KR102647405B1 - 빅셀을 이용한 마이크로 led의 리페어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빅셀(VCSEL: vertical cavity surface emitting laser)을 이용한 마이크로 LED(light-emitting diode)의 리페어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 장치는 적어도 하나의 불량 마이크로 LED를 포함하는 패널을 스캔하는 스캔 모듈; 상기 불량 마이크로 LED와 상기 패널 사이의 접합을 해제 또는 새로운 마이크로 LED의 본딩을 위해 레이저를 조사하는 적어도 하나의 빅셀을 포함하는 빅셀 모듈; 상기 접합이 해제된 불량 마이크로 LED를 상기 패널로부터 제거하고, 상기 불량 마이크로 LED가 제거된 위치로 상기 새로운 마이크로 LED를 이동시키는 리프팅 모듈; 및 상기 스캔 결과에 기초하여, 상기 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPAIRING MICRO LIGHT-EMITTING DIODE USING VCSEL}
본 발명은 빅셀(vertical cavity surface emitting laser: VCSEL)을 이용한 마이크로 LED(light-emmiting diode)의 리페어 장치에 관한 것이다.
최근에는 마이크로 LED(light-emitting diode)를 이용한 직접 발광형(또는 자체 발광형) 디스플레이에 대한 관심이 증가하고 있다. 마이크로 LED를 이용한 직접 발광형 디스플레이는 다수의 마이크로 LED를 기판(또는 패널)에 올리는 전사 공정이 필요하다. 하지만, 매우 작은 크기(예 100 마이크로미터 이하)를 가지는 마이크로 LED를 기판 상에 전사하는 것은 매우 어렵다. 예를 들어, LED가 잘못된 위치에 전사되는 경우 발광되지 않거나, 빛의 세기가 약할 수 있다. 또한, 올바른 위치에 전사되더라도 LED 자체의 불량으로 인하여 발광되지 않을 수 있다. 이에 다양한 전사 공법들(예: 인터포저를 이용한 전사, 또는 스탬프를 이용한 롤 전사, 정전기력을 이용한 전사, 유체 조립(fludic assembly)을 이용한 전사 등)이 개발되고 있다.
하지만, 현재 알려진 전사 방법들은 수율이 좋지 못하다. 이에 불량 마이크로 LED를 포함하는 기판을 수리(예: 불량 LED를 새로운 마이크로 LED로 교체)하는 리페어(repair) 장치 및 공정(방법)에 대한 관심이 증가하고 있다. 하지만, 매우 작은 크기로 인하여, 기판으로부터 불량 마이크로 LED만을 선택적으로 제거하고, 새로운 마이크로 LED를 본딩하는 것은 매우 어렵다. 이에, 기판으로부터 불량 마이크로 LED마을 용이하고 효율적으로 제거할 수 있고, 새로운 마이크로 LED를 본딩할 수 있는 리페어 장치 및 방법이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 빅셀(vertical cavity surface emitting laser: VCSEL)을 이용하여 불량 마이크로 LED만을 용이하게 제거하고, 새로운 마이크로 LED를 본딩할 수 있는 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 마이크로 LED를 포함하는 패널(또는 기판)을 스캔하고, 스캔 결과에 기초하여 불량 마이크로 LED를 제거하기 위한 빅셀의 조사 조건을 조정(예: 최적화)할 수 있는 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 장치는, 적어도 하나의 불량 마이크로 LED를 포함하는 패널을 스캔하는 스캔 모듈; 상기 불량 마이크로 LED와 상기 패널 사이의 접합을 해제 또는 새로운 마이크로 LED의 본딩을 위해 레이저를 조사하는 적어도 하나의 빅셀을 포함하는 빅셀 모듈; 상기 접합이 해제된 불량 마이크로 LED를 상기 패널로부터 제거하고, 상기 불량 마이크로 LED가 제거된 위치로 상기 새로운 마이크로 LED를 이동시키는 리프팅 모듈; 및 상기 스캔 결과에 기초하여, 상기 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 방법은, 적어도 하나의 불량 마이크로 LED를 포함하는 패널을 스캔하는 단계; 상기 스캔 결과에 기초하여, 상기 빅셀을 포함하는 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 단계; 상기 불량 마이크로 LED의 위치에 기반하여, 상기 조정된 조사 조건으로 레이저를 조사하도록 상기 빅셀 모듈을 제어하는 단계; 상기 레이저의 조사에 의해 상기 패널과의 접합이 해제된 불량 마이크로 LED를 상기 패널로부터 제거하는 단계; 및 상기 불량 마이크로 LED가 제거된 위치에 새로운 마이크로 LED를 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 빅셀을 이용하여 불량 마이크로 LED가 실장된 영역에 레이저를 균일하게 조사하여 불량 마이크로 LED만을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명은 빅셀을 다행 다열로 배치하고, 다행 다열로 배치된 빅셀들 중 적어도 일부로부터 출력되는 레이저를 결합하여 고출력을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 다행 다열로 배치된 빅셀들을 이용하여 다수의 불량 마이크로 LED를 동시에 제거할 수 있고, 다수의 새로운 마이크로 LED들을 동시에 본딩할 수 있다.
본 발명은 빅셀의 조사 조건을 조정(최적화)할 수 있다. 예를 들어, 불량 마이크로 LED의 위치, 크기 및/또는 두께에 기초하여 빅셀의 조사 조건을 조정하여 불량 마이크로 LED를 효율적으로 제거할 수 있고, 과도한 조사로 인하여 불량 마이크로 LED의 주변에 위치하는 마이크로 LED가 손상되는 것을 예방(또는 방지)할 수 있다. 또한, 본 발명은 새로운 마이크로 LED의 본딩에 최적화된 조사 조건으로 조정하여, 과도한 조사로 인하여 새로운 마이크로 LED가 손상되는 것을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 장치의 구성을 도시한 블록도 이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀의 조사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빅셀의 조사 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀의 조사 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빅셀 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 장치의 구성을 도시한 블록도 이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀의 조사 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빅셀의 조사 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀의 조사 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 장치(100)는 레이저 다이오드의 한 종류인 빅셀(vertical cavity surface emitting laser)을 이용하여 불량 마이크로 LED(light emitting diode)를 포함하는 기판(또는 패널)을 리페어할 수 있다. 예를 들어, 리페어 장치(100)는 빅셀을 이용하여 불량 마이크로 LED 또는 불량 마이크로 LED가 위치하는 영역을 가열하여 불량 마이크로 LED와 기판의 접합(bonding)을 해제(예: 접착 소재(예: ACF(anisotropic conductive film), ACA(anisotropic conductive adhesive), ACP(anisotropic conductive paste), SAP(self-assembly anisotropic conductive paste), 솔더(Solder), 저점도 솔더(8,000 ~ 12,000 cps))를 용융)하고, 제거 장치(예: 리프팅 모듈(130))을 이용하여 불량 마이크로 LED를 기판으로부터 제거하고, 불량 마이크로 LED가 제거된 영역에 새로운 마이크로 LED를 접합시킬 수 있다. 이를 위하여, 리페어 장치(100)는 스캔 모듈(110), 빅셀 모듈(120), 리프팅 모듈(130) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
스캔 모듈(110)은 리페어할 기판을 스캔할 수 있다. 스캔 모듈(110)은 카메라일 수 있다. 예를 들어, 스캔 모듈(110)은 기판을 촬영할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 스캔 모듈(110)은 마이크로 LED들의 배열, 간격, 불량 마이크로 LED의 위치, 크기, 및/또는 두께를 확인할 수 있는 다양한 센서를 더 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 스캔 모듈(110)은 기판의 특성(두께, 열전도율) 및/또는 접합 소재의 특성(예: 용융 온도)을 확인할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 일부 정보(예: 기판의 특성, 접합 소재의 특성, 마이크로 LED의 두께)는 사용자에 의해 입력될 수 있다.
빅셀 모듈(120)은 전기 신호를 레이저로 바꾸어 상부 표면과 수직한 방향으로 방출하는 적어도 하나의 빅셀을 포함할 수 있다.
빅셀 모듈(120)은 불량 마이크로 LED와 기판 사이의 접합을 해제(예: 접합 소재를 용융) 또는 새로운 마이크로 LED를 기판에 접합시키기 위해, 불량 마이크로 LED 또는 기판에 레이저를 조사할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 모듈(120)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(200)의 상부에서 기판(200)의 상부면에 실장된 불량 마이크로 LED(201) 상에 레이저를 조사할 수 있다. 다른 예로, 빅셀 모듈(120)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 기판(200)의 하부에서 기판(200)의 하부면 중 불량 마이크로 LED(201)의 위치에 상응하는 일부 영역에 레이저를 조사할 수 있다.
빅셀 모듈(120)은 불량 마이크로 LED 또는 새로운 마이크로 LED의 위치에 기초하여 이동될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀 모듈(120)은, 프로세서(140)의 제어 하에, 스캔 모듈(110)의 스캔 결과에 기초하여 조사 조건(예: 조사 주기, 딜레이 타임, 세기)이 조정될 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 빅셀 모듈(120)은 다수의 빅셀들이 다행 다열로 배치된 어레이 구조를 가질 수 있다. 상기 어레이 구조를 가지는 경우 빅셀 모듈(120)은 다수의 불량 마이크로 LED들(또는 새로운 마이크로 LED들)에 레이저를 동시에 조사할 수 있다. 이를 통해, 빅셀 모듈(120)이 어레이 구조를 가지는 경우 리페어 장치(100)는 다수의 불량 마이크로 LED들을 포함하는 기판을 보다 빠르게 리페어할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 빅셀 모듈(120)은 다수의 빅셀들로부터 출력되는 레이저들을 결합하여 고출력의 레이저를 조사할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
리프팅 모듈(130)은 불량 마이크로 LED의 제거하고, 해당 위치에 새로운 마이크로 LED를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 리프팅 모듈(130)은, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 불량 마이크로 LED(201)를 흡착(진공 흡입)하여 기판(200)과의 접합이 해제된 불량 마이크로 LED(201)를 기판(200)으로부터 제거할 수 있다. 불량 마이크로 LED를 제거한 후, 리프팅 모듈(130)은 새로운 마이크로 LED를 흡착하여 불량 마이크로 LED가 제거된 영역으로 이동시킬 수 있다.
한편, 리프팅 모듈(130)이 흡착 방식으로 불량 마이크로 LED 또는 새로운 마이크로 LED를 이동하는 것은 일 예일뿐, 리프팅 모듈(130)은 알려진 다양한 방식을 이용하여 불량 마이크로 LED 또는 새로운 마이크로 LED를 이동시킬 수 있다.
프로세서(140)는 리페어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 기판을 촬영하도록 스캔 모듈(110)을 제어하고, 스캔 모듈(110)을 통해 촬영된 영상을 분석하여 기판에 실장된 마이크로 LED의 배열을 확인할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 불량 마이크로 LED의 위치, 크기 및 두께를 확인할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 프로세서(140)는 기판의 특성(두께, 열 전도율) 및/또는 접합 소재의 특성(용융 온도)를 확인할 수 있다.
프로세서(140)는 스캔 모듈(110)의 스캔 결과에 기초하여 빅셀 모듈(120)의 조사 조건(또는 조사 파라미터)을 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 빅셀 모듈(120)의 구동을 제어하는 펄스 신호(pulse signal)의 조사시간(온 주기)(301), 딜레이 타임(오프 주기)(302) 및 세기(진폭)(303) 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 상세하게는, 프로세서(140)는 마이크로 LED들의 배열, 간격, 불량 마이크로 LED의 위치, 크기, 및/또는 두께에 따라 레이저의 강도(예: 펄스 신호의 온 주기, 오프 주기, 및/또는 진폭)를 적절하게 제어할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(140)는 기판의 특성(두께, 열전도율) 및 접합 소재의 특성(예: 용융 온도)에 따라 조사 조건을 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 기판의 하부에서 레이저를 조사하며 기판의 두께가 두껍거나, 열전도율이 낮은 경우 펄스 신호의 조사시간을 길게 하거나, 진폭을 크게 할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 용융 온도가 상대적으로 큰 접합 소재로 마이크로 LED가 기판에 접합된 경우 펄스 신호의 조사시간을 길게 하거나, 진폭을 크게 할 수 있다. 여기서, 조사 시간(301)은 온도 상승을 제어하는 파라미터로 조사시간(301)이 길수록 온도가 상승할 수 있다. 딜레이 타임(302)은 온도의 하락을 제어하는 파라미터로 딜레이 타임(302)이 길수록 온도가 하락될 수 있다. 조사시간(301 및 딜레이 타임(302)를 적절히 조절하여 원하는 온도를 유지할 수 있다. 한편, 세기(303)는 온도의 상승 속도를 제어하는 파라미터로, 세기(303)가 클수록 마이크로 LED가 부착된 영역의 표면 온도만을 빠르게 상승시킬 수 있다. 이는 온도가 천천히 상승하는 경우 열이 마이크로 LED의 내부로 전달되어 마이크로 LED에 손상이 발생될 수 있기 때문이다.
프로세서(140)는 불량 마이크로 LED를 제거하기 위한 조사 조건과 새로운 마이크로 LED를 본딩하기 위한 조사 조건을 다르게할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 새로운 마이크로 LED를 본딩하기 전에 불량 마이크로 LED를 제거하기 위해 설정된 빅셀 모듈(120)의 조사 조건을 다른 조사 조건으로 조정할 수 있다. 상세하게는, 프로세서(140)는 스캔 모듈(110) 또는 사용자에 의해 확인된 접합 소재의 특성(예: 용융 온도)에 따라 조사 조건을 조정할 수 있다.
프로세서(140)는 리프팅 모듈(130)을 제어하여 불량 마이크로 LED를 기판으로부터 제거하고, 리프팅 모듈(130) 및 빅셀 모듈(120)을 제어하여 불량 마이크로 LED가 제거된 위치에 새로운 마이크로 LED를 본딩할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 도 2a에서는 빅셀 모듈(120)이 불량 마이크로 LED(201)의 측면에서 경사지게 레이저를 조사하는 것으로 도시하였지만, 빅셀 모듈(120)은 불량 마이크로 LED(201)와 수직하게 레이저를 조사할 수 있다. 이러한 경우, 빅셀 모듈(120)은 리프팅 모듈(130)과 일체형으로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빅셀 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 빅셀 모듈(420)은 고출력의 레이저를 방출할 수 있다. 이를 위하여, 빅셀 모듈(420)은 빅셀 어레이(421), 마이크로 렌즈 어레이(422), 포커스 렌즈(423), 광섬유 케이블(424) 및 쿨러(425)를 포함할 수 있다.
빅셀 어레이(421)는 다행 다열로 배치(어레이 구조로 배치)된 다수의 빅셀들을 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이(422)는 다행 다열로 배치된 다수의 마이크로 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이(422)는 빅셀 어레이(421)와 동일한 어레이 구조로 배치된 다수의 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이(422)는 빅셀 어레이(421)에 통합될 수 있다.
포커스 렌즈(423)는 마이크로 렌즈 어레이(422)로부터 출력되는 레이저들을 집광할 수 있다. 예를 들어, 포커스 렌즈(423)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 4행 4열의 마이크로 렌즈 어레이(421)로부터 방출되는 모든 레이저들을 집광할 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 빅셀 모듈(420)은 다수의 포커스 렌즈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 빅셀 어레이(421) 및 마이크로 렌즈 어레이(422)가 4행 4열의 어레이 구조를 가지며, 2행 2열의 마이크로 렌즈들로부터 방출되는 레이저 광을 집광하는 것으로 가정하는 경우, 빅셀 모듈(420)은 4개의 포커스 렌즈를 포함할 수 있다.
광섬유 케이블(424)은 포커스 렌즈(423)에 의해 집광된 레이저를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 광섬유 케이블(424)은 제거할 불량 마이크로 LED 또는 본딩할 새로운 마이크로 LED에 조사될 수 있도록 집광된 고출력의 레이저를 이동시킬 수 있다.
쿨러(425)는 빅셀 모듈(420)에서 발생되는 열을 외부로 방출 시킬 수 있다. 쿨러(425)는 팬(fan)일 수 있다. 이에 한정되지 않고 다양한 쿨러(425)는 다양한 형태(예: 방열판)를 가질 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 쿨러(425)는 빅셀 모듈(420)에 포함되지 않을 수 있다.
상술한 어레이 구조를 가지는 빅셀 모듈(420)은 고출력의 레이저를 출력할 수 있어, 보다 짧은 시간에 표면 온도를 증가시키고, 내부로 열이 전도되는 것으로 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 빅셀을 이용한 마이크로 LED의 리페어 방법은 적어도 하나의 불량 마이크로 LED를 포함하는 패널을 스캔하는 단계를 포함한다(501). 예를 들어, 리페어 장치의 프로세서는 스캔 모듈(예: 카메라)을 제어하여 패널을 스캔할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 방법은 스캔 결과에 기초하여 빅셀을 포함하는 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 단계를 포함한다(503). 예를 들어, 리페어 장치의 프로세서는 스캔 모듈에 의해 스캔된 영상을 분석하여 패널에 실장된 마이크로 LED들의 배열, 간격, 마이크로 LED의 크기 및 두께, 기판의 특성(예: 두께, 열전도율), 및 접합 소재의 특성(예: 용융 온도)을 인식하고, 인식 결과에 기초하여 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정할 수 있다. 즉, 프로세서는 주변의 정상적인 마이크로 LED의 접합에 영향을 주지 않거나 최소화하며 패널로부터 불량 마이크로 LED만을 제거할 수 있도록 빅셀 모듈의 조사 조건을 최적화할 수 있다. 상기 조사 조건은 빅셀 모듈의 구동을 제어하는 펄스 신호의 온/오프 시간 및 진폭을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 방법은 불량 마이크로 LED의 위치에 기초하여 상기 조정된 조사 조건으로 레이저를 조사하도록 빅셀 모듈을 제어하는 단계를 포함한다(505). 예를 들어, 리페어 장치의 프로세서는 불량 마이크로 LED의 위치에 기반하여 빅셀 모듈을 이동시키고, 불량 마이크로 LED가 위치한 패널의 일부 영역(상부 또는 하부)에만 레이저를 조사하도록 빅셀 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 방법은 패널과의 접합이 해제된 불량 마이크로 LED를 패널로부터 제거하는 단계를 포함한다(507). 예를 들어, 리페어 장치의 프로세서는 불량 마이크로 LED를 진공 흡착하여 기판으로부터 제거하도록 리프팅 모듈을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 방법은 불량 마이크로 LED가 제거된 위치에 새로운 마이크로 LED를 본딩하는 단계를 포함한다(509). 예를 들어, 리페어 장치의 프로세서는 리프팅 모듈을 통해 새로운 마이크로 LED를 진공 흡착하여 불량 마이크로 LED가 제거된 위치로 이동시키고, 빅셀 모듈을 통해 레이저를 조사하여 새로운 마이크로 LED를 패널에 접합시킬 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 프로세서는 불량 마이크로 LED를 제거하기 위해 503 단계에서 조정되었던 빅셀 모듈의 조사 조건을 새로운 마이크로 LED의 본딩에 최적화된 조사 조건으로 조정할 수 있다.
한편, 도 5에 도시하지는 않았지만, 새로운 마이크로 LED를 불량 마이크로 LED가 제거된 위치로 이동하기 전에 접합 소재를 새로운 마이크로 LED의 전극에 스탬핑(stamping)하는 단계 또는 불량 마이크로 LED가 제거된 패널 상에 접합 소재를 부착하는 단계를 포함한다.
상기 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 리페어 장치는 알려진 레이저 다이오드들 중 빅셀을 이용함에 따라 불량 마이크로 LED만을 용이하게 제거할 수 있다. 이는 빅셀은 면 광원으로 균일하게 레이저 빔을 방출하고, 레이저 빔이 마이크로 LED와 유사한 크기(예: 약 30 내지 40 마이크로미터)를 가지기 때문이다. 이에 반하여, 측면 발광 레이저 다이오드(edge emitting laser (EEL) diode)는 레이저 빔을 균일하게 방출하지 못하고, 레이저 빔이 마이크로 LED에 비하여 작은 크기(약 10 마이크로미터)를 가지기 때문에, 측면 발광 레이저 다이오드를 이용하는 리페어 장치는 레이저 빔을 모아주는 렌즈가 추가로 필요하여 구조가 복잡하고, 제조 단가가 상승하는 불편함을 가진다.
또한, 일반적으로 빅셀은 측면 발광 레이저 다이오드에 비하여 약 50배 이상의 긴 수명을 가진다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 장치는 측면 발광 레이저 다이오드를 이용하는 리페어 장치에 비하여 유지 비용이 저렴하다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 장치는 기판의 스캔 결과에 기초하여 빅셀 모듈의 조사 조건을 최적화할 수 있어, 리페어(불량 마이크로 LED의 제거 및 새로운 마이크로 LED의 본딩) 시 주변의 다른 마이크로 LED에 영향을 주지 않거나, 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 장치는 다수의 빅셀들을 다행 다열의 어레이 구조로 배열할 수 있고, 다수의 빅셀들을 결합하여 고출력의 레이저를 방출할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 리페어 장치는 불량 마이크로 LED가 위치하는 영역에 고출력의 레이저를 조사하여 순간적으로 열을 발생시킬 수 있어, 불량 마이크로 LED만을 용이하게 제거할 수 있다. 이에 반하여, 측면 발광 레이저 다이오드의 경우 행으로만 배열할 수 있어, 측면 발광 레이저 다이오드를 이용하는 리페어 장치는 고출력을 제공하는데 어려움이 있다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 리페어 장치
110: 스캔 모듈 120: 빅셀 모듈
130: 리프팅 모듈 140: 프로세서

Claims (11)

  1. 빅셀(VCSEL: vertical cavity surface emitting laser)을 이용한 마이크로 LED(light-emitting diode)의 리페어 장치에 있어서,
    적어도 하나의 불량 마이크로 LED를 포함하는 패널을 스캔하는 스캔 모듈;
    상기 불량 마이크로 LED와 상기 패널 사이의 접합을 해제 또는 새로운 마이크로 LED의 본딩을 위해 레이저를 조사하는 적어도 하나의 빅셀을 포함하는 빅셀 모듈;
    상기 접합이 해제된 불량 마이크로 LED를 상기 패널로부터 제거하고, 상기 불량 마이크로 LED가 제거된 위치로 상기 새로운 마이크로 LED를 이동시키는 리프팅 모듈; 및
    상기 스캔 결과에 기초하여, 상기 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 프로세서를 포함하고,
    상기 스캔 모듈은 기판의 특성 및/또는 접합소재의 특성을 확인하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캔 결과는
    상기 불량 마이크로 LED의 위치, 크기 및 두께 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 빅셀 모듈은
    펄스 신호에 기초하여 레이저를 조사하며,
    상기 프로세서는
    상기 펄스 신호의 온 시간, 오프 시간, 및 진폭 중 적어도 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 빅셀 모듈은
    다행 다열로 배치되는 다수의 빅셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 다수의 빅셀들이 복수의 중 상기 불량 마이크로 LED의 위치에 동시에 대응하는도록 빅셀을 상기 조정된 조사 조건에 기초하여 구동하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 빅셀들에 대응하도록 다수의 마이크로 렌즈가 다행 다열로 배치된 마이크로 렌즈 어레이;
    상기 마이크로 렌즈 어레이로부터 출력되는 레이저들을 집광하는 포커스 렌즈; 및
    상기 집광된 레이저가 상기 불량 마이크로 LED로 조사되도록 상기 집광된 레이저를 이동시키는 광 섬유 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 새로운 마이크로 LED를 본딩하기 전에 상기 빅셀 모듈의 조사 조건을 다른 조사 조건으로 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 불량 마이크로 LED의 상부면에 레이저를 조사하거나, 상기 불량 마이크로 LED가 본딩된 패널의 하부면에 레이저를 조사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 빅셀(VCSEL: vertical cavity surface emitting laser)을 이용한 마이크로 LED(light emitting diode)의 리페어 방법에 있어서,
    적어도 하나의 불량 마이크로 LED를 포함하는 패널을 스캔하는 단계;
    상기 스캔 결과에 기초하여, 상기 빅셀을 포함하는 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 단계;
    상기 불량 마이크로 LED의 위치에 기반하여, 상기 조정된 조사 조건으로 레이저를 조사하도록 상기 빅셀 모듈을 제어하는 단계;
    상기 레이저의 조사에 의해 상기 패널과의 접합이 해제된 불량 마이크로 LED를 상기 패널로부터 제거하는 단계; 및
    상기 불량 마이크로 LED가 제거된 위치에 새로운 마이크로 LED를 본딩하는 단계를 포함하고,
    상기 스캔하는 단계는 센서를 이용하여 기판의 특성 및/또는 접합소재의 특성을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스캔하는 단계는
    상기 불량 마이크로 LED의 위치, 크기 및 두께 중 적어도 하나를 스캔하는 단계를 포함하고,
    상기 빅셀 모듈의 조사 조건을 조정하는 단계는
    상기 빅셀 모듈의 구동을 제어하는 펄스 신호의 온 시간, 오프 시간, 및 진폭 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    불량 마이크로 LED를 상기 패널로부터 제거하는 단계 이후에 접합 소재의 특성에 따라 상기 새로운 마이크로 LED를 본딩하기 전에 상기 빅셀 모듈의 조사 조건을 다른 조사 조건으로 조정하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 빅셀 모듈을 제어하는 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 방법.
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