KR102416621B1 - 발광 다이오드 트랜스퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 트랜스퍼를 개시한다. 본 발명은, 스테이지와, 상기 스테이지에 선형 운동 가능하도록 설치된 이동부와, 상기 이동부에 선형 운동 가능하도록 설치되는 제2 선형구동부와, 상기 제2 선형구동부에 회전 가능하도록 설치되며 발광 다이오드를 픽업하는 헤드부를 포함한다.

Description

발광 다이오드 트랜스퍼{A light emitting diode transfer}
본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 발광 다이오드 트랜스퍼에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 PN 접합 다이오드에 순방향으로 전압을 인가하면 정공과 전자가 주입되고, 그 정공과 전자의 재결합으로 생기는 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 반도체 소자이다.
무기 화합물을 이용하여 발광하는 무기 LED는 LCD TV의 백라이트, 조명, 전광판 등에 널리 사용되고 있고, 유기 화합물을 이용하여 발광하는 유기 LED는 최근 핸드폰과 같은 소형 전자기기로부터 대형 TV에 까지 사용되고 있다. 　
종래의 발광 다이오드 트랜스퍼는 생산성이 낮고, 제조시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다. 본 발명의 실시예들은 생산효율을 증대시키는 발광 다이오드 트랜스퍼를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 스테이지와, 상기 스테이지에 선형 운동 가능하도록 설치된 이동부와, 상기 이동부에 선형 운동 가능하도록 설치되는 제2 선형구동부와, 상기 제2 선형구동부에 회전 가능하도록 설치되며 발광 다이오드를 픽업하는 헤드부를 포함하는 발광 다이오드 트랜스퍼를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부는, 상기 제2 선형구동부에 회전 가능하도록 설치된 헤드바디부와, 상기 헤드바디부에 설치되어 상기 발광 다이오드가 픽업하는 적어도 하나 이상의 픽업부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드바디부는 길이 방향과 수직한 단면적의 형상이 다각형 또는 원형일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 픽업부는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 픽업부는 상기 단면적 둘레를 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 픽업부는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 픽업부는 상기 헤드바디부의 길이 방향으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부는, 상기 헤드바디부 및 상기 제2 선형구동부 중 적어도 하나에 연결되어 상기 헤드바디부를 회전시키는 회전구동부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 선형구동부는, 상기 이동부에 설치되는 위치가변부와, 상기 위치가변부에 설치되며, 상기 헤드바디부가 회전 가능하도록 설치되는 고정브라켓을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 고정브라켓은 하중 방향을 회전축으로 하여 회전가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드바디부는 상기 헤드바디부의 길이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 상기 제2 선형구동부에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부는 하중 방향을 중심으로 회전 가능하도록 상기 제2 선형구동부에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 헤드부는 각각 복수개 구비되며, 상기 복수개의 헤드부는 서로 이격되도록 상기 이동부에 설치될 수 있다.
본 실시에에 있어서, 상기 이동부와 연결되어 상기 이동부를 상기 스테이지에서 선형 운동시키는 제1 선형구동부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 발광 다이오드는 마이크로 크기일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스테이지, 상기 이동부, 상기 제2 선형구동부 및 상기 헤드부가 내부에 설치되는 챔버를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 발광 다이오드 트랜스퍼는 동시에 복수개의 발광 다이오드를 이송함으로써 생산성을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 관한 발광 다이오드 트랜스퍼는 복수개의 발광 다이오드를 순차적으로 픽업하여 이송함으로써 소요되는 시간을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 발광 다이오드 트랜스퍼는 다양한 형상의 발광 다이오드를 픽업하여 다양한 위치에 배치시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 헤드부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 헤드부의 제1 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 헤드부의 제2 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 헤드부의 제3 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 9는 도 2에 도시된 헤드부의 제4 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 10은 도 2에 도시된 헤드부의 배열의 일 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼의 제1 선형구동부의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼를 통하여 유기 발광 표시 장치를 제조하는 공정을 보여주는 순서도이다.
도 13은 도 12에 도시된 제조 고정에 따라 제조된 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 14는 도 13의 디스플레이 장치의 A-A단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 측면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼의 제1 선형구동부를 보여주는 단면도이다.
도 17은 도 15에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼를 통하여 베이스 기판에서 디스플레이 기판으로 전사된 발광 다이오드의 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 측면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼의 제1 선형구동부를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 정면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 챔버(110), 스테이지(120), 이동부(130), 제1 선형구동부(140), 제2 선형구동부(150), 헤드부(160), 비전부(170) 및 압력조절부(180)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 일부가 개구되도록 형성될 수 있다. 이때, 챔버(110)의 개구된 부분에는 게이트 밸브(111) 등이 설치되어 개구된 부분을 개폐할 수 있다.
챔버(110) 내부의 압력은 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 챔버(110) 내부의 압력은 챔버(110) 내부에서 하기에서 설명할 공정이 진행되는 동안 대기압과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이때, 챔버(110)에는 압력조절부(180)가 연결되지 않을 수 있다.
다른 실시예로써 챔버(110) 내부의 압력은 챔버(110) 내부에서 하기에서 설명할 공정이 진행되는 동안 진공과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이때, 챔버(110)에는 압력조절부(180)가 연결되어 챔버(110) 내부의 압력을 조절할 수 있다. 구체적으로 게이트 밸브(111)가 개방되는 경우 압력조절부(180)는 챔버(110) 내부의 압력을 대기압과 동일 또는 유사하게 유지시킬 수 있다. 반면, 챔버(110) 내부에서 하기에서 설명할 공정이 진행되는 동안 압력조절부(180)는 챔버(110) 내부의 압력을 진공과 동일 또는 유사하게 유지시킬 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 챔버(110)에 압력조절부(180)가 연결되어 챔버(110) 내부의 압력이 대기압 또는 진공 상태로 변화하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
스테이지(120)는 챔버(110) 내부에 고정된 상태일 수 있다. 예를 들면, 스테이지(120)는 챔버(110)의 내부 벽면에 고정될 수 있으며, 다른 실시예로써 챔버(110) 하면으로부터 수직하게 설치된 별도의 지지프레임(121)에 의하여 지지되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 스테이지(120)가 지지프레임(121)으로 지지되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
스테이지(120)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 이때, 스테이지(120)는 일면에는 디스플레이 기판(200) 및 베이스 기판(1)이 안착될 수 있다. 이때, 일 실시예로써 스테이지(120)의 일면에는 디스플레이 기판(200) 및 베이스 기판(1)이 내부에 삽입되는 홈이 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 스테이지(120)의 일면은 평평하도록 형성되어 디스플레이 기판(200) 및 베이스 기판(1)이 안착되는 것도 가능하다. 또 다른 실시에로써 스테이지(120)는 스테이지(120) 일면으로부터 돌출되는 돌기(미도시)를 구비하여, 상기 돌기가 디스플레이 기판(200) 및 베이스 기판(1)의 외면과 접촉하여 디스플레이 기판(200) 및 베이스 기판(1)의 위치를 한정하는 것도 가능하다.
이동부(130)는 스테이지(120)에 슬라이딩 가능하도록 결합할 수 있다. 이때, 이동부(130)는 스테이지(120)의 측면에 설치되어 스테이지(120)를 선형 운동할 수 있다.
제1 선형구동부(140)는 스테이지(120) 및 이동부(130) 중 적어도 하나와 연결되어 이동부(130)를 선형 운동시킬 수 있다. 이때, 제1 선형구동부(140)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이와 관련하여서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
제2 선형구동부(150)는 이동부(130)에 설치되는 위치가변부(151) 및 위치가변부(151)에 설치되는 고정브라켓(152)을 포함할 수 있다. 이때, 위치가변부(151)는 이동부(130)에 고정되어 헤드부(160)의 위치를 가변시킬 수 있다. 특히 위치가변부(151)는 헤드부(160)를 이동부(130)를 중심으로 선형 운동시킬 수 있다. 예를 들면, 위치가변부(151)는 헤드부(160)를 자중 방향(또는 도 1의 z축 방향)으로 선형 운동시킬 수 있다.
이때, 위치가변부(151)는 제1 선형구동부(140)와 유사하게 형성될 수 있으며, 위치가변부(151)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 위치가변부(151)는 위치가 가변하는 샤프트를 포함하는 실린더를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 위치가변부(151)는 자기부상 방식으로 형성되는 자기부상구동부를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 위치가변부(151)는 헤드부(160)와 이동부(130) 사이에 연결되는 리니어 모터를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 위치가변부(151)는 이동부(130)에 설치되는 모터, 모터에 연결되는 제1 기어유닛, 제1 기어유닛과 연결되는 제2 기어유닛을 포함하는 것도 가능하다. 이때, 위치가변부(151)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 헤드부(160)를 선형 운동시킬 수 있는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 위치가변부(151)가 실린더(미표기)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
고정브라켓(152)은 일부가 절곡되도록 형성될 수 있으며, 절곡된 고정브라켓(152) 부분은 헤드부(160)와 연결될 수 있다.
헤드부(160)는 이동부(130)에 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다. 이때, 헤드부(160)는 이동부(130)를 중심으로 하중 방향으로 선형 운동할 수 있다. 헤드부(160)와 관련하여서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
비전부(170)는 다양한 위치에 설치될 수 있다. 예를 들면, 비전부(170)는 챔버(110)의 내벽을 관통하도록 설치될 수 있다. 다른 실시예로써 비전부(170)는 이동부(130)에 설치될 수 있다. 또 다른 실시예로써 비전부(170)는 챔버(110)의 내부에 설치되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 비전부(170)가 이동부(130)에 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
비전부(170)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 비전부(170)는 일반적인 고해상도 카메라를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 비전부(170)는 CCD 카메라를 포함할 수 있다.
비전부(170)는 헤드부(160)와 베이스 기판(1) 및 디스플레이 기판(200) 중 적어도 하나의 위치를 촬영할 수 있다. 이때, 비전부(170)에서 촬영된 영상을 근거로 헤드부(160)의 위치를 조절할 수 있다.
압력조절부(180)는 챔버(110)와 연결되는 연결배관(181) 및 연결배관(181)에 설치되는 펌프(182)를 포함할 수 있다. 이때, 펌프(182)의 작동에 따라서 연결배관(181) 내부의 기체가 유동함으로써 챔버(110) 내부의 압력이 조절될 수 있다.
한편, 이하에서는 제1 선형구동부(140) 및 헤드부(160)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼의 제1 선형구동부를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참고하면, 제1 선형구동부(140)는 다양한 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 선형구동부(140)는 실린더를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 제1 선형구동부(140)는 리니어 모터를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 제1 선형구동부(140)는 모터 및 모터와 연결되는 볼스크류를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 제1 선형구동부(140)는 자기부상 방식의 구조로 구동할 수 있다. 또 다른 실시예로써 제1 선형구동부(140)는 모터 및 모터와 연결되는 기어유닛을 포함할 수 있다. 이때, 제1 선형구동부(140)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 이동부(130)와 스테이지(120) 사이에 설치되어 이동부(130)를 스테이지(120)의 일 방향으로 선형 운동시키는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 제1 선형구동부(140)가 자기부상 방식의 구조로 구동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이동부(130)의 끝단은 스테이지(120) 내부에 삽입될 수 있다. 다른 실시예로써 스테이지(120)의 일부가 돌출되어 이동부(130)의 끝단에 삽입되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동부(130)의 끝단이 스테이지(120) 내부에 삽입되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이동부(130)와 스테이지(120) 사이에는 상기에서 설명한 바와 같이 제1 선형구동부(140)가 설치될 수 있다. 이때, 제1 선형구동부(140)는 이동부(130) 및 스테이지(120) 사이에 배치되는 간격조절부(141)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 선형구동부(140)는 이동부(130) 및 스테이지(120) 사이에 배치되는 가력부(142)를 포함할 수 있다.
간격조절부(141)는 전자기력을 통하여 이동부(130)를 스테이지(120)로부터 이격시킬 수 있다. 이때, 간격조절부(141)는 이동부(130)와 스테이지(120) 사이에 서로 대향하도록 배치되는 제1 간격조절부(141-1)와 제2 간격조절부(141-2)를 포함할 수 있다.
제1 간격조절부(141-1) 또는 제2 간격조절부(141-2) 중 하나는 이동부(130) 또는 스테이지(120) 중 하나에 설치될 수 있다. 또한, 제1 간격조절부(141-1) 또는 제2 간격조절부(141-2) 중 다른 하나는 이동부(130) 또는 스테이지(120) 중 다른 하나에 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 간격조절부(141-1)는 이동부(130)에 설치되고, 제2 간격조절부(141-2)는 스테이지(120)에 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 간격조절부(141-1) 및 제2 간격조절부(141-2)는 서로 극성이 동일한 자력을 생성할 수 있다. 이때, 제1 간격조절부(141-1) 및 제2 간격조절부(141-2)는 영구자석 및 전자석 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 간격조절부(141-1) 및 제2 간격조절부(141-2)는 이동부(130)와 스테이지(120)를 서로 이격시킴으로써 이동부(130)의 이동 시 이동부(130)와 스테이지(120) 사이의 마찰을 저감시킬 수 있다.
가력부(142)는 서로 대향하도록 배치되는 제1 가력부(142-1)와 제2 가력부(142-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 가력부(142-1) 또는 제2 가력부(142-2) 중 하나는 이동부(130) 또는 스테이지(120) 중 하나에 설치될 수 있다. 또한, 제1 가력부(142-1) 또는 제2 가력부(142-2) 중 하나는 이동부(130) 또는 스테이지(120) 중 다른 하나에 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 가력부(142-1)는 이동부(130)에 설치되고, 제2 가력부(142-2)는 스테이지(120)에 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 가력부(142-1) 및 제2 가력부(142-2)은 영구자석 및 전자석 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제1 가력부(142-1)와 제2 가력부(142-2)는 이동부(130)의 이동방향(또는 도 3의 X축 방향)으로 복수개 구비될 수 있다. 상기와 같은 제1 가력부(142-1) 및 제2 가력부(142-2)는 서로 상이한 극성을 형성함으로써 이동부(130)를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 헤드부를 보여주는 사시도이다. 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다. 도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 헤드부(160)는 헤드바디부(161), 회전구동부(163) 및 픽업부(162)를 포함할 수 있다.
헤드바디부(161)는 입체 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 헤드바디부(161)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 헤드바디부(161)는 다각기둥, 원기둥 형태로 형성될 수 있다.
회전구동부(163)는 헤드바디부(161)와 연결되어 헤드바디부(161)를 회전시킬 수 있다. 이때, 회전구동부(163)는 고정브라켓(152)에 고정되도록 설치될 수 있다. 회전구동부(163)는 헤드바디부(161)의 길이 방향(또는 도 4의 Y축방향)을 회전축으로 하여 헤드바디부(161)를 회전시킬 수 있다.
상기와 같은 회전구동부(163)는 헤드바디부(161)를 관통하도록 설치되는 회전샤프트(163-2) 및 회전샤프트(163-2)와 연결되는 회전모터(163-1)를 포함할 수 있다. 이때, 회전모터(163-1)와 회전샤프트(163-2)의 연결방법은 다양할 수 있다. 예를 들면, 회전모터(163-1)와 회전샤프트(163-2)는 회전샤프트(163-2) 및 회전모터(163-1)에 각각 설치되는 풀리와, 풀리를 연결하는 벨트로 연결될 수 있다. 다른 실시예로써 회전모터(163-1)와 회전샤프트(163-2)에는 각각 기어유닛이 설치되어 각 기어유닛이 서로 연결되는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 회전모터(163-1)와 회전샤프트(163-2)는 서로 직접 연결되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 회전모터(163-1)와 회전샤프트(163-2)가 직접 연결되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
픽업부(162)는 발광 다이오드(230)를 베이스 기판으로부터 분리하여 디스플레이 기판(200) 측으로 이동시킬 수 있다. 이때, 픽업부(162)는 정전기력을 이용하거나 점착력을 이용하여 발광 다이오드(230)를 부착시킬 수 있다. 픽업부(162)는 상기에 한정되는 것은 아니며 발광 다이오드(230)를 부착시킬 수 있는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다.
상기와 같은 발광 다이오드(230)은 미세한 크기일 수 있다. 예를 들면, 발광 다이오드(230)는 마이크로 크기일 수 있다.
상기와 같은 픽업부(162)는 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 픽업부(162)는 헤드바디부(161)의 길이방향(또는 도 6의 Y축 방향)으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 픽업부(162)는 헤드바디부(161)의 길이 방향과 수직한 단면적의 둘레를 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 특히 복수개의 픽업부(162)는 헤드바디부(161)의 단면적이 다각형인 경우 다각형의 각 면에 일렬로 배열될 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 헤드부의 제1 실시예를 보여주는 측면도이다. 도 7은 도 2에 도시된 헤드부의 제2 실시예를 보여주는 측면도이다. 도 8은 도 2에 도시된 헤드부의 제3 실시예를 보여주는 측면도이다. 도 9는 도 2에 도시된 헤드부의 제4 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 6 내지 도 9를 참고하면, 헤드바디부(161)는 상기에서 설명한 것과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 헤드바디부(161)는 삼각 기둥 형태로 형성될 수 있다. 이때, 헤드바디부(161)의 길이 방향과 수직한 단면적은 삼각형일 수 있다. 또한, 픽업부(162)는 삼각 기둥의 길이 방향으로 복수개가 서로 이격되도록 헤드바디부(161)에 설치도리 수 있다. 픽업부(162)는 삼각 기둥의 길이 방향에 형성되는 세면에 일렬로 복수개가 서로 이격되도록 배열될 수 있다.
다른 실시예로써 도 7에 도시된 바와 같이 헤드바디부(161)는 오각 기둥 형태로 형성될 수 있다. 이때, 헤드바디부(161)의 각 면에는 상기에서 설명한 바와 같이 복수개의 픽업부(162)가 서로 이격되도록 배열될 수 있다.
또 다른 실시예로써 도 9에 도시된 바와 같이 헤드바디부(161)는 육각 기둥 형태로 형성도리 수 있다. 이때, 헤드바디부(161)에는 픽업부(162)가 각 면에 설치될 수 있다.
또 다른 실시예로써 도 10에 도시된 바와 같이 헤드바디부(161)는 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 이때, 원기둥 형태의 헤드바디부(161)의 표면에는 픽업부(162)가 서로 일정한 각격으로 이격되도록 배열될 수 있다.
도 10은 도 2에 도시된 헤드부의 배열의 일 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 10을 참고하면, 헤드부(160) 및 고정브라켓(152)은 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 헤드부(160)는 이동부(130)에 서로 이격되도록 배치될 수 있다.(예를 들면, 복수개의 헤드부(160)는 도 11의 X축 방향으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다.) 특히 각 고정브라켓(152)은 각 헤드부(160)에 대응되도록 설치될 수 있다.
상기와 같이 헤드부(160)가 복수개 구비되는 경우 각 헤드바디부(161)는 하나의 회전모터(163-1)와 연결되어 동시에 회전할 수 있다. 다른 실시예로써 각 헤드바디부(161)에 각 회전모터(163-1)가 연결되도록 설치되어 각 헤드바디부(161)가 개별적으로 회전하는 것도 가능하다.
한편, 이하에서는 발광 다이오드 트랜스퍼(100)를 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조하는 공정에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 12는 도 1에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼를 통하여 유기 발광 표시 장치를 제조하는 공정을 보여주는 순서도이다. 도 13은 도 12에 도시된 제조 고정에 따라 제조된 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 14는 도 13의 디스플레이 장치의 A-A단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 상기와 동일한 부호는 상기의 구성과 동일한 구성을 나타낸다.
도 12 내지 도 14를 참고하면, 발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 베이스 기판(1) 상의 발광 다이오드(230)를 디스플레이 기판(200)에 이송할 수 있다. 구체적으로 발광 다이오드(230)가 배치된 캐리어 디스플레이 기판(200)을 챔버(110) 내부로 인입한 후 스테이지(120)에 베이스 기판(1)을 안착시킬 수 있다. 이때, 베이스 기판(1)은 챔버(110) 내부 또는 외부에 구비된 별도의 로봇암, 셔틀 등을 통하여 챔버(110) 내부로 이동시킬 수 있다.
디스플레이 기판(200)은 베이스 기판(1)과 유사하게 챔버(110) 내부로 이송될 수 있다. 이때, 발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 베이스 기판(1)의 발광 다이오드(230)를 디스플레이 기판(200)에 전사하여 디스플레이 장치(10)를 제조할 수 있다.
구체적으로 발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 베이스 기판(1)의 발광 다이오드(230)를 픽업할 수 있다. 이때, 제1 선형구동부(140)는 이동부(130)를 베이스 기판(1) 상에 배치시킬 수 있다.
제2 선형구동부(150)는 헤드부(160)를 하강시켜 헤드바디부(161)가 베이스 기판(1) 상의 기 설정된 위치에 배치시킬 수 있다. 이때, 비전부(170)에서 촬영된 영상을 근거로 헤드바디부(161)와 베이스 기판(1)의 위치를 파악하고, 헤드바디부(161)의 위치를 변경할 수 있다. 예를 들면, 베이스 기판(1)에는 얼라인 마크가 형성되어 비전부(170)를 통하여 촬영된 영상을 근거로 헤드바디부(161)와 베이스 기판(1)의 위치를 파악하여 제1 선형구동부(140) 및 제2 선형구동부(150)를 조절함으로써 헤드바디부(161)의 위치를 조절할 수 있다. 다른 실시예로써 스테이지(120)에 형성된 얼라인 마크를 촬영하여 상기와 같이 헤드바디부(161)의 위치를 조절하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 비전부(170)로 헤드바디부(161)와 베이스 기판(1)의 형태를 측정하여 헤드바디부(161)의 위치를 조절하는 것도 가능하다. 이때, 비전부(170)를 통하여 헤드바디부(161)의 위치를 조절하는 방법은 상기에 한정되는 것은 아니며, 헤드바디부(161)와 베이스 기판(1)의 위치를 파악하여 헤드바디부(161)의 위치를 조절하는 모든 방법을 포함할 수 있다.
헤드바디부(161)가 기 설정된 위치에 배치되면, 제2 선형구동부(150)를 통하여 헤드바디부(161)를 하강시킨 후 픽업부(162)에 발광 다이오드(230)를 부착시킬 수 있다. 이때, 헤드바디부(161)의 길이 방향으로 배열된 복수개의 픽업부(162)에 동시에 발광 다이오드(230)가 각각 부착될 수 있다.
제2 선형구동부(150)는 헤드바디부(161)를 승강시킬 수 있다. 또한, 회전구동부(163)가 작동하여 헤드바디부(161)를 일정 각도 회전시킬 수 있다. 헤드바디부(161)의 회전으로 인하여 발광 다이오드(230)가 부착되지 않은 픽업부(162)가 다시 베이스 기판(1)과 대향하도록 배치될 수 있다.
제2 선형구동부(150)가 다시 작동하면 헤드바디부(161)는 하강하여 픽업부(162)에는 발광 다이오드(230)가 부착될 수 있다. 이와 같은 작업은 헤드부(160)의 모든 픽업부(162)에 발광 다이오드(230)가 부착될 때까지 반복하여 수행될 수 있다.
헤드바디부(161)의 모든 픽업부(162)에 발광 다이오드(230)가 부착되면, 제1 선형구동부(140)가 작동하여 이동부(130)를 베이스 기판(1)에 디스플레이 기판(200) 측으로 이동시킬 수 있다.(도 12의 X축 방향) 이때, 비전부(170)는 디스플레이 기판(200)과 헤드바디부(161)의 위치를 촬영하고, 촬영결과를 근거로 헤드바디부(161)의 위치가 조절될 수 있다. 헤드바디부(161)의 위치 조절 방법은 상기에서 상세히 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
헤드바디부(161)의 위치가 기 설정된 위치에 오면, 제2 선형구동부(150)가 작동하여 헤드바디부(161)를 하강시켜 발광 다이오드(230)를 디스플레이 기판(200)에 전사시킬 수 있다.
구체적으로 제2 선형구동부(150)가 작동하면, 헤드바디부(161)의 일면에 일렬로 배열된 복수개의 픽업부(162)에 부착된 발광 다이오드(230)가 디스플레이 기판(200)에 전사될 수 있다. 또한, 제2 선형구동부(150)가 상기와 반대로 작동하여 헤드바디부(161)를 상승시키면 회전구동부(163)가 작동하여 헤드바디부(161)의 다른 면에 일렬로 배열된 픽업부(162)를 디스플레이 기판(200)과 대향시킬 수 있다. 이때, 제1 선형구동부(140)는 이동부(130)를 도 12의 X축 방향으로 소량 이동시킬 수 있다. 제2 선형구동부(150)는 헤드바디부(161)를 하강시켜 헤드바디부(161)의 다른 면에 일렬로 배열된 픽업부(162)의 발광 다이오드(230)를 디스플레이 기판(200)에 전사시킬 수 있다. 상기와 같은 과정은 모든 픽업부(162)의 발광 다이오드(230)가 디스플레이 기판(200)에 전사될 때까지 반복하여 수행될 수 있다.
헤드바디부(161)의 모든 픽업부(162)의 발광 다이오드(230)의 전사가 완료되면, 제1 선형구동부(140)는 이동부(130)를 베이스 기판(1)에 배치시키고 상기와 같은 작업을 반복하여 수행할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 발광 다이오드(230)가 전사된 디스플레이 기판(200)은 챔버(110) 외부로 이송되어 다음 공정이 수행하여 디스플레이 장치(10)를 제조할 수 있다.
한편, 상기와 같이 제조된 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 기판(200) 및 디스플레이 기판(200) 상의 발광층(210)을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(10)는 디스플레이 기판(200) 및 디스플레이 기판(200) 상의 발광층(210)을 포함할 수 있다.
디스플레이 기판(200)은 기판(201), 기판(201) 상의 박막 트랜지스터(TFT), 박막 트랜지스터(TFT) 상의 평탄화층(205)을 포함할 수 있으며, 평탄화층(205) 상에는 비아홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)와 연결된 제1 전극(211)이 형성될 수 있다. 또한, 디스플레이 기판(200)은 제1 전극(211)의 일부를 덮도록 배치되는 뱅크층(206)을 포함할 수 있다.
기판(201) 상에는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 비표시 영역이 정의될 수 있다. 표시 영역(DA)에는 발광층(210)이 배치되고, 비표시 영역에는 전원 배선(220) 등이 배치될 수 있다. 또한, 비표시 영역에는 패드부(250)가 배치될 수 있다.
기판(201)은 다양한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(201)은 이산화규소(SiO2)를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 기판(201)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명한 플라스틱 재질로 형성되어 가요성을 가질 수 있다. 플라스틱 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
화상이 기판(201)방향으로 구현되는 배면 발광형인 경우에 기판(201)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 기판(201)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형인 경우에 기판(201)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 기판(201)을 형성할 수 있다.
금속으로 기판(201)을 형성할 경우 기판(201)은 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(201) 상에는 버퍼층(202)이 형성될 수 있다. 버퍼층(202)은 기판(201)의 상부에 평탄면을 제공할 수 있고, 이물 또는 습기가 기판(201)을 통하여 침투하는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(202)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 알루미늄나이트라이드, 티타늄옥사이드 또는 티타늄나이트라이드 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(207), 게이트 전극(208), 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)을 포함할 수 있다.
이하에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 활성층(207), 게이트 전극(208), 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)이 순차적으로 형성된 탑 게이트 타입(top gate type)인 경우를 설명한다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 바텀 게이트 타입(bottom gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터(TFT)가 채용될 수 있다.
활성층(207)은 반도체 물질, 예컨대 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystalline silicon)을 포함할 수 있다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 활성층(207)은 다양한 물질을 함유할 수 있다. 선택적 실시예로서 활성층(207)은 유기 반도체 물질 등을 함유할 수 있다.
또 다른 선택적 실시예로서, 활성층(207)은 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있다. 예컨대, 활성층(207)은 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge) 등과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(203:gate insulating layer)은 활성층(207) 상에 형성된다. 게이트 절연막(203)은 활성층(207)과 게이트 전극(208)을 절연하는 역할을 한다. 게이트 절연막(203)은 실리콘산화물 및/또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(208)은 게이트 절연막(203)의 상부에 형성된다. 게이트 전극(208)은 박막 트랜지스터(TFT)에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결될 수 있다.
게이트 전극(208)은 저저항 금속 물질로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(208)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(208)상에는 층간 절연막(204)이 형성된다. 층간 절연막(204)은 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)과 게이트 전극(208)을 절연한다. 층간 절연막(204)은 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
층간 절연막(204) 상에 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)이 형성된다. 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 소스 전극(209a) 및 드레인 전극(209b)은 활성층(207)의 영역과 접촉하도록 형성된다.
평탄화층(205)은 박막 트랜지스터(TFT) 상에 형성된다. 평탄화층(205)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT)로부터 비롯된 단차를 해소하고 상면을 평탄하게 하여, 하부 요철에 의해 발광층(210)에 불량이 발생하는 것을 방지한다.
평탄화층(205)은 유기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 유기 물질은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 또한, 평탄화층(205)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로 형성될 수도 있다.
평탄화층(205)상에는 제1 전극(211)과 뱅크층(206)이 배치될 수 있다.
제1 전극(211)은 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(211)은 평탄화층(205)에 형성된 컨택홀을 통하여 드레인 전극(209b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(211)은 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들면 아일랜드 형태로 패터닝되어 형성될 수 있다.
뱅크층(206)은 제1 전극(211) 및 평탄화층(205) 상에 배치되어 화소 영역을 정의할 수 있다. 뱅크층(206)은 발광 다이오드(230)가 배치되는 공간을 형성할 수 있다. 이때, 뱅크층(206)은 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰, 폴리비닐부티랄, 폴리페닐렌에테르, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 노보넨계(norbornene system) 수지, 메타크릴 수지, 환상 폴리올레핀계 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 아크릴수지, 비닐 에스테르 수지, 이미드계 수지, 우레탄계 수지, 우레아(urea)수지, 멜라민(melamine) 수지 등의 열경화성 수지, 혹은 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트 등의 유기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 다른 실시예로써 뱅크층(206)은 SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx 등의 무기산화물, 무기질화물 등의 무기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 실시예로써 뱅크층(206)은 블랙 매트릭스(black matrix) 재료와 같은 불투명 재료로 형성된다. 예시적 절연 블랙 매트릭스 재료로는 유기 수지, 글래스 페이스트(glass paste) 및 흑색 안료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물)이 포함될 수 있다. 뱅크층(206)은 상기의 물질에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드(230)의 구조, 발광 다이오드(230)와 전극들의 연결 등에 따라 다향한 재질로 형성될 수 있다.
뱅크층(206) 사이의 공간에는 별도의 패시베이션층(207)이 배치될 수 있다. 이때, 패시베이션층(207) 발광 다이오드(230)와 뱅크층(206) 사이에 배치되어 제2 전극(212)이 제1 전극(211)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
패시베이션층(207)은 가시 파장에 대해 투명하거나, 또는 반투명하게 됨으로써 완성된 시스템의 광추출 효율을 현저히 열화시키지 않도록 할 수 있다. 측벽 패시베이션 층은 다양한 재료들, 예를 들어, 에폭시, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 벤조사이클로부텐(BCB), 폴리이미드 및 폴리에스테르로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에서, 패시베이션층(207)이 발광 다이오드(230)들의 주변에 잉크 제팅에 의해 형성된다.
발광 다이오드(230)는 적색, 녹색 또는 청색의 빛을 방출하며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 백색광도 구현이 가능하다. 발광 다이오드(230)는 제1 반도체층(231), 제2 반도체층(232) 및, 제1 반도체층(231)과 제2 반도체층(232) 사이의 중간층(233)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(231)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제2 반도체층(232)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함하여 형성될 수 있다. n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 제1 반도체층(231)이 n형 반도체층을 포함하고, 제2 반도체층(232)이 p형 반도체층을 포함할 수도 있다.
중간층(233)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다. 중간층(233)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.
제1 반도체층(231)에는 제1 전극패드(235)가 형성되며, 제2 반도체층(232)에는 제2 전극패드(237)가 형성될 수 있다. 제1 전극패드(235)는 제1 전극(211)과 접합될 수 있다. 또한, 발광 다이오드(230)가 수직형의 구조를 가질 때, 제2 전극패드(237)는 제1 전극패드(235)와 반대측에 위치할 수 있고, 발광층(210)상에는 제2 전극패드(237)와 접하는 제2 전극(212)이 배치될 수 있다.
제1 전극(211)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
제2 전극(212)은 발광층(210) 상에 전체적으로 형성될 수 있다. 제2 전극(212)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극을 더 형성할 수 있다. 따라서, 제2 전극(212)은 발광 다이오드(230)에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다.
그러나, 본 실시예의 디스플레이 장치(10)는 전면 발광형으로 제한되지 않으며, 발광 다이오드(230)에서 방출된 광이 기판(201) 측으로 방출되는 배면 발광형일 수도 있다. 이 경우, 제1 전극(211)은 투명 또는 반투명 전극으로 구성되고, 제2 전극(212)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예의 디스플레이 장치(10)는 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.
한편, 도 14에서는 제1 전극패드(235)와 제2 전극패드(237)가 반대측에 위치한 수직형 발광 다이오드(230)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 발광 다이오드(230)는 제1 전극패드(235)와 제2 전극패드(237)가 같은 방향을 향해 배치된 수평형 또는 플립형 발광 다이오드(미도시)일 수 있다.
수평형 발광 다이오드는 제1 반도체층(미도시), 제2 반도체층(미도시) 및 이들 사이의 중간층(미도시)을 포함하며, 상기 제1 반도체층에는 제1 전극패드(미도시)가 형성되고, 상기 제2 반도체층에는 제2 전극패드(미도시)가 형성되는데, 상기 제1 전극패드와 상기 제2 전극패드는 모두 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 제1 반도체층과 상기 중간층의 일부가 제거되어 상기 제2 반도체층의 일부가 노출되며, 상기 제2 전극패드는 노출된 상기 제2 반도체층 상에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 반도체층의 면적이 상기 제1 반도체층 및 상기 중간층의 면적보다 크고, 상기 제2 전극패드는 상기 제1 반도체층과 상기 중간층의 외부로 돌출된 상기 제2 반도체층 상에 배치될 수 있다.
상기와 같은 경우 상기 제2 전극패드와 접하는 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 마찬가지로 평탄화층(미표기) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 이격된 위치에 형성되며, 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성될 수 있다. 다른 예로, 상기 제2 전극과 상기 제1 전극 사이에는 절연층이 개재되고, 절연층에는 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극을 노출시키는 개구가 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같은 복수의 발광 다이오드(230)들은, 베이스 기판(1)에 형성될 수 있다. 상기 베이스 기판은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
복수의 발광 다이오드(230)들 각각은, 제1 반도체층(231), 제2 반도체층(232) 및, 제1 반도체층(231)과 제2 반도체층(232) 사이의 중간층(233)을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(231), 중간층(233), 및 제2 반도체층(232)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 한편, 제1 반도체층(231)에는 제1 전극패드(235)가 형성되고, 제2 반도체층(232)에는 제2 전극패드(237)가 형성될 수 있다.
일 실시예로써 베이스 기판(1) 상에 형성된 복수의 발광 다이오드(230)들은 베이스 기판(1)으로부터 분리되어 캐리어 기판(미도시) 상에 서로 이격되도록 배치된다. 복수의 발광 다이오드(230)들은 상기 캐리어 기판 상에 접착층 등에 의해 임시로 위치가 고정된다. 이후 상기 캐리어 기판에서 디스플레이 기판(200)으로 전사될 수 있다. 이때, 상기 캐리어 기판과 복수의 발광 다이오드(230)는 공지된 물리적 또는 화학적 방법을 사용하여 분리할 수 있다. 일 예로, 상기 캐리어 기판은 LLO(laser lift off)방식으로 분리될 수 있다. 다른 실시예로써 베이스 기판(1)에 형성된 후 직접 디스플레이 기판(200)에 전사되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수의 발광 다이오드(230)들은 베이스 기판(1)에 형성된 후 디스플레이 기판(200)에 전사되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
복수의 발광 다이오드(230)들을 디스플레이 기판(200) 상에 전사한 후에는 발광층(210) 상에 제2 전극패드(237)와 접하는 제2 전극(212)을 형성할 수 있다. 제2 전극(212)은 일 예로 발광층(210) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
이상에서는 제1 전극패드(235)와 제2 전극패드(237)가 반대측에 위치한 수직형 발광 다이오드(230)를 전사하는 방법을 포함하는 디스플레이 장치(10)의 제조 방법에 대하여서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(10)의 제조 방법은, 수평형 또는 플릿형 발광 다이오드(230)들을 디스플레이 기판(200) 상에 전사하는 구성을 포함할 수 있다.
수평형 또는 플릿형 발광 다이오드(230)들은 각각 제1 반도체층(미도시), 제2 반도체층(미도시) 및 이들 사이의 중간층(미도시)을 포함하며, 상기 제1 반도체층에는 제1 전극패드(미도시)가 형성되고, 상기 제2 반도체층에는 제2 전극패드(미도시)가 형성되는데, 상기 제1 전극패드와 상기 제2 전극패드는 모두 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
이를 위해, 복수의 발광 다이오드(230)들의 형성시, 상기 제1 반도체층에서 상기 제2 반도체층의 일부분까지 RIE(Reactive Ion Etching) 등의 방식으로 메사(Mesa) 식각하여 상기 제2 반도체층의 일부가 노출되도록 한 후, 노출된 상기 제2 반도체층에 상기 제2 전극패드를 형성할 수 있다.
또한, 디스플레이 기판(200)에는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 함께 형성되어 있다. 상기 제2 전극은 상기 제1 전극와 이격된 위치에 형성된다. 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되거나, 또는, 상기 제2 전극과 상기 제1 전극 사이에는 절연층이 개재되고, 절연층에는 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극을 노출시키는 개구가 형성될 수도 있다.
이와 같은 수평형 또는 플릿형 발광 다이오드(230)들은 상술한 방법과 동일한 방법에 의해 디스플레이 기판(200) 상에 전사되며, 이때 상기 제1 전극패드는 상기 제1 전극과 접합되고, 상기 제2 전극패드는 상기 제2 전극과 접합될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 수직형 발광 다이오드(230)인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 제2 전극(212) 상에 발광 다이오드(230)를 산소 및 수분으로부터 차단시키기 위하여 별도의 봉지부(214)를 설치할 수 있다. 이때, 봉지부(214)는 기판(201)과 동일 또는 유사한 재질로 형성되는 봉지기판(미도시) 또는 유기층 및 무기층 중 적어도 하나를 포함하는 박막 필름(미표기)을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 봉지부(214)가 상기 박막 필름을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
따라서 발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 동시에 복수개의 발광 다이오드를 이송함으로써 생산성을 증대시킬 수 있다. 또한, 발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 복수개의 발광 다이오드를 순차적으로 픽업하여 이송함으로써 소요되는 시간을 저감시킬 수 있다.
발광 다이오드 트랜스퍼(100)는 다양한 형상의 발광 다이오드를 픽업하여 다양한 위치에 배치시키는 것이 가능하다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 측면도이다. 도 16은 도 15에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼의 제1 선형구동부를 보여주는 단면도이다. 도 17은 도 15에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼를 통하여 베이스 기판에서 디스플레이 기판으로 전사된 발광 다이오드의 배치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 15 내지 도 17을 참고하면, 발광 다이오드 트랜스퍼(100A)는 챔버(110A), 스테이지(120A), 이동부(130A), 제1 선형구동부(140A), 제2 선형구동부(150A), 헤드부(160A) 및 비전부(170A)를 포함할 수 있다. 이때, 챔버(110A), 스테이지(120A), 이동부(130A) 및 비전부(170A)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 선형구동부(140A)는 상기에서 설명한 것과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 16을 중심으로 제1 선형구동부(140A)의 일 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
제1 선형구동부(140A)는 제1 구동모터(141A), 제1 볼스크류(142A) 및 제1 가이드부(143A)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 구동모터(141A)는 스테이지(120)에 고정되도록 설치될 수 있다. 또한, 제1 볼스크류(142A)는 이동부(130)를 관통하도록 설치되어 제1 구동모터(141A)와 연결될 수 있다.
제1 볼스크류(142A)는 이동부(130A)에 결합하는 제1 연결부(142A-2) 및 제1 연결부(142A-2)에 삽입되어 회전하는 제1 스크류부(142A-1)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 스크류부(142A-1)는 제1 구동모터(141A)와 연결되어 제1 구동모터(141A)의 회전에 따라 회전할 수 있다. 또한, 제1 연결부(142A-2)는 제1 스크류부(142A-1)의 회전에 따라서 제1 스크류부(142A-1)를 따라 선형 운동할 수 있다.
제1 가이드부(143A)는 이동부(130A)와 스테이지(120A) 사이에 배치되어 이동부(130A)의 이동시 이동부(130A)와 스테이지(120A) 사이의 마찰력을 저감시킬 수 있다. 이때, 제1 가이드부(143A)는 리니어 모션 가이드, 윤할유 등 다양한 형태일 수 있다. 예를 들면, 제1 가이드부(143A)는 서로 상대 운동하는 물체 사이에 배치되어 마찰력을 저감시키는 모든 장치 및 구조, 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 가이드부(143A)는 리니어 모션 가이드를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 실명하기로 한다.
한편, 제2 선형구동부(150A)는 상기에서 설명한 것과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 15를 중심으로 제2 선형구동부(150A)의 일 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
제2 선형구동부(150A)는 제1 선형구동부(140A)와 유사하게 제2 구동모터(151A) 및 제2 볼스크류(153A)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 볼스크류(153A)는 제2 연결부(153A-2) 및 제2 스크류부(153A-1)를 포함할 수 있다. 제2 연결부(153A-2)는 헤드부(160A)에 삽입되어 고정될 수 있다. 또한, 제2 스크류부(153A-1)는 헤드부(160A)에 관통하도록 설치되며, 일단이 제2 구동모터(151A)와 연결될 수 있다.
헤드부(160A)는 헤드바디부(161A), 픽업부(162A) 및 회전구동부(163A)를 포함할 수 있다. 이때, 회전구동부(163A)는 제2 선형구동부(150A)와 헤드부(160A)를 연결할 수 있다. 특히 회전구동부(163A) 내부에는 제2 스크류부(153A-1)가 관통하도록 설치될 수 있다.
헤드바디부(161A)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 헤드바디부(161A)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 헤드바디부(161A)는 바(Bar) 형태로 형성될 수 있다. 이때, 헤드바디부(161A)의 형태는 상기에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 형성될 수 있다.
픽업부(162A)는 헤드바디부(161A)에 배치될 수 있다. 이때, 픽업부(162A)는 복수개 구비될 수 있으며, 헤드바디부(161A)의 표면에 서로 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.
회전구동부(163A)는 헤드바디부(161A)를 회전시킬 수 있다. 이때, 회전구동부(163A)는 헤드바디부(161A)의 하중 방향을 회전축으로 하여 헤드바디부(161A)를 회전시킬 수 있다. 상기와 같은 회전구동부(163A)는 일반적인 모터를 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 발광 다이오드 트랜스퍼(100A)는 베이스 기판(1)에서 발광 다이오드(230A)를 디스플레이 기판(200)으로 이송하여 전사할 수 있다.
구체적으로 이동부(130A)가 베이스 기판(1)에 위치한 후 비전부(170A)를 통하여 헤드부(160A)와 베이스 기판(1) 사이의 위치를 파악하고, 제1 선형구동부(140A)와 제2 선형구동부(150A)를 통하여 헤드부(160A)의 위치를 기 설정된 위치로 조절할 수 있다. 또한, 헤드부(160A)의 위치가 기 설정된 위치인 경우 제2 선형구동부(150A)가 작동하면, 헤드바디부(161A)가 하강하고 픽업부(162A)에는 발광 다이오드(230)가 픽업부(162A)에 부착될 수 있다. 또한, 제2 선형구동부(150A)가 상기와 반대로 작동하면 헤드바디부(161A)가 상승하여 픽업부(162A)와 함께 발광 다이오드(230)가 베이스 기판(1)으로부터 분리될 수 있다. 이때, 베이스 기판(1)과 발광 다이오드(230)를 분리하는 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 발광 다이오드(230)를 픽업하고, 제1 선형구동부(140A)가 작동하여 헤드부(160A)를 디스플레이 기판(200) 상에 배치할 수 있다. 또한, 비전부(170A)는 헤드부(160A)와 디스플레이 기판(200) 사이의 위치 관계를 촬영하고, 제1 선형구동부(140A) 및 제2 선형구동부(150A)는 헤드부(160A)와 디스플레이 기판(200)이 대응되도록 헤드부(160A)의 위치를 조절할 수 있다.
상기와 같이 헤드부(160A) 위치 조절이 된 후 회전구동부(163A)가 작동하여 헤드바디부(161A)를 틸팅할 수 있다. 이때, 회전구동부(163A)의 작동에 따라 헤드바디부(161A)는 도 15의 Z축을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 구체적으로 평면 방향의 발광 다이오드(230) 형상이 사각형인 경우 디스플레이 기판(200)의 구조에 따라서 발광 다이오드(230)를 마름모 형태로 배열하여야 하는 경우가 있다. 이러한 경우 헤드바디부(161A)를 회전하지 않고, 베이스 기판(1)으로부터 픽업한 상태에서 그대로 디스플레이 기판(200)에 이송하여 전사하면, 발광 다이오드(230)가 안착되는 디스플레이 기판(200) 부분의 형상과 발광 다이오드(230)가 서로 대응되지 않음으로써 문제가 발생할 수 있다. 이러한 것을 방지하기 위하여 회전구동부(163A)는 도 15의 Z축을 회전축으로 하여 헤드부(160A)를 틸팅함으로써 사각형의 발광 다이오드(230)를 마름모 형태로 배열하는 것이 가능하다.
헤드바디부(161A)를 틸팅하고 제2 선형구동부(150A)를 작동하여 헤드바디부(161A)를 하강시켜 픽업부(162A)의 발광 다이오드(230)를 디스플레이 기판(200)에 전사할 수 있다.
이후 상기와 같은 작업은 디스플레이 기판(200)에 발광 다이오드(230)가 모두 전사될때까지 반박하여 수행될 수 있다.
따라서 발광 다이오드 트랜스퍼(100A)는 동시에 복수개의 발광 다이오드(230)를 이송함으로써 생산성을 증대시킬 수 있다. 또한, 발광 다이오드 트랜스퍼(100A)는 복수개의 발광 다이오드(230)를 순차적으로 픽업하여 이송함으로써 소요되는 시간을 저감시킬 수 있다.
발광 다이오드 트랜스퍼(100A)는 다양한 형상의 발광 다이오드(230)를 픽업하여 다양한 위치에 배치시키는 것이 가능하다. 또한, 발광 다이오드 트랜스퍼(100A)는 일정한 형상의 발광 다이오드(230)를 일정각도 틸팅하여 전사함으로써 다양한 배열의 발광 다이오드(230) 전사가 가능하다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 트랜스퍼를 보여주는 측면도이다. 도 19는 도 18에 도시된 발광 다이오드 트랜스퍼의 제1 선형구동부를 보여주는 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참고하면, 발광 다이오드 트랜스퍼(100B)는 챔버(110B), 스테이지(120B), 이동부(130B), 제1 선형구동부(140B), 제2 선형구동부(150B), 헤드부(160B) 및 비전부(170B)를 포함할 수 있다. 이때, 챔버(110B), 스테이지(120B), 이동부(130B) 및 비전부(170B)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 선형구동부(140B)는 상기에서 설명한 것과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 18을 중심으로 제1 선형구동부(140B)의 일 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
제1 선형구동부(140B)는 제1 구동모터(141B), 제1 풀리(142B-1), 제2 풀리(미도시), 제1 와이어(144B) 및 제1 가이드부(143B)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 와이어(144B)는 이동부(130)를 관통하여 제1 풀리(142B-1) 또는 상기 제2 풀리 중 하나에 권취되거나 제1 풀리(142B-1) 또는 상기 제2 풀리 중 다른 하나로부터 권출될 수 있다. 또한, 제1 구동모터(141A)는 제1 풀리(142B-1) 및 상기 제2 풀리 중 적어도 하나에 연결되어 제1 풀리(142B-1) 및 상기 제2 풀리 중 적어도 하나를 회전시킬 수 있다.
상기와 같은 제1 와이어(144B)는 이동부(130B) 내부에 고정되도록 설치될 수 있다. 또한, 제1 풀리(142B-1)와 상기 제2 풀리는 스테이지(120B)의 길이 방향(도 18에서 X축 방향)으로 서로 대향하도록 설치될 수 있다.
제1 가이드부(143B)는 이동부(130B)와 스테이지(120B) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 제1 가이드부(143B)는 이동부(130B) 또는 스테이지(120B)중 하나에 설치되는 제1 레일부(143B-1)와, 제1 레일부(143B-1)에 안착되어 이동하는 제1 슬라이딩부(143B-2) 및 제1 레일부(143B-1)와 제1 슬라이딩부(143B-2) 사이에 배치되는 제1 베어링부(143B-3)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 레일부(143B-1)가 스테이지(120B)에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제2 선형구동부(150B)는 상기에서 설명한 것과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 선형구동부(150B)가 실린더를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제2 선형구동부(150B)는 위치가변부(151B) 및 고정브라켓(152B)을 포함할 수 있다. 헤드부(160B)는 헤드바디부(161B), 픽업부(162B) 및 회전구동부(163B, 164B)를 포함할 수 있다. 이때, 헤드바디부(161B), 픽업부(162B)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
회전구동부(163B, 164B)는 고정브라켓(152B)과 위치가변부(151B) 사이에 배치되어 고정브라켓(152B)과 위치가변부(151B)를 연결하는 제1 회전구동부(164B)를 포함할 수 있다. 또한, 회전구동부(163B, 164B)는 고정브라켓(152B)에 설치되어 헤드바디부(161B)와 연결되는 제2 회전구동부(163B)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 회전구동부(164B)는 상기에서 설명한 일반적인 모터를 포함할 수 있다. 제2 회전구동부(163B)는 회전모터(163B-1) 및 회전샤프트(163B-2)를 포함할 수 있다. 회전모터(163B-1)는 고정브라켓(152B)에 설치될 수 있으며, 헤드바디부(161B)에 관통하도록 설치되는 회전샤프트(163B-2)와 연결될 수 있다.
한편, 상기와 같은 발광 다이오드 트랜스퍼(100B)의 작동은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사할 수 있다. 발광 다이오드 트랜스퍼(100B)는 베이스 기판(미도시)의 발광 다이오드(230)를 픽업부(162B)로 픽업하여 디스플레이 기판(200)에 이송하여 전사할 수 있다.
이때, 비전부(170B)는 상기 베이스 기판과 헤드부(160B) 사이의 위치 관계 및 디스플레이 기판(200)과 헤드부(160B) 사이의 위치 관계를 촬영하여 헤드부(160B)의 위치를 조절하는 근거를 제공할 수 있다.
또한, 제1 선형구동부(140B)는 이동부(130B)를 이동시켜 헤드부(160B)를 상기 베이스 기판 및 디스플레이 기판(200) 상에 배치할 수 있다. 제2 선형구동부(150B)는 헤드부(160B)를 승하강시킴으로써 상기 베이스 기판의 발광 다이오드(230)를 픽업부(162B)로 픽업할 수 있도록 하며, 픽업부(162B)의 발광 다이오드(230)를 디스플레이 기판(200)에 전사시킬 수 있다.
한편, 제1 회전구동부(163B)는 헤드바디부(161B)의 자중 방향(또는 도 18의 Z축 방향)을 회전축으로 하여 고정브라켓(152B) 및 헤드바디부(161B)를 회전시킬 수 있다. 이러한 경우 상기에서 설명한 것과 같이 사각형 형태의 발광 다이오드(230)를 마름모 형태로 디스플레이 기판(200)에 전사하는 것이 가능하다.
또한, 제2 회전구동부(163B)는 헤드바디부(161B)의 길이 방향(또는 도 18의 Y축 방향)을 회전축으로 하여 헤드바디부(161B)를 회전시킬 수 있다. 이러한 경우 헤드바디부(161B)의 표면에 복수개의 열을 형성하는 복수개의 픽업부(162B)를 통하여 복수개의 발광 다이오드(230)를 한번에 옮겨와 디스플레이 기판(200)에 순차적으로 전사하는 것이 가능하다.
따라서 발광 다이오드 트랜스퍼(100B)는 동시에 복수개의 발광 다이오드(230)를 이송함으로써 생산성을 증대시킬 수 있다. 또한, 발광 다이오드 트랜스퍼(100B)는 복수개의 발광 다이오드(230)를 순차적으로 픽업하여 이송함으로써 소요되는 시간을 저감시킬 수 있다.
발광 다이오드 트랜스퍼(100B)는 다양한 형상의 발광 다이오드(230)를 픽업하여 다양한 위치에 배치시키는 것이 가능하다. 또한, 발광 다이오드 트랜스퍼(100B)는 일정한 형상의 발광 다이오드(230)를 일정각도 틸팅하여 전사함으로써 다양한 배열의 발광 다이오드(230) 전사가 가능하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 베이스 기판
10: 디스플레이 장치
100,100A,100B: 발광 다이오드 트랜스퍼
110,110A,110B: 챔버
120,120A,120B: 스테이지
130,130A,130B: 이동부
140,140A,140B: 제1 선형구동부
150,150A,150B: 제2 선형구동부
160,160A,160B: 헤드부
161,161A,161B: 헤드바디부
162,162A,162B: 픽업부
163,163A: 회전구동부
170,170A,170B: 비전부
180: 압력조절부
200: 디스플레이 기판

Claims (14)

  1. 스테이지;
    상기 스테이지에 선형 운동 가능하도록 설치된 이동부;
    상기 이동부와 연결되어 상기 이동부를 상기 스테이지에서 선형 운동시키는 제1 선형구동부;
    상기 이동부에 설치되는 제2 선형구동부;
    상기 제2 선형구동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 제2선형구동부의 작동에 따라 승하강하고, 발광 다이오드를 픽업하는 헤드부; 및
    상기 스테이지로부터 이격되도록 배치되어 상기 스테이지 상에 배치되며 상기 발광 다이오드가 배치된 베이스기판과 상기 발광 다이오드를 배치할 기판을 촬영하는 비젼부;를 포함하고,
    상기 제1선형구동부 및 상기 제2선형구동부는 상기 비젼부에서 촬영된 이미지를 근거로 기 설정된 위치에 상기 헤드부가 배치되도록 작동하는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    상기 제2 선형구동부에 회전 가능하도록 설치된 헤드바디부; 및
    상기 헤드바디부에 설치되어 상기 발광 다이오드가 픽업하는 적어도 하나 이상의 픽업부;를 포함하는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드바디부는 길이 방향과 수직한 단면적의 형상이 다각형 또는 원형인 발광 다이오드 트랜스퍼.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 픽업부는 복수개 구비되며,
    상기 복수개의 픽업부는 상기 단면적 둘레를 따라 서로 이격되도록 배치되는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 픽업부는 복수개 구비되며,
    상기 복수개의 픽업부는 상기 헤드바디부의 길이 방향으로 서로 이격되도록 배치되는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드부는,
    상기 헤드바디부 및 상기 제2 선형구동부 중 적어도 하나에 연결되어 상기 헤드바디부를 회전시키는 회전구동부;를 더 포함하는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 선형구동부는,
    상기 이동부에 설치되는 위치가변부; 및
    상기 위치가변부에 설치되며, 상기 헤드바디부가 회전 가능하도록 설치되는 고정브라켓;을 더 포함하는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정브라켓은 하중 방향을 회전축으로 하여 회전가능한 발광 다이오드 트랜스퍼.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드바디부는 상기 헤드바디부의 길이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 상기 제2 선형구동부에 설치된 발광 다이오드 트랜스퍼.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드부는 하중 방향을 중심으로 회전 가능하도록 상기 제2 선형구동부에 설치된 발광 다이오드 트랜스퍼.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드부는 각각 복수개 구비되며,
    상기 복수개의 헤드부는 서로 이격되도록 상기 이동부에 설치되는 발광 다이오드 트랜스퍼.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 마이크로 크기인 발광 다이오드 트랜스퍼.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지, 상기 이동부, 상기 제2 선형구동부 및 상기 헤드부가 내부에 설치되는 챔버;를 더 포함하는 발광 다이오드 트랜스퍼.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101800169B1 (ko) * 2017-01-11 2017-12-20 주식회사 디이엔티 패널 상하 반전 장치 및 그 방법
CN106941108B (zh) * 2017-05-23 2019-09-17 深圳市华星光电技术有限公司 微发光二极管显示面板及其制作方法
KR102391994B1 (ko) * 2017-08-14 2022-04-28 삼성디스플레이 주식회사 멀티 스택 접합체, 멀티 스택 접합체의 제조 방법 및 멀티 스택 접합체를 포함하는 표시 장치
KR102400648B1 (ko) * 2017-08-18 2022-05-23 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 제조방법
KR102009492B1 (ko) * 2017-09-27 2019-08-12 한국과학기술원 플렉서블 전자 소자 제작을 위한 전사 장비 및 이를 이용한 전사 방법
KR102481434B1 (ko) * 2018-03-30 2022-12-26 (주)포인트엔지니어링 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 led 흡착방법
KR102424246B1 (ko) * 2018-03-30 2022-07-25 (주)포인트엔지니어링 전사헤드를 구비한 마이크로 led 전사 시스템
CN109256351B (zh) * 2018-09-20 2021-06-08 南方科技大学 微型芯片的批量转移装置以及转移方法
KR20200094498A (ko) * 2019-01-30 2020-08-07 삼성전자주식회사 마스크를 포함하는 마이크로 엘이디 전사 장치 및 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법
KR102169271B1 (ko) * 2019-03-08 2020-10-23 한국광기술원 Led 구조체 전사 장치
US10903267B2 (en) * 2019-04-04 2021-01-26 Bor-Jen Wu System and method for making micro LED display
CN110033704B (zh) * 2019-04-19 2022-07-19 京东方科技集团股份有限公司 转印装置和转印方法
CN110323309B (zh) * 2019-07-05 2020-11-13 深超光电（深圳）有限公司 显示面板制作方法及显示面板制作系统
KR20210011536A (ko) * 2019-07-22 2021-02-02 삼성디스플레이 주식회사 미세 소자의 전사 장치 및 전사 방법
TWI747327B (zh) * 2020-06-15 2021-11-21 吳伯仁 製造微發光二極體顯示器的系統與方法
CN114709159A (zh) * 2022-02-28 2022-07-05 江苏稳润光电有限公司 一种Top类照明LED自动化剥单颗装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600016A (zh) * 2014-12-18 2015-05-06 上海大学 倒装led芯片定位封装设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155903A (en) * 1990-04-18 1992-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrical component placing apparatus and placing method therefor
JP3739218B2 (ja) * 1998-04-02 2006-01-25 松下電器産業株式会社 部品装着方法及び装置
JP3398109B2 (ja) * 2000-01-27 2003-04-21 三洋電機株式会社 電子部品装着装置
JP4546663B2 (ja) * 2001-04-23 2010-09-15 富士機械製造株式会社 プリント板保持装置および電気部品装着システム
JP4334892B2 (ja) * 2003-03-20 2009-09-30 パナソニック株式会社 部品実装方法
US7899561B2 (en) * 2004-12-15 2011-03-01 Panasonic Corporation Operating time reducing method, operating time reducing apparatus, program and component mounter
JP4005595B2 (ja) 2004-12-15 2007-11-07 松下電器産業株式会社 部品実装順序決定方法、部品実装順序決定装置、部品実装機及びプログラム
US7302755B2 (en) * 2005-02-07 2007-12-04 Samsung Techwin Co., Ltd. Head assembly for a component mounter
DE102005040892B3 (de) * 2005-08-29 2007-04-12 Siemens Ag Bestückkopf zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauteilen, Rüstverfahren und Bestückverfahren
DE102008019100B3 (de) 2008-04-16 2009-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Bestückkopf, Bestückautomat, Verfahren zum Abholen von Bauelementen sowie Verfahren zum Bestücken von Substraten
DE102011075592A1 (de) * 2010-05-12 2011-11-17 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Tragstruktur, Verfahren zum Verbinden eines Bauelementes mit der Tragstruktur und Baugruppe umfassend eine Tragstruktur und mindestens ein aufgenommenes Bauelement
US8573469B2 (en) 2011-11-18 2013-11-05 LuxVue Technology Corporation Method of forming a micro LED structure and array of micro LED structures with an electrically insulating layer
US8791530B2 (en) 2012-09-06 2014-07-29 LuxVue Technology Corporation Compliant micro device transfer head with integrated electrode leads
KR20140042320A (ko) 2012-09-28 2014-04-07 하나 마이크론(주) 유연 집적회로 소자 패키지 제조용 전사 장치
US9029880B2 (en) 2012-12-10 2015-05-12 LuxVue Technology Corporation Active matrix display panel with ground tie lines
EP3007537B1 (en) * 2013-06-03 2019-02-27 FUJI Corporation Nozzle management system
US8987765B2 (en) 2013-06-17 2015-03-24 LuxVue Technology Corporation Reflective bank structure and method for integrating a light emitting device
US9153548B2 (en) 2013-09-16 2015-10-06 Lux Vue Technology Corporation Adhesive wafer bonding with sacrificial spacers for controlled thickness variation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104600016A (zh) * 2014-12-18 2015-05-06 上海大学 倒装led芯片定位封装设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170026961A (ko) 2017-03-09
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