KR102443444B1 - 디스플레이 장치의 제조 방법 및 그의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법은, 웨이퍼에서 제1 및 제2 제조기판 상에 청색광을 방출하는 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 녹색광을 방출하는 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 각각 전사하는 단계; 상기 제1 제조기판에서 제3 제조기판으로 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩을 전사하는 단계; 상기 제2 제조기판에서 상기 제3 제조기판으로 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 전사하는 단계; 및 상기 제3 제조기판에서 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 기판으로 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 디스플레이 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드 칩을 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법 및 그의 제조 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합을 통해 발생하는 광을 방출하는 무기 반도체 소자이다. 최근, 발광 다이오드는 디스플레이 장치, 차량용 램프, 일반 조명과 같은 여러 분야에 다양하게 이용되고 있다. 그리고 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비전력이 낮으며, 응답속도가 빠른 장점이 있다. 이러한 장점을 십분 활용하여 기존 광원을 빠르게 대치하고 있다.
최근 출시되는 텔레비전, 모니터 또는 전광판에 발광 다이오드를 이용하는 종래의 디스플레이 장치는, TFT=LCD 패널을 이용하여 색을 재현하고, 재현된 색을 외부로 방출하기 위해 백라이트 광원을 이용하는데, 이때, 백라이트 광원으로 발광 다이오드를 이용하였다. 또는 별도의 LCD를 이용하지 않고 발광 다이오드를 이용하여 직접 색을 재현하는 디스플레이 장치에 대한 연구도 지속적으로 이루어지고 있다. 또는, OLED를 이용하여 디스플레이 장치를 제조하는 경우도 있다.
TFT-LCD 패널에 백라이트 광원으로 발광 다이오드가 이용되는 경우, 한 개의 발광 다이오드는 TFT-LCD 패널의 수많은 픽셀에 광을 조사하는 광원으로 이용된다. 이 경우, TFT-LCD 패널의 화면에 어떤 색이 표시되더라도 백라이트 광원은 항상 켜진 상태를 유지해야 되므로, 그로 인해 디스플레이되는 화면이 밝거나 어두운 것에 상관없이 일정한 소비전력이 소비되는 문제가 있다.
또한, OLED를 이용한 디스플레이 장치의 경우, 기술발전을 통해 지속적으로 소비전력이 낮아지고 있지만, 아직까지도 무기반도체 소자인 발광 다이오드에 비해 상당히 큰 소비전력이 소비되고 있어, 효율성이 떨어지는 문제가 있다.
더욱이, TFT를 구동하기 위한 방식 중 PM 구동방식을 이용한 OLED 디스플레이 장치는 큰 용량을 가진 유기 EL을 PAM(pulse amplifier modulation) 방식으로 제어함에 따라 응답속도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 낮은 듀티(duty)를 구현하기 위해 PWM(pulse width modulation) 방식으로 제어를 하는 경우, 고 전류 구동이 요구되어 수명저하가 발생하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨어러블 장치나 스마트폰 또는 텔레비전 등에 적용할 수 있으며, 소비전력이 낮은 마이크로 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법 및 그의 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법은, 웨이퍼에서 제1 및 제2 제조기판 상에 청색광을 방출하는 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 녹색광을 방출하는 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 각각 전사하는 단계; 상기 제1 제조기판에서 제3 제조기판으로 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩을 전사하는 단계; 상기 제2 제조기판에서 상기 제3 제조기판으로 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 전사하는 단계; 및 상기 제3 제조기판에서 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 기판으로 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 상기 기판에 전사하는 단계는, 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩이 상기 기판에 배치된 복수의 청색 발광 다이오드 칩이 배치되지 않은 위치에 전사할 수 있다.
이때, 상기 웨이퍼에 배치된 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 또는 복수의 녹색 발광 다이오드 칩은 복수의 시험 발광 다이오드 칩 사이에 배치되고, 상기 복수의 시험 발광 다이오드 칩은 각각 정상적으로 동작하는 지를 시험하는 시험을 통과한 것일 수 있다.
그리고 상기 복수의 시험 발광 다이오드 칩 각각은 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 또는 상기 녹색 발광 다이오드 칩보다 큰 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 복수의 시험 발광 다이오드 칩은 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 또는 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩의 주변에 적어도 세 개 이상 배치될 수 있다.
그리고 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 기판에 전사하는 단계에서, 상기 기판은 상기 제3 제조기판보다 클 수 있다.
이때, 상기 기판은 상기 제3 제조기판보다 두 배 이상 큰 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 제조기판에 전사된 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩의 개수는 상기 제2 제조기판에 전사된 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩의 개수보다 많을 수 있다.
이때, 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 일부 및 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 덮도록 제조 절연부를 형성하는 단계; 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 나머지를 덮도록 형광부를 형성하는 단계; 및 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 일부 및 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 덮은 제조 절연부를 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 형광부는 상기 청색 발광 다이오드 칩에서 방출된 청색광을 파장 변환하여 적색광을 방출시키는 형광체를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제조 절연부가 제거된 다음, 상기 형광부를 덮도록 컬러필터부를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 컬러필터부는 상기 형광부를 통해 방출된 광에서 청색광 대역의 파장을 차단할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 하나 이상, 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩 중 하나 이상 및 상기 형광부가 덮인 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 하나 이상이 하나의 픽셀을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 제조 장치는, 청색광을 방출하는 복수의 청색 발광 다이오드 칩이 배치된 제1 웨이퍼에서 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩의 일부를 제1 제조기판에 전사하는 공정이 이루어지는 제1 챔버;
녹색광을 방출하는 복수의 녹색 발광 다이오드 칩이 배치된 제2 웨이퍼에서 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩의 일부를 제2 제조기판에 전사하는 공정이 이루어지는 제2 챔버;
상기 제1 제조기판에서 복수의 청색 발광 다이오드 칩을 제3 제조기판으로 전사하고, 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩이 배치된 제3 제조기판에 상기 제2 제조기판에서 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 상기 제3 제조기판으로 전사하는 공정이 이루어지는 제3 챔버;
상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩이 배치된 제3 제조기판에서 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 전사하는 공정이 이루어지는 제4 챔버; 및
상기 제1 내지 제4 챔버 사이에 배치되며, 상기 제1 내지 제4 챔버로 상기 제1 및 제2 웨이퍼와 제1 내지 제3 제조기판을 이송하는 복수의 로봇암을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 질화물 반도체를 이용한 마이크로 발광 다이오드를 사용하여 디스플레이 장치를 구성하여, 높은 해상도와 낮은 소비전력 그리고 효율이 높은 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 그에 따라 웨어러블 장치나 다양한 장치에 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하기 위한 발광 다이오드가 성장된 웨이퍼를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 디스플레이 장치를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 제조 장치의 일부를 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드들이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 디스플레이 장치를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 제조 장치의 일부를 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드들이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하기 위한 발광 다이오드가 성장된 웨이퍼를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 발광 다이오드 칩(120)을 이용하여 디스플레이 장치(100)를 제조할 때, 복수의 발광 다이오드 칩(120)을 웨이퍼(61)에서 성장할 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 한 장의 웨이퍼(61) 상에 복수의 발광 다이오드 칩(120)을 성장하는데, 디스플레이 장치(100)에 이용하는 발광 다이오드 칩(120)은 상대적으로 작은 크기를 가지도록 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 디스플레이 장치(100)에 이용하는 발광 다이오드 칩(120)은 폭이 100um이하가 되도록 제조할 수 있다.
상기와 같이, 폭이 100um이하인 발광 다이오드 칩(120)을 제조하면, 제조된 발광 다이오드 칩(120)이 정상적으로 동작하는지 여부를 시험하여 이용할 필요가 있는데, 발광 다이오드 칩(120)의 작은 크기로 인해 시험이 쉽지 않은 문제가 있다. 그에 따라 웨이퍼(61)의 중간에 상대적으로 큰 크기를 갖는 시험을 위한 시험 발광 다이오드 칩(120a)을 제작한다. 시험 발광 다이오드 칩(120a)은 폭이 대략 250um이상일 수 있지만, 시험 발광 다이오드 칩(120a)의 크기는 측정할 수 있는 크기를 가지기만 하면 되므로, 크기를 한정할 필요는 없다.
본 실시예에서, 시험 발광 다이오드 칩(120a)은 소정의 간격을 가지며 규칙적으로 배치되며, 복수의 시험 발광 다이오드 칩(120a)들 사이에 복수의 발광 다이오드 칩(120)이 배치되도록 제조된다. 이렇게 하나의 웨이퍼(61) 상에 제조된 복수의 발광 다이오드 칩(120)을 디스플레이 장치(100)에 이용할 때, 정상적으로 동작하는 네 개의 시험 발광 다이오드 칩(120a) 사이에 배치된 복수의 발광 다이오드 칩(120)을 디스플레이 장치(100)를 제조할 때 이용한다.
즉, 정상적으로 동작하는 시험 발광 다이오드 칩(120a)들의 사이에 배치된 발광 다이오드 칩(120)들은 정상적으로 동작하는 발광 다이오드 칩(120)일 가능성이 상당히 높으므로 해당 발광 다이오드 칩(120)을 디스플레이 장치(100)를 제조할 때 이용할 수 있다. 본 실시예에서, 일례로 정상적으로 동작하는 네 개의 시험 발광 다이오드 칩(120a)의 사이에 배치된 영역(U)에 배치된 발광 다이오드 칩(120)을 이용하는 것을 설명한다. 이때, 도면에 표시된 영역(U)의 크기와 해당 영역 내에 배치된 발광 다이오드 칩(120)의 개수는 필요에 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 디스플레이 장치를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2a를 참조하면, 도 1에서 제조된 발광 다이오드 칩(120)들 중 정상적으로 동작하는 시험 발광 다이오드 칩(120a)들 사이에 둘러싸인 발광 다이오드 칩(120)을 제3 제조기판(53)에 전사한다. 이때, 제1 제조기판(51)과 제3 제조기판(53) 사이에 카메라(200)를 배치하여, 제1 제조기판(51) 상에 배치된 발광 다이오드 칩(120)들이 제3 제조기판(53)의 정 위치에 배치되도록 위치를 조절할 수 있다. 그에 따라 카메라(200)는 제1 제조기판(51)과 제3 제조기판(53)을 동시에 촬영할 수 있는 양방향 카메라(200)일 수 있다.
그리고 카메라(200)를 통해 제1 제조기판(51)과 제3 제조기판(53)의 위치는 면 방향의 x축 방향 및 y축 방향을 조절할 수 있으며, 필요에 따라 제1 제조기판(51)과 제3 제조기판(53)의 경사도도 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 제조기판(51)에 배치된 발광 다이오드 칩(120)은 청색 발광 다이오드 칩(122)일 수 있다. 그리고 제3 제조기판(53)에 청색 발광 다이오드 칩(122)을 결합시키기 위한 접착부(S)가 형성될 수 있다. 여기서, 제3 제조기판(53)의 하부에 제3 제조기판(53)을 지지하기 위한 제1 베이스(B1)가 배치될 수 있다.
이렇게 제1 제조기판(51)과 제3 제조기판(53)의 위치가 조정되면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제3 제조기판(53)에 청색 발광 다이오드 칩(122)이 결합된다. 이때, 제3 제조기판(53)에 결합된 청색 발광 다이오드 칩(122)은 제3 제조기판(53)에 형성된 접착부(S)에 접착되어 제3 제조기판(53)에 결합될 수 있다.
또한, 상기에서 청색 발광 다이오드 칩(122)을 제3 제조기판(53)에 결합한 방법과 동일한 방법으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제2 제조기판(52) 상에 배치된 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 제4 제조기판(55)에 결합시킬 수 있다. 이때, 제4 제조기판(55)의 하부에 제4 제조기판(55)을 지지하기 위한 제2 베이스(B2)가 배치될 수 있다.
여기서, 제3 제조기판(53)에 결합되는 청색 발광 다이오드 칩(122)은 제4 제조기판(55)에 결합되는 녹색 발광 다이오드 칩(126)보다 2배로 많은 개수가 결합될 수 있다. 이는 이후 공정에서 청색 발광 다이오드 칩(122)들 중 일부를 이용하여 적색 발광 다이오드 패키지(124)를 제조하기 위함이다.
또한, 제3 제조기판(53)에 결합된 청색 발광 다이오드 칩(122)들의 위치와 제4 제조기판(55)에 결합된 녹색 발광 다이오드 칩(126)들의 위치는 서로 다른 위치일 수 있다.
그리고 도 2d를 참조하면, 제3 제조기판(53)에 결합된 청색 발광 다이오드 칩(122)을 제5 제조기판(57)에 결합시키기 위해 제3 제조기판(53)과 제5 제조기판(57)을 서로 대향된 방향으로 배치하고, 제3 제조기판(53)과 제5 제조기판(57) 사이에 카메라(200)를 배치한다. 카메라(200)를 이용하여 제3 제조기판(53)과 제5 제조기판(57)의 위치를 조절할 수 있다. 여기서, 제5 제조기판(57)에 제5 제조기판(57)을 지지하기 위한 제3 베이스(B3)가 결합될 수 있다. 이때, 제5 제조기판(57)은 제3 제조기판(53) 보다 상대적으로 클 수 있다.
그 다음, 도 2e에 도시된 바와 같이, 카메라(200)를 제거하고, 제3 제조기판(53)과 제5 제조기판(57)을 가까이 이동시켜, 제3 제조기판(53)에 결합된 청색 발광 다이오드 칩(122)을 제5 제조기판(57)으로 전사시킬 수 있다.
그에 따라 도 2f에 도시된 바와 같이, 청색 발광 다이오드 칩(122)은 제5 제조기판(57)에 결합될 수 있다. 이렇게 도 2d 내지 도 2e의 과정을 수 차례 반복하면, 도 2f에 도시된 바와 같이, 제5 제조기판(57) 상에 청색 발광 다이오드 칩(122)이 수십 내지 수백 개가 배치될 수 있다. 이때, 제5 제조기판(57) 상에 배치된 복수의 청색 발광 다이오드 칩(122)은 일정의 규칙을 가지도록 배치될 수 있다. 그리고 상기의 공정을 통해 수십 내지 수백 개의 청색 발광 다이오드 칩(122)이 제5 제조기판(57)에 배치된 것은 도 2g에 도시된다.
그리고 도 2g를 참조하면, 제4 제조기판(55)에 결합된 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 제5 제조기판(57)에 결합시키기 위해 제4 제조기판(55)과 제5 제조기판(57)을 서로 대향된 방향으로 배치하고, 제4 제조기판(55)과 제5 제조기판(57) 사이에 카메라(200)를 배치한다. 카메라(200)를 위하여 제4 제조기판(55)과 제5 제조기판(57)의 위치를 조절할 수 있다.
그리고 도 2h 및 도 2i에 도시된 바와 같이, 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 제5 제조기판(57)에 전사할 수 있다. 여기서, 녹색 발광 다이오드 칩(126)들이 제5 제조기판(57)에 결합되기 전에 제5 제조기판(57)에는 청색 발광 다이오드 칩(122)들이 배치된 상태이다. 녹색 발광 다이오드 칩(126)들은 제5 제조기판(57)의 청색 발광 다이오드 칩(122)들이 배치되지 않은 위치에 배치될 수 있다. 이때, 이렇게 도 2g 내지 도 2h의 과정을 수 차례 반복하면, 도 2i에 도시된 바와 같이, 제5 제조기판(57) 상에 청색 발광 다이오드 칩(122)과 함께 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 수십 내지 수백 개가 배치될 수 있다. 여기서, 상기의 공정을 통해 수십 내지 수백 개의 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 제5 제조기판(57)에 배치된 것은 도 2j에 도시된다.
이렇게 제5 제조기판(57)에 청색 발광 다이오드 칩(122)들과 녹색 발광 다이오드 칩(126)들이 배치되면, 도 2j에 도시된 바와 같이, 기판(110)에 청색 발광 다이오드 칩(122)들 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)들을 전사하기 위한 기판(110)과 제5 제조기판(57)을 대향된 상태로 배치한다. 여기서, 제5 제조기판(57)에 배치된 수십 내지 수백 개의 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)은 기판(110)에 한 번에 전사되도록 기판(110)과 제5 제조기판(57)이 서로 대향되게 배치된다. 이때, 기판(110)과 제5 제조기판(57) 상이에 카메라(200)가 배치될 수 있다. 카메라(200)를 이용하여 기판(110)과 제5 제조기판(57) 사이의 위치를 조절한다.
그리고 도 2k에 도시된 바와 같이, 기판(110)과 제5 제조기판(57)을 가까이 이동시켜, 제5 제조기판(57)에서 기판(110)으로 청색 발광 다이오드 칩(122)들 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)들을 전사할 수 있다.
기판(110)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 결합되면, 도 2l에 도시된 바와 같이, 제5 제조기판(57) 및 기판(110)을 지지하는 제3 베이스(B3)를 분리한다.
또는, 도 2a 내지 도 2i까지의 공정을 통해 제5 제조기판(57)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 배치되면, 대면적의 기판(110a)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 전사할 수 있다. 이때, 도 2m에 도시된 바와 같이, 대면적의 기판(110a)의 상부에 제5 제조기판(57)을 배치시키고, 사이에 카메라(200)를 배치하여, 대면적의 기판(110a)과 제5 제조기판(57)의 위치를 조절한다. 그리고 대면적의 기판(110a)에 제5 제조기판(57)의 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 전사한다.
그 다음, 도 2n에 도시된 바와 같이, 대면적의 기판(110a)의 다른 위치에 다른 제5 제조기판(57)을 배치시키고 카메라(200)를 이용하여 위치를 조절한 다음, 도 2o에 도시된 바와 같이, 대면적의 기판(110a)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 전사할 수 있다.
상기에서 본 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)를 제조하는 방법에 대해 설명하면서, 청색 발광 다이오드 칩(122)과 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 이용한 것에 대해서만 설명하는데, 필요에 따라 적색 발광 다이오드 칩을 추가로 이용할 수 있다. 적색 발광 다이오드 칩이 이용되는 경우, 도 2a 및 도 2b의 공정에서 청색 발광 다이오드 칩(122)이 제3 제조기판(53)을 전사되는 개수와 도 2c의 공정에서 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 제4 제조기판(55)으로 전사되는 개수가 동일할 수 있다. 그리고 추가로 적색 발광 다이오드 칩을 청색 발광 다이오드 칩(122)과 동일한 개수를 별도의 제조기판에 전사할 수 있다. 그에 따라 청색 발광 다이오드 칩(122), 녹색 발광 다이오드 칩(126) 및 적색 발광 다이오드 칩을 이용한 디스플레이 장치(100)를 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 제조 장치의 일부를 간략히 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 공정을 통해 기판(110)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 전사하기 위한 도 3을 참조하여, 디스플레이 장치(100)를 제조하기 위한 제조 장치(300)에 대해 설명한다. 디스플레이 장치(100) 제조 장치(300)는, 제1 챔버(312), 제2 챔버(314), 제1 이동부(322), 제3 챔버(324), 제2 이동부(332), 제4 챔버(334), 제5 챔버(342) 및 제6 챔버(352)를 포함할 수 있다.
제1 챔버(312)는 청색 발광 다이오드 칩(122)들이 실장된 제1 제조기판(51)이 위치하고, 제2 챔버(314)는 녹색 발광 다이오드 칩(126)들이 실장된 제2 제조기판(52)이 위치한다. 그리고 제3 챔버(324)에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 제조기판(51)에 배치된 청색 발광 다이오드 칩(122)을 제3 제조기판(53)에 전사하기 위해 제1 제조기판(51)과 제3 제조기판(53)이 대향된 방향으로 배치되는 제1 공정이 수행된다. 또한, 제4 챔버(334)에서, 제2 제조기판(52)에 배치된 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 제4 제조기판(55)에 전사하기 위해 제2 제조기판(52)과 제4 제조기판(55)이 대향된 방향으로 배치되는 제1 공정이 수행된다. 이렇게 제1 공정은 제3 챔버(324) 및 제4 챔버(334)에서 동시에 수행될 수 있다.
그리고 제3 챔버(324)에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 제조기판(51)에서 제3 제조기판(53)으로 청색 발광 다이오드 칩(122)이 전사되는 제2 공정이 수행될 수 있다. 제4 챔버(334)에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 제2 제조기판(52)에서 제4 제조기판(55)으로 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 전사되는 제2 공정이 수행될 수 있다. 이때, 제2 공정은 제3 챔버(324) 및 제4 챔버(334)에서 동시에 수행될 수 있다.
다음으로, 제5 챔버(342)에서 제3 공정이 수행될 수 있다. 제3 공정은, 도 2d 내지 도 2i에 도시된 바와 같이, 제3 제조기판(53)에 배치된 청색 발광 다이오드 칩(122)과 제4 제조기판(55)에 배치된 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 제5 제조기판(57)으로 전사되는 공정이다.
그리고 제3 공정을 통해 제5 제조기판(57)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 배치되면, 로봇암(R)에 의해 제5 챔버(342)로 이동된다. 제5 챔버(342)에서, 도 2j 내지 도 2l에 도시된 바와 같은 제4 공정이 수행되거나, 도 2m 내지 도 2o에 도시된 바와 같은 제4 공정이 수행될 수 있다. 제4 공정이 완료되면, 기판(110) 또는 대면적의 기판(110a)에 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
상기에서 설명한 바와 같이, 도 3에 도시된 제조 장치(300)를 이용하여 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 기판(110) 또는 대면적의 기판(110a) 상에 배치가 완료되면, 기판(110) 또는 대면적의 기판(110a) 상에 배치된 청색 발광 다이오드 칩(122) 중 일부를 이용하여 적색 발광 다이오드 패키지(124)를 제조할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 기판(110) 상에 복수의 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 배치된다. 이때, 두 개의 청색 발광 다이오드 칩(122)과 하나의 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 하나의 그룹으로 기판(110) 상에 규칙적으로 배치된다. 이 하나의 그룹이 디스플레이 장치(100)에서 하나의 픽셀이 될 수 있다.
이렇게 복수의 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩(126)이 배치된 기판(110)의 상부에 도 4b에 도시된 바와 같이, 하나의 청색 발광 다이오드 칩(122)과 인접한 하나의 녹색 발광 다이오드 칩(126)을 덮도록 제조 절연부(63)를 형성한다. 이때, 제조 절연부(63)는 적색 발광 다이오드 패키지(124)를 제조하기 위한 청색 발광 다이오드 칩(122)을 제외한 나머지 청색 발광 다이오드 칩(122) 및 녹색 발광 다이오드 칩(126)과 함께 기판(110) 상면을 덮도록 형성된다.
그리고 도 4c에 도시된 바와 같이, 제조 절연부(63)의 상부를 포함하여 기판(110) 상부 전체를 덮도록 형광부(160)가 형성된다. 형광부(160)는 청색 발광 다이오드 칩(122)에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장 변환할 수 있는 형광체를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 형광부(160)는 제조 절연부(63)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제조 절연부(63)의 두께에 맞게 형광부(160)의 상부를 제거한다. 그리고 기판(110) 상에 배치된 제조 절연부(63)를 제거하면, 도 4e에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 배치된 두 개의 청색 발광 다이오드 칩(122) 중 하나에 형광부(160)가 덮인 상태로 형성될 수 있다.
그리고 형광부(160)를 측면 및 상면을 덮도록 컬러필터부(170)를 도 4f에 도시된 바와 같이 형성한다. 컬러필터부(170)는 형광부(160)를 통해 방출된 광에서 소정의 파장보다 작거나 큰 대역을 차단하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 컬러필터부(170)는 청색 발광 다이오드 칩(122)에서 방출된 청색광에 해당하는 파장 대역을 차단할 수 있다. 형광부(160)가 앞서 설명한 바와 같이, 청색 발광 다이오드 칩(122)에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장 변환하는 형광체가 포함되는데, 그에 따라 형광부(160)에서 적색광이 대부분 방출된다. 그렇지만, 청색 발광 다이오드 칩(122)에서 방출된 청색광의 일부가 형광부(160)에서 여기되지 않은 상태로 형광부(160)에서 방출될 수 있다. 그에 따라 컬러필터부(170)에서 형광부(160)를 통해 일부 방출되는 청색광을 차단하여 컬러필터부(170)를 통해 적색광이 최대로 방출되도록 할 수 있다.
본 실시예에서, 컬러필터부(170)는 형광부(160)의 상면과 측면을 덮도록 형성되면서, 가급적 얇은 두께를 가지도록 코팅될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드들이 배치된 것을 도시한 평면도이다.
상기에서 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 공정 및 제조 장치(300)를 이용하여 디스플레이 장치(100)를 제조하면, 도 5에 도시된 바와 같은 디스플레이 장치(100)를 제조할 수 있다. 이때, 하나의 청색 발광 다이오드 칩(122), 하나의 녹색 발광 다이오드 칩(126) 및 하나의 적색 발광 다이오드 패키지(124)는 디스플레이 장치(100)의 하나의 픽셀(P)이 될 수 있다. 본 실시예에서의 하나의 픽셀 내에 포함된 청색 발광 다이오드 칩(122), 녹색 발광 다이오드 칩(126) 및 적색 발광 다이오드 패키지(124)의 배치는 도시된 바와 같이, 삼각 구조로 배치된 것으로 설명하지만, 이러한 배치는 필요에 따라 달라질 수 있다.
또한, 기판(110) 상에 배치된 청색 발광 다이오드 칩(122), 녹색 발광 다이오드 칩(126) 및 적색 발광 다이오드 패키지(124)에 전원을 공급하기 위한 구동회로가 결합되어 디스플레이 장치(100)를 구현할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 디스플레이 장치
110, 110a: 기판
120: 발광 다이오드 칩 120a: 시험 발광 다이오드 칩
122: 청색 발광 다이오드 칩 124: 적색 발광 다이오드 패키지
126: 녹색 발광 다이오드 칩
160: 형광부 170: 컬러필터부
51: 제1 제조기판 52: 제2 제조기판
53: 제3 제조기판 55: 제4 제조기판
57: 제5 제조기판 61: 웨이퍼
63: 제조 절연부
200: 카메라
B1 ~ B5: 제1 내지 제5 베이스 S: 접착부
300: 제조 장치
312: 제1 챔버 314: 제2 챔버
322: 제1 이동부 324: 제3 챔버
332: 제2 이동부 334: 제4 챔버
342: 제5 챔버 352: 제6 챔버
R: 로봇암
110, 110a: 기판
120: 발광 다이오드 칩 120a: 시험 발광 다이오드 칩
122: 청색 발광 다이오드 칩 124: 적색 발광 다이오드 패키지
126: 녹색 발광 다이오드 칩
160: 형광부 170: 컬러필터부
51: 제1 제조기판 52: 제2 제조기판
53: 제3 제조기판 55: 제4 제조기판
57: 제5 제조기판 61: 웨이퍼
63: 제조 절연부
200: 카메라
B1 ~ B5: 제1 내지 제5 베이스 S: 접착부
300: 제조 장치
312: 제1 챔버 314: 제2 챔버
322: 제1 이동부 324: 제3 챔버
332: 제2 이동부 334: 제4 챔버
342: 제5 챔버 352: 제6 챔버
R: 로봇암
Claims (18)
- 웨이퍼에서 제1 및 제2 제조기판 상에 청색광을 방출하는 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 녹색광을 방출하는 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 각각 전사하는 제1 단계;
상기 제1 제조기판에서 제3 제조기판으로 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩을 전사하는 제2 단계;
상기 제2 제조기판에서 상기 제3 제조기판으로 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 전사하는 제3 단계; 및
상기 제3 제조기판에서 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 및 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 기판으로 전사하는 제4 단계를 포함하며,
상기 웨이퍼에 배치된 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 또는 복수의 녹색 발광 다이오드 칩은 복수의 시험 발광 다이오드 칩 사이에 배치되고,
상기 복수의 시험 발광 다이오드 칩은 각각 정상적으로 동작하는 지를 시험하는 시험을 통과한 것인 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계는 접착부를 이용하여 수행되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제3 단계에서,
상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩은 상기 제3 제조기판에 배치되되, 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩이 배치되지 않은 위치에 전사되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 삭제
- 청구항 1 있어서,
상기 복수의 시험 발광 다이오드 칩 각각은 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 또는 상기 녹색 발광 다이오드 칩보다 큰 크기를 갖는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 시험 발광 다이오드 칩은 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 또는 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩의 주변에 적어도 세 개 이상 배치된 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 단계 및 상기 제3 단계에서,
상기 제3 제조기판은 상기 제1 및 제2 제조기판보다 큰 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제4 단계에서,
상기 기판은 상기 제3 제조기판보다 큰 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 기판은 상기 제3 제조기판보다 두 배 이상 큰 크기를 갖는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 기판은 대면적 기판이며,
상기 제4 단계는 상기 대면적 기판의 다른 위치에 반복 수행되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제4 단계 이전에,
웨이퍼에서 제4 제조기판 상에 적색광을 방출하는 복수의 적색 발광 다이오드 칩을 전사하는 단계; 및
상기 제4 제조 기판에서 상기 제3 제조 기판으로 상기 복수의 적색 발광 다이오드 칩을 전사하는 단계;를 더 포함하며,
상기 제4 단계에서, 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩, 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩 및 상기 복수의 적색 발광 다이오드 칩은 상기 제3 제조기판에서 상기 기판으로 전사되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 제1 제조기판으로 전사되는 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩의 개수와 상기 제2 제조기판으로 전사되는 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩의 개수와 상기 제4 제조기판으로 전사되는 상기 복수의 적색 발광 다이오드 칩의 개수는 동일한 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제3 제조기판에 전사된 상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩의 개수는 상기 제3 제조기판에 전사된 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩의 개수보다 많은 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 일부 및 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 덮도록 제조 절연부를 형성하는 단계;
상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 나머지를 덮도록 형광부를 형성하는 단계; 및
상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 일부 및 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩을 덮은 제조 절연부를 제거하는 단계를 더 포함하고,
상기 형광부는 상기 청색 발광 다이오드 칩에서 방출된 청색광을 파장 변환하여 적색광을 방출시키는 형광체를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 제조 절연부가 제거된 다음, 상기 형광부를 덮도록 컬러필터부를 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 컬러필터부는 상기 형광부를 통해 방출된 광에서 청색광 대역의 파장을 차단하는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 하나 이상, 상기 복수의 녹색 발광 다이오드 칩 중 하나 이상 및 상기 형광부가 덮인 복수의 청색 발광 다이오드 칩 중 하나 이상이 하나의 픽셀을 형성하는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
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