KR102655631B1 - Apparatus and method of transfering led - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 발광 다이오드(LED) 이송 장치를 개시한다. 상기 LED 이송 장치는. 일 기판 상의 LED를 들어올리고, 상기 LED를 타 기판에 내리도록 구비된 헤드; 상기 헤드를 이동시키는 운반 암(arm); 상기 헤드와, 상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 수용하는 밀폐 공간을 마련하도록 구비된 커버; 및 상기 커버에 의해 마련된 상기 밀폐 공간의 기압을 조절하는 제어 유닛을 포함한다.This specification discloses a light emitting diode (LED) transport device. The LED transfer device is. A head provided to lift an LED on one board and lower the LED on another board; a transport arm that moves the head; a cover provided to provide a closed space for accommodating the head and the one substrate or the other substrate; and a control unit that adjusts the air pressure of the closed space provided by the cover.

Description

LED 이송 장치 및 이송 방법{APPARATUS AND METHOD OF TRANSFERING LED}LED transfer device and transfer method {APPARATUS AND METHOD OF TRANSFERING LED}

본 명세서는 LED 이송 장치 및 상기 장치를 이용한 LED 이송 방법에 관한 것이다.This specification relates to an LED transfer device and an LED transfer method using the device.

액정 표시장치와 유기발광 표시장치는 일상적인 전자기기, 예를 들어, 핸드폰, 노트북 등의 화면에 많이 적용되고 있고, 그 범위도 점차 확대되고 있다. 다만, 상기 표시장치들은 베젤(bezel) 영역의 크기를 감소시키는데 한계가 있다. 예를 들어, 액정 표시장치의 경우, 액정을 밀봉하고 상부 기판과 하부 기판을 합착하기 위해 실런트(sealant)가 사용되어야 하므로, 베젤 영역의 크기를 감소시키는데 한계가 있다. 또한, 유기발광 표시장치의 경우, 유기발광 소자가 유기 물질로 이루어져 수분 또는 산소에 매우 취약하여 유기발광 소자를 보호하기 위한 봉지부(encapsulation)가 배치되어야 하므로, 베젤 영역의 크기를 감소시키는데 한계가 있다. 이에, 복수 개의 액정 표시장치 또는 유기발광 표시장치를 타일(tile) 형태로 배치하여 초대형 화면을 구현하는 경우, 서로 인접하는 패널 간의 베젤 영역이 사용자에게 쉽게 시인되는 문제가 있다. Liquid crystal displays and organic light emitting displays are widely used in screens of everyday electronic devices, such as cell phones and laptops, and their scope is gradually expanding. However, these display devices have limitations in reducing the size of the bezel area. For example, in the case of a liquid crystal display device, a sealant must be used to seal the liquid crystal and bond the upper and lower substrates, so there is a limit to reducing the size of the bezel area. In addition, in the case of organic light emitting display devices, the organic light emitting elements are made of organic materials and are very vulnerable to moisture or oxygen, so an encapsulation must be placed to protect the organic light emitting elements, so there is a limit to reducing the size of the bezel area. there is. Accordingly, when implementing a very large screen by arranging a plurality of liquid crystal displays or organic light emitting display devices in a tile form, there is a problem that the bezel area between adjacent panels is easily visible to the user.

이에 대한 대안으로 소형 LED를 발광소자로 사용하는 표시장치가 연구되고 있다. LED는 유기 물질이 아닌 무기 물질로 이루어지므로, 신뢰성이 우수하여 액정 표시장치나 유기발광 표시장치에 비해 수명이 길다. 또한, LED는 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라, 소비 전력이 적고, 내충격성이 강해 안정성이 뛰어나며, 고휘도의 영상을 표시할 수 있기 때문에 초대형 화면에 적용되기에 적합한 소자이다. 무엇보다도 소형 LED를 발광소자로 사용하는 표시장치는, 베젤없이 구현될 수 있어서 다수 개의 표시장치를 이어서 제작하는 초대형 표시장치에 적용되기에 유리하다.As an alternative to this, display devices that use small LEDs as light-emitting elements are being studied. Since LEDs are made of inorganic materials rather than organic materials, they are highly reliable and have a longer lifespan than liquid crystal displays or organic light emitting displays. In addition, LED not only has a fast lighting speed, but also consumes less power, has excellent stability due to strong impact resistance, and can display high-brightness images, making it a device suitable for application to ultra-large screens. Above all, display devices using small LEDs as light-emitting devices can be implemented without a bezel, making them advantageous for application to ultra-large display devices in which multiple display devices are manufactured one after another.

이러한 소형 LED 표시장치의 상용화에는 생산성 확보가 필수적이기 때문에, 생산 속도와 효율을 높이기 위하여 여러 연구가 이루어지고 있다. Because securing productivity is essential for the commercialization of these small LED displays, various studies are being conducted to increase production speed and efficiency.

본 명세서는 소형 LED 표시장치의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 방법 및 장비를 제안하는 것을 목적으로 한다. 더 구체적으로는 종래 기술에 비해 더 빠르고 안전한 LED 이송 장치를 제공하고자 한다. 본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The purpose of this specification is to propose methods and equipment that can improve the production efficiency of small LED display devices. More specifically, we aim to provide a faster and safer LED transport device compared to the prior art. The tasks of this specification are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 이송 장치는, 일 기판 상의 LED를 들어올리고, 상기 LED를 타 기판에 내리도록 구비된 헤드; 상기 헤드를 이동시키는 운반 암(arm); 상기 헤드와, 상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 수용하는 밀폐 공간을 마련하도록 구비된 커버; 및 상기 커버에 의해 마련된 상기 밀폐 공간의 기압을 조절하는 제어 유닛을 포함한다.An LED transfer device according to an embodiment of the present specification includes a head provided to lift an LED on one substrate and lower the LED to another substrate; a transport arm that moves the head; a cover provided to provide a closed space for accommodating the head and the one substrate or the other substrate; and a control unit that adjusts the air pressure of the closed space provided by the cover.

상기 LED 이송 장치는 상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 그 상부에 놓고, 상기 커버와 함께 상기 밀폐 공간을 마련하도록 구비된, 지지대를 더 포함할 수 있다.The LED transfer device may further include a support provided to place the one substrate or the other substrate thereon and to provide the closed space together with the cover.

상기 헤드는, 상기 운반 암과 연결된 플레이트; 일 면은 상기 플레이트에 접합되고, 상기 LED와 접촉하도록 구비된 타 면에는 미세 홈이 마련된 스탬프를 포함할 수 있다. 상기 스탬프는 소정의 탄성을 갖는 탄성 중합체일 수 있고, 상기 미세 홈은 10 마이크로미터(μm) 이하의 직경을 가질 수 있다.The head includes a plate connected to the transport arm; One side is bonded to the plate, and the other side provided to contact the LED may include a stamp with a fine groove. The stamp may be an elastic polymer having a predetermined elasticity, and the fine groove may have a diameter of 10 micrometers (μm) or less.

상기 제어 유닛은, 상기 밀폐 공간의 압력을 대기압, 상기 대기압보다 낮은 제1 기압 및 상기 제1 기압보다 낮은 제2 기압 상태 중 어느 한 상태로 만들도록 구비될 수 있다.The control unit may be provided to set the pressure of the closed space to any one of atmospheric pressure, a first atmospheric pressure lower than the atmospheric pressure, and a second atmospheric pressure lower than the first atmospheric pressure.

본 명세서의 다른 실시예에 따른, 일 기판 상의 발광 다이오드(LED)를 타 기판으로 이송하는 LED 이송 방법은, 기준 기압에서, 상기 일 기판 상에 있는 LED의 상면에 미세 홈을 갖는 헤드의 일 면을 위치시키는 단계; 상기 일 기판 및 상기 헤드를 포함한 제1 밀폐 공간을 마련하고, 상기 제1 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압보다 낮은 제1 기압으로 낮추고, 상기 헤드를 상기 LED의 상면과 접촉시키는 단계; 상기 제1 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압으로 올리고, 상기 헤드를 들어올려 상기 LED를 상기 일 기판에서 분리하는 단계; 상기 분리된 LED 및 상기 LED를 집고 있는 헤드를 타 기판의 상부에 위치시키는 단계; 상기 헤드를 내려 상기 LED를 상기 타 기판과 접촉시키는 단계; 상기 타 기판 및 상기 LED를 집고 있는 헤드를 포함한 제2 밀폐 공간을 마련하고, 상기 제2 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 제1 기압보다 낮은 제2 기압으로 낮추어 상기 헤드와 상기 LED 사이의 부착을 해제하는 단계; 상기 헤드를 들어올리고 상기 제2 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압으로 올리는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present specification, an LED transfer method for transferring a light emitting diode (LED) on one substrate to another substrate includes, at a standard atmospheric pressure, one side of the head having a fine groove on the upper surface of the LED on the one substrate. positioning; providing a first closed space including the substrate and the head, lowering the pressure inside the first closed space to a first air pressure lower than the reference air pressure, and bringing the head into contact with the upper surface of the LED; Raising the pressure inside the first sealed space to the reference pressure and lifting the head to separate the LED from the substrate; Positioning the separated LED and the head holding the LED on top of another substrate; lowering the head to bring the LED into contact with the other substrate; A second sealed space including a head holding the other substrate and the LED is provided, and the pressure inside the second closed space is lowered to a second air pressure lower than the first air pressure to release the attachment between the head and the LED. steps; It may include lifting the head and raising the pressure inside the second closed space to the reference atmospheric pressure.

타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 명세서의 실시예에 따른 LED 이송 장치 및 이송 방법은, 해당 공정에서의 LED 손상을 줄이고, 전사 속도 역시 높일 수 있다. 이는 LED 표시장치의 생산성 증대로 연결될 수 있다. 본 명세서의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The LED transfer device and transfer method according to the embodiments of the present specification can reduce LED damage in the process and also increase the transfer speed. This can lead to increased productivity of LED display devices. The effects according to the embodiments of the present specification are not limited to the contents exemplified above, and further various effects are included in the present specification.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 표시장치의 표시 영역을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 이송 장치를 간략히 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5i는 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 이송 방법을 나타낸 도면이다.
1 is a plan view schematically showing an LED display device according to an embodiment of the present specification.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the display area of an LED display device according to an embodiment of the present specification.
Figure 3 is a diagram showing the structure of an LED according to an embodiment of the present specification.
Figures 4a and 4b are diagrams briefly showing an LED transport device according to an embodiment of the present specification.
5A to 5I are diagrams showing an LED transport method according to an embodiment of the present specification.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present specification and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.The shape, size, ratio, angle, number, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present specification are illustrative, and the present specification is not limited to the matters shown. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, the plural is included unless specifically stated otherwise. When interpreting a component, it is interpreted to include the margin of error even if there is no separate explicit description.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In the case of a description of a positional relationship, for example, if the positional relationship of two parts is described as 'on top', 'on the top', 'on the bottom', 'next to', etc., 'immediately' Alternatively, there may be one or more other parts placed between the two parts, unless 'directly' is used. When an element or layer is referred to as “on” another element or layer, it includes instances where the other layer or other element is directly on top of or interposed between the other elements. When a component is described as being “connected,” “coupled,” or “connected” to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but there are no other components between each component. It should be understood that may be “interposed” or that each component may be “connected,” “combined,” or “connected” through other components.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.The size and thickness of each component shown in the drawings are shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the components shown. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.1 is a plan view schematically showing an LED display device according to an embodiment of the present specification.

상기 LED 표시장치(100)는 기판(110)에 배치된 복수의 화소(P)들로 구성될 수 있다. 상기 화소(P)는 적색 서브화소(140R), 녹색 서브화소(140G) 및 청색 서브화소(140B)를 포함할 수 있다.The LED display device 100 may be composed of a plurality of pixels (P) disposed on a substrate 110. The pixel P may include a red sub-pixel 140R, a green sub-pixel 140G, and a blue sub-pixel 140B.

상기 서브 화소(140R, 140G, 140B) 각각에는 박막 트랜지스터(TFT) 및 LED(140)가 구동 소자 및 발광 소자로서 구비될 수 있다. 상기 LED(140) 및 박막 트랜지스터는 게이트 라인 데이터 라인 등과 같은 배선을 통해 게이트 제어 회로, 데이터 제어 회로 등과 같은 구동부와 연결될 수 있다. 상기 LED(140)의 칩 크기(너비)가 100 마이크로미터(μm) 이하이면 마이크로 엘이디(micro LED) 표시장치라고 호칭되기도 한다. 한편, 상기 LED(140)의 칩 크기가 수 백 마이크로미터 정도이면 미니 엘이디(mini LED) 표시장치라고 호칭되기도 한다.Each of the sub-pixels 140R, 140G, and 140B may be equipped with a thin film transistor (TFT) and an LED 140 as a driving element and a light-emitting element. The LED 140 and the thin film transistor may be connected to a driver such as a gate control circuit and a data control circuit through wiring such as a gate line and data line. If the chip size (width) of the LED 140 is less than 100 micrometers (μm), it is also called a micro LED display device. Meanwhile, if the chip size of the LED 140 is about several hundred micrometers, it is also called a mini LED display device.

상기 LED(140)는 기판(110)의 어레이 공정과는 별도로 제작될 수 있다. 유기발광 표시장치에서는 TFT와 발광소자가 모두 포토공정에 의해 형성되는 반면에, LED 표시장치의 경우 TFT는 포토공정에 의해 형성되지만, LED(140)는 별도의 공정에 의해 제작된 후 기판(110) 상에 옮겨질 수 있다. 일 예로서, 상기 LED(140)는 Al, Ga, N, P, As In 등의 무기물 재료가 성장 기판(사파이어 기판 또는 실리콘 기판) 위에서 성장한 후, 상기 성장 기판으로부터 분리됨으로써 획득될 수 있다. The LED 140 may be manufactured separately from the array process of the substrate 110. In an organic light emitting display device, both the TFT and the light emitting element are formed through a photo process, while in the case of an LED display device, the TFT is formed through a photo process, but the LED 140 is manufactured through a separate process and then printed on the substrate 110. ) can be transferred to the As an example, the LED 140 can be obtained by growing an inorganic material such as Al, Ga, N, P, or As In on a growth substrate (sapphire substrate or silicon substrate) and then separating it from the growth substrate.

도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 표시장치의 표시 영역을 나타낸 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the display area of an LED display device according to an embodiment of the present specification.

상기 LED 표시장치(100)에는 영상이 표시되는 표시 영역(Active Area) 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역(Inactive Area)이 정의될 수 있다. 표시 영역에는 발광 소자(예: LED) 및 발광 소자를 구동하기 위한 구동 소자(예: 박막 트랜지스터) 등이 배치될 수 있다. 비표시 영역은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역에 배치되는 소자들과 연결된 다양한 배선과 제어 회로 등이 배치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 표시장치는 기판(110) 위에 다양한 기능 요소들이 적층된 구조로 형성되었음을 알 수 있다. 상기 기판(110)은 구성요소들을 지지하는 기판으로, 절연 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(110)은 유리, 또는 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 고분자 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 기판(110)은 플렉서빌리티(flexibility) 또는 폴더빌리티(foldability)를 갖는 물질로 이루어질 수도 있다. The LED display device 100 may be defined with a display area where an image is displayed (Active Area) and a non-display area surrounding the display area (Inactive Area). A light-emitting device (eg, LED) and a driving device (eg, thin film transistor) for driving the light-emitting device may be disposed in the display area. The non-display area is an area where images are not displayed, and various wiring and control circuits connected to elements arranged in the display area may be placed. Referring to FIG. 2, it can be seen that the LED display device according to an embodiment of the present specification is formed in a structure in which various functional elements are stacked on a substrate 110. The substrate 110 is a substrate that supports components and may be an insulating material. For example, the substrate 110 may be made of glass or resin. Additionally, the substrate 110 may be made of polymer or plastic. In some embodiments, the substrate 110 may be made of a material having flexibility or foldability.

상기 박막 트랜지스터(TFT)는 기판(110) 상에 형성된 게이트 전극(101); 상기 게이트 전극(101)을 덮는 게이트 절연 층(112); 상기 게이트 절연 층(112) 위에 형성된 반도체 층(103); 상기 반도체 층(103) 위의 소스 전극(105) 및 드레인 전극(107)으로 구성될 수 있다.The thin film transistor (TFT) includes a gate electrode 101 formed on a substrate 110; A gate insulating layer 112 covering the gate electrode 101; a semiconductor layer 103 formed on the gate insulating layer 112; It may be composed of a source electrode 105 and a drain electrode 107 on the semiconductor layer 103.

상기 게이트 전극(101)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 게이트 절연 층(112)은 SiOx 또는 SiNx와 같은 무기 절연물질로 이루어진 단일 층 또는 SiOx 및 SiNx으로 이루어진 복수의 층으로 이루어질 수 있다.The gate electrode 101 may be formed of Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or an alloy thereof, and the gate insulating layer 112 may be a single layer made of an inorganic insulating material such as SiOx or SiNx, or SiOx and It may be composed of a plurality of layers made of SiNx.

반도체 층(103)은 비정질 실리콘과 같은 비정질 반도체로 구성될 수도 있고, IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), TiO2, ZnO, WO3, SnO2와 같은 산화물 반도체로 구성될 수 있다. 물론, 박막 트랜지스터의 반도체 층이 특정 물질에 한정되는 것이 아니라, 현재 박막 트랜지스터에 사용되는 모든 종류의 반도체 물질이 사용될 수 있다.The semiconductor layer 103 may be composed of an amorphous semiconductor such as amorphous silicon, or an oxide semiconductor such as IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), TiO2, ZnO, WO3, or SnO2. Of course, the semiconductor layer of the thin film transistor is not limited to a specific material, and all types of semiconductor materials currently used in thin film transistors can be used.

상기 소스 전극(105) 및 드레인 전극(107)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, 등과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 드레인 전극(107)은 LED에 신호를 인가하는 제1 전극으로 작용한다.The source electrode 105 and the drain electrode 107 may be made of metal such as Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or an alloy thereof. At this time, the drain electrode 107 acts as a first electrode that applies a signal to the LED.

한편, 도시된 박막 트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트(bottom gate) 방식의 박막 트랜지스터이지만, 탑 게이트(top gate) 방식의 박막 트랜지스터 등과 같이 다른 구조의 박막트랜지터도 본 발명의 실시예로서 적용될 수 있다.Meanwhile, the illustrated thin film transistor (TFT) is a bottom gate type thin film transistor, but thin film transistors of other structures, such as a top gate type thin film transistor, can also be applied as an embodiment of the present invention. .

표시 영역의 게이트 절연 층(112) 위에는 제2 전극(109)이 형성된다. 이때, 상기 제2 전극(109)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 동일한 공정에 의해 형성될 수 있다.A second electrode 109 is formed on the gate insulating layer 112 in the display area. At this time, the second electrode 109 may be formed of Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, or an alloy thereof, and may be formed through the same process as the drain electrode of the thin film transistor.

상기 소스 전극(105), 드레인 전극(107), 제2 전극(109) 위에는 제1 절연 층(114)이 형성되며, 상기 제1 절연 층(114) 위에 LED(140)가 배치된다. 도 2의 실시예에서는 상기 제1 절연 층(114)의 일부가 제거되고 해당 영역에 LED(140)가 배치되지만, 상기 제1 절연 층(114)이 제거되지 않을 수도 있다. 상기 제1 절연 층(114)은 포토아크릴과 같은 유기층으로 구성될 수도 있고, 무기층/유기층으로 구성될 수도 있으며 무기층/유기층/무기층으로 구성될 수도 있다.A first insulating layer 114 is formed on the source electrode 105, the drain electrode 107, and the second electrode 109, and the LED 140 is disposed on the first insulating layer 114. In the embodiment of FIG. 2, a portion of the first insulating layer 114 is removed and the LED 140 is placed in the corresponding area, but the first insulating layer 114 may not be removed. The first insulating layer 114 may be composed of an organic layer such as photoacrylic, an inorganic layer/organic layer, or an inorganic layer/organic layer/inorganic layer.

상기 제1 절연 층(114) 위에는 제2 절연 층(116)이 위치한다. 이때, 상기 제2 절연 층(116)은 포토아크릴과 같은 유기층으로 구성될 수도 있고, 무기층/유기층으로 구성될 수도 있으며 무기층/유기층/무기층으로 구성될 수도 있으며, LED(140)의 상부 영역을 덮는다.A second insulating layer 116 is located on the first insulating layer 114. At this time, the second insulating layer 116 may be composed of an organic layer such as photoacrylic, may be composed of an inorganic layer/organic layer, or may be composed of an inorganic layer/organic layer/inorganic layer, and may be composed of an inorganic layer/organic layer/inorganic layer. Covers the area.

상기 박막 트랜지스터(TFT)와 제2 전극(119) 상부의 제1 절연 층(114) 및 제2 절연 층(116)에는, 각각 제1컨택홀(114a) 및 제2컨택홀(114b)이 형성되어 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(107)과 제2 전극(119)이 각각 외부로 노출된다. 또한, 상기 LED(140)의 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143) 상부의 제2 절연 층(116)에는 각각 제3 컨택홀(116a) 및 제4 컨택홀(116b)이 형성되어 상기 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143)이 외부로 노출된다.A first contact hole 114a and a second contact hole 114b are formed in the first insulating layer 114 and the second insulating layer 116 on the thin film transistor (TFT) and the second electrode 119, respectively. Thus, the drain electrode 107 and the second electrode 119 of the thin film transistor (TFT) are exposed to the outside, respectively. In addition, the second insulating layer 116 above the p-type electrode 141 and the n-type electrode 143 of the LED 140 has a third contact hole 116a and a fourth contact hole 116b, respectively. is formed so that the p-type electrode 141 and the n-type electrode 143 are exposed to the outside.

상기 제2 절연 층(116)의 상부에는 ITO, IGZO나 IGO와 같은 투명한 금속 산화물로 구성된 제1 연결전극(117a) 및 제2 연결전극(117b)이 형성되어, 상기 제1 컨택홀(114a) 및 제3 컨택홀(116a)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(107)과 LED(140)의 p-형 전극(141)이 상기 제1 연결전극(117a)에 전기적으로 접속되며, 제2 컨택홀(114b) 및 제4 컨택홀(116b)을 통해 제2전극(109)과 LED(140)의 n-형 전극(143)이 상기 제2 연결전극(117b)에 전기적으로 접속된다.A first connection electrode 117a and a second connection electrode 117b made of transparent metal oxide such as ITO, IGZO or IGO are formed on the second insulating layer 116, thereby forming the first contact hole 114a. And the drain electrode 107 of the thin film transistor (TFT) and the p-type electrode 141 of the LED 140 are electrically connected to the first connection electrode 117a through the third contact hole 116a, The second electrode 109 and the n-type electrode 143 of the LED 140 are electrically connected to the second connection electrode 117b through the second contact hole 114b and the fourth contact hole 116b.

상기 기판(110) 상면에는 무기물질 또/및 유기물질로 이루어진 버퍼 층(118)이 상기 LED(140)를 덮어 보호할 수 있다.On the upper surface of the substrate 110, a buffer layer 118 made of an inorganic material and/or an organic material may cover and protect the LED 140.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED의 구조를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the structure of an LED according to an embodiment of the present specification.

상기 LED(140)는 10 내지 100㎛ 크기의 마이크로 LED일 수 있다. 상기 LED(140)는 도핑되지 않은 GaN 층(144), 상기 GaN 층(144) 위에 배치된 n-형 GaN 층(145), 상기 n-형 GaN 층(145) 위에 배치된 다중 양자 우물(Multi-Quantum-Well: MQW) 구조를 가진 활성 층(146), 상기 활성 층(145) 위에 배치된 p-형 GaN 층(147), 투명 도전성 물질로 형성되어 상기 p-형 GaN 층(147) 위에 배치되는 오믹 접촉 층(148), 상기 오믹 접촉 층(148)의 일부와 접촉되는 p-형 전극(141), 상기 활성 층(146), p-형 GaN 층(147) 및 오믹 접촉 층(148)의 일부를 식각하여 노출되는 n-형 GaN 층(145)의 일부와 접촉되는 n-형 전극(143)으로 구성된다.The LED 140 may be a micro LED with a size of 10 to 100 μm. The LED 140 includes an undoped GaN layer 144, an n-type GaN layer 145 disposed on the GaN layer 144, and a multiple quantum well disposed on the n-type GaN layer 145. -An active layer 146 having a Quantum-Well (MQW) structure, a p-type GaN layer 147 disposed on the active layer 145, and a transparent conductive material formed on the p-type GaN layer 147. An ohmic contact layer 148 disposed, a p-type electrode 141 in contact with a portion of the ohmic contact layer 148, the active layer 146, a p-type GaN layer 147 and an ohmic contact layer 148 ) is composed of an n-type electrode 143 that is in contact with a portion of the n-type GaN layer 145 that is exposed by etching a portion of the layer.

상기 n-형 GaN 층(145)은 활성 층(146)에 전자를 공급하기 위한 층으로, GaN 반도체 층에 Si와 같은 n-형 불순물을 도핑함으로써 형성된다.The n-type GaN layer 145 is a layer for supplying electrons to the active layer 146, and is formed by doping an n-type impurity such as Si into the GaN semiconductor layer.

상기 활성 층(146)은 주입되는 전자와 정공이 결합되어 광을 발산하는 층이다. 상기 활성 층(146)의 다중양자우물구조는 복수의 장벽 층과 우물 층이 교대로 배치되며, 상기 우물 층은 InGaN 층으로 구성되고 장벽 층은 GaN으로 구성될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.The active layer 146 is a layer that emits light by combining injected electrons and holes. The multi-quantum well structure of the active layer 146 includes a plurality of barrier layers and well layers arranged alternately, and the well layer may be composed of an InGaN layer and the barrier layer may be composed of GaN, but is not limited thereto.

상기 p-형 GaN 층(147)은 활성 층(146)에 정공을 주입하는 층으로, GaN 반도체 층에 Mg, Zn 및 Be와 같은 p-형 불순물이 도핑되어 형성된다.The p-type GaN layer 147 is a layer that injects holes into the active layer 146, and is formed by doping the GaN semiconductor layer with p-type impurities such as Mg, Zn, and Be.

상기 오믹 접촉 층(148)은 p-형 GaN 층(147)과 p-형 전극(141)을 오믹 접촉(ohmic contact)시키기 위한 것으로, ITO(Indium Tin Oxide), IGZO(Indium Galium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속 산화물이 사용될 수 있다.The ohmic contact layer 148 is for ohmic contact between the p-type GaN layer 147 and the p-type electrode 141, and is made of Indium Tin Oxide (ITO), Indium Galium Zinc Oxide (IGZO), A transparent metal oxide such as IZO (Indium Zinc Oxide) may be used.

상기 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143)은 Ni, Au, Pt, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일 층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다.The p-type electrode 141 and the n-type electrode 143 may be composed of a single layer or multiple layers made of at least one metal selected from Ni, Au, Pt, Ti, Al, and Cr or an alloy thereof. .

이러한 구조의 LED(140)에서 p-형 전극(141) 및 n-형 전극(143)에 전압이 인가됨에 따라 n-형 GaN 층(145) 및 p-형 GaN 층(147)으로부터 활성 층(145)으로 각각 전자 및 정공이 주입되면, 상기 활성 층(146) 내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광 층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생되어 외부로 발산된다. 이때, LED(140)에서 발광하는 광의 파장은, 활성 층(146)의 다중 양자 우물 구조의 장벽 층의 두께를 조절함으로써 조절될 수 있다.In the LED 140 of this structure, as a voltage is applied to the p-type electrode 141 and the n-type electrode 143, the active layer ( 145), when electrons and holes are respectively injected, excitons are generated within the active layer 146, and as these excitons decay, LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) and HOMO (Highest Unoccupied Orbital) of the light-emitting layer Light corresponding to the energy difference of Occupied Molecular Orbital is generated and radiated to the outside. At this time, the wavelength of light emitted from the LED 140 can be adjusted by adjusting the thickness of the barrier layer of the multi-quantum well structure of the active layer 146.

상기 LED(140)는 기판 위에 버퍼 층을 형성하고 상기 버퍼 층 위에 GaN 박막을 성장시킴으로써 제작된다. 이때, GaN 박막의 성장을 위한 기판으로는 사파이어(sapphire), 실리콘(si), GaN, 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨비소(GaAs), 산화아연(ZnO) 등이 사용될 수 있다.The LED 140 is manufactured by forming a buffer layer on a substrate and growing a GaN thin film on the buffer layer. At this time, sapphire (sapphire), silicon (si), GaN, silicon carbide (SiC), gallium arsenide (GaAs), zinc oxide (ZnO), etc. may be used as a substrate for the growth of the GaN thin film.

상기 버퍼 층은 GaN 박막성장용 기판이 GaN기판이 아닌 다른 물질로 이루어진 경우에, 기판상에 에피(Epi) 층인 n-GaN 층(120)을 직접 성장시킬 때 발생하는 격자 부정합에 의한 품질 저하를 방지하기 위한 것으로, AlN 또는 GaN 등이 사용될 수 있다.The buffer layer prevents quality degradation due to lattice mismatch that occurs when the n-GaN layer 120, which is an epi layer, is directly grown on the substrate when the substrate for GaN thin film growth is made of a material other than the GaN substrate. To prevent this, AlN or GaN may be used.

상기 n-형 GaN 층(145)은 불순물이 도핑되지 않은 GaN 층(144)을 성장시킨 후, 상기 도핑되지 않은 박막의 상부에 Si와 같은 n형 불순물을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 또한, p-형 GaN 층(147)은 도핑되지 않은 GaN 박막을 성장시킨 후 Mg, Zn, Be 등의 p-형 불순물을 도핑함으로써 형성할 수 있다.The n-type GaN layer 145 may be formed by growing a GaN layer 144 that is not doped with impurities and then doping an n-type impurity, such as Si, on top of the undoped thin film. Additionally, the p-type GaN layer 147 can be formed by growing an undoped GaN thin film and then doping it with p-type impurities such as Mg, Zn, and Be.

이상과 같은 과정으로 만들어진 LED(140)는, 도 2와 같은 기판(110)으로 옮겨져 표시장치에 사용된다. 이때 상기 LED(140)를 이송하는 과정을 전사(transfer)라 부르기도 한다. 상기 전사 공정의 대표적인 예는 직접 전사와 인쇄 전사이다. The LED 140 made through the above process is transferred to the substrate 110 as shown in FIG. 2 and used in a display device. At this time, the process of transferring the LED 140 is also called transfer. Representative examples of the transfer process are direct transfer and print transfer.

상기 직접 전사는 이송하고자 하는 재료 또는 박막을 목표 기판(target substrate)에 직접 접합하는 기술이다. 상기 직접 전사의 일 예로서, p-type의 GaN를 식각 공정으로 수 마이크로 크기로 분리시킨 후에 스위칭 소자가 형성된 기판에 직접 접합하는 방법이 사용될 수 있다. The direct transfer is a technology that directly bonds the material or thin film to be transferred to the target substrate. As an example of the direct transfer, a method of separating p-type GaN into several micro-sized pieces through an etching process and then directly bonding it to the substrate on which the switching device is formed can be used.

한편, 인쇄 전사는 정전 스탬프 또는 접합 스탬프와 같은 중간 매개체를 활용하는 기술이다. 상기 인쇄 전사 방법에 사용되는 이송 장비로는, LED를 집어 올리는 픽업(pickup) 장치로 ⅰ) 정전 헤드(electrostatic head)를 이용하는 것과 ⅱ) 탄성 스탬프(elastomer stamp)를 이용하는 것이 알려져 있다. 상기 ⅰ)은 헤드 부분에 전압을 인가하여 대전현상에 의한 LED와의 밀착력이 발생하게끔 한다. 이 방법은 원하는 영역 또는 단일 소자를 선택적으로 이송할 수 있는 장점이 있으나, 정전 유도 시에 헤드에 인가된 전압에 의해 LED가 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 ⅱ)는 전사 헤드로 탄성이 있는 고분자 물질을 사용하여 LED를 원하는 기판에 이송시키는 방법이다. 이 방법은 정전 헤드 방식에 비해 LED 손상에 대한 문제점은 없으나, 전사 속도가 느리고, 다른 결합력보다는 약한 반데르발스(Wan der Waals) 힘을 기반으로 하므로 픽업 강도 및/또는 지속력을 조절하기 어렵다는 단점이 있다.Meanwhile, print transfer is a technology that utilizes an intermediate medium such as an electrostatic stamp or bonded stamp. As transfer equipment used in the above print transfer method, it is known that ⅰ) using an electrostatic head and ⅱ) using an elastomer stamp as a pickup device for picking up the LED. In the above ⅰ), voltage is applied to the head portion to generate adhesion to the LED due to charging phenomenon. This method has the advantage of being able to selectively transfer a desired area or a single element, but it may cause the LED to be damaged by the voltage applied to the head during electrostatic induction. Above ii) is a method of transferring an LED to a desired substrate using an elastic polymer material as a transfer head. This method has no problems with LED damage compared to the electrostatic head method, but the transfer speed is slow and it is based on the Wan der Waals force, which is weaker than other bonding forces, so it is difficult to control the pickup intensity and/or sustainability. there is.

본 명세서의 발명자들은 상기와 같은 LED 이송 방법들이 가지는 장단점을 인지하고, LED의 손상 문제와 이송 안정성 문제를 해결할 수 있는 해결안을 고안하였다.The inventors of this specification recognized the pros and cons of the above LED transport methods and devised a solution to solve the problem of LED damage and transport stability.

도 4a 및 4b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 이송 장치를 간략히 나타낸 도면이다.Figures 4a and 4b are diagrams briefly showing an LED transport device according to an embodiment of the present specification.

전술한 LED를 한 기판에서 다른 기판으로 이송하는 LED 이송 장치는 여러 기능 유닛(unit)으로 구성될 수 있으며, 이하에서는 LED(140)를 기판에서 집어 올리고 다른 기판에 내리는 픽업 유닛(pickup unit)을 중심으로 상기 LED 이송 장치를 설명한다. 상기 LED 이송 장치는 제어 유닛(control unit)을 구비하여 상기 픽업 유닛을 비롯한 여러 기능 유닛을 제어할 수 있다. 도 4a에 도시된 기판(10)은 LED 이송이 완료되기 전의 일 기판으로서, LED(140)가 생성되는 성장 기판일 수도 있고, 최종적으로 LED가 실장되기 전 단계의 운반 기판일 수도 있다.The LED transfer device that transfers the above-described LED from one substrate to another may be composed of several functional units. Hereinafter, a pickup unit that picks up the LED 140 from a substrate and lowers it to another substrate is referred to as a pickup unit. The description will focus on the LED transport device. The LED transfer device is equipped with a control unit and can control various functional units including the pickup unit. The substrate 10 shown in FIG. 4A is a substrate before the LED transfer is completed, and may be a growth substrate on which the LED 140 is generated, or it may be a transport substrate at a stage before the LED is finally mounted.

상기 픽업 유닛은 일 기판 상의 LED(140)를 들어올리고, 상기 LED(140)를 타 기판에 내리도록 구비된 헤드(230); 상기 헤드(230)을 이동시키는 운반 암(arm, 220); 상기 헤드(230)와 상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 수용하는 특정 공간을 마련하도록 구비된 커버(250)를 포함할 수 있다. 한편, 상기 제어 유닛은, 상기 커버(250)에 의해 마련된 밀폐 공간의 기압을 조절하여, 상기 LED(140)가 상기 헤드(230)에 부착 또는 분리되도록 제어한다. The pickup unit includes a head 230 provided to lift the LED 140 on one substrate and lower the LED 140 to another substrate; A transport arm (arm, 220) that moves the head (230); It may include a cover 250 provided to provide a specific space to accommodate the head 230 and the one substrate or the other substrate. Meanwhile, the control unit controls the attachment or detachment of the LED 140 from the head 230 by adjusting the air pressure of the closed space provided by the cover 250.

또한 상기 LED 이송 장치는, 상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 그 상부에 놓고, 상기 커버(250)와 함께 밀폐 공간을 마련하도록 구비된 지지대(210)를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 상기 지지대(210)는 상기 LED 이송 장치와는 별도로 구성될 수도 있다.In addition, the LED transfer device may further include a support 210 provided to place the one substrate or the other substrate thereon and to provide a closed space together with the cover 250. In another embodiment, the support 210 may be configured separately from the LED transfer device.

상기 헤드(230)는, 상기 운반 암(220)과 연결된 플레이트(231); 일 면은 상기 플레이트(231)에 접합되고, 상기 LED(140)와 접촉하도록 구비된 타 면에는 미세 홈이 마련된 스탬프(232)를 포함하여 구성될 수 있다. The head 230 includes a plate 231 connected to the transport arm 220; One side is bonded to the plate 231, and the other side provided to contact the LED 140 may include a stamp 232 with a fine groove.

도 4b에는 상기 스탬프(232)의 일 예가 도시되었다. 상기 스탬프(232)는 LED와의 접촉 시에 충격을 가하지 않도록, 소정의 탄성을 지닌 탄성 중합체(elastomer)로 만들어 질 수 있다. 예를 들어 상기 스탬프(232)는 고무, PDMS 등의 유기규소 중합물(polymeric organosilicon) 등으로 만들어질 수 있다. 상기 스탬프(232)는 일 면에 하나 이상의 미세 홈을 가지고 있다. 상기 미세 홈은 원기둥, 원추 기동, 다각 기둥 형상일 수 있으며, LED(140) 상면에 여러 개가 놓이게 된다. 이에 상기 미세 홈 내부의 압력과 그 외부의 압력 차이에 따라 LED(140)를 붙잡거나 놓을 수 있다. 이때 상기 스탬프(232)는 접촉 시에 LED(140)의 상면에서 밀리지 않을 정도의 탄성(약 10-3 내지 10- 1 GPa의 층 밀림 탄성 계수)을 갖는 것이 적절하다. 상기 미세 홈은 10 마이크로미터(μm) 이하의 직경을 갖고, 총 스탬프 면적의 40~80%를 차지하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 미세 홈의 깊이는 직경의 2배 내지 5배일 수 있다.Figure 4b shows an example of the stamp 232. The stamp 232 may be made of an elastomer with a certain elasticity so as not to be shocked when in contact with the LED. For example, the stamp 232 may be made of polymeric organosilicon such as rubber or PDMS. The stamp 232 has one or more fine grooves on one side. The fine grooves may have a cylindrical, conical, or polygonal pillar shape, and several of them are placed on the upper surface of the LED 140. Accordingly, the LED 140 can be held or released depending on the difference between the pressure inside the fine groove and the pressure outside it. At this time, it is appropriate for the stamp 232 to have elasticity (layer pushing elastic coefficient of about 10 -3 to 10 -1 GPa) so that it is not pushed away from the upper surface of the LED 140 when contacted. The fine grooves may have a diameter of 10 micrometers (μm) or less and may be formed to occupy 40 to 80% of the total stamp area. Additionally, the depth of the fine groove may be 2 to 5 times the diameter.

도면에는 플레이트(231)와 스탬프(232)를 분리하여 표현하였으나, 상기 두 부분은 하나의 일체형일 수도 있다. 즉, 일면에 미세 홈을 갖는 스탬프가 직접 운반 암(220)에 연결될 수도 있다. In the drawing, the plate 231 and the stamp 232 are depicted separately, but the two parts may be one integrated piece. That is, a stamp with a fine groove on one side may be directly connected to the transport arm 220.

상기 운반 암(220)은 헤드와 연결되고, 제어 유닛의 제어에 따라 상기 헤드(230)을 3차원적으로 이동시킨다. 상기 커버(250)는, 상기 지지대(210)의 상부에 안착하여 소정의 밀폐 공간(chamber)을 형성할 수 있다. 이와 같이 생긴 밀폐 공간은 매우 소형이어서, 10-1 atm 이하 수준의 진공 레벨을 쉽게 만들 수 있다.The transport arm 220 is connected to the head and moves the head 230 three-dimensionally under the control of a control unit. The cover 250 may be seated on the upper part of the support 210 to form a predetermined closed space (chamber). The enclosed space created in this way is very small, so vacuum levels of 10 -1 atm or less can be easily created.

상기 제어 유닛은 상기 밀폐 공간의 압력을 대기압, 상기 대기압보다 낮은 제1 기압 및 상기 제1 기압보다 낮은 제2 기압 상태 중 어느 한 상태로 만들도록 구비된다. 여기서 상기 제1 기압은 10-1 atm이고, 상기 제2 기압은 10-2 atm일 수 있다. 이때 상기 기압 변경을 위해 상기 커버(250) 및/또는 상기 지지대(210)에는 공기 입출을 위한 통로가 마련될 수 있다. 또한 상기 밀폐 공간 내부의 압력 조절을 위해 알려진 진공 펌프 등의 설비가 사용될 수 있다. The control unit is provided to set the pressure of the closed space to one of atmospheric pressure, a first atmospheric pressure lower than the atmospheric pressure, and a second atmospheric pressure lower than the first atmospheric pressure. Here, the first atmospheric pressure may be 10 -1 atm, and the second atmospheric pressure may be 10 -2 atm. At this time, in order to change the air pressure, a passage for air in and out may be provided in the cover 250 and/or the support 210. Additionally, known equipment such as a vacuum pump may be used to control the pressure inside the enclosed space.

도 5a 내지 5i는 본 명세서의 일 실시예에 따른 LED 이송 방법을 나타낸 도면이다.5A to 5I are diagrams showing an LED transport method according to an embodiment of the present specification.

본 명세서의 일 실시예에 따라, 일 기판 상의 발광 다이오드(LED)를 타 기판으로 이송하는 방법은 도 4a 및 4b에서 설명된 LED 이송 장치에 의해서 수행될 수 있다. 상기 방법은 이하와 같이 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present specification, a method of transferring a light emitting diode (LED) on one substrate to another substrate may be performed by the LED transfer device described in FIGS. 4A and 4B. The method can be performed as follows.

먼저, 일 기판(10) 상에 있는 LED(140)의 상면에 미세 홈을 갖는 헤드(230)의 일 면을 위치시킨다. 이때 상기 헤드(230)는, 일면에 고분자 물질로 만들어진 탄성 스탬프를 구비하고, 상기 탄성 스탬프는 상기 미세 홈을 적어도 하나 이상 갖는다. 상기 헤드(230)는, 상기 일 기판 상(10)의 전체 LED 중 픽업하고자 하는 일부의 LED와만 접촉할 수 있다. 이는 이송 대상 기판에서 요구되는 LED 배열 조건에 맞추기 위함이다. 상기 과정은 기준 기압(예: 1 atm)에서 진행될 수 있다. First, one side of the head 230 having a fine groove is placed on the upper surface of the LED 140 on the substrate 10. At this time, the head 230 is provided with an elastic stamp made of a polymer material on one side, and the elastic stamp has at least one fine groove. The head 230 may contact only a portion of the LEDs to be picked up among all LEDs on the substrate 10. This is to meet the LED arrangement conditions required for the substrate to be transferred. The process may be carried out at a reference atmospheric pressure (eg, 1 atm).

다음으로 도 5a와 같이, 상기 일 기판(10) 및 상기 헤드(230)를 포함한 제1 밀폐 공간을 마련하고, 상기 제1 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압보다 낮은 제1 기압(L1)으로 낮춘다. 상기 제1 기압(L1)은 약 10-1 atm일 수 있다. 상기 제1 밀폐 공간은 커버(250)가 지지대(210)에 밀착되어 형성될 수 있다. 그 후, 도 5b와 같이, 밀폐 공간 내부가 상기 제1 기압(L1)인 상태에서 상기 헤드(230)를 상기 LED(140)의 상면과 접촉시킨다. Next, as shown in FIG. 5A, a first sealed space including the substrate 10 and the head 230 is prepared, and the pressure inside the first closed space is set to a first atmospheric pressure (L1) lower than the reference atmospheric pressure. lower it The first atmospheric pressure (L1) may be about 10 -1 atm. The first closed space may be formed by the cover 250 being in close contact with the support 210. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the head 230 is brought into contact with the upper surface of the LED 140 while the inside of the closed space is at the first atmospheric pressure L1.

다음으로 도 5c와 같이, 상기 제1 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압(L0)으로 올린다. 이때에 상기 미세 홈 내부는 상기 제1 기압(L1)으로 유지된다. 그 후, 도 5b와 같이, 상기 헤드(230)를 들어올려 상기 LED(140)를 상기 일 기판(10)에서 분리한다. 이때 상기 미세 홈 내부의 진공에 의해 LED(140)는 기판(10)에서 분리되어 헤드(230)와 함께 올려진다.Next, as shown in FIG. 5C, the pressure inside the first closed space is raised to the reference atmospheric pressure (L0). At this time, the inside of the fine groove is maintained at the first atmospheric pressure (L1). Thereafter, as shown in FIG. 5B, the head 230 is lifted to separate the LED 140 from the substrate 10. At this time, the LED 140 is separated from the substrate 10 by the vacuum inside the micro groove and is raised together with the head 230.

다음으로 도 5e와 같이, 상기 분리된 LED(140) 및 상기 LED(140)를 집고 있는 헤드(230)를 타 기판(20)의 상부에 위치시킨다. 여기서 상기 타 기판(20)은 최종 기판일 수도 있고, 중간 단계의 운반 기판일 수도 있다. 상기 과정은 기준 기압(L0)에서 진행될 수 있다. 이때 상기 미세 홈 내부는 여전히 상기 제1 기압(L1)으로 유지된다.Next, as shown in FIG. 5E, the separated LED 140 and the head 230 holding the LED 140 are placed on the top of the other substrate 20. Here, the other substrate 20 may be a final substrate or an intermediate transport substrate. The above process may be carried out at reference atmospheric pressure (L0). At this time, the inside of the fine groove is still maintained at the first atmospheric pressure (L1).

다음으로 도 5f와 같이, 상기 헤드(230)를 내려 상기 LED(140)를 상기 타 기판(20)과 접촉시킨다. 상기 접촉 이전 또는 이후에 상기 타 기판(20) 및 상기 LED(140)를 집고 있는 헤드(230)를 포함한 제2 밀폐 공간을 마련한다. 그 후, 도 5g와 같이, 상기 제2 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 제1 기압(L1)보다 낮은 제2 기압(L2)으로 낮춘다. 상기 제2 기압(L2)은 약 10-2 atm일 수 있다. 이러한 기압 변동으로 미세 홈에 의한 진공 부착력은 소실되어 상기 헤드(230)와 상기 LED(140) 사이의 부착이 해제된다.Next, as shown in FIG. 5F, the head 230 is lowered to bring the LED 140 into contact with the other substrate 20. Before or after the contact, a second sealed space including the head 230 holding the other substrate 20 and the LED 140 is provided. Thereafter, as shown in FIG. 5G, the pressure inside the second closed space is lowered to a second atmospheric pressure (L2) lower than the first atmospheric pressure (L1). The second atmospheric pressure (L2) may be about 10 -2 atm. Due to this change in air pressure, the vacuum adhesion force caused by the micro grooves is lost and the adhesion between the head 230 and the LED 140 is released.

다음으로 도 5h와 같이, 상기 헤드(230)를 들어올리고, 도 5i와 같이, 상기 제2 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압(L0)으로 올린다. 그리고, 커버(250) 및 헤드(230)를 들어 올리면, 이송 과정은 마무리된다.Next, as shown in FIG. 5H, the head 230 is lifted, and as shown in FIG. 5I, the pressure inside the second closed space is raised to the reference air pressure (L0). Then, when the cover 250 and head 230 are lifted, the transfer process is completed.

이상에서 설명된 LED 이송 장치 및 이송 방법은, 종래의 이송 방식과 대비했을 때 LED 손상이 감소하고, 전사 속도 역시 수 분(min)에서 수 초(s)로 단축될 수 있다. 이는 LED 표시장치의 생산성 증대로 연결될 수 있다.The LED transfer device and transfer method described above reduces damage to the LED compared to the conventional transfer method, and the transfer speed can also be shortened from several minutes (min) to several seconds (s). This can lead to increased productivity of LED display devices.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although embodiments of the present specification have been described in detail with reference to the attached drawings, the present specification is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical spirit thereof. Accordingly, the embodiments disclosed in this specification are not intended to limit the technical idea of the present invention, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, and can be technically linked and driven in various ways by those skilled in the art, and each embodiment can be performed independently of each other or together in a related relationship. It may be implemented. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

Claims (14)

발광 다이오드(LED) 이송 장치로서,
일 기판 상의 LED를 들어올리고, 상기 LED를 타 기판에 내리도록 구비된 헤드;
상기 헤드를 이동시키는 운반 암(arm);
상기 헤드와, 상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 수용하는 밀폐 공간을 마련하도록 구비된 커버;
상기 커버에 의해 마련된 상기 밀폐 공간의 기압을 조절하는 제어 유닛; 및
상기 일 기판 또는 상기 타 기판을 그 상부에 놓고, 상기 커버와 함께 상기 밀폐 공간을 마련하도록 구비된 지지대를 포함하는 LED 이송 장치.
A light emitting diode (LED) transfer device, comprising:
A head provided to lift an LED on one board and lower the LED on another board;
a transport arm that moves the head;
a cover provided to provide a closed space for accommodating the head and the one substrate or the other substrate;
a control unit that adjusts the air pressure of the closed space provided by the cover; and
An LED transfer device comprising a support provided to place the one substrate or the other substrate on top of the substrate and to provide the closed space together with the cover.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 헤드는,
상기 운반 암과 연결된 플레이트; 및
일 면은 상기 플레이트에 접합되고, 상기 LED와 접촉하도록 구비된 타 면에는 미세 홈이 마련된 스탬프를 포함하는 LED 이송 장치.
According to claim 1,
The head is,
a plate connected to the transport arm; and
An LED transfer device comprising a stamp that is bonded to the plate on one side and has a fine groove on the other side that is provided to contact the LED.
제3 항에 있어서,
상기 스탬프는 소정의 탄성을 갖는 탄성 중합체인, LED 이송 장치.
According to clause 3,
An LED transport device, wherein the stamp is an elastomer having a predetermined elasticity.
제3 항에 있어서,
상기 미세 홈은 10 마이크로미터(μm) 이하의 직경을 갖는, LED 이송 장치.
According to clause 3,
The micro groove has a diameter of 10 micrometers (μm) or less.
제1 항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 밀폐 공간의 압력을 대기압, 상기 대기압보다 낮은 제1 기압 및 상기 제1 기압보다 낮은 제2 기압 상태 중 어느 한 상태로 만들도록 구비된, LED 이송 장치.
According to claim 1,
The control unit is provided to bring the pressure of the enclosed space to any one of atmospheric pressure, a first atmospheric pressure lower than the atmospheric pressure, and a second atmospheric pressure lower than the first atmospheric pressure.
일 기판 상의 발광 다이오드(LED)를 타 기판으로 이송하는 방법에 있어서,
기준 기압에서, 상기 일 기판 상에 있는 LED의 상면에 미세 홈을 갖는 헤드의 일 면을 위치시키는 단계;
상기 일 기판 및 상기 헤드를 포함한 제1 밀폐 공간을 마련하고, 상기 제1 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압보다 낮은 제1 기압으로 낮추고, 상기 헤드를 상기 LED의 상면과 접촉시키는 단계;
상기 제1 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압으로 올리고, 상기 헤드를 들어올려 상기 LED를 상기 일 기판에서 분리하는 단계;
상기 분리된 LED 및 상기 LED를 집고 있는 헤드를 타 기판의 상부에 위치시키는 단계;
상기 헤드를 내려 상기 LED를 상기 타 기판과 접촉시키는 단계;
상기 타 기판 및 상기 LED를 집고 있는 헤드를 포함한 제2 밀폐 공간을 마련하고, 상기 제2 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 제1 기압보다 낮은 제2 기압으로 낮추어 상기 헤드와 상기 LED 사이의 부착을 해제하는 단계;
상기 헤드를 들어올리고 상기 제2 밀폐 공간 내부의 압력을 상기 기준 기압으로 올리는 단계를 포함하는 방법.
In a method of transferring a light emitting diode (LED) on one substrate to another substrate,
At a reference atmospheric pressure, positioning one side of a head having a fine groove on the upper surface of the LED on the one substrate;
providing a first closed space including the substrate and the head, lowering the pressure inside the first closed space to a first air pressure lower than the reference air pressure, and bringing the head into contact with the upper surface of the LED;
Raising the pressure inside the first sealed space to the reference pressure and lifting the head to separate the LED from the substrate;
Positioning the separated LED and the head holding the LED on top of another substrate;
lowering the head to bring the LED into contact with the other substrate;
A second sealed space including a head holding the other substrate and the LED is provided, and the pressure inside the second closed space is lowered to a second air pressure lower than the first air pressure to release the attachment between the head and the LED. steps;
A method comprising lifting the head and raising the pressure inside the second enclosed space to the reference atmospheric pressure.
제7 항에 있어서,
상기 LED를 상기 일 기판에서 분리하는 단계에서, 상기 미세 홈 내부는 상기 제1 기압으로 유지되는, 방법.
According to clause 7,
In the step of separating the LED from the one substrate, the inside of the micro groove is maintained at the first atmospheric pressure.
제7 항에 있어서,
상기 헤드는 상기 일 기판 상의 전체 LED 중 일부 만의 LED와 접촉하는, 방법.
According to clause 7,
The method of claim 1, wherein the head contacts only some of the LEDs on the substrate.
제7 항에 있어서,
상기 기준 기압은 1 atm이고, 상기 제1 기압은 10-1 atm이고, 상기 제2 기압은 10-2 atm인, 방법.
According to clause 7,
The reference atmospheric pressure is 1 atm, the first atmospheric pressure is 10 -1 atm, and the second atmospheric pressure is 10 -2 atm.
제7 항에 있어서,
상기 LED는 너비가 100 마이크로미터(μm) 이하인, 방법.
According to clause 7,
The method of claim 1, wherein the LED has a width of 100 micrometers (μm) or less.
제7 항에 있어서,
상기 헤드는 일면에 고분자 물질로 만들어진 탄성 스탬프를 구비하고, 상기 탄성 스탬프는 상기 미세 홈을 적어도 하나 이상 갖는, 방법.
According to clause 7,
The method of claim 1, wherein the head has an elastic stamp made of a polymer material on one surface, and the elastic stamp has at least one micro groove.
제12 항에 있어서,
상기 미세 홈은 10 마이크로미터(μm) 이하의 직경과, 상기 직경의 2 내지 5배의 깊이를 갖는, 방법.
According to claim 12,
The method of claim 1 , wherein the fine grooves have a diameter of 10 micrometers (μm) or less and a depth of 2 to 5 times the diameter.
제12 항에 있어서,
상기 미세 홈은 상기 스탬프 면적의 40 내지 80%을 차지하는, 방법
According to claim 12,
The method wherein the micro grooves occupy 40 to 80% of the stamp area.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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