7 is a process diagram of dicing each RGB chip formed on each wafer in a single chip unit according to the second embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 도 6과 같이 웨이퍼에 에피(11R, 11G, 11B) 및 패드(14r, 14g, 14b)를 형성시키고 보호층(13)이 형성된 각각의 RGB 칩 별로 다이싱하여 다수의 RGB 칩(100R, 100G, 100B)을 형성한다. Referring to FIG. 7 , as shown in FIG. 6 , epis 11R, 11G, 11B and
여기서, RGB 칩(100R, 100G, 100B) 별로 다이싱하는 공정은 여러 방식이 있겠지만, 예시적으로 레이저를 이용하여 다이싱을 수행할 수 있다.Here, there are various methods of dicing for each
이하의 도면들에서 하나의 RGB 칩(100R, 100G, 100B)은 도 7에서 형성된 RGB 칩(100R, 100G, 100B)으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 도 5에서 행과 열 방향으로 다이싱된 RGB 칩(100R, 100G, 100B) 어레이일 수도 있다. In the drawings below, one
각각의 RGB 칩(100R, 100G, 100B)은 와이어가 불필요한 플립 칩 구조를 가질 수 있다. Each of the RGB chips 100R, 100G, and 100B may have a flip-chip structure that does not require wires.
와이어 대신에 패드(14r, 14g, 14b)로 전기적 연결이 가능하며, RGB 칩(100R, 100G, 100B) 각각은 패드(14r, 14g, 14b)를 통한 외부 제어신호에 따라 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. Electrical connection is possible with
또한, 본 발명에서 RGB 칩(100R, 100G, 100B) 각각은 R, G, B 별로 각각 서브 픽셀을 구성하여 CSP 형태로 제작된 새로운 개념의 소형 패키지일 수도 있다.In addition, in the present invention, each of the RGB chips 100R, 100G, and 100B may be a small package of a new concept manufactured in the form of a CSP by configuring sub-pixels for each R, G, and B, respectively.
R 칩(100R), G 칩(100G) 및 B 칩(100B)은 하나의 발광 소자를 구성할 수 있다. The
각각의 RGB 칩(100R, 100G, 100B)을 복수로 행과 열 방향으로 캐리어 기판에 선택적으로 전사 나열됨으로써 칩 어레이가 형성될 수 있고, 캐리어 기판에 선택적으로 전사된 칩 어레이의 영역을 확장하여 서브 픽셀 CSP를 형성할 수 있고, 서브 픽셀 CSP의 패드를 확장시켜 캐리어 기판에 배열된 서브 픽셀 CSP 어레이가 후술할 디스플레이 패널로 선택적으로 전사될 수 있다.A chip array can be formed by selectively transferring and arranging a plurality of
도 8 내지 도 10은 도 5에 도시된 칩 어레이를 캐리어 기판에 의해 선택적으로 전사하기 위한 캐리어 기판의 구조를 보인 도면이다.8 to 10 are views showing the structure of a carrier substrate for selectively transferring the chip array shown in FIG. 5 by the carrier substrate.
도 8은 R 칩 어레이가 형성된 R 웨이퍼로부터 1차 선택적 전사를 위한 캐리어 기판(200R)의 구조이고, 도 9는 G 칩 어레이가 형성된 G 웨이퍼로부터 1차 선택적 전사를 위한 캐리어 기판(200G)의 구조이고, 도 10은 B 칩 어레이가 형성된 B 웨이퍼로부터 1차 선택적 전사를 위한 캐리어 기판(200B)의 구조이다.8 is a structure of a
도 8 내지 도 10은 웨이퍼 상에 형성된 R, G, B 칩 어레이에서 열 순으로 선택 전사하기 위한 각각의 캐리어 기판(200R, 200G, 200B) 구조를 나타낸다.8 to 10 show the structure of each of the
예를 들면, 첫번째로 R 웨이퍼, G 웨이퍼, B 웨이퍼 각각의 열들을 순차적으로 선택 전사시키는 경우, 캐리어 기판(200R)은 1열, 4열, 7열 ?? 순으로 선택 전사가 가능하고, 캐리어 기판(200G)은 2열, 5열, 8열 ?? 순으로, 캐리어 기판(200B)은 3열, 6열, 9열 ?? 순으로 각각의 웨이퍼 상에 형성된 칩을 선택적으로 전사시킬 수 있다.For example, in the case of sequentially selectively transferring rows of the R wafer, the G wafer, and the B wafer, the
두번째로 R 웨이퍼, G 웨이퍼, B 웨이퍼 각각의 동일한 열들을 선택 전사시키는 경우, 캐리어 기판(200R, 200G, 200B) 각각은 1열, 4열, 7열 ?? 순으로 선택 전사가 가능하고, 이어서 2열, 5열, 8열 ?? 순으로, 다음으로 3열, 6열, 9열 ?? 순으로 웨이퍼 상에 형성된 칩이 모두 전사될 때까지 남김 없이 선택적으로 전사될 수 있다.Second, when the same rows of the R wafer, the G wafer, and the B wafer are selectively transferred, each of the
첫번째의 예시 경우를 상정하여, 이하 전사 방법을 설명한다(칩의 1열부터 6열(제1 RGB 칩 어레이, 제2 RGB 칩 어레이)까지만 예시로서 설명되며 그 이상(제3, 제4, ?? , 제n RGB 칩 어레이)은 생략한다).Assuming the first exemplary case, the transfer method will be described below (only
도 8을 참조하면, (A)는 정면도, (B)는 (A)의 X-X 단면도, (C)는 (B)에서 접착성 물질이 도포된 도면이며, 캐리어 기판(200R)에는 선택 전사될 부분(1열, 4열, ??)(35-SP1, 35-SP4,??)을 제외한 나머지 열 부분에 개구홀(36)들이 형성된다.Referring to FIG. 8, (A) is a front view, (B) is a XX cross-sectional view of (A), (C) is a view in which an adhesive material is applied in (B), and is selectively transferred to the
캐리어 기판(200R)의 개구홀(36) 유무에 따라 선택적 전사가 가능하고, 캐리어 기판(200R) 표면에 접착성 물질(37)을 도포하면, 개구홀(36) 부분에는 접착성 물질이 도포되지 않아 전사시 칩을 픽업하지 못하며, 개구홀(36)이 없는 영역에는 접착성 물질(37)이 도포되어 그 해당 열만 픽업이 가능하다. 캐리어 기판(200R)의 재질은 금속, 세라믹, 유리, 플라스틱, 폴리머 등일 수 있다.Selective transfer is possible depending on the presence or absence of the
도 9를 참조하면, (A)는 정면도, (B)는 (A)의 X-X 단면도, (C)는 (B)에서 접착성 물질이 도포된 도면이며, 캐리어 기판(200G)에는 선택 전사될 부분(2열, 5열, ??)(35-SP2, 35-SP5,??)을 제외한 나머지 열 부분에 개구홀(36)들이 형성된다.9, (A) is a front view, (B) is a XX cross-sectional view of (A), (C) is a view in which the adhesive material is applied in (B), the
캐리어 기판(200G)의 개구홀(36) 유무에 따라 선택적 전사가 가능하고, 캐리어 기판(200G) 표면에 접착성 물질(37)을 도포하면, 개구홀(36) 부분에는 접착성 물질이 도포되지 않아 전사시 칩을 픽업하지 못하며, 개구홀(36)이 없는 영역에는 접착성 물질(37)이 도포되어 그 해당 열만 픽업이 가능하다. 캐리어 기판(200G)의 재질은 금속, 세라믹, 유리, 플라스틱, 폴리머 등일 수 있다.Selective transfer is possible depending on the presence or absence of the
도 10을 참조하면, (A)는 정면도, (B)는 (A)의 X-X 단면도, (C)는 (B)에서 접착성 물질이 도포된 도면이며, 캐리어 기판(200B)에는 선택 전사될 부분(3열, 6열, ??)(35-SP3, 35-SP6,??)을 제외한 나머지 열 부분에 개구홀(36)들이 형성된다.Referring to FIG. 10, (A) is a front view, (B) is a XX cross-sectional view of (A), (C) is a view in which an adhesive material is applied in (B), and the
캐리어 기판(200B)의 개구홀(36) 유무에 따라 선택적 전사가 가능하고, 캐리어 기판(200B) 표면에 접착성 물질(37)을 도포하면, 개구홀(36) 부분에는 접착성 물질이 도포되지 않아 전사시 칩을 픽업하지 못하며, 개구홀(36)이 없는 영역에는 접착성 물질(37)이 도포되어 그 해당 열만 픽업이 가능하다. 캐리어 기판(200B)의 재질은 금속, 세라믹, 유리, 플라스틱, 폴리머 등일 수 있다.Selective transfer is possible depending on the presence or absence of the
다음으로, 도 8 내지 도 10의 준비된 캐리어 기판(200R, 200G, 200B)을 이용하여 웨이퍼로부터 캐리어 기판(200R, 200G, 200B)으로 칩을 전사하는 1차 전사 공정과, 칩의 영역을 확장하여 서브 픽셀 CSP를 형성하는 공정과, 서브 픽셀 CSP 어레이의 패드 확장 공정과, 디스플레이 패널로 서브 픽셀 CSP 어레이를 전사하는 2차 전사하는 공정을 살펴본다.Next, the primary transfer process of transferring the chip from the wafer to the
도 11 내지 도 13은 R(Red) 칩 어레이를 캐리어 기판으로 선택적 전사, R(Red) 칩 어레이의 영역 확장을 통한 R(Red) 서브 픽셀 CSP 어레이의 형성, R(Red) 서브 픽셀 CSP 어레이의 패드 확장, 및 패드 확장된 R(Red) 서브 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 선택적 순차 전사하는 단계를 설명한다. 11 to 13 show the formation of an R(Red) subpixel CSP array through selective transfer of an R(Red) chip array to a carrier substrate, an area expansion of the R(Red) chip array, and an R(Red) subpixel CSP array. The steps of pad-extended and pad-extended R (Red) sub-pixel CSP arrays to the display panel will be described sequentially.
도 11은 R 웨이퍼로부터 캐리어 기판으로 R 칩 어레이가 1차 전사되는 공정을 나타낸 것으로서, (A)는 R 웨이퍼(10R)의 정면도이고, (B)는 캐리어 기판(200R)을 이용하여 R 웨이퍼(10R)의 1열과 4열을 1차 전사한 정면도이며, (C)는 (B)의 X-X 단면도를 나타낸다.11 shows a process of primary transfer of an R chip array from an R wafer to a carrier substrate, (A) is a front view of the R wafer (10R), (B) is an R wafer ( 10R) is a front view in which
도 11를 참조하면, (A)의 R 웨이퍼(10R)는 도 3과 도 4의 공정을 거친 상태로서, 도 8의 캐리어 기판(200R)을 R 웨이퍼(10R)에 얼라인시켜 접촉 후 캐리어 기판(200R)을 분리하면, (A)의 R 웨이퍼(10R)의 1열과 4열의 R 칩 어레이는 픽업 전사되어 비어 있게 되고, (B)/(C)와 같이 1열과 4열의 R 칩 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)가 캐리어 기판(200R)에 전사된 상태로 된다.Referring to FIG. 11 , the
칩 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계를 '1차 전사'로 명명할 수도 있다.The step of transferring the chip array to the carrier substrate may be referred to as 'primary transfer'.
여기서, 캐리어 기판(200R)은 '전사 접착 부재'로도 불릴 수 있으며, PET, PP, PE, PS 수지 판 등과 이러한 재료들에 접착제나 점착제가 도포되어 있거나 또는 이러한 재료들이 테이프의 형태로 얇은 두께를 가지면서 그 한 면에 접착제나 점착제가 도포될 수 있다. Here, the
캐리어 기판(200R)은 소정의 연성을 가질 수 있으며, 소정의 연성을 갖는 캐리어 기판(200R)은 외력에 의해 쉽게 구부러질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. The
캐리어 기판(200R)이 쉽게 구부러질 수 있는 재질이면, 캐리어 기판(200R)이 쉽게 구부러지지 않는 재질일 경우와 대비하여 전사 효율을 더 향상시킬 수 있다.When the
캐리어 기판(200R)이 쉽게 구부러지지 않는 재질일 경우에 이러한 캐리어 기판에 각각의 칩(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)을 부착시킨 후, 캐리어 기판을 한번에 들어올리는 것이 어렵다. 그 이유는 각각의 칩(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)과 캐리어 기판(200R) 사이의 접착력이 상당하기 때문이다. When the
하지만, 캐리어 기판(200R)이 쉽게 구부러지는 재질이면, 캐리어 기판(200R)에 각각의 칩(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)을 부착시킨 후, 캐리어 기판(200R)의 일 측 부분만을 위로 올리면 그 부분에만 부착되어 있는 픽셀 CSP의 개수가 상대적으로 적기 때문에 적은 힘으로도 캐리어 기판(200R) 전체를 쉽게 들어올릴 수 있다. However, if the
또한, 캐리어 기판(200R)은 투명한 재질일 수 있다. 캐리어 기판(200R)이 투명한 재질이면, 캐리어 기판(200R)에 각각의 칩(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)을 전사할 때, 위치 조정과 틀어짐 등을 외부에 구비된 비전 시스템(미도시)을 통해 조정 또는 제어할 수 있는 이점이 있다.Also, the
한편, 캐리어 기판(200R)은 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 전사 매체로도 명명될 수 있다. 제1 전사 매체와 픽셀 CSP 어레이 간에는 제1 접착력이 형성된다. 구체적으로, 제1 접착력은 2,000 gf/25mm ~ 4,000 gf/25mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1 접착력은 3,000 gf/25mm 일 수 있다.Meanwhile, the
도 11의 (C)를 참조하면, 캐리어 기판(200R)에 1열과 4열의 R 칩 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)를 전사할 때, 1열과 4열의 R 칩 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14r) 측이 캐리어 기판(200R)에 전사되도록 한다. 이는 이후 도 12 및 도 13을 통해 후술할 영역 확장 및 패드 확장을 위함이다.Referring to FIG. 11C , when transferring the first and fourth rows of
도 12 및 도 13은 캐리어 기판에 전사된 R 칩 어레이의 영역 확장 및 패드 확장 공정을 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.12 and 13 are diagrams for explaining in detail a process of expanding an area of an R chip array transferred to a carrier substrate and expanding a pad.
도 12의 (A)는 도 11의 (C)를 뒤집은 후, 캐리어 기판(200R) 상에 R 칩 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)을 덮도록 포토레지스트층(18)을 형성(또는 코팅)한다. 여기서, 포토레지스트층(18)은 에폭시 기반의 물질로서, SU-8 일 수 있다.12(A) shows the formation (or coating) of the
도 12의 (B)를 참조하면, 포토레지스트층(18)을 포토(photo) 공정과 현상(develop) 공정을 통해 패터닝한다. 패터닝된 포토레지스트층(18R) 내부에 하나의 R 칩(100R-SP1 or 100R-SP4)이 위치되도록 한다. 패터닝된 포토레지스트층(18R)이 하나의 R 칩(100R-SP1 or 100R-SP4)을 둘러싼다. 패터닝된 포토레지스트층(18R)이 하나의 R 칩(100R-SP1 or 100R-SP4)에 결합됨으로서 하나의 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1 or 100R-SP4)가 형성될 수 있다. 하나의 R 서브 픽셀 CSP는 하나의 R 칩보다 부피가 더 증가하게 되고, 결국 하나의 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1 or 100R-SP4)의 영역이 확장된다. 이와 같이, R 서브 픽셀 CSP은, R 칩에 패터닝된 포트레지스트층(18R)이 결합된 것으로서, 표면적이 R 칩의 표면적보다 더 증가되어 패드를 확장할 수 있는 영역을 확보할 수 있다. 마이크로 LED는 크기가 수 마이크로 단위이기 때문에, 그 만큼 패드의 크기도 작을 수 밖에 없다. 하지만, 이렇게 각 칩을 서브 픽셀 CSP화 함으로써, 패드의 크기를 넓힐 수 있는 영역을 확보할 수 있다. Referring to FIG. 12B , the
이와 같이, 하나의 서브 픽셀 CSP(Chip Scale Package)는, 칩 과는 구별되는 용어로서, 칩 크기에 가까운 소형 패키지를 총칭하는 것으로, 칩 외형을 보호하는 리드프레임과 전기적 연결을 위한 와이어가 존재하지 않는 베어 칩에 가까운 크기의 패키지일 수 있다.As such, a single sub-pixel CSP (Chip Scale Package) is a term distinct from a chip, and collectively refers to a small package close to the size of a chip. There is no wire for electrical connection with a lead frame that protects the appearance of the chip. It may be a package with a size close to that of a bare chip.
도 12의 (C)를 참조하면, 영역 확장된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)를 캐리어 기판(200R)에서 다른 캐리어 기판(210R)으로 전사한다. 이는 패드 확장을 위해 패드(14r)를 외부에 노출시키기 위한 과정이다. 다른 캐리어 기판(210R)을 영역 확장된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)의 패터닝된 포토레지스트층(18R) 상에 부착시킨 후, 캐리어 기판(200R)을 영역 확장된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)으로부터 떼어낼 수 있다. 여기서, 다른 캐리어 기판(210R)을 캐리어 기판(200R)과 비교하기 위해서, 영역 확장용 캐리어 기판으로 명명될 수도 있고, 추가 캐리어 기판이라고 명명될 수 있다.Referring to FIG. 12C , the area-extended
도 12의 (D)는 도 12의 (C)를 뒤집은 모습이다. 도 12의 (D)을 참조하면, 영역 확장된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4) 상에 포토 레지스트(19)를 도포하고 베이킹한 상태를 나타낸다.FIG. 12(D) is an upside-down view of FIG. 12(C). Referring to FIG. 12D , a state in which a
도 13의 (E)를 참조하면, 포토 레지스트(19) 상에 패터닝된 포토 마스크(500)를 위치시킨 후, 포토 마스크(500)가 배치된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4) 상에 UV를 노광시킨다.Referring to FIG. 13E , after the patterned
도 13의 (F)를 참조하면, UV를 노광 후 포토 마스크(500)를 제거하면, 도 13의 (F)와 같이 금속 증착이 필요한 부분만 노출된다.Referring to FIG. 13F , when the
도 13의 (G)를 참조하면, 노출된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4) 상에 패드 확장용 금속(M)을 소정 두께만큼 증착한다.Referring to FIG. 13G , a metal M for pad extension is deposited to a predetermined thickness on the exposed
도 13의 (H)를 참조하면, 패드 확장용 금속(M)의 증착이 완료된 후 Lift-off 공정을 통해 금속 확장된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4) 영역만을 남기고 포토 레지스트(19)를 리프트 오프 시침으로써, 영역 확장된 R 서브 픽셀 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14r) 상에 패드 확장용 금속에 의한 확장 패드(14R)이 형성될 수 있다. 패드(14r)와 확장 패드(14R)은 접촉되어 전기적으로 연결된다.Referring to (H) of FIG. 13 , after the deposition of the metal M for pad extension is completed, the photoresist ( 19), an
확장된 패드와 일반적인 크기의 패드의 비교는 도 4에서의 설명과 같다.A comparison between the expanded pad and the normal size pad is the same as the description in FIG. 4 .
[본 발명의 제1 실시 형태에 따른 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP를 이용한 디스플레이 패널로의 전사 공정][Transfer process to display panel using LED sub-pixel CSP with expansion pad according to the first embodiment of the present invention]
다음으로, 도 3에서와 같이 각각의 웨이퍼 상에서 RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B) 형태로 다이싱된 서브 픽셀 어레이들을 디스플레이 패널에 전사시키기 위한 선택적 전사 공정을 살펴본다.Next, a selective transfer process for transferring sub-pixel arrays diced in the form of RGB sub-pixel CSPs 100R, 100G, and 100B on each wafer to the display panel as shown in FIG. 3 will be described.
이하의 도면들은 웨이퍼 상에서 행렬 배열된 서브 픽셀 CSP 어레이에서 행(가로)으로 배열된 단면을 기준으로 설명된다.The following drawings are described based on a cross-section arranged in rows (horizontal) in a matrix-arranged sub-pixel CSP array on a wafer.
도 14는 도 1에 도시된 서브 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.FIG. 14 is a view for explaining in detail a step of transferring the sub-pixel CSP array shown in FIG. 1 to a carrier substrate.
픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계를 '1차 전사'로 명명할 수도 있다.The step of transferring the pixel CSP array to the carrier substrate may be referred to as 'primary transfer'.
도 14를 참조하면, RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)별로 다이싱된 RGB별 웨이퍼(10R, 10G, 10B)가 준비될 수 있다. Referring to FIG. 14 , each
RGB 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)각각은 설명의 편의상 3개를 도시하며, R 서브 픽셀 CSP(100R)을 기준으로 하여 설명하고, G 서브 픽셀 CSP(100G) 및 B 서브 픽셀 CSP(100B)는 R 서브 픽셀 CSP(100R) 설명으로 대체할 수 있다.Each of the RGB sub-pixel CSPs (100R, 100G, 100B) shows three for convenience of description, and the description is based on the R sub-pixel CSP ( 100R), and the G sub-pixel CSP ( 100G) and the B sub-pixel CSP ( 100B) ) can be replaced by the description of the
각각의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)의 상면에 캐리어 기판(200)을 부착한다. A
구체적으로, 캐리어 기판(200)을 각각의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)의 웨이퍼(10R)의 상면에 부착할 수 있다. Specifically, the
여기서, 캐리어 기판(200)은 '전사 접착 부재'로도 불릴 수 있으며, PET, PP, PE, PS 수지 판 등과 이러한 재료들에 접착제나 점착제가 도포되어 있거나 또는 이러한 재료들이 테이프의 형태로 얇은 두께를 가지면서 그 한 면에 접착제나 점착제가 도포될 수 있다. Here, the
캐리어 기판(200)은 소정의 연성을 가질 수 있으며, 소정의 연성을 갖는 캐리어 기판(200)은 외력에 의해 쉽게 구부러질 수 있는 재질로 구성될 수 있다. The
캐리어 기판(200)이 쉽게 구부러질 수 있는 재질이면, 캐리어 기판(200)이 쉽게 구부러지지 않는 재질일 경우와 대비하여 전사 효율을 더 향상시킬 수 있다.When the
캐리어 기판(200)이 쉽게 구부러지지 않는 재질일 경우에 이러한 캐리어 기판에 각각의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)를 부착시킨 후, 캐리어 기판을 한번에 들어올리는 것이 어렵다. 그 이유는 각각의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)과 캐리어 기판(200) 사이의 접착력이 상당하기 때문이다. When the
하지만, 캐리어 기판(200)이 쉽게 구부러지는 재질이면, 캐리어 기판(200)에 각각의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)을 부착시킨 후, 캐리어 기판(200)의 일 측 부분만을 위로 올리면 그 부분에만 부착되어 있는 픽셀 CSP의 개수가 상대적으로 적기 때문에 적은 힘으로도 캐리어 기판(200) 전체를 쉽게 들어올릴 수 있다. However, if the
또한, 캐리어 기판(200)은 투명한 재질일 수 있다. 캐리어 기판(200)이 투명한 재질이면, 캐리어 기판(200)에 각각의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP2, 100R-SP3)을 전사할 때, 위치 조정과 틀어짐 등을 외부에 구비된 비전 시스템(미도시)을 통해 조정 또는 제어할 수 있는 이점이 있다.Also, the
한편, 캐리어 기판(200)은 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 전사 매체로도 명명될 수 있다. 제1 전사 매체와 픽셀 CSP 어레이 간에는 제1 접착력이 형성된다. 구체적으로, 제1 접착력은 2,000 gf/25mm ~ 4,000 gf/25mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1 접착력은 3,000 gf/25mm 일 수 있다.Meanwhile, the
도 15 내지 도 18은 캐리어 기판에 전사된 서브 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.15 to 18 are diagrams for explaining in detail the step of transferring the sub-pixel CSP array transferred to the carrier substrate to the display panel.
도 15는 디스플레이 패널(300)의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 15의 (A)는 디스플레이 패널(300)의 일 부분을 확대한 평면도이고, 도 15의 (B)는 도 15의 (A)의 일 측면도이다.15 is a view for explaining the structure of the
도 15를 참조하면, 디스플레이 패널(300)은 도 14에 도시된 다수의 서브 픽셀 CSP(100R-SP1 … 100R-SP6, 100G-SP1 … 100G-SP6, 100B-SP1 … 100B-SP6)의 각 패드(14)와 전기적으로 연결되는 패드(31)를 다수로 포함한다.Referring to FIG. 15 , the
다수의 패드(31)는 디스플레이 패널(300)의 상면에 배열될 수 있으며, 디스플레이 패널(300)의 하부로는 TFT 어레이 기판(400)이 배치될 수 있다. The plurality of
다수의 패드(31)는 복수의 패드 그룹 별로 행과 열 방향을 따라 배열된다. 각 패드 그룹은 하나의 서브 픽셀 CSP와 전기적으로 연결되는 다수개의 패드들을 포함한다. The plurality of
도 16은 R 서브 픽셀 CSP 어레이를 선택적으로 전사하기 위한 공정이고, 도 17은 G 서브 픽셀 CSP 어레이를 선택적으로 전사하기 위한 공정이며, 도 18은 B 서브 픽셀 CSP 어레이를 선택적으로 전사하기 위한 공정이다.Fig. 16 is a process for selectively transferring the R sub-pixel CSP array, Fig. 17 is a process for selectively transferring the G sub-pixel CSP array, and Fig. 18 is a process for selectively transferring the B sub-pixel CSP array .
도 16 내지 도 18의 RGB 서브 픽셀 CSP 별 선택적 전사 공정이 이루어지면 하나의 RGB 픽셀 CSP가 형성되며 다수의 RGB 픽셀 CSP 어레이를 형성할 수 있다. When the selective transfer process for each RGB sub-pixel CSP of FIGS. 16 to 18 is performed, one RGB pixel CSP is formed, and a plurality of RGB pixel CSP arrays can be formed.
도 16을 참조하면, 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(31) 상에 솔더 페이스트(Solder Paste, 33)를 도포한다(도 16의 A). Referring to FIG. 16 , a
여기서, 솔더 페이스트(33)는 1열과 4열의 패드(31-SP1, 31-SP4) 상에만 도포되며, 나머지는 1열과 4열 사이의 패드 상에는 도포되지 않게 된다.Here, the
1열과 4열의 패드(바람직하게는 전(前)열+3열의 간격으로 배치된 패드)에는 선택적으로 R 서브 픽셀 CSP의 하나의 열이 전사되고, 이후 1열과 4열 사이의 2열과 3열 패드(각각 전(前)열+3열의 간격으로 배치된 패드)에는 순차적으로 G 서브 픽셀 CSP의 하나의 열, B 서브 픽셀 CSP의 하나의 열이 전사된다.One row of R sub-pixel CSP is selectively transferred to the pads in
솔더 페이스트(33)는 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(31) 상에 스크린 프린팅, 디스펜싱, 젯팅 등의 여러 방법을 통해 도포될 수 있다.The
다음으로, 도 16의 (B)를 참조하면, 도 14에서 제조된 캐리어 기판(200)과 캐리어 기판(200)에 부착된 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1 … 100R-SP6)을 디스플레이 패널(300) 상으로 배치하고, 모든 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1 … 100R-SP6) 중 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14)를 디스플레이 패널(300)의 패드(31) 상에 도포된 솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4)에 접촉시킨다. 나머지 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP2, 100R-SP3, 100R-SP4, 100R-SP5) 아래에는 솔더 페이스트(33)가 존재하지 않기 때문에, 나머지 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP2, 100R-SP3, 100R-SP4, 100R-SP5)의 패드(14)는 솔더 페이스트(33)와 접촉될 수 없다.Next, referring to FIG. 16B , the
솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4)를 통해 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31)가 접촉된 후, 예를 들어, 자기 정렬 페이스트(Self Align Paste, SAP) 솔더링 방법을 사용하여 소정의 열을 가하면, 솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4) 내부에 포함된 솔더 파티클(Solder particle)이 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1, 31-SP4) 사이로 자기조립(self-assembly)될 수 있다. 한편, 솔더 페이스트(33) 내부에 포함된 열경화성 수지는 열에 의해 경화될 수 있다.After the
다음으로, 도 16의 (C)를 참조하면, 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1, 31-SP4)가 솔더링되면, 캐리어 기판(200)을 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)를 분리시킨다. Next, referring to FIG. 16C , the
여기서, 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 패드(14)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1, 31-SP4) 사이의 솔더링 접착력이 캐리어 기판(200)과 캐리어 기판(200)과 웨이퍼(10R) 사이의 접착력보다 훨씬 크기 때문에, 캐리어 기판(200)과 나머지 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4) 만을 쉽게 분리시킬 수 있다. 나머지 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP2, 100R-SP3, 100R-SP5, 100R-SP6)은 디스플레이 패널(300)의 패드(31)와 솔더링되지 않았기 때문에, 캐리어 기판(200)에 부착된 상태로 캐리어 기판(200)과 함께 분리된다. Here, the soldering adhesive force between the
도 17과 도 18은 도 16의 공정과 같으며, 다만 도 17은 G 서브 픽셀 CSP를 선택적으로 전사하는 것과, 도 18은 B 서브 픽셀 CSP를 선택적으로 전사하는 것이 다르다.17 and 18 are the same process as in FIG. 16, except that FIG. 17 is different from selectively transferring the G sub-pixel CSP, and FIG. 18 is different from selectively transferring the B sub-pixel CSP.
또한, 도 16이 디스플레이 패널의 1열과 4열에 R 서브 픽셀 CSP를 선택적으로 전사한 것이라면, 도 17은 2열과 5열에 G 서브 픽셀 CSP를 선택적으로 전사하게 되고, 도 18은 3열과 6열에 B 서브 픽셀 CSP를 선택적으로 전사하게 된다. 구체적으로는 R 서브 픽셀 CSP, G 서브 픽셀 CSP, B 서브 픽셀 CSP는 3열 간격으로 선택적으로 전사될 수 있다.In addition, if the R sub-pixel CSP is selectively transferred to the first and fourth columns of the display panel in FIG. 16, the G sub-pixel CSP is selectively transferred to the second and fifth columns in FIG. 18, and in FIG. 18, the B sub-pixel is transferred to the third and sixth columns The pixel CSP is selectively transferred. Specifically, the R sub-pixel CSP, the G sub-pixel CSP, and the B sub-pixel CSP may be selectively transferred at intervals of three columns.
각각 RGB 서브 픽셀 CSP가 순차적으로 선택 전사되면, RGB 픽셀 CSP를 형성하게 된다.When each RGB sub-pixel CSP is sequentially selectively transferred, an RGB pixel CSP is formed.
도 17을 참조하면, 솔더 페이스트(33)는 2열과 5열의 패드(31-SP2, 31-SP5) 상에만 도포되며, 나머지 3열과 6열(31-SP3, 31-SP6) 패드 상에는 도포되지 않는다(도 17의 A).Referring to FIG. 17 , the
모든 G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1 … 100G-SP6) 중 일부 서브 픽셀 CSP(100G-SP2, 100G-SP5)의 패드(14)를 디스플레이 패널(300)의 패드(31) 상에 도포된 솔더 페이스트(33-SP2, 33-SP5)에 접촉시킨 후(도 17의 B), 일부 서브 픽셀 CSP(100G-SP2, 100G-SP5)의 패드(14)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP2, 31-SP5)가 솔더링되면, 캐리어 기판(200)을 일부 서브 픽셀 CSP(100G-SP2, 100G-SP5)로부터 분리시킨다(도 17의 C). Solder paste applied to the
도 18을 참조하면, 솔더 페이스트(33)는 3열과 6열의 패드(31-SP3, 31-SP6) 상에만 도포된다(도 18의 A).Referring to FIG. 18 , the
모든 B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1 … 100B-SP6) 중 일부 서브 픽셀 CSP(100B-SP3, 100BG-SP6)의 패드(14)를 디스플레이 패널(300)의 패드(31) 상에 도포된 솔더 페이스트(33-SP3, 33-SP6)에 접촉시킨 후(도 18의 B), 일부 서브 픽셀 CSP(100G-SP3, 100G-SP6)의 패드(14)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP3, 31-SP6)가 솔더링되면, 캐리어 기판(200)을 일부 서브 픽셀 CSP(100B-SP3, 100B-SP6)로부터 분리시킨다(도 18의 C).Solder paste applied to the
도 19는 디스플레이 패널의 전극패드의 영역 이동 전후를 비교하여 나타낸 도면이다.19 is a view showing a comparison before and after region movement of an electrode pad of a display panel.
도 19는 디스플레이 패널의 패드 어레이를 나타낸 것이고, 이는 도 3에 도시된 하나의 서브 픽셀 CSP(100R, 100G, 100B)의 다수의 패드들에 대응되는 배치를 가질 수 있다.19 illustrates a pad array of a display panel, which may have an arrangement corresponding to a plurality of pads of one
도 19의 (A1), (B1), (C1)은 종래의 디스플레이 패널 상의 패드의 배치 구조도이고, (A2), (B2), (C2)는 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 패널 상의 패드 배치 예이다.19 (A1), (B1), and (C1) are layout diagrams of pads on a conventional display panel, and (A2), (B2) and (C2) are layout diagrams of pads on a display panel according to an embodiment of the present invention. Yes.
마이크로 LED의 경우 그 사이즈가 매우 작기 때문에, 이에 대응되는 디스플레이 패널의 패드 간의 간격(d1)도 매우 협소하다. 본 발명의 실시 형태에서는 디스플레이 패널의 패드 간의 간격(d2)을 넓힘으로써, 패드 간의 솔더 페이스트에 의한 쇼트를 사전에 방지할 수 있도록 한다.In the case of the micro LED, since the size thereof is very small, the distance d1 between the pads of the display panel corresponding thereto is also very narrow. In the embodiment of the present invention, a short circuit due to solder paste between the pads can be prevented in advance by widening the interval d2 between the pads of the display panel.
패드 간의 간격은, d1 < d2의 관계가 성립되며, d2는 패드(140, 140')의 각각의 위치로부터 좌우로 각각 영역 이동을 시킴으로써 구현이 가능하다.The interval between the pads has a relationship of d1 < d2, and d2 can be implemented by moving the regions from the respective positions of the
디스플레이 패널의 패드(140, 140')의 간격을 넓히는 선제 조건은 다음과 같다.The precondition for widening the gap between the
본 발명의 실시 형태는 도 3에 도시된 다수의 서브 픽셀 CSP(100)를 디스플레이 패널(300)에 동시에 빠른 속도로 전사할 수 있는 방안으로서 제1 전사 및/또는 제2 전사를 제안한다. 여기서, 제2 전사는 캐리어 기판(200)과 솔더 페이스트(170) 간의 접착력의 차이를 이용한 전사 방법을 채택한다.The embodiment of the present invention proposes the first transfer and/or the second transfer as a method for simultaneously transferring the plurality of sub-pixel CSPs 100 shown in FIG. 3 to the
따라서, 제2 전사를 구현하기 위해 디스플레이 패널(300)의 패드(140) 상에는 솔더 페이스트(170)가 도포되어야 하고, 이때 솔더 페이스트(170) 도포에 앞서 디스플레이 패널(300) 기판 상에 화이트 잉크(White ink)의 도포가 선행된다.Therefore, in order to implement the second transfer, the
종래와 같이 디스플레이 패널의 패드(14, 14') 사이 간격이 매우 좁으면(100㎛ 이하), 패드(14, 14') 사이에 화이트 잉크(white ink, 15)를 채울 수 없게 되고, 화이트 잉크(15)가 채워지지 않은 패드(14, 14') 사이에는 단차가 형성되어 솔더 페이스트(17)가 갇힘으로써 잔여 솔더 페이스트로 인해 쇼트가 발생할 수 있다.If the gap between the
따라서, 본 발명의 실시 형태는 위와 같은 문제를 해결하기 위해 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140')를 좌우로 영역이동을 통해 패드(140, 140') 간의 간격(d2)을 넓힘으로써 화이트 잉크(150)에 의해 화이트 잉크 댐(White ink dam) 형성이 가능하게 된다. Therefore, in the embodiment of the present invention, in order to solve the above problem, the space d2 between the
즉, 패드(140, 140') 간의 간격이 넓어져 화이트 잉크가 패드 사이에 채워질 수 있다.That is, the gap between the
이러한 화이트 잉크 댐의 형성으로 패드(140, 140') 사이의 단차가 제거될 수 있고, 잔여 솔더 페이스트가 생기지 않음으로 인해 전극간 쇼트 발생 원인이 제거될 수 있다.With the formation of the white ink dam, the step difference between the
그 다음으로, 위에서 설명한 바와 같이 디스플레이 패널의 패드(140, 140')의 간격을 넓히는 선제 조건에 의해 전극 간격을 넓혔다면, 전극 간격을 넓힐 수 있는 가능 조건은 다음과 같다.Next, as described above, if the electrode spacing is widened by the preemptive condition of widening the spacing between the
디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140')의 간격을 넓힐 수 있는 가능 조건은 상술한 도 4에서와 같이 서브 픽셀 CSP(100)의 패드(14R, 14R', 14G, 14B)가 확장된 것에 의해 가능하다.A possible condition for widening the distance between the
도 20은 캐리어 기판에 전사된 확장된 패드를 갖는 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.20 is a view for explaining in detail the step of transferring the pixel CSP array having the extended pad transferred to the carrier substrate to the display panel.
도 20의 (A)를 참조하면, 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(140) 상에 솔더 페이스트(Solder Paste, 170)를 도포한다. Referring to FIG. 20A ,
솔더 페이스트(170)는 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(140) 상에 스크린 프린팅, 디스펜싱, 젯팅 등의 여러 방법을 통해 도포될 수 있다.The
다음으로, 도 20의 (B)를 참조하면, 캐리어 기판(200)과 캐리어 기판(200)에 부착된 웨이퍼 층(10)을 디스플레이 패널(300) 상으로 옮기고, 각 서브 픽셀 CSP의 패드(14R, 14R')를 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140') 상에 도포된 솔더 페이스트(170, 170')에 접촉시킨다. Next, referring to FIG. 20B , the
솔더 페이스트(170, 170')를 통해 각 픽셀 CSP의 패드(14R, 14R')와 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140')가 접촉된 후, 예를 들어, 자기 정렬 페이스트(Self Align Paste, SAP) 솔더링 방법을 사용하여 소정의 열을 가하면, 솔더 페이스트(170, 170') 내부에 포함된 솔더 파티클(Solder particle)이 픽셀 CSP의 패드(14R, 14R')와 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140') 사이로 자기조립(self-assembly)될 수 있다. After the
한편, 솔더 페이스트(170, 170') 내부에 포함된 열경화성 수지는 열에 의해 경화될 수 있다.Meanwhile, the thermosetting resin included in the solder pastes 170 and 170 ′ may be cured by heat.
다음으로, 도 20의 (C)를 참조하면, 서브 픽셀 CSP의 패드(14R, 14R')와 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140')가 솔더링되면, 캐리어 기판(200)를 웨이퍼(10)로부터 떼어낸다. Next, referring to FIG. 20C , when the
여기서, 서브 픽셀 CSP의 패드(14R, 14R')와 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140') 사이의 솔더링 접착력이 캐리어 기판(200)과 웨이퍼(10) 사이의 접착력보다 훨씬 크기 때문에, 캐리어 기판(200) 만을 쉽게 분리시킬 수 있다.Here, since the soldering adhesion between the
도 20을 참조하면, 서브 픽셀 CSP의 제1 및 제2 패드(14R, 14R')에 의해 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140') 간의 간격을 넓게 조절하는 것이 가능하고, 즉 패드(140, 140')의 영역 이동이 가능하다.Referring to FIG. 20 , it is possible to widen the distance between the
즉, 종래의 패드보다 확장된 패드(14R, 14R')에 의해 전사 공정시 픽셀 CSP와 디스플레이 패널(300) 간의 전극 간 접촉 마진율을 향상시키는 것이 가능하고, 디스플레이 패널(300)의 패드(140, 140')의 양쪽 벌림과 같은 영역 이동이 가능하여 전극간의 쇼트 발생률을 차단하는 것이 가능하게 된다. That is, it is possible to improve the contact margin ratio between the electrodes between the pixel CSP and the
특히, 이러한 접촉 마진율 확보와 쇼트 방지는 마이크로 단위의 LED가 적용되는 디스플레이 장치에 적용시 전사 공정의 속도 향상과 정확성을 확보할 수 있다.In particular, this contact margin rate and short-circuit prevention can ensure the speed and accuracy of the transfer process when applied to a display device to which a micro LED is applied.
[본 발명의 제2 실시 형태에 따른 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP를 이용한 디스플레이 패널로의 전사 공정][Transfer process to display panel using LED sub-pixel CSP with expansion pad according to the second embodiment of the present invention]
도 21은 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 패드 확장된 R 서브 픽셀 CSP 어레이가 2차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.21 illustrates a process in which the pad-extended R sub-pixel CSP array is secondary transferred from the carrier substrate to the display panel.
도 21을 참조하면, (A)는 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1 ?? 31-SP6)를 도시한 것이고, (B)는 디스플레이 패널(300) 상에 도 11의 (B)의 캐리어 기판(200R)을 얼라인시켜 패드 확장된 R 서브 픽셀 어레이를 디스플레이 패널(300) 상에 2차 전사한 상태를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 21 , (A) shows the pads 31-SP1 to 31-SP6 of the
디스플레이 패널(300)의 1열 내지 6열에는 패드(31-SP1 ?? 31-SP6)가 형성되고, 1열과 4열에는 솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4)가 형성되며, 그 해당 열 위치에 각각 패드 확장된 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)가 전사된다.Pads 31-SP1 ?? 31-SP6 are formed in
다만, 디스플레이 패널(300)의 패드 상에는 1열과 4열에만 솔더 페이스트가 형성된 것으로 도시되었지만, 모든 열에 솔더 페이스트(33-SP1 ?? 33-SP6)가 형성되더라도 무방하다. 그 이유는 캐리어 기판(200R) 상에서 이미 선택적으로 1열과 4열을 픽업 전사시킨 상태이기 때문이다.However, although it is illustrated that the solder paste is formed on only the first and fourth columns on the pad of the
도 22는 도 21에서 다른 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 전사되는 공정을 좀 더 상세하게 표현한 단면 공정을 나타낸 것이다.22 is a cross-sectional view illustrating in more detail a process of transferring from another carrier substrate to a display panel in FIG. 21 .
도 22의 (A)를 참조하면, 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(31) 상에 솔더 페이스트(Solder Paste, 33)를 도포한다. Referring to FIG. 22A ,
디스플레이 패널(300) 아래에는 TFT 어레이 기판(400)이 배치될 수 있다.A
여기서, 솔더 페이스트(33)는 1열과 4열의 패드(31-SP1, 31-SP4) 상에만 도포될 수 있지만, 나머지 패드 상에도 도포되어도 무관하다.Here, the
1열과 4열의 패드(바람직하게는 전(前)열+3열의 간격으로 배치된 패드)에는 선택적으로 R 서브 픽셀 CSP의 하나의 열이 전사되고, 이후 1열과 4열 사이의 2열과 3열 패드(각각 전(前)열+3열의 간격으로 배치된 패드)에는 순차적으로 G 서브 픽셀 CSP의 하나의 열, B 서브 픽셀 CSP의 하나의 열이 전사된다.One row of R sub-pixel CSP is selectively transferred to the pads in
솔더 페이스트(33)는 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(31) 상에 스크린 프린팅, 디스펜싱, 젯팅 등의 여러 방법을 통해 도포될 수 있다.The
다음으로, 도 22의 (B)를 참조하면, 도 4에서 제조된 다른 캐리어 기판(210R)에 부착되고 확장 패드(14R)를 갖는 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)을 디스플레이 패널(300) 상으로 배치하고, R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 확장 패드(14R)를 디스플레이 패널(300)의 패드(31) 상에 도포된 솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4)에 접촉시킨다. Next, referring to FIG. 22B ,
솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4)를 통해 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 확장 패드(14R)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31)가 접촉된 후, 예를 들어, 자기 정렬 페이스트(Self Align Paste, SAP) 솔더링 방법을 사용하여 소정의 열을 가하면, 솔더 페이스트(33-SP1, 33-SP4) 내부에 포함된 솔더 파티클(Solder particle)이 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 확장 패드(14R)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1, 31-SP4) 사이로 자기조립(self-assembly)될 수 있다.After the
한편, 솔더 페이스트(33) 내부에 포함된 열경화성 수지는 열에 의해 경화될 수 있다.Meanwhile, the thermosetting resin included in the
다음으로, 도 22의 (C)를 참조하면, 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 확장 패드(14R)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1, 31-SP4)가 솔더링되면, 다른 캐리어 기판(210R)을 분리시킨다. Next, referring to FIG. 22C , the
여기서, 일부 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4)의 확장 패드(14R)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1, 31-SP4) 사이의 솔더링 접착력이 다른 캐리어 기판(210R)과 R 서브 픽셀 CSP(100R-SP1, 100R-SP4) 사이의 접착력보다 훨씬 크기 때문에, 다른 캐리어 기판(210R)만을 쉽게 분리시킬 수 있다. Here, the
다음으로, 도 23 내지 도 25는 G(Green) 칩 어레이를 캐리어 기판으로 선택적으로 전사하고, 캐리어 기판에 선택적으로 전사된 G(Green) 칩의 영역을 확장하여 G 서브 픽셀 CSP를 형성하고, G 서브 픽셀 CSP의 패드를 확장하고, 확장된 패드를 갖는 G(Green) 서브 픽셀 CSP를 디스플레이 패널로 선택적 순차 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.Next, FIGS. 23 to 25 show that the G (Green) chip array is selectively transferred to the carrier substrate, and the region of the G (Green) chip selectively transferred to the carrier substrate is expanded to form a G sub-pixel CSP, and the G sub-pixel CSP is formed. It is a drawing for explaining in detail the step of extending the pad of the sub-pixel CSP and selectively sequentially transferring the G (Green) sub-pixel CSP having the expanded pad to the display panel.
도 23은 G 웨이퍼로부터 캐리어 기판으로 G 칩 어레이가 1차 전사되는 공정을 나타낸 것으로서, (A)는 G 웨이퍼(10G)의 정면도이고, (B)는 캐리어 기판(200G)을 이용하여 G 웨이퍼(10G)의 1열과 4열을 1차 전사한 정면도이며, (C)는 (B)의 X-X 단면도를 나타낸다.23 shows a process of primary transfer of a G chip array from a G wafer to a carrier substrate, (A) is a front view of the G wafer (10G), (B) is a G wafer ( 10G) is a front view of the primary transfer of
도 23을 참조하면, (A)의 G 웨이퍼(10G)는 도 6과 도 7의 공정을 거친 상태로서, 도 9의 캐리어 기판(200G)을 G 웨이퍼(10G)에 얼라인시켜 접촉 후 캐리어 기판(200G)을 분리하면, (A)의 G 웨이퍼(10G)의 1열과 4열의 G 칩 어레이는 픽업 전사되어 비어 있게 되고, (B)/(C)와 같이 2열과 5열의 G 칩 어레이(100G-SP1, 100G-SP4)가 캐리어 기판(200G)에 전사된 상태로 된다.Referring to FIG. 23 , the
캐리어 기판(200G)은 캐리어 기판(200R)과 동일 재질 및 동일 속성을 가질 수 있다.The
도 23의 (C)를 참조하면, 캐리어 기판(200G)에 1열과 4열의 G 칩 어레이(100G-SP1, 100G-SP4)를 전사할 때, 1열과 4열의 G 칩 어레이(100G-SP1, 100G-SP4)의 패드(14g) 측이 캐리어 기판(200G)에 전사되도록 한다. 이는 영역 확장 및 패드 확장을 위함이다. 상기 영역 확장과 패드 확장은 상술한 도 12 및 도 13과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 23C , when the first and fourth rows of
도 24는 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 패드 확장된 G 서브 픽셀 CSP 어레이가 2차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.24 shows a process of secondary transfer of the pad-extended G sub-pixel CSP array from the carrier substrate to the display panel.
도 24를 참조하면, (A)는 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1 ?? 31-SP6)를 도시한 것으로서, 도 21 내지 도 22의 공정을 거쳐 1열과 4열에는 R 서브 픽셀 어레이가 전사된 상태이고, (B)는 디스플레이 패널(300) 상에 캐리어 기판(200G)을 얼라인시켜 패드 확장된 G 서브 픽셀 어레이를 디스플레이 패널(300) 상에 2차 전사한 상태를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 24 , (A) shows the pads 31-SP1 to 31-SP6 of the
디스플레이 패널(300)의 1열 내지 6열에는 패드(31-SP1 ?? 31-SP6)가 형성되고, 2열과 5열에는 솔더 페이스트(33-SP2, 33-SP5)가 형성되며, 그 해당 열 위치에 각각 패드 확장된 G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)가 전사된다.Pads 31-SP1 ?? 31-SP6 are formed in
다만, 디스플레이 패널(300)의 패드 상에는 2열과 5열에만 솔더 페이스트가 형성된 것으로 도시되었지만, 3열과 6열에 솔더 페이스트(33-SP3, 33-SP6)가 형성되더라도 무방하다. 그 이유는 캐리어 기판(200G) 상에서 이미 선택적으로 2열과 5열을 픽업 전사시킨 상태이기 때문이다.However, although it is illustrated that the solder paste is formed on only the second and fifth columns on the pad of the
도 25는 도 24에서 다른 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 전사되는 공정을 좀 더 상세하게 표현한 단면 공정을 나타낸 것이다.25 is a cross-sectional view illustrating in more detail a process of transferring from another carrier substrate to a display panel in FIG. 24 .
도 25의 (A)를 참조하면, 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(31) 상에 솔더 페이스트(Solder Paste, 33)를 도포하며, 1열과 4열에는 이미 전단계에서 패드 확장된 R 서브 픽셀 CSP 어레이(100R-SP1, 100R-SP4)가 전사된 상태로 위치한다. Referring to FIG. 25A ,
여기서, 솔더 페이스트(33)는 2열과 5열의 패드(31-SP2, 31-SP5) 상에만 도포될 수 있지만, 나머지 패드 상에도 도포되어도 무관하다.Here, the
다음으로, 도 25의 (B)를 참조하면, 도 12 및 도 13에 도시된 방법과 동일한 방법으로 제조된 다른 캐리어 기판(210G)에 부착되고 확장 패드(14G)를 갖는 G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)을 디스플레이 패널(300) 상으로 배치하고, G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)의 확장 패드(14G)를 디스플레이 패널(300)의 패드(31) 상에 도포된 솔더 페이스트(33-SP2, 33-SP5)에 접촉시킨다. Next, referring to FIG. 25B , a
솔더 페이스트(33-SP2, 33-SP5)를 통해 G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)의 확장 패드(14G)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31)가 접촉된 후, 예를 들어, 자기 정렬 페이스트(Self Align Paste, SAP) 솔더링 방법을 사용하여 소정의 열을 가하면, 솔더 페이스트(33-SP2, 33-SP5) 내부에 포함된 솔더 파티클(Solder particle)이 G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)의 확장 패드(14G)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP2, 31-SP5) 사이로 자기조립(self-assembly)될 수 있다.After the
다음으로, 도 25의 (C)를 참조하면, G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)의 확장 패드(14G)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP2, 31-SP5)가 솔더링되면, 다른 캐리어 기판(210G)을 분리시킨다. Next, referring to FIG. 25C , the
여기서, G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4)의 확장 패드(14G)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP2, 31-SP5) 사이의 솔더링 접착력이 다른 캐리어 기판(210G)과 G 서브 픽셀 CSP(100G-SP1, 100G-SP4) 사이의 접착력보다 훨씬 크기 때문에, 다른 캐리어 기판(210G)만을 쉽게 분리시킬 수 있다.Here, the
그 다음으로, 도 26 내지 도 28은 B(Blue) 칩 어레이를 캐리어 기판으로 선택적으로 전사하고, 캐리어 기판에 선택적으로 전사된 B(Blue) 칩의 영역을 확장하여 B 서브 픽셀 CSP를 형성하고, B 서브 픽셀 CSP의 패드를 확장하고, 확장된 패드를 갖는 B(Blue) 서브 픽셀 CSP를 디스플레이 패널로 선택적 순차 전사하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.Next, FIGS. 26 to 28 show that the B (Blue) chip array is selectively transferred to the carrier substrate, and the region of the B (Blue) chip selectively transferred to the carrier substrate is expanded to form a B sub-pixel CSP, It is a drawing for explaining in detail the step of extending the pad of the B sub-pixel CSP and selectively sequentially transferring the B (Blue) sub-pixel CSP having the expanded pad to the display panel.
도 26은 B 웨이퍼로부터 캐리어 기판으로 B 칩 어레이가 1차 전사되는 공정을 나타낸 것으로서, (A)는 B 웨이퍼(10B)의 정면도이고, (B)는 캐리어 기판(200B)을 이용하여 B 웨이퍼(10B)의 1열과 4열을 1차 전사한 정면도이며, (C)는 (B)의 X-X 단면도를 나타낸다.26 shows a process in which a B chip array is first transferred from a B wafer to a carrier substrate, (A) is a front view of the
도 26을 참조하면, (A)의 B 웨이퍼(10B)는 도 6과 도 7의 공정을 거친 상태로서, 도 10의 캐리어 기판(200B)을 B 웨이퍼(10B)에 얼라인시켜 접촉 후 캐리어 기판(200B)을 분리하면, (A)의 B 웨이퍼(10B)의 1열과 4열의 B 칩 어레이는 픽업 전사되어 비어 있게 되고, (B)/(C)와 같이 3열과 6열의 B 칩 어레이(100B-SP1, 100B-SP4)가 캐리어 기판(200B)에 전사된 상태로 된다.Referring to FIG. 26 , the
캐리어 기판(200B)은 캐리어 기판(200R, 200G)과 동일 재질 및 동일 속성을 가질 수 있다.The
도 26의 (C)를 참조하면, 캐리어 기판(200B)에 1열과 4열의 B 칩 어레이(100B-SP1, 100B-SP4)를 전사할 때, 1열과 4열의 B 칩 어레이(100B-SP1, 100B-SP4)의 패드(14b) 측이 캐리어 기판(200B)에 전사되도록 한다. 이는 영역 확장 및 패드 확장을 위함이다. 상기 영역 확장과 패드 확장은 상술한 도 12 및 도 13과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 26C , when transferring the first and fourth columns of
도 27은 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 패드 확장된 B 서브 픽셀 CSP 어레이가 2차 전사되는 공정을 나타낸 것이다.27 illustrates a process in which the pad-extended B sub-pixel CSP array is transferred from the carrier substrate to the display panel.
도 27을 참조하면, (A)는 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP1 ?? 31-SP6)를 도시한 것으로서, 도 21 내지 도 22의 공정, 도 24 내지 도 25의 공정을 거쳐 1열과 4열에는 R 서브 픽셀 CSP 어레이, 2열과 5열에는 G 서브 픽셀 CSP 어레이가 전사된 상태이고, (B)는 디스플레이 패널(300) 상에 도 17의 (B)의 캐리어 기판(200B)을 얼라인시켜 패드 확장된 B 서브 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널(300) 상에 2차 전사한 상태를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 27 , (A) shows the pads 31-SP1 to 31-SP6 of the
디스플레이 패널(300)의 1열 내지 6열에는 패드(31-SP1 ?? 31-SP6)가 형성되고, 3열과 6열에는 솔더 페이스트(33-SP3, 33-SP6)가 형성되며, 그 해당 열 위치에 각각 패드 확장된 B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)가 전사된다.Pads 31-SP1 ?? 31-SP6 are formed in
도 28은 도 27에서 다른 캐리어 기판으로부터 디스플레이 패널로 전사되는 공정을 좀 더 상세하게 표현한 단면 공정을 나타낸 것이다.28 is a cross-sectional view illustrating in more detail a process of transferring from another carrier substrate to a display panel in FIG. 27 .
도 28의 (A)를 참조하면, 디스플레이 패널(300)의 다수의 패드(31) 상에 솔더 페이스트(Solder Paste, 33)를 도포하며, 1열과 4열, 2열과 5열 각각에는 이미 전단계에서 패드 확장된 R 서브 픽셀 CSP 어레이(100R-SP1, 100R-SP4) 및 패드 확장된 G 서브 픽셀 CSP 어레이(100G-SP1, 100G-SP4)가 전사된 상태로 위치한다. Referring to (A) of FIG. 28 ,
다음으로, 도 28의 (B)를 참조하면, 도 12 및 도 13에 도시된 방법과 동일한 방법으로 제조된 다른 캐리어 기판(210B)에 부착되고 확장 패드(14B)를 갖는 B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)을 디스플레이 패널(300) 상으로 배치하고, B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)의 확장 패드(14B)를 디스플레이 패널(300)의 패드(31) 상에 도포된 솔더 페이스트(33-SP3, 33-SP6)에 접촉시킨다. Next, referring to FIG. 28B , the
솔더 페이스트(33-SP3, 33-SP6)를 통해 B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)의 확장 패드(14B)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31)가 접촉된 후, 예를 들어, 자기 정렬 페이스트(Self Align Paste, SAP) 솔더링 방법을 사용하여 소정의 열을 가하면, 솔더 페이스트(33-SP3, 33-SP6) 내부에 포함된 솔더 파티클(Solder particle)이 B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)의 확장 패드(14B)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP3, 31-SP6) 사이로 자기조립(self-assembly)될 수 있다.After the
다음으로, 도 28의 (C)를 참조하면, B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)의 확장 패드(14B)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP3, 31-SP6)가 솔더링되면, 다른 캐리어 기판(210B)을 분리시킨다. Next, referring to FIG. 28C , the
여기서, B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4)의 확장 패드(14B)와 디스플레이 패널(300)의 패드(31-SP3, 31-SP6) 사이의 솔더링 접착력이 다른 캐리어 기판(210B)과 B 서브 픽셀 CSP(100B-SP1, 100B-SP4) 사이의 접착력보다 훨씬 크기 때문에, 다른 캐리어 기판(210B)만을 쉽게 분리시킬 수 있다.Here, the
이렇게 도 21 내지 도 28의 공정을 순차적으로 적용하면 하나의 완성된 RGB 픽셀 CSP 어레이가 배열된 디스플레이 패널을 제조할 수 있게 되며, 도 11, 도 23, 도 26 각각의 R 웨이퍼(10R), G 웨이퍼(10G) 및 B 웨이퍼(10B)에 형성된 각각의 R, G, B 칩 어레이를 1열로부터 마지막 열까지 순차적으로 그리고 선택적으로 모두 사용이 가능하게 된다.If the processes of FIGS. 21 to 28 are sequentially applied in this way, it is possible to manufacture a display panel in which one complete RGB pixel CSP array is arranged, and the
한편, 여기에서도 도 19 및 도 20와 마찬가지로 디스플레이 패널의 패드의 영역을 이동시켜 디스플레이 혹은 장치를 구성할 때 기존의 칩 단위의 표면실장 공정에서 발생되는 전기적 연결 문제(오픈, 소트 불량)를 해결할 수 있다. Meanwhile, as in FIGS. 19 and 20, when configuring a display or device by moving the pad area of the display panel, the electrical connection problem (open, sort failure) occurring in the conventional chip-unit surface mounting process can be solved. have.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified with respect to other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiment has been mainly described in the above, it is only an example and does not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the above in the range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications not illustrated are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by deformation|transformation. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
10R, 10G, 10B : 웨이퍼
100R, 100G, 100B : 서브 픽셀 CSP
200 : 캐리어 기판
300 : 디스플레이 패널
400 : TFT 어레이 기판10R, 10G, 10B: Wafer
100R, 100G, 100B: Sub-pixel CSP
200: carrier substrate
300: display panel
400: TFT array substrate
Claims (9)
상기 베이스 기판 상에 형성된 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED; 및
상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각에 면적이 확장된 한 쌍의 확장 패드;를 포함하고,
상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각은 하나의 CSP(Chip Scale Package) 형태의 LED 서브 픽셀 CSP를 이루고,
상기 베이스 기판 상에 상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각을 덮는 포토레지스트층을 형성하고,
상기 확장 패드는 상기 포토레지스트층 상으로 연장 형성되는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.base substrate;
at least one Red LED, Green LED or Blue LED formed on the base substrate; and
A pair of expansion pads having an area extended to each of the one or more Red LEDs, Green LEDs or Blue LEDs; includes;
Each of the one or more Red LED, Green LED or Blue LED constitutes one CSP (Chip Scale Package) type LED sub-pixel CSP,
forming a photoresist layer covering each of the at least one Red LED, Green LED or Blue LED on the base substrate;
The LED sub-pixel CSP having an expansion pad, wherein the expansion pad is formed to extend over the photoresist layer.
상기 베이스 기판은 웨이퍼이거나,
상기 웨이퍼에 형성된 상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각을 전사시킨 캐리어 기판인, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.According to claim 1,
The base substrate is a wafer,
An LED sub-pixel CSP having an expansion pad, which is a carrier substrate on which each of the one or more Red LED, Green LED, or Blue LED formed on the wafer is transferred.
상기 베이스 기판이 웨이퍼인 경우, 상기 확장 패드는 상기 웨이퍼 상에 형성되고,
상기 베이스 기판이 캐리어 기판인 경우, 상기 확장 패드는 상기 캐리어 기판에 형성되는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.3. The method of claim 2,
When the base substrate is a wafer, the expansion pad is formed on the wafer,
The LED sub-pixel CSP having an expansion pad, wherein when the base substrate is a carrier substrate, the expansion pad is formed on the carrier substrate.
상기 확장 패드는, 하나의 상기 LED 서브 픽셀 CSP 내에서 발광 소자 각각의 패드로부터 연장되고, 인접 LED 서브 픽셀 CSP로부터 확장된 패드와 교차되지 않는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.According to claim 1,
wherein the expansion pad extends from the pad of each light emitting element within one of the LED sub-pixel CSPs and does not intersect the pad extending from an adjacent LED sub-pixel CSP.
상기 베이스 기판에 형성되는 상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 간의 피치는 상기 확장 패드를 형성하기 위한 영역 확장에 기초하여 형성되는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.According to claim 1,
The LED sub-pixel CSP having an expansion pad, wherein a pitch between the one or more Red LED, Green LED, or Blue LED formed on the base substrate is formed based on an area expansion for forming the expansion pad.
상기 베이스 기판은 웨이퍼에 형성된 상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각을 전사시킨 캐리어 기판이고,
상기 확장 패드는,
상기 포토레지스트층에 포토 마스크를 위치하여 UV 노광을 통해 노출된 부분에 금속 증착을 한 후 Lift-Off 공정에 의해 형성되는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.6. The method of claim 5,
The base substrate is a carrier substrate to which each of the one or more Red LED, Green LED or Blue LED formed on the wafer is transferred,
The expansion pad,
An LED sub-pixel CSP having an expansion pad, which is formed by a lift-off process after a photomask is placed on the photoresist layer and metal is deposited on a portion exposed through UV exposure.
상기 한 쌍의 확장 패드는 상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각이 형성된 영역 외로 연장되어 형성되는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.According to claim 1,
The pair of expansion pads is formed to extend out of an area in which each of the at least one Red LED, Green LED or Blue LED is formed, the LED sub-pixel CSP having an expansion pad.
상기 한 쌍의 확장 패드는 상기 하나 이상의 Red LED, Green LED 또는 Blue LED 각각의 패드에 금속 증착을 통해 좌우로 확장된 형태를 갖는, 확장 패드를 갖는 LED 서브 픽셀 CSP.
According to claim 1,
The pair of expansion pads has a shape extending from side to side through metal deposition on each pad of the one or more Red LED, Green LED or Blue LED, LED sub-pixel CSP having an expansion pad.
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