KR20190114371A - Transfer head and adsorbing method for micro led using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로 LED를 흡착하여 표시 기판으로 전사시키는 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 흡착방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transfer head for absorbing micro LEDs and transferring them to a display substrate and a micro LED adsorption method using the same.
현재 디스플레이 시장은 아직은 LCD가 주류를 이루고 있는 가운데 OLED가 LCD를 빠르게 대체하며 주류로 부상하고 있는 상황이다. 디스플레이 업체들의 OLED 시장 참여가 러시를 이루고 있는 상황에서 최근 Micro LED(이하,‘마이크로 LED’라 함) 디스플레이가 또 하나의 차세대 디스플레이로 부상하고 있다. LCD와 OLED의 핵심소재가 각각 액정(Liquid Crystal), 유기재료인데 반해 마이크로 LED 디스플레이는 1~100마이크로미터(㎛) 단위의 LED 칩 자체를 발광재료로 사용하는 디스플레이다. Currently, the display market is still the mainstream, while OLED is rapidly becoming the mainstream by replacing LCD. As display companies are participating in the OLED market rush, Micro LED (hereinafter referred to as “micro LED”) display is emerging as another next generation display. Whereas the core materials of LCD and OLED are liquid crystal and organic materials, micro LED display is a display that uses LED chip of 1 ~ 100 micrometer (μm) unit as light emitting material.
Cree사가 1999년에 "광 적출을 향상시킨 마이크로-발광 다이오드 어레이"에 관한 특허를 출원하면서(등록특허공보 등록번호 제0731673호), 마이크로 LED 라는 용어가 등장한 이래 관련 연구 논문들이 잇달아 발표되면서 연구개발이 이루어지고 있다. 마이크로 LED를 디스플레이에 응용하기 위해 해결해야 할 과제로 마이크로 LED 소자를 Flexible 소재/소자를 기반으로 하는 맞춤형 마이크로 칩 개발이 필요하고, 마이크로 미터 사이즈의 LED 칩의 전사(transfer)와 디스플레이 픽셀 전극에 정확한 실장(Mounting)을 위한 기술이 필요하다. When Cree applied for a patent on "Micro-light Emitting Diode Arrays with Improved Light Extraction" in 1999 (Registration No. 0731673), the research and development has been published since the publication of the term micro LED. This is done. The challenge to apply micro LEDs to displays requires the development of custom microchips based on flexible materials / devices for micro-LED devices, and the accuracy of transfer and display pixel electrodes of micrometer-sized LED chips. There is a need for technology for mounting.
특히, 마이크로 LED 소자를 표시 기판에 이송하는 전사(transfer)와 관련하여, LED 크기가 1~100 마이크로미터(㎛) 단위까지 작아짐에 따라 기존의 픽앤플레이스(pick & place) 장비를 사용할 수 없고, 보다 고정밀도로 이송하는 전사 헤드기술이 필요하게 되었다. 이러한 전사 헤드 기술과 관련하여, 이하에서 살펴보는 바와 같은 몇 가지의 구조들이 제안되고 있으나 각 제안 기술은 몇 가지의 단점들을 가지고 있다. In particular, in connection with the transfer for transferring the micro LED device to the display substrate, as the LED size is reduced to the unit of 1-100 micrometers (μm), it is not possible to use the existing pick & place equipment, There is a need for a transfer head technology that transfers more precisely. In relation to the transfer head technology, several structures as described below have been proposed, but each proposed technology has some disadvantages.
미국의 Luxvue사는 정전헤드(electrostatic head)를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 공개번호 제2014-0112486호, 이하 ‘선행발명1’이라 함). 선행발명1의 전사원리는 실리콘 재질로 만들어진 헤드 부분에 전압을 인가함으로써 대전현상에 의해 마이크로 LED와 밀착력이 발생하게 하는 원리이다. 이 방법은 정전 유도시 헤드에 인가된 전압에 의해 대전 현상에 의한 마이크로 LED 손상에 대한 문제가 발생할 수 있다. Luxvue of the United States has proposed a method for transferring a micro LED using an electrostatic head (Public Patent Publication No. 2014-0112486, hereinafter referred to as "prior invention 1"). The transfer principle of the present invention 1 is a principle of generating adhesion between the micro LED and the charging by applying a voltage to a head part made of silicon. This method may cause a problem of micro LED damage due to a charging phenomenon due to the voltage applied to the head during the electrostatic induction.
미국의 X-Celeprint사는 전사 헤드를 탄성이 있는 고분자 물질로 적용하여 웨이퍼 상의 마이크로 LED를 원하는 기판에 이송시키는 방법을 제안하였다(공개특허공보 공개번호 제2017-0019415호, 이하 ‘선행발명2’라 함). 이 방법은 정전헤드 방식에 비해 LED 손상에 대한 문제점은 없으나, 전사 과정에서 목표기판의 접착력 대비 탄성 전사 헤드의 접착력이 더 커야 안정적으로 마이크로 LED를 이송시킬 수 있으며, 전극 형성을 위한 추가 공정이 필요한 단점이 있다. 또한, 탄성 고분자 물질의 접착력을 지속적으로 유지하는 것도 매우 중요한 요소로 작용하게 된다. X-Celeprint Inc. of the United States proposed a method of transferring a micro LED on a wafer to a desired substrate by applying a transfer head as an elastic polymer material (Publication Publication No. 2017-0019415, hereinafter referred to as `` Prevention 2 ''). box). This method has no problems with LED damage compared to the electrostatic head method, but it can transfer micro LEDs stably when the transfer force of the elastic transfer head is larger than the adhesive force of the target substrate, and requires an additional process for electrode formation. There are disadvantages. In addition, maintaining the adhesive strength of the elastomeric material is also a very important factor.
한국광기술원은 섬모 접착구조 헤드를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(등록특허공보 등록번호 제1754528호, 이하 ‘선행발명3’이라 함). 그러나 선행발명3은 섬모의 접착구조를 제작하는 것이 어렵다는 단점이 있다. The Korean Institute of Optical Technology proposed a method for transferring micro LEDs using a cilia adhesive structure head (registered patent publication No. 1754528, hereinafter referred to as 'prior invention 3'). However, the preceding invention 3 has a disadvantage in that it is difficult to manufacture the adhesive structure of the cilia.
한국기계연구원은 롤러에 접착제를 코팅하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(등록특허공보 등록번호 제1757404호, 이하 ‘선행발명4’라 함). 그러나 선행발명4는 접착제의 지속적인 사용이 필요하고, 롤러 가압 시 마이크로 LED가 손상될 수도 있는 단점이 있다. The Korea Institute of Machinery and Materials proposed a method of transferring micro LEDs by coating an adhesive on a roller (registered patent publication No. 1757404, hereinafter referred to as 'prior invention 4'). However, the present invention 4 requires the continuous use of the adhesive, and there is a disadvantage that the micro LED may be damaged when the roller is pressed.
삼성디스플레이는 어레이 기판이 용액에 담겨 있는 상태에서 어레이 기판의 제1, 2전극에 마이너스 전압을 인가하여 정전기 유도 현상에 의해 마이크로 LED를 어레이 기판에 전사하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 제10-2017-0026959호, 이하 ‘선행발명5’라 함). 그러나 선행발명 5는 마이크로 LED를 용액에 담가 어레이 기판에 전사한다는 점에서 별도의 용액이 필요하고 이후 건조공정이 필요하다는 단점이 있다.Samsung Display proposed a method of transferring micro LEDs to an array substrate by electrostatic induction by applying a negative voltage to the first and second electrodes of the array substrate while the array substrate is in a solution. 2017-0026959, hereinafter referred to as `` First Invention 5 ''). However, the prior invention 5 has a disadvantage in that a separate solution is required in that the micro LED is transferred to the array substrate by soaking in a solution, and then a drying process is required.
엘지전자는 헤드홀더를 복수의 픽업헤드들과 기판 사이에 배치하고 복수의 픽업 헤드의 움직임에 의해 그 형상이 변형되어 복수의 픽업 헤드들에게 자유도를 제공하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 제10-2017-0024906호, 이하 ‘선행발명6’이라 함). 그러나 선행발명 6은 복수의 픽업헤드들의 접착면에 접착력을 가지는 본딩물질을 도포하여 마이크로 LED를 전사하는 방식이라는 점에서, 픽업헤드에 본딩물질을 도포하는 별도의 공정이 필요하다는 단점이 있다. LG Electronics has proposed a method of arranging a head holder between a plurality of pickup heads and a substrate and deforming its shape by the movement of the plurality of pickup heads to provide a degree of freedom to the plurality of pickup heads. -2017-0024906, hereinafter referred to as 'prior invention 6'). However, the present invention 6 is a method of transferring a micro LED by applying a bonding material having an adhesive force to the adhesive surface of the plurality of pickup heads, there is a disadvantage that a separate process for applying a bonding material to the pickup head is required.
전술한 선행발명들의 문제점과 더불어, 선행발명들은 전사헤드가 성장 기판에서 표시 기판으로 마이크로 LED를 전사할 때, 불량이 있는 마이크로 LED를 별도로 선별하지 못한다. 따라서, 표시 기판에 마이크로 LED를 모두 실장한 후, 양품검사를 시행하여, 불량이 있는 마이크로 LED를 제거한 후, 다시 실장하는 복잡한 과정을 거쳐야 한다는 문제점이 있다.In addition to the problems of the foregoing inventions, the prior inventions do not separately select defective micro LEDs when the transfer head transfers the micro LEDs from the growth substrate to the display substrate. Accordingly, there is a problem in that after the micro LEDs are all mounted on the display substrate, good quality inspection is performed to remove the defective micro LEDs, and then a complicated process of mounting them again.
위와 같은 선행발명들의 문제점을 해결하기 위해서는 선행발명들이 채택하고 있는 기본 원리를 그대로 채용하면서 전술한 단점들을 개선해야 하는데, 이와 같은 단점들은 선행발명들이 채용하고 있는 기본 원리로부터 파생된 것이어서 기본 원리를 유지하면서 단점들을 개선하는 데에는 한계가 있다. 이에 본 발명의 출원인은 이러한 종래기술의 단점들을 개선하는데 그치지 않고, 선행 발명들에서는 전혀 고려하지 않았던 새로운 방식을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the preceding inventions, the above-mentioned disadvantages should be improved while adopting the basic principles adopted by the preceding inventions. These disadvantages are derived from the basic principles adopted by the preceding inventions. There are limits to improving the shortcomings. Accordingly, the applicant of the present invention is not only to improve the disadvantages of the prior art, but to propose a new method that has not been considered in the prior inventions at all.
이에 본 발명은 표시 기판에 실장된 마이크로 LED에서 불량품을 선별하여 다시 양품의 마이크로 LED를 실장하는 번거로운 공정 없이 양품의 마이크로 LED를 표시 기판에 실장시킬 수 있는 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 흡착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a transfer head capable of mounting good quality micro LEDs on a display substrate without the cumbersome process of selecting defective products from the micro LEDs mounted on the display substrate and mounting the good quality micro LEDs again, and a micro LED adsorption method using the same. It aims to do it.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법은, 기공을 갖는 다공성 부재를 포함하되, 상기 다공성 부재는 마이크로 LED를 흡착하는 흡착영역 및 상기 마이크로 LED를 흡착하지 않는 비흡착영역을 갖는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법에 있어서, 상기 전사헤드가 수평으로 상대 이동하면서 상기 흡착영역에 마이크로 LED가 흡착되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the micro LED adsorption method using the transfer head of the present invention includes a porous member having pores, wherein the porous member does not adsorb the micro LED and the adsorption region for adsorbing the micro LED. In the micro LED adsorption method using a transfer head having a non-adsorption area, the micro LED is adsorbed to the adsorption area while the transfer head is relatively moved horizontally.
또한, 상기 흡착영역에 흡착되는 상기 마이크로 LED는 양품의 마이크로 LED인 것을 특징으로 한다.In addition, the micro LED is adsorbed in the adsorption region is characterized in that the good quality micro LED.
또한, 상기 전사헤드는, 양품의 마이크로 LED가 수집된 수집함의 상부에서 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transfer head, characterized in that for adsorbing the micro LED on the upper part of the collector in which the good micro LED is collected.
또한, 상기 흡착영역에 흡착된 마이크로 LED는 매트릭스 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the micro LED adsorbed to the adsorption region is characterized in that the matrix form.
또한, 상기 전사헤드는, 양품의 마이크로 LED가 띄워진 유체의 상부에서 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transfer head, characterized in that for adsorbing the micro LED on the top of the fluid floated the good micro LED.
또한, 상기 전사헤드는, 왕복으로 상대 이동하는 것을 특징으로 한다.The transfer head may be relatively moved in a reciprocating manner.
또한, 상기 전사헤드는, 회전되어 상대 이동하는 것을 특징으로 한다.The transfer head may be rotated and relatively moved.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 LED 흡착방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the transfer head and the micro LED adsorption method using the same according to the present invention have the following effects.
이미 양품과 불량품이 선별된 수집함 또는 유체 등에서 양품의 마이크로 LED만을 흡착하게 되므로, 표시 기판에 실장된 마이크로 LED 중 불량품을 선별하여 제거한 후, 다시 양품의 마이크로 LED를 불량품의 마이크로 LED가 실장된 자리에 실장시키는 복잡한 과정을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 마이크로 LED의 전사 공정이 효율적으로 달성될 수 있다.Since only good LEDs are adsorbed in the collection box or fluid, etc., where good and bad items are already selected, the bad LEDs are selected and removed from the micro LEDs mounted on the display board. You can avoid the complicated process of mounting on. Therefore, the transfer process of the micro LED can be achieved efficiently.
수집함 또는 유체에 양품의 마이크로 LED가 규칙적으로 배열되어 있지 않더라도, 전사헤드가 수평방향으로 이동하면서 흡착영역에만 마이크로 LED가 흡착됨에 따라 전사헤드에 흡착된 마이크로 LED는 규칙적인 간격을 갖게 된다. 따라서, 표시 기판에 규칙적으로 마이크로 LED를 실장할 수 있다. Even if the good micro LEDs are not regularly arranged in the collector or the fluid, the micro LEDs adsorbed to the transfer head have regular intervals as the micro LEDs are adsorbed only in the adsorption area while the transfer head moves horizontally. Therefore, the micro LED can be mounted on the display substrate regularly.
수집함에 수집 또는 유체에 띄워지는 양품의 마이크로 LED는 규칙적으로 배열될 필요가 없으므로, 양품의 마이크로 LED를 선별하여 수집함에 수집 또는 유체에 띄우는 이송 공정이 빠르게 수행될 수 있다.Since the good micro LEDs to be collected or floated in the collector do not need to be arranged regularly, the transfer process of collecting or floating the good micro LEDs in the collector can be performed quickly.
흡착영역이 매트릭스 형태로 형성되고, 수집함 또는 유체에서 마이크로 LED를 흡착함에 따라, 종래의 원형의 성장 기판에서 마이크로 LED를 흡착하였을 때 발생하는 문제점을 쉽게 해결할 수 있다.As the adsorption region is formed in the form of a matrix and the micro LEDs are adsorbed in the collecting or fluid, problems occurring when the micro LEDs are adsorbed on the conventional circular growth substrate can be easily solved.
도 1은 본 발명의 실시 예의 이송 대상이 되는 마이크로 LED를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의해 표시 기판에 이송되어 실장된 마이크로 LED 구조체의 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전사헤드의 도면.
도 4a 내지 도 4d는 제1실시 예의 흡착영역과 비흡착영역에 대한 실시 예를 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5e는 제1실시 예의 전사헤드를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6e는 제1실시 예의 전사헤드를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전사헤드의 도면.
도 8은 도7의 'A'부분의 확대도.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전사헤드가 마이크로 LED를 흡착한 상태를 도시한 도면.
도 10은 제2실시 예의 변형 예를 도시한 도면.
도 11a 내지 11c는 제2실시 예의 변형 예를 도시한 도면.
도 12는 제2실시 예의 변형 예를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 전사헤드의 도면.
도 14는 제3실시 예의 변형 예를 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 제4실시 예에 따른 전사헤드의 도면.
도 16은 본 발명의 제5실시 예에 따른 전사헤드의 도면.
도 17은 제5실시 예의 돌출댐에 대한 실시 예를 도시한 도면.
도 18은 제5실시 예의 변형 예를 도시한 도면.
도 19a 및 도 19b는 제5실시 예의 변형 예를 도시한 도면.1 is a view showing a micro LED to be transferred in the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view of a micro LED structure that is transferred to and mounted on a display substrate according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a view of a transfer head according to a first embodiment of the present invention.
4A to 4D illustrate an embodiment of an adsorption zone and a non-adsorption zone of the first embodiment.
5A to 5E illustrate a method of transferring a micro LED using the transfer head of the first embodiment.
6A to 6E illustrate a method of transferring micro LEDs using the transfer head of the first embodiment.
7 is a view of a transfer head according to a second embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 7.
9 is a view showing a state in which the transfer head adsorbs the micro LED according to the second embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a modification of the second embodiment.
11A to 11C show a modification of the second embodiment.
12 is a diagram showing a modification of the second embodiment;
13 is a view of a transfer head according to a third embodiment of the present invention.
14 is a diagram showing a modification of the third embodiment.
15 is a view of a transfer head according to a fourth embodiment of the present invention.
16 is a view of a transfer head according to a fifth embodiment of the present invention.
17 is a view showing an embodiment of the protrusion dam of the fifth embodiment.
18 is a diagram showing a modification of the fifth embodiment.
19A and 19B show a modification of the fifth embodiment.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art may implement the principles of the invention and invent various devices included in the concept and scope of the invention, although not explicitly described or illustrated herein. In addition, all conditional terms and embodiments listed herein are in principle clearly intended to be understood only for the purpose of understanding the concept of the invention and are not to be limited to the specifically listed embodiments and states. .
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, and thus, it will be possible to easily implement the technical idea of self-invention having ordinary skill in the art. .
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 및 구멍들의 지름 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 도면에 도시된 마이크로 LED의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and / or perspective views, which are ideal exemplary views of the invention. The thicknesses of the films and regions and the diameters of the holes shown in these figures are exaggerated for the effective explanation of the technical contents. The shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. In addition, the number of micro-LEDs shown in the drawings is only a part of the drawings for illustrative purposes. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in forms generated according to manufacturing processes.
다양한 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시 예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시 예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.In various embodiments of the present disclosure, components that perform the same function will be given the same names and the same reference numbers for convenience, even though the embodiments are different. In addition, the configuration and operation already described in other embodiments will be omitted for convenience.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예의 이송 대상이 되는 마이크로 LED를 도시한 도면이다.1 is a view showing a micro LED to be transferred in the embodiment of the present invention.
마이크로 LED(100)는 성장 기판(101) 위에서 제작되어 위치한다.The
성장 기판(101)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 성장 기판(101)은 사파이어, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The
마이크로 LED(100)는 제1반도체층(102), 제2반도체층(104), 제1반도체층(102)과 제2반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1컨택 전극(106) 및 제2컨택 전극(107)을 포함할 수 있다.The
제1반도체층(102), 활성층(103), 및 제2반도체층(104)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.The
제1반도체층(102)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.The
제2반도체층(104)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, InNInAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The
다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 제1반도체층(102)이 n형 반도체층을 포함하고, 제2반도체층(104)이 p형 반도체층을 포함할 수도 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the
활성층(103)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다. 활성층(103)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.The
제1반도체층(102)에는 제1컨택 전극(106)이 형성되고, 제2반도체층(104)에는 제2컨택 전극(107)이 형성될 수 있다. 제1컨택 전극(106) 및/또는 제2컨택 전극(107)은 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 금속, 전도성 산화물 및 전도성 중합체들을 포함한 다양한 전도성 재료로 형성될 수 있다.The
성장 기판(101) 위에 형성된 복수의 마이크로 LED(100)를 커팅 라인을 따라 레이저 등을 이용하여 커팅하거나 에칭 공정을 통해 낱개로 분리하고, 레이저 리프트 오프 공정으로 복수의 마이크로 LED(100)를 성장 기판(101)으로부터 분리 가능한 상태가 되도록 할 수 있다. The plurality of
도 1에서 ‘p’는 마이크로 LED(100)간의 피치간격을 의미하고, ‘s’는 마이크로 LED(100)간의 이격 거리를 의미하며, ‘w’는 마이크로 LED(100)의 폭을 의미한다. In Figure 1 'p' means the pitch interval between the
도 2는 본 발명의 실시 예에 의해 표시 기판에 이송되어 실장된 마이크로 LED 구조체의 도면이다.2 is a view of a micro LED structure is transferred to the display substrate and mounted in accordance with an embodiment of the present invention.
표시 기판(301)은 다양한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 기판(301)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 표시 기판(301)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명한 플라스틱 재질로 형성되어 가용성을 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.The
화상이 표시 기판(301)방향으로 구현되는 배면 발광형인 경우에 표시 기판(301)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 표시 기판(301)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형인 경우에 표시 기판(301)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 표시 기판(301)을 형성할 수 있다.When the image is a bottom emission type implemented in the direction of the
금속으로 표시 기판(301)을 형성할 경우 표시 기판(301)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.When the
표시 기판(301)은 버퍼층(311)을 포함할 수 있다. 버퍼층(311)은 평탄면을 제공할 수 있고, 이물 또는 습기가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(311)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. The
박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(310), 게이트 전극(320), 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)을 포함할 수 있다.The thin film transistor TFT may include an
이하에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 활성층(310), 게이트 전극(320), 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)이 순차적으로 형성된 탑 게이트 타입(top gate type)인 경우를 설명한다. 그러나 본 실시 예는 이에 한정되지 않고 바텀 게이트 타입(bottom gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터(TFT)가 채용될 수 있다.Hereinafter, the thin film transistor TFT will be described as a top gate type in which the
활성층(310)은 반도체 물질, 예컨대 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystalline silicon)을 포함할 수 있다. 그러나 본 실시 예는 이에 한정되지 않고 활성층(310)은 다양한 물질을 함유할 수 있다. 선택적 실시 예로서 활성층(310)은 유기 반도체 물질 등을 함유할 수 있다. The
또 다른 선택적 실시 예로서, 활성층(310)은 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있다. 예컨대, 활성층(310)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.In another alternative embodiment, the
게이트 절연막(313:gate insulating layer)은 활성층(310) 상에 형성된다. 게이트 절연막(313)은 활성층(310)과 게이트 전극(320)을 절연하는 역할을 한다. 게이트 절연막(313)은 실리콘산화물 및/또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.A
게이트 전극(320)은 게이트 절연막(313)의 상부에 형성된다. 게이트 전극(320)은 박막 트랜지스터(TFT)에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결될 수 있다.The
게이트 전극(320)은 저저항 금속 물질로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(320)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.The
게이트 전극(320)상에는 층간 절연막(315)이 형성된다. 층간 절연막(315)은 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)과 게이트 전극(320)을 절연한다. 층간 절연막(315)은 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.An interlayer insulating
층간 절연막(315) 상에 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)이 형성된다. 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)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(330a) 및 드레인 전극(330b)은 활성층(310)의 소스 영역과 드레인 영역에 각각 전기적으로 연결된다.The
평탄화층(317)은 박막 트랜지스터(TFT) 상에 형성된다. 평탄화층(317)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT)로부터 비롯된 단차를 해소하고 상면을 평탄하게 한다. 평탄화층(317)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(317)은 무기 절연막과 유기절연막의 복합 적층체로 형성될 수도 있다.The
평탄화층(317)상에는 제1전극(510)이 위치한다. 제1전극(510)은 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1전극(510)은 평탄화층(317)에 형성된 컨택홀을 통하여 드레인 전극(330b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극(510)은 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들면 아일랜드 형태로 패터닝되어 형성될 수 있다. 평탄화층(317)상에는 픽셀 영역을 정의하는 뱅크층(400)이 배치될 수 있다. 뱅크층(400)은 마이크로 LED(100)가 수용될 오목부를 포함할 수 있다. 뱅크층(400)은 일 예로, 오목부를 형성하는 제1뱅크층(410)를 포함할 수 있다. 제1뱅크층(410)의 높이는 마이크로 LED(100)의 높이 및 시야각에 의해 결정될 수 있다. 오목부의 크기(폭)는 표시 장치의 해상도, 픽셀 밀도 등에 의해 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1뱅크층(410)의 높이보다 마이크로 LED(100)의 높이가 더 클 수 있다. 오목부는 사각 단면 형상일 수 있으나, 본 발명의 실시 예들은 이에 한정되지 않고, 오목부는 다각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 타원형, 삼각형 등 다양한 단면 형상을 가질 수 있다.The
뱅크층(400)은 제1뱅크층(410) 상부의 제2뱅크층(420)를 더 포함할 수 있다. 제1뱅크층(410)와 제2뱅크층(420)는 단차를 가지며, 제2뱅크층(420)의 폭이 제1뱅크층(410)의 폭보다 작을 수 있다. 제2뱅크층(420)의 상부에는 전도층(550)이 배치될 수 있다. 전도층(550)은 데이터선 또는 스캔선과 평행한 방향으로 배치될 수 있고, 제2전극(530)과 전기적으로 연결된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2뱅크층(420)는 생략되고, 제1뱅크층(410) 상에 전도층(550)이 배치될 수 있다. 또는, 제2뱅크층(420) 및 전도층(500)을 생략하고, 제2전극(530)을 픽셀(P)들에 공통인 공통전극으로서 기판(301) 전체에 형성할 수도 있다. 제1뱅크층(410) 및 제2뱅크층(420)는 광의 적어도 일부를 흡수하는 물질, 또는 광 반사 물질, 또는 광 산란물질을 포함할 수 있다. 제1뱅크층(410) 및 제2뱅크층(420)는 가시광(예를 들어, 380nm 내지 750nm 파장 범위의 광)에 대해 반투명 또는 불투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.The
일 예로, 제1뱅크층(410) 및 제2뱅크층(420)는 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.For example, the
다른 예로, 제1뱅크층(410) 및 제2뱅크층(420)는 SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx 등의 무기산화물, 무기질화물 등의 무기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시 예에서, 제1뱅크층(410) 및 제2뱅크층(420)는 블랙 매트릭스(black matrix) 재료와 같은 불투명 재료로 형성될 수 있다. 절연성 블랙 매트릭스 재료로는 유기 수지, 글래스 페이스트(glass paste) 및 흑색 안료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 변형 예에서 제1뱅크층(410) 및 제2뱅크층(420)는 고반사율을 갖는 분산된 브래그 반사체(DBR) 또는 금속으로 형성된 미러 반사체일 수 있다.As another example, the
오목부에는 마이크로 LED(100)가 배치된다. 마이크로 LED(100)는 오목부에서 제1전극(510)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
마이크로 LED(100)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 파장을 가지는 빛을 방출하며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 백색광도 구현이 가능하다. 마이크로 LED(100)는 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 의 크기를 갖는다. 마이크로 LED(100)는 개별적으로 또는 복수 개가 본 발명의 실시 예에 따른 전사헤드에 의해 성장 기판(101) 상에서 픽업(pick up)되어 표시 기판(301)에 전사됨으로써 표시 기판(301)의 오목부에 수용될 수 있다. The
마이크로 LED(100)는 p-n 다이오드, p-n 다이오드의 일측에 배치된 제1컨택 전극(106) 및 제1컨택 전극(106)과 반대측에 위치한 제2컨택 전극(107)을 포함한다. 제1컨택 전극(106)은 제1전극(510)과 접속하고, 제2컨택 전극(107)은 제2전극(530)과 접속할 수 있다.The
제1전극(510)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막상에 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. The
패시베이션층(520)은 오목부 내의 마이크로 LED(100)를 둘러싼다. 패시베이션층(520)은 뱅크층(400)과 마이크로 LED(100) 사이의 공간을 채움으로써, 오목부 및 제1전극(510)을 커버한다. 패시베이션층(520)은 유기 절연물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(520)은 아크릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 벤조사이클로부텐(BCB), 폴리이미드, 아크릴레이트, 에폭시 및 폴리에스테르 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
패시베이션층(520)은 마이크로 LED(100)의 상부, 예컨대 제2컨택 전극(107)은 커버하지 않는 높이로 형성되어, 제2컨택 전극(107)은 노출된다. 패시베이션층(520) 상부에는 마이크로 LED(100)의 노출된 제2컨택 전극(107)과 전기적으로 연결되는 제2전극(530)이 형성될 수 있다. The
제2전극(530)은 마이크로 LED(100)와 패시베이션층(520)상에 배치될 수 있다. 제2전극(530)은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.The
제1실시 예First embodiment
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전사헤드의 도면이고, 도 4a 내지 도 4d는 제1실시 예의 흡착영역과 비흡착영역에 대한 실시 예를 도시한 도면이다.3 is a view of a transfer head according to a first embodiment of the present invention, Figures 4a to 4d is a view showing an embodiment of the adsorption zone and the non-adsorption zone of the first embodiment.
본 발명의 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는, 기공을 갖는 다공성 부재(1100)를 포함하고, 다공성 부재(1000)는 마이크로 LED(100)를 흡착하는 흡착영역(1110)과 마이크로 LED(100)를 흡착하지 않는 비흡착영역(1130)을 갖는다.The micro
이러한 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 다공성 부재(1100)의 기공에 흡입력을 가하거나 기공에 가해진 흡입력을 해제하여 마이크로 LED(100)를 제1기판(예를 들어, 성장 기판(101))에서 제2기판(예를 들어, 표시 기판(301))으로 이송하는 전사헤드이다. The micro
마이크로 LED 전사헤드(1000)는 수평으로 상대 이동하면서 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)가 흡착된다.The
다공성 부재(1100)의 상부에는 흡입챔버(1200)가 구비된다. 흡입챔버(1200)는 흡입력을 공급하거나 흡입력을 해제하는 흡입포트에 연결된다. 흡입챔버(1200)는 흡입포트의 작동에 따라 다공성 부재(1100)의 다수의 기공에 흡입력을 가하거나 기공에 가해진 흡입력을 해제하는 기능을 한다. 흡입챔버(1200)를 다공성 부재(1100)에 결합하는 구조는 다공성 부재(1100)에 흡입력을 가하거나 가해진 흡입력을 해제함에 있어서 다른 부위로의 기체(또는 공기)의 누설을 방지하는데 적절한 구조라면 이에 대한 한정은 없다.The
전술한 흡입챔버(1200)를 통한 마이크로 LED(100)의 흡착은 진공에 의한 흡착으로 구현될 수 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 전사헤드(1000)가 마이크로 LED(100)를 진공으로 흡착하는 것을 기준으로 설명한다.Adsorption of the
마이크로 LED(100)의 진공 흡착 시, 흡입챔버(1200)에 가해진 진공은 다공성 부재(1100)의 다수의 기공에 전달되어 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착력이 발생한다. 한편, 마이크로 LED(100)의 탈착 시에는, 흡입챔버(1200)에 가해진 진공이 해제됨에 따라 다공성 부재(1100)의 다수의 기공에도 진공이 해제되어 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착력이 제거된다. During vacuum adsorption of the
다공성 부재(1100)는 내부에 기공이 다수 함유되어 있는 물질을 포함하여 구성되며, 일정 배열 또는 무질서한 기공구조로 0.2~0.95 정도의 기공도를 가지는 분말, 박막/후막 및 벌크 형태로 구성될 수 있다. 다공성 부재(1100)의 기공은 그 크기에 따라 직경 2 nm 이하의 마이크로(micro)기공, 2~50 nm 메조(meso)기공, 50 nm 이상의 마크로(macro)기공으로 구분할 수 있는데, 이들의 기공들을 적어도 일부를 포함한다. 다공성 부재(1100)는 그 구성 성분에 따라서 유기, 무기(세라믹), 금속, 하이브리드형 다공성 소재로 구분이 가능하다. 다공성 부재(1100)는 기공이 일정 배열로 형성되는 양극산화막을 포함한다. 다공성 부재(1100)는 형상의 측면에서 분말, 코팅막, 벌크가 가능하고, 분말의 경우 구형, 중공구형, 화이버, 튜브형등 다양한 형상이 가능하며, 분말을 그대로 사용하는 경우도 있지만, 이를 출발물질로 코팅막, 벌크 형상을 제조하여 사용하는 것도 가능하다. The
다공성 부재(1100)의 기공이 무질서한 기공구조를 갖는 경우에는, 다공성 부재(1100)의 내부는 다수의 기공들이 서로 연결되면서 다공성 부재(1100)의 상, 하를 연결하는 공기 유로를 형성하게 된다. 한편, 다공성 부재(1100)의 기공이 수직 형상의 기공구조를 갖는 경우에는, 다공성 부재(1100)의 내부는 수직 형상의 기공에 의해 다공성 부재(1100)의 상, 하로 관통되면서 공기 유로를 형성할 수 있도록 한다. When the pores of the
다공성 부재(1100)는 마이크로 LED(100)를 흡착하는 흡착영역(1110)과 마이크로 LED(100)를 흡착하지 않는 비흡착영역(1130)을 포함한다. 흡착영역(1110)은 흡입챔버(1200)의 진공이 전달되어 마이크로 LED(100)를 흡착하는 영역이고, 비흡착영역(1130)은 흡입챔버(1200)의 진공이 전달되지 않음에 따라 마이크로 LED(100)를 흡착하지 않는 영역이다. The
비흡착영역(1130)은 다공성 부재(1100)의 적어도 일부 표면에 차폐부가 형성함으로써 구현될 수 있다. 위와 같은 차폐부는 다공성 부재(1100)의 적어도 일부 표면에 형성된 기공을 막도록 형성된다. 차폐부는 다공성 부재(1100)의 상, 하 표면 중에서 적어도 일부 표면에 형성될 수 있고, 특히 다공성 부재(1100)의 기공 구조가 무질서한 기공 구조인 경우에는 다공성 부재(1100)의 상, 하 표면 모두에 형성될 수 있다. The
차폐부는 다공성 부재(1100)의 표면의 기공을 막는 기능을 수행할 수 있는 것이라면 그 재질, 형상, 두께에는 한정이 없다. 바람직하게는 포토레지스트(PR, Dry Film PR포함) 또는 금속 재질로 추가로 형성될 수 있고, 다공성 부재(1100)를 이루는 자체 구성에 의해서도 형성 가능하다. 여기서 다공성 부재(1100)를 이루는 자체 구성으로는, 예를 들어 후술하는 다공성 부재(1100)가 양극산화막으로 구성될 경우에는, 차폐부는 배리어층 또는 금속 모재일 수 있다.The shielding portion is not limited in material, shape, and thickness as long as it can perform a function of blocking pores on the surface of the
각각의 흡착영역(1110)의 수평 면적의 크기는 마이크로 LED(100)의 상부면의 수평 면적의 크기보다 작게 형성될 수 있고, 이를 통해 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하면서 진공의 누설을 방지하여 진공 흡착이 보다 용이하게 할 수 있다.The size of the horizontal area of each
전사헤드(1000)는 흡입챔버(1200)의 진공도를 모니터링하는 모니터링부가 구비될 수 있다. 모니터링부는 흡입챔버(1200)에 형성되는 진공도를 모니터링하하며, 제어부는 흡입챔버(1200)의 진공도의 정도에 따라 흡입챔버(1200)의 진공도를 제어할 수 있다. 모니터링부에서 흡입챔버(1200)의 진공도가 기 설정된 진공도의 범위보다 낮은 진공도로 형성될 경우에는, 제어부는 다공성 부재(1100)에 진공 흡착되어야 하는 마이크로 LED(100) 중 일부가 진공 흡착되지 않은 경우로 판단하거나 일부에서 진공의 누설이 있는 것으로 판단하여 전사헤드(1000)의 재작동을 명령할 수 있다. 이처럼 흡입챔버(1200) 내부의 진공도의 정도에 따라 전사헤드(1000)가 마이크로 LED(100)를 오류 없이 이송하도록 한다.The
또한, 전사헤드(1000)에는 다공성 부재(1100)와 마이크로 LED(100)간의 접촉을 완충시키기 위하여 완충 부재가 구비될 수 있다. 이러한 완충 부재는 다공성 부재(1100)와 마이크로 LED(100)간의 접촉을 완충하면서 탄성 복원력을 갖는 것이라면 그 재질에는 제한이 없다. 완충 부재는 다공성 부재(1100)와 흡입챔버(1200)의 사이에 형성될 수 있으나, 완충 부재의 설치 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 다공성 부재(1100)와 마이크로 LED(100)간의 접촉을 완충시킬 수 있는 위치라면, 완충 부재는 전사헤드(1000)의 어느 위치에 설치되어도 무관하다.In addition, the
성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 열 방향 피치 간격이 P(n)이고 행 방향 피치 간격이 P(m)인 경우에, 흡착영역(1110)은 도 4a에 도시된 바와 같이 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 피치 간격과 동일한 피치간격으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 열 방향 피치 간격이 P(n)이고 행 방향 피치 간격이 P(m)인 경우에, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1100)의 열 방향 피치 간격은 P(n)이고, 행 방향 피치 간격은 P(m)이 된다. 위와 같은 구성에 의하면, 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100) 전체를 한꺼번에 진공 흡착하여 이송할 수 있다. In the case where the column pitch spacing of the
이와는 달리, 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 열 방향 피치 간격이 P(n)이고 행 방향 피치 간격이 P(m)인 경우에, 도 4b에 도시된 바와 같이, 흡착영역(1100)의 열 방향 피치 간격은 3p(n)이고, 행 방향 피치 간격은 p(m)일 수 있다. 여기서 3p(n)의 의미는, 도 4a에 도시된 열 방향 피치 간격(p(n))의 3배임을 의미한다. 위와 같은 구성에 의하면, 3배수 열에 해당하는 마이크로 LED(100) 만을 진공 흡착하여 이송할 수 있다. 여기서 3배수 열로 이송되는 마이크로 LED(100)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) LED 중 어느 하나일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 표시 기판(301)에 실장되는 동일 발광색의 마이크로 LED(100)를 3p(n)간격으로 이격시켜 전사할 수 있다.In contrast, in the case where the column pitch interval of the
이와는 달리, 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 열 방향 피치 간격이 P(n)이고 행 방향 피치 간격이 P(m)인 경우에, 도 4c에 도시된 바와 같이, 흡착영역(1100)의 열 방향 피치 간격은 p(n)이고, 행 방향 피치 간격은 3p(m)일 수 있다. 여기서 3p(m)의 의미는, 도4a에 도시된 행 방향 피치 간격(p(m))의 3배임을 의미한다. 위와 같은 구성에 의하면, 3배수 행에 해당하는 마이크로 LED(100)의 만을 진공 흡착하여 이송할 수 있다. 여기서 3배수 행으로 이송되는 마이크로 LED(100)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) LED 중 어느 하나일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 표시 기판(301)에 실장되는 동일 발광색의 마이크로 LED(100)를 3p(m)간격으로 이격시켜 전사할 수 있다.Alternatively, in the case where the column pitch spacing of the
이와는 달리 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 열 방향 피치 간격이 P(n)이고 행 방향 피치 간격이 P(m)인 경우에, 도 4d에 도시된 바와 같이, 흡착영역(1100)은 대각선 방향으로 형성되어, 열과 행 방향으로의 피치간격은 각각 3p(n) 및 3p(m)으로 형성될 수 있다. 여기서 3배수 행 및 3배수 열로 이송되는 마이크로 LED(100)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) LED 중 어느 하나일 수 있다. 이와 같은 구성에 의하여 표시 기판(301)에 실장되는 동일 발광색의 마이크로 LED(100)를 3p(n) 및 3p(m) 간격으로 이격시킴으로써, 동일 발광색의 마이크로 LED(100)를 대각선 방향으로 전사할 수 있다. In contrast, in the case where the column pitch interval of the
본 발명의 경우, 마이크로 LED(100)의 단면 형상이 원형이므로, 흡착영역(1110) 또한, 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이 원형 형상으로 형성되어 있으나, 흡착영역(1110)의 형상은 마이크로 LED(100)의 단면 형상에 따라 달라질 수 있다. 예컨데, 마이크로 LED(100)의 단면 형상이 사각형일 경우, 흡착영역(1110)의 형상 또한, 마이크로 LED(100)의 단면 형상과 대응되는 사각형 형상을 갖을 수 있다.In the case of the present invention, since the cross-sectional shape of the
이하, 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)를 이용하여 수집함(50)에 수집된 양품의 마이크로 LED(100)를 전사하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of transferring the good
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)를 이용한 전사방법에 대한 공정도이다. 5A to 5E are flowcharts illustrating a transfer method using the micro
먼저, 복수의 마이크로 LED(100)를 성장 기판(101)으로부터 분리 가능한 상태가 되도록 한다. First, the plurality of
성장 기판(101)에서 분리된 복수의 마이크로 LED(100)는 양품 검사를 시행하여 불량품을 제외한 양품의 마이크로 LED(100)를 수집함(50)으로 이송시킨다.The plurality of
수집함(50)으로 이송된 양품의 마이크로 LED(100)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 수집함에 놓여져 있다. 이 경우, 마이크로 LED(100) 사이의 간격은 성장 기판(101)과 달리 불규칙적인 간격을 갖을 수 있다. 이는, 수집함(50)에는 마이크로 LED(100)가 규칙적인 간격을 갖지 않게 되더라도 후술할 전사헤드(1000)의 흡착으로 인해 다시 규칙적인 간격을 갖은 채로 전사될 수 있기 때문이다. The good
도 5b를 참조하면, 전사헤드(1000)는 흡착영역(1110)의 흡입력이 발생된 채, 수집함(50)에 수집된 복수의 마이크로 LED(100)의 상부에서 수평방향(도 5b에서는 오른쪽 방향)으로 이동한다.Referring to FIG. 5B, the
다시 말해, 전사헤드(1000)는 전사헤드(1000)의 하면, 즉, 흡착영역(1110) 및 비흡착영역(1130)을 갖는 다공성 부재(1100)는 수집함(50)에 수집된 복수의 마이크로 LED(100)의 상면과 소정의 이격거리를 갖은 채 수평방향으로 이동한다. 이 경우, 소정의 이격거리는 흡착영역(1110)의 흡착력으로 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있는 정도의 거리로 설정되는 것이 바람직하다.In other words, the
전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에는 흡입력이 발생하므로, 수집함(50)에서 가장 왼쪽에 있는 마이크로 LED(100)는 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 중 가장 오른쪽에 있는 흡착영역(1110)에 흡착된다.Since suction force is generated in the
전사헤드(1000)가 계속 오른쪽 방향으로 이동함에 따라, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 흡착된 마이크로 LED(100)의 오른쪽에 있는 마이크로 LED(100)가 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 중 가장 오른쪽 두번째에 있는 흡착영역(1110)에 흡착된다.As the
이후, 전사헤드(1000)가 계속 오른쪽 방향으로 이동하면서, 도 5d 및 도 5e에 도시된 바와 같이, 흡착영역(1110)에 수집함(50)에 놓여진 마이크로 LED(100)를 순차적으로 흡착하게 된다.Thereafter, as the
위와 같이, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 흡착된 마이크로 LED(100)는 전사헤드(1000)가 표시 기판(301)으로 이동한 후, 하강한다. 하강된 전사헤드(1000)는 흡입력을 해제함으로써, 흡착된 마이크로 LED(100)를 표시 기판(301)에 언로딩한다. 이렇게 언로딩된 양품의 마이크로 LED(100)는 표시 기판(301)에 실장된다.As described above, the
한편, 도 5a 내지 도 5e에서는 설명의 용이함으로 위해 전사헤드(1000)가 일방향, 즉, 오른쪽 방향으로만 수평이동하는 것으로 설명하였으나, 전사헤드(1000)는 양품의 마이크로 LED(100)가 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 모두 흡착될 때까지, 수집함(50)과 평행한 평면상에서 자유로이 수평이동을 할 수 있다.Meanwhile, in FIGS. 5A to 5E, the
다시 말해, 도 5a의 왼쪽, 오른쪽 방향으로 X축이라 하고, X축에 수직이면서, 수집함(50)과 평행한 축을 Y축이라 하면, 전사헤드(1000)는 X-Y평면상에서 X축 및 Y축으로 자유로이 이동함으로써, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있는 것이다. In other words, if the X-axis in the left and right directions of FIG. 5A and the Y-axis is perpendicular to the X-axis and parallel to the collecting
또한, 전사헤드(1000)는 복수개의 흡착영역(1110)에 양품의 마이크로 LED(100)가 모두 흡착될 때까지 X-Y평면상에서 왕복 이동함으로써, 복수의 흡착영역(1110) 모두에 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다.In addition, the
또한, 전사헤드(1000)는 복수개의 흡착영역(1110)에 양품의 마이크로 LED(100)가 모두 흡착될 때까지 X-Y평면상에서 회전함으로써, 복수의 흡착영역(1110) 모두에 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다.In addition, the
전술한 방법에 의해 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착하는 전사헤드(1000)는 진공, 자기력, 정전기력 등에 의해 마이크로 LED(100)를 흡착하는 전사헤드(1000)를 모두 포함한다.The
또한, 전사헤드(1000)에는 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 모두에 마이크로 LED(100)가 흡착되었는지 여부를 체크하는 흡착완료판별부가 구비될 수 있다. 이러한 흡착완료판별부는 센서 형태로 구비되어 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)가 흡착되었는지 흡착되지 않았는지 여부를 판별할 수도 있다. 만약, 전사헤드(1000)가 진공 등, 즉, 흡입력을 통해 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)를 흡착하는 형태라면, 흡착완료판별부는 상기 진공압 또는 흡입력에 따라 변화하는 기체의 압력 등을 측정하여 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)가 모두 흡착되었는지 여부를 체크할 수도 있다.In addition, the
본 발명의 제1실시 예에 따른 전사헤드(1000)가 전술한 바와 같이 수평방향으로 이동하면서, 수집함(50)에 수집된 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착하여 전사함에 따라 다음과 같은 효과가 있다.As the
이미 양품과 불량품이 선별된 수집함(50)에서 양품의 마이크로 LED(100)만을 흡착하게 되므로, 종래기술과 달리, 표시 기판(301)에 실장된 마이크로 LED(100) 중 불량품을 선별하여 제거한 후, 다시 양품의 마이크로 LED(100)를 불량품의 마이크로 LED(100)가 실장된 자리에 실장시키는 복잡한 과정을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 마이크로 LED(100)의 전사 공정이 효율적으로 달성될 수 있다.Since only good LEDs and good products are collected in the
수집함(50)에 양품의 마이크로 LED(100)가 규칙적으로 배열되어 있지 않더라도, 전사헤드(1000)가 수평방향으로 이동하면서 흡착영역(1110)에만 마이크로 LED(100)가 흡착됨에 따라 전사헤드(1000)에 흡착된 마이크로 LED(100)는 규칙적인 간격을 갖게 된다. 따라서, 표시 기판(301)에 규칙적으로 마이크로 LED(100)를 실장할 수 있다. 나아가, 수집함(50)에 수집되는 양품의 마이크로 LED(100)는 수집함(50) 상에서 규칙적으로 배열될 필요가 없으므로, 양품의 마이크로 LED(100)를 선별하여 수집함(50)에 수집하는 공정이 빠르게 수행될 수 있다.Even if the
전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)의 형상이 도 4a와 같이 매트릭스 형태로 형성되어 있다면, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 모두에 흡착된 양품의 마이크로 LED(100)는 매트릭스 형태를 갖을 수 있다. 이 경우, 메트릭스 형태로 흡착된 마이크로 LED(100)는 마이크로 LED(100) 상호간의 간격이 규칙적인 상태로 흡착영역(1110)에 흡착되게 된다.If the shape of the
위와 같이, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)이 매트릭스 형상이 되도록 흡착영역(1110)과 비흡착영역(1130)이 형성됨에 따라, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, as the
종래의 경우, 전사헤드가 원형 형상의 성장 기판에서 마이크로 LED를 흡착하는 시스템이였다. 따라서, 원형의 성장 기판에서 직사각형 형상의 표시 기판으로 마이크로 LED를 전사할 때, 원형의 외곽부분의 마이크로 LED는 흡착되지 못해 전사에 관여할 수 없는 문제점이 있었다. In the prior art, a transfer head was a system in which a micro LED was adsorbed on a circular growth substrate. Therefore, when the micro LED is transferred from the circular growth substrate to the rectangular display substrate, there is a problem in that the micro LED of the outer portion of the circular portion is not absorbed and cannot be involved in the transfer.
그러나, 전술한 바와 같이, 본 발명의 경우, 흡착영역(1110)이 매트릭스 형태이고, 수집함(50)에서 마이크로 LED(100)를 수집하게 되므로, 전술한 원형 성장 기판으로 인해 발생하는 문제점이 해결될 수 있는 것이다.However, as described above, in the case of the present invention, since the
전사헤드(1000)를 통해 수집함(50)에서 마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법은 다른 방법으로도 이루어질 수도 있다.The method of adsorbing the
예컨데, 전술한 바와 달리, 전사헤드(1000)가 수평방향으로 이동하지 않은 상태에서 흡착영역(1110)에 흡착력이 발생하고, 수집함(50)에 놓여진 양품의 마이크로 LED(100)가 흡착영역(1110) 모두에 흡착될 때까지, 수집함(50)이 수평방향으로 이동함으로써, 전사헤드(1000)로의 마이크로 LED(100)의 흡착이 달성될 수도 있다. 이 경우, 수집함(50)은 수평방향으로 왕복으로 이동할 수도 있고, 회전되어 이동할 수도 있다.For example, unlike the above, the suction force is generated in the
따라서, 위와 같이, 전사헤드(1000)가 수평방향으로 이동되거나, 수집함(50)이 수평방향으로 이동됨으로써, 전사헤드(1000)는 수평으로 상대 이동하면서 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다.Therefore, as described above, the
이하, 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)를 이용하여 유체(60)에 띄워진 양품의 마이크로 LED(100)를 전사하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of transferring the good
도 6a 내지 도 6e는 제1실시 예의 전사헤드를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 도시한 도면이다.6A to 6E illustrate a method of transferring micro LEDs using the transfer head of the first embodiment.
먼저, 복수의 마이크로 LED(100)를 성장 기판(101)으로부터 분리 가능한 상태가 되도록 한다. First, the plurality of
성장 기판(101)에서 분리된 복수의 마이크로 LED(100)는 양품 검사를 시행하여 불량품을 제외한 양품의 마이크로 LED(100)를 유체(60)로 이송시킨다. The plurality of
유체(60)로 이송된 양품의 마이크로 LED(100)는 유체(60)에 띄워지게 되며, 그 하부의 일부가 유체(60)에 약간 잠길 수도 있다.The good
유체(60)로 이송된 양품의 마이크로 LED(100)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 유체(60)에 띄워져 있다. 이 경우, 마이크로 LED(100) 사이의 간격은 성장 기판(101)과 달리 불규칙적인 간격을 갖을 수 있다. 이는, 유체(60)에 띄워진 마이크로 LED(100)가 규칙적인 간격을 갖지 않게 되더라도 후술할 전사헤드(1000)의 흡착으로 인해 다시 규칙적인 간격을 갖은 채로 전사될 수 있기 때문이다.The good
도 6b를 참조하면, 전사헤드(1000)는 흡착영역(1110)의 흡입력이 발생된 채, 유체(60)에 띄워진 복수의 마이크로 LED(100)의 상부에서 수평방향(도 6b에서는 오른쪽 방향)으로 이동한다.Referring to FIG. 6B, the
다시 말해, 전사헤드(1000)는 전사헤드(1000)의 하면, 즉, 흡착영역(1110) 및 비흡착영역(1130)을 갖는 다공성 부재(1100)는 유체(60)에 띄워진 복수의 마이크로 LED(100)의 상면과 소정의 이격거리를 갖은 채 수평방향으로 이동한다. 이 경우, 소정의 이격거리는 흡착영역(1110)의 흡착력으로 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있는 정도의 거리로 설정되는 것이 바람직하다.In other words, the
전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에는 흡입력이 발생하므로, 유체(60)에서 가장 왼쪽에 떠있는 마이크로 LED(100)는 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 중 가장 오른쪽에 있는 흡착영역(1110)에 흡착된다.Since suction force is generated in the
전사헤드(1000)가 계속 오른쪽 방향으로 이동함에 따라, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 흡착된 마이크로 LED(100)의 오른쪽에 떠있는 마이크로 LED(100)가 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 중 가장 오른쪽 두번째에 있는 흡착영역(1110)에 흡착된다.As the
이후, 전사헤드(1000)가 계속 오른쪽 방향으로 이동하면서, 도 6d 및 도 6e에 도시된 바와 같이, 흡착영역(1110)에 유체(60)에 띄어 마이크로 LED(100)를 순차적으로 흡착하게 된다.Thereafter, as the
위와 같이, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 흡착된 마이크로 LED(100)는 전사헤드(1000)가 표시 기판(301)으로 이동한 후, 표시 기판(301)에 마이크로 LED(100)를 언로딩함으로써, 표시 기판(301)에 양품의 마이크로 LED(100)가 용이하게 실장된다.As described above, the
한편, 도 6a 내지 도 6e에서는 설명의 용이함으로 위해 전사헤드(1000)가 일방향, 즉, 오른쪽 방향으로만 수평이동하는 것으로 설명하였으나, 전사헤드(1000)는 양품의 마이크로 LED(100)가 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 모두 흡착될 때까지, 유체(60)의 표면과 평행한 평면상에서 자유로이 수평이동을 할 수 있다.6A to 6E illustrate that the
다시 말해, 도 6a의 왼쪽, 오른쪽 방향으로 X축이라 하고, X축에 수직이면서, 유체(60)의 표면과 평행한 축을 Y축이라 하면, 전사헤드(1000)는 X-Y평면상에서 X축 및 Y축으로 자유로이 이동함으로써, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있는 것이다.In other words, if the X-axis in the left and right directions of FIG. 6A and the Y-axis is perpendicular to the X-axis and parallel to the surface of the fluid 60, the
또한, 전사헤드(1000)는 복수개의 흡착영역(1110)에 양품의 마이크로 LED(100)가 모두 흡착될 때까지 X-Y평면상에서 왕복 이동함으로써, 복수의 흡착영역(1110) 모두에 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다.In addition, the
또한, 전사헤드(1000)는 복수개의 흡착영역(1110)에 양품의 마이크로 LED(100)가 모두 흡착될 때까지 X-Y평면상에서 회전함으로써, 복수의 흡착영역(1110) 모두에 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다.In addition, the
전술한 방법에 의해 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착하는 전사헤드(1000)는 진공, 자기력, 정전기력 등에 의해 마이크로 LED(100)를 흡착하는 전사헤드(1000)를 모두 포함한다.The
또한, 전사헤드(1000)에는 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 모두에 마이크로 LED(100)가 흡착되었는지 여부를 체크하는 흡착완료판별부가 구비될 수 있다. 이러한 흡착완료판별부는 센서 형태로 구비되어 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)가 흡착되었는지 흡착되지 않았는지 여부를 판별할 수도 있다. 만약, 전사헤드(1000)가 진공 등, 즉, 흡입력을 통해 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)를 흡착하는 형태라면, 흡착완료판별부는 상기 진공압 또는 흡입력에 따라 변화하는 기체의 압력 등을 측정하여 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)가 모두 흡착되었는지 여부를 체크할 수도 있다.In addition, the
본 발명의 제1실시 예에 따른 전사헤드(1000)가 전술한 바와 같이 수평방향으로 이동하면서, 유체(60)에 띄워진 양품의 마이크로 LED(100)를 흡착하여 전사함에 따라 다음과 같은 효과가 있다.As the
이미 양품과 불량품이 선별된 수집함(50)에서 양품의 마이크로 LED(100)만을 흡착하게 되므로, 종래기술과 달리, 표시 기판(301)에 실장된 마이크로 LED(100) 중 불량품을 선별하여 제거한 후, 다시 양품의 마이크로 LED(100)를 불량품의 마이크로 LED(100)가 실장된 자리에 실장시키는 복잡한 과정을 수행하지 않을 수 있다. 따라서, 마이크로 LED(100)의 전사 공정이 효율적으로 달성될 수 있다.Since only good LEDs and good products are collected in the
유체(60)에 양품의 마이크로 LED(100)가 규칙적으로 배열되어 유체(60)에 띄워져있지 않더라도, 전사헤드(1000)가 수평방향으로 이동하면서 흡착영역(1110)에만 마이크로 LED(100)가 흡착됨에 따라 전사헤드(1000)에 흡착된 마이크로 LED(100)는 규칙적인 간격을 갖게 된다. 따라서, 표시 기판(301)에 규칙적으로 마이크로 LED(100)를 실장할 수 있다. Even if the
또한, 유체(60)에 띄워지는 양품의 마이크로 LED(100)는 수집함(50) 상에서 규칙적으로 배열될 필요가 없으므로, 양품의 마이크로 LED(100)를 선별하여 유체(60)에 이송시키는 공정이 빠르게 수행될 수 있다.In addition, since the good
나아가, 전술한 수집함(50)의 경우, 마이크로 LED(100)를 불규칙한 배열로 수집시켜 놓게 되면, 마이크로 LED(100)의 상부에 다른 마이크로 LED(100)가 얹어질 수 있다. 그러나, 유체(60)의 경우, 유체(60)의 유동성으로 인해, 유체(60)에 띄워지는 마이크로 LED(100)의 상부에 다른 마이크로 LED(100)가 얹어지기 힘들다. 따라서, 유체(60)에 띄워지는 양품의 마이크로 LED(100)는 하나의 층만을 갖게 되므로, 전사헤드(1000)에 의한 흡착이 더욱 쉽게 이루어질 수 있다.Furthermore, in the case of the
전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)의 형상이 도 4a와 같이 매트릭스 형태로 형성되어 있다면, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110) 모두에 흡착된 양품의 마이크로 LED(100)는 매트릭스 형태를 갖을 수 있다. 이 경우, 메트릭스 형태로 흡착된 마이크로 LED(100)는 마이크로 LED(100) 상호간의 간격이 규칙적인 상태로 흡착영역(1110)에 흡착되게 된다.If the shape of the
위와 같이, 전사헤드(1000)의 흡착영역(1110)이 매트릭스 형상이 되도록 흡착영역(1110)과 비흡착영역(1130)이 형성됨에 따라, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, as the
종래의 경우, 전사헤드가 원형 형상의 성장 기판에서 마이크로 LED를 흡착하는 시스템이였다. 따라서, 원형의 성장 기판에서 직사각형 형상의 표시 기판으로 마이크로 LED를 전사할 때, 원형의 외곽부분의 마이크로 LED는 흡착되지 못해 전사에 관여할 수 없는 문제점이 있었다. In the prior art, a transfer head was a system in which a micro LED was adsorbed on a circular growth substrate. Therefore, when the micro LED is transferred from the circular growth substrate to the rectangular display substrate, there is a problem in that the micro LED of the outer portion of the circular portion is not absorbed and cannot be involved in the transfer.
그러나, 전술한 바와 같이, 본 발명의 경우, 흡착영역(1110)이 매트릭스 형태이고, 수집함(50)에서 마이크로 LED(100)를 수집하게 되므로, 전술한 원형 성장 기판으로 인해 발생하는 문제점이 해결될 수 있는 것이다.However, as described above, in the case of the present invention, since the
전사헤드(1000)를 통해 유체(60)에서 마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법은 다른 방법으로도 이루어질 수도 있다.The method of adsorbing the
예컨데, 전술한 바와 달리, 전사헤드(1000)가 수평방향으로 이동하지 않은 상태에서 흡착영역(1110)에 흡착력이 발생하고, 유체(60)에 띄워진 양품의 마이크로 LED(100)가 흡착영역(1110) 모두에 흡착될 때까지, 유체(60)가 내부에 저장된 유체저장부가 수평방향으로 이동함으로써, 전사헤드(1000)로의 마이크로 LED(100)의 흡착이 달성될 수도 있다. 이 경우, 유체저장부는 수평방향으로 왕복으로 이동할 수도 있고, 회전되어 이동할 수도 있다. For example, unlike the above, the suction force is generated in the
또는, 유체(60)에 띄워진 양품의 마이크로 LED(100)가 흡착영역(1110) 모두에 흡착될 때까지, 유체저장부 내부에 저장된 유체(60)에 흐름이 발생함으로써, 마이크로 LED(100)가 전사헤드(1000)에 대해 상대 이동됨으로써, 전사헤드(1000)로의 마이크로 LED(100)의 흡착이 달성될 수도 있다. 이 경우, 마이크로 LED(100)는 상기 유체(60)의 흐름에 의해 수평방향으로 왕복으로 이동할 수도 있고, 회전되어 이동할 수도 있다.Alternatively, the
따라서, 위와 같이, 전사헤드(1000)가 수평방향으로 이동되거나, 유체저장부 또는 유체(60)에 띄워진 마이크로 LED(100)가 수평방향으로 이동됨으로써, 전사헤드(1000)는 수평으로 상대 이동하면서 흡착영역(1110)에 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다.Accordingly, as described above, the
전술한 본 발명의 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)를 이용하여 수집함(50) 또는 유체(60)에서 양품의 마이크로 LED(100)를 전사하는 방법은 후술할 여러 실시 예 및 변형 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)에도 적용될 수 있다.The method of transferring the good-
제2실시 예Second embodiment
이하, 본 발명의 제2실시 예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시 예는 제1실시 예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시 예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. However, embodiments described below will be described based on the characteristic elements compared to the first embodiment, and descriptions of the same or similar elements as the first embodiment will be omitted.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 전사헤드의 도면이고, 도 8은 도7의 'A'부분의 확대도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전사헤드가 마이크로 LED를 흡착한 상태를 도시한 도면이다.7 is a view of a transfer head according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is an enlarged view of a portion 'A' of FIG. 7, and FIG. 9 is a micro LED of a transfer head according to a second embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state which adsorb | sucked.
제2실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는, 제1실시 예에서 설명한 다공성 부재(1100)가 금속을 양극산화하여 형성된 기공을 갖는 양극산화막(1300)인 것을 특징으로 한다. The micro
양극산화막(1300)은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 기공(1303)은 금속을 양극산화하여 양극산화막(1300)을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예컨대, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극산화하면 모재의 표면에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(1300)이 형성된다. 위와 같이, 형성된 양극산화막(1300)은 내부에 기공(1303)이 형성되지 않은 배리어층(1301)과, 내부에 기공(1303)이 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층(1301)은 모재의 상부에 위치하고, 다공층은 배리어층(1301)의 상부에 위치한다. 이처럼, 배리어층(1301)과 다공층을 갖는 양극산화막(1300)이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막(1300)만이 남게 된다. The
양극산화막(1300)은, 지름이 균일하고, 수직한 형태로 형성되면서 규칙적인 배열을 갖는 기공(1303)을 갖게 된다. 따라서, 배리어층(1301)을 제거하면, 기공(1303)은 상, 하로 수직하게 관통된 구조를 갖게 되며, 이를 통해 수직한 방향으로 진공압을 형성하는 것이 용이하게 된다. The
양극산화막(1300)의 내부는 수직 형상의 기공(1303)에 의해 수직한 형태로의 공기 유로를 형성할 수 있게 된다. 기공(1303)의 내부 폭은 수 nm 내지 수 백nm의 크기를 갖는다. 예를 들어, 진공 흡착하고자 하는 마이크로 LED의 사이즈가 30㎛ x 30㎛인 경우이고 기공(1303)의 내부 폭이 수 nm인 경우에는 대략 수 천만개의 기공(1303)을 이용하여 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다. 한편, 진공 흡착하고자 하는 마이크로 LED의 사이즈가 30㎛ x 30㎛인 경우이고 기공(1303)의 내부 폭이 수 백 nm인 경우에는 대략 수 만개의 기공(1303)을 이용하여 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다. 마이크로 LED(100)의 경우에는 기본적으로 제1반도체층(102), 제2반도체층(104), 제1반도체층(102)과 제2반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1컨택 전극(106) 및 제2컨택 전극(107)만으로 구성됨에 따라 상대적으로 가벼운 편이므로 양극산화막(1300)의 수만 내지 수 천만개의 기공(1303)을 이용하여 진공 흡착하는 것이 가능한 것이다. An interior of the
양극산화막(1300)의 상부에는 흡입챔버(1200)가 구비된다. 흡입챔버(1200)는 진공을 공급하는 흡입포트에 연결된다. 흡입챔버(1200)는 흡입포트의 작동에 따라 양극산화막(1300)의 다수의 수직 형상의 기공에 진공을 가하거나 진공을 해제하는 기능을 한다.The
마이크로 LED(100)의 흡착 시, 흡입챔버(1200)에 가해진 진공은 양극산화막(1300)의 다수의 기공(1303)에 전달되어 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착력을 제공한다. 한편, 마이크로 LED(100)의 탈착 시에는, 흡입챔버(1200)에 가해진 진공이 해제됨에 따라 양극산화막(1300)의 다수의 기공(1303)에도 진공이 해제되어 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착력이 제거된다.Upon adsorption of the
양극산화막(1300)은 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하는 흡착영역(1110)과 마이크로 LED(100)를 흡착하지 않는 비흡착영역(1130)을 포함한다. 흡착영역(1110)은 흡입챔버(1200)의 진공이 전달되어 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하는 영역이고, 비흡착영역(1130)은 흡입챔버(1200)의 진공이 전달되지 않음에 따라 마이크로 LED(100)를 흡착하지 않는 영역이다. The
바람직하게는, 흡착영역(1310)은 기공(1303)의 상, 하가 관통되는 영역이고, 비흡착영역(1330)은 기공(1303)의 상, 하 중 적어도 어느 한 부분이 폐쇄된 영역일 수 있다.Preferably, the
비흡착영역(1130)은 양극산화막(1300)의 적어도 일부 표면에 차폐부가 형성함으로써 구현될 수 있다. 위와 같은 차폐부는 양극산화막(1100)의 적어도 일부 표면으로 노출되는 기공(1303)의 입구를 막도록 형성된다. 차폐부는 양극산화막(1300)의 상, 하 표면 중에서 적어도 일부 표면에 형성될 수 있다. 차폐부는 다공성 부재(1100)의 표면으로 노출되는 기공(1303)의 입구를 막는 기능을 수행할 수 있는 것이라면 그 재질, 형상, 두께에는 한정이 없다. 바람직하게 차례부는 포토레지스트(PR, Dry Film PR포함) 또는 금속 재질로 추가로 형성될 수 있고, 배리어층(1301)일 수 있다. The
비흡착영역(1330)은 양극산화막(1310)의 제조 시 형성된 배리어층(1301)에 의해 수직 형상의 기공(1303)의 상, 하 중 어느 한 부분이 폐쇄되도록 하여 형성될 수 있고, 흡착영역(1310)은 에칭 등의 방법으로 배리어층(1301)이 제거되어 수직 형상의 기공(1303)의 상, 하가 서로 관통되도록 형성될 수 있다. The
또한 상, 하로 관통하는 기공(1303)은 배리어층(1301)의 일부가 제거됨에 따라 형성되므로, 흡착영역(1310)의 양극산화막(1300)의 두께는 비흡착영역(1330)의 양극산화막(1300)의 두께보다 작다. In addition, since the
도 7에는, 배리어층(1301)이 양극산화막(1300)의 상부에 위치하고 기공(1303)이 있는 다공층(1305)이 하부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 배리어층(1301)이 양극산화막(1300)의 하부에 위치하도록 도 7에 도시된 양극산화막(1300)이 상, 하 반전되어 비흡착영역(1330)을 구성할 수 있다. In FIG. 7, the
한편, 비흡착영역(1330)이 배리어층(1301)에 의해 기공(1303)의 상, 하 중 어느 한 부분이 폐쇄된 것으로 설명하였으나, 배리어층(1301)에 의해 폐쇄되지 않은 반대면은 별도의 코팅층이 추가되어 상, 하가 모두 폐쇄되도록 구성될 수 있다.Meanwhile, although the
비흡착영역(1330)을 구성함에 있어서 양극산화막(1300)의 상, 하면이 모두 폐쇄되는 구성은, 양극산화막(1300)의 상, 하면 중 적어도 하나가 폐쇄되는 구성에 비해, 비흡착영역(1330)의 기공(1303)에 이물질이 잔존할 우려를 줄일 수 있다는 점에서 유리하다. In the
도 10에는 도 9에 도시된 전사헤드의 변형 예가 도시되어 있다. 도 10에 도시된 전사헤드는, 비흡착영역(1330)의 상부에는 양극산화막(1300)의 강도를 보강하기 위한 지지부(1307)가 추가로 형성된다. FIG. 10 shows a modification of the transfer head shown in FIG. 9. In the transfer head illustrated in FIG. 10, a
일례로, 지지부(1307)는 금속 재질의 모재가 될 수 있다. 양극산화 시 사용된 금속 재질의 모재가 제거되지 않고 배리어층(1301)의 상부에 구비되면서 금속 재질의 모재가 지지부(1307)가 될 수 있다. In one example, the
도 10을 참조하면, 비흡착영역(1330)에서는 금속 재질의 모재(1307), 배리어층(1301) 및 기공(1303)이 형성된 다공층(1305)이 모두 구비된 채로 형성되고, 흡착영역(1310)은 금속 재질의 모재(1307) 및 배리어층(1301)이 제거됨에 따라 기공(1303)의 상, 하가 관통되도록 형성된다. 금속 재질의 모재(1307)가 비흡착영역(1330)에 구비되어 양극산화막(1300)의 강성을 확보할 수 있게 된다. Referring to FIG. 10, in the
위와 같은 지지부(1307)의 구성에 의하여, 상대적으로 강도가 약한 양극산화막(1300)의 강도를 높일 수 있게 됨에 따라 양극산화막(1300)으로 구성되는 전사헤드(1000)의 크기를 대면적화 할 수 있다.By the configuration of the
도 11a에는, 도 9에 도시된 전사헤드의 변형 예가 도시되어 있다. 도 11a에 도시된 전사헤드는, 양극산화막(1300)의 흡착영역(1310)에는 양극산화막(1300)의 자연발생적으로 형성되는 기공(1303) 이외에 투과홀(1309)이 추가로 형성된다. In Fig. 11A, a modification of the transfer head shown in Fig. 9 is shown. In the transfer head illustrated in FIG. 11A, a
투과홀(1309)은 양극산화막(1300)의 상면과 하면을 관통하도록 형성된다. 투과홀(1309)의 직경은 기공(1303)의 직경보다 더 크게 형성된다. 기공(1303)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 투과홀(1309)이 형성되는 구성에 의하여, 기공(1303)만으로 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하는 구성에 비해, 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착면적을 키울 수 있게 된다.The
이러한 투과홀(1309)은 전술한 양극산화막(1300) 및 기공(1303)이 형성된 후, 양극산화막(1300)을 수직방향으로 에칭함으로써 형성될 수 있다. The through
투과홀(1309)이 에칭에 의해 형성됨으로써, 단순히 기공(1303)을 확공하여 투과홀(1309)을 형성하는 것보다 더욱 안정적으로 투과홀(1309)을 형성시킬 수 있다. Since the through
다시 말해, 기공(1303)을 확공하여 투과홀(1309)을 형성할 경우, 기공(1303)의 측면이 무너지게 됨으로써, 투과홀(1309)의 형상이 어그러질 수 있는 등, 투과홀(1309)의 손상이 발생할 수 있다. In other words, when the through
그러나, 에칭에 의해 투과홀(1309)을 형성시킴에 따라, 기공(1303)의 측면의 손상없이 용이하게 투과홀(1309)을 형성할 수 있으며, 이를 통해, 투과홀(1309)의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.However, as the through
흡착영역(1310)에서의 진공 누설을 방지한다는 측면에서 투과홀(1309)은 흡착영역(1310)의 중심에 분포하는 것이 바람직하다. In view of preventing vacuum leakage in the
한편, 전사헤드(1000) 전체적인 관점에서 살펴보면, 투과홀(1309)은 각각의 흡착영역(1310)의 위치에 따라 그 크기 및 개수를 달리할 수 있다. On the other hand, looking at the
흡입포트가 전사헤드(1000)의 중심에 위치하는 경우에는, 전사헤드(1000)의 가장자리 측으로 갈수록 진공압이 감소되어 흡착영역(1310)간의 진공압의 불균일이 초래될 수 있다. 이런 경우에는 전사헤드(1000)의 가장자리 측으로 위치하는 흡착영역(1310) 내의 투과홀(1309)에 의해 형성되는 흡착 면적의 크기를, 전사헤드(1000)의 중심 측으로 위치하는 흡착영역(1310) 내의 투과홀(1309)에 의해 형성되는 흡착 면적의 크기보다 더 크게 형성할 수 있다. When the suction port is located at the center of the
이처럼 흡착영역(1310)의 위치에 따라 투과홀(1309)의 흡착면적의 크기에 변화를 줌으로써, 흡착영역(1310) 간에 발생하는 진공압의 불균일을 해소하여 균일한 진공 흡착력을 제공할 수 있다.As such, by varying the size of the adsorption area of the
도 11b에는, 도 9에 도시된 전사헤드의 변형 예가 도시되어 있다. 도 11b에 도시된 전사헤드는, 양극산화막(1300)의 흡착영역(1310)의 하부에는 흡착홈(1310)이 추가로 형성된다. In Fig. 11B, a modification of the transfer head shown in Fig. 9 is shown. In the transfer head illustrated in FIG. 11B, an
흡착홈(1310)은 전술한 기공(1303) 또는 투과홀(1309)보다 더 큰 수평 면적을 갖으면서도 마이크로 LED(100)의 상면의 수평 면적보다 작은 면적을 갖는다. The
이를 통해 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착 면적을 더 키울 수 있게 되고, 흡착홈(1310)을 통해 마이크로 LED(100)에 대한 균일한 진공 흡착 면적을 제공할 수 있게 된다. Through this, it is possible to further increase the vacuum adsorption area for the
흡착홈(1310)은 전술한 양극산화막(1300) 및 기공(1303)이 형성된 후, 양극산화막(1300)의 일부를 소정의 깊이로 에칭 함으로써 형성될 수 있다. The
도 11c에는, 도 9에 도시된 전사헤드의 변형 예가 도시되어 있다. 도 11c에 도시된 전사헤드는, 양극산화막(1300)의 흡착영역(1310)의 하부에는 안착홈(1311)이 추가로 형성된다. In Fig. 11C, a modification of the transfer head shown in Fig. 9 is shown. In the transfer head illustrated in FIG. 11C, a mounting
안착홈(1311)은 마이크로 LED(100)의 상면의 수평 면적보다 더 수평 면적을 갖는다. 이를 통해 마이크로 LED(100)가 안착홈(1311) 내부로 삽입되어 안착됨에 따라 전사헤드(1000)의 이동시 마이크로 LED(100)의 위치 변동을 제한할 수 있게 된다. The
안착홈(1311)은 전술한 양극산화막(1300) 및 기공(1303)이 형성된 후, 양극산화막(1300)의 일부를 소정의 깊이로 에칭 함으로써 형성될 수 있다. The mounting
도 12에는, 도 9에 도시된 따른 전사헤드의 변형 예가 도시되어 있다. 도 12에 도시된 전사헤드는 양극산화막(1300)의 비흡착영역(1330)의 하부에는 도피홈(1313)이 추가로 형성된다. In Fig. 12 a modification of the transfer head according to Fig. 9 is shown. In the transfer head illustrated in FIG. 12, a doped
도피홈(1313)은, 전사헤드(1000)가 하강하여 특정 위치, 열 또는 행의 마이크로 LED(100)을 진공 흡착할 경우에, 비 흡착 대상의 마이크로 LED(100)와의 간섭을 방지하는 기능을 한다. The
도피홈(1313)의 구성에 의해 흡착영역(1310)의 하부에는 돌출부(1315)가 구비된다. Due to the structure of the
돌출부(1315)는 도피홈(1313)에 비해 하부로 수직방향으로 더 돌출되는 부분이고, 돌출부(1315)의 하부에서 마이크로 LED(100)가 흡착된다. The
돌출부(1315)의 수평 면적은 흡착영역(1310)의 수평 면적과 같거나 크게 형성된다. The horizontal area of the
돌출부(1315)의 수평 면적은 마이크로 LED(100) 상면의 수평 면적보다 크게 형성되고, 흡착영역(1310)은 마이크로 LED(100) 상면 폭보다 작게 형성됨에 진공의 누설을 방지할 수 있게 된다.The horizontal area of the
도피홈(1313)의 수평 면적은 적어도 1개의 마이크로 LED(100)의 수평 면적보다 크게 형성된다. The horizontal area of the
도 12에는 도피홈(1313)의 가로 방향의 수평 면적이 2개의 마이크로 LED(100)의 수평 면적과 마이크로 LED(100)간의 가로 방향 피치간격의 2배를 더한 만큼의 수평 면적을 갖는 것으로 도시되어 있다. 12 illustrates that the horizontal area in the
이를 통해 흡착대상이 되는 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하기 위하여, 전사헤드(1000)를 하강시킬 때에 비 흡착 대상이 되는 마이크로 LED(100)과의 간섭을 방지할 수 있게 된다.Through this, in order to vacuum-adsorb the
도 12에 도시된 바와 같이, 성장 기판(101) 상에서 흡착의 대상이 되는 마이크로 LED(100)는 도면 좌측을 기준으로 1, 4, 7, 10번째 위치에 있는 마이크로 LED(100)이며, 도피홈(1313)의 구성을 갖는 전사헤드(1000)는, 비 흡착 대상이 되는 마이크로 LED(100)들과의 간섭 없이, 위 1, 4, 7, 10번째에 해당하는 마이크로 LED(100)만을 진공 흡착하여 이송할 수 있게 된다. As shown in FIG. 12, the
제3실시 예Third embodiment
이하, 본 발명의 제3실시 예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시 예는 제1실시 예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시 예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. However, embodiments described below will be described based on the characteristic elements compared to the first embodiment, and descriptions of the same or similar elements as the first embodiment will be omitted.
도 13은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)를 도시한 도면이고, 도 14는 도 13의 제1, 2다공성 부재의 구체적인 수단을 도시한 도면이다.FIG. 13 is a view illustrating a micro
제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는, 제1실시 예의 다공성 부재(1100)가 제1, 2다공성 부재(1500, 1600)의 이중 구조를 포함하여 구성된다는 것을 특징으로 한다. The micro
제1다공성 부재(1500)의 상부에는 제2다공성 부재(1600)가 구비된다. 제1다공성 부재(1500)는 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하는 기능을 수행하는 구성이고, 제2다공성 부재(1600)는 흡입챔버(1200)와 제1다공성 부재(1500) 사이에 위치하여 흡입챔버(1200)의 진공압을 제1다공성 부재(1500)에 전달하는 기능을 수행한다. The second
제1, 2다공성 부재(1500, 1600)은 서로 다른 다공성의 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1, 2다공성 부재(1500, 1600)는 기공의 배열 및 크기, 다공성 부재의 소재, 형상 등에서 서로 다른 특성을 가진다. The first and second
기공의 배열 측면에서 살펴보면, 제1, 2다공성 부재(1500, 1600) 중 하나는 기공이 일정한 배열을 갖는 것이고 다른 하나는 기공이 무질서한 배열을 갖는 것일 수 있다. Looking at the arrangement of pores, one of the first, second porous member (1500, 1600) may have a uniform arrangement of pores and the other may be a disordered arrangement of pores.
기공의 크기 측면에서 살펴보면, 제1, 2다공성 부재(1500,1600) 중 어느 하나는 기공의 크기가 다른 하나에 비해 큰 것일 수 있다. Looking at the size of the pore, any one of the first, second porous member (1500, 1600) may be larger in size than the other.
여기서 기공의 크기는 기공의 평균 크기일 수 있고, 기공 중에서의 최대 크기일 수 있다. 다공성 부재의 소재 측면에서 살펴보면, 어느 하나가 유기, 무기(세라믹), 금속, 하이브리드형 다공성 소재 중 하나의 소재로 구성되면 다른 하나는 어느 하나의 소재와는 다른 소재로서 유기, 무기(세라믹), 금속, 하이브리드형 다공성 소재 중에서 선택될 수 있다. 다공성 부재의 형상 측면에서 살펴보면, 제1, 2다공성 부재(1500, 1600)의 형상은 서로 상이하게 구성될 수 있다. The pore size may be an average size of the pores, and may be a maximum size of the pores. In terms of the material of the porous member, if one is composed of one material of organic, inorganic (ceramic), metal, hybrid type porous material, the other material is different from any one material, organic, inorganic (ceramic), It may be selected from metal, hybrid porous material. Looking at the shape of the porous member, the shape of the first, second porous member (1500, 1600) may be configured differently from each other.
이처럼 제1, 2다공성 부재(1500,1600)의 기공의 배열 및 크기, 소재 및 형상 등을 서로 달리함으로써 전사헤드(1000)의 기능을 다양하게 할 수 있고, 제1, 2다공성 부재(1500, 1600)의 각각에 대한 상보적인 기능을 수행할 수 있게 할 수 있다. 다공성 부재의 개수는 제1, 2다공성 부재처럼 2개로 한정되는 것은 아니며 각각의 다공성 부재가 서로 상보적인 기능을 갖는 것이라면 그 이상으로 구비되는 것도 제3실시 예의 범위에 포함된다.As such, the function of the
도 14를 참조하면, 제1다공성 부재(1500)는 금속을 양극산화하여 형성된 기공을 갖는 양극산화막으로 구비된다. 제1다공성 부재(1500)는 전술한 제2실시 예 및 그 변형 예의 구성으로 구비될 수 있다. 제2다공성 부재(1600)은 제1다공성 부재(1500)를 지지하는 기능을 갖는 다공성 지지체로 구성될 수 있다. 제2다공성 부재(1600)가 제1다공성 부재(1500)를 지지하는 기능을 달성할 수 있는 구성이라면 그 재료에는 한정이 없으며, 전술한 제1실시 예의 다공성 부재(1100)의 구성이 포함될 수 있다. 제2다공성 부재(1600)는 제1다공성 부재(1500)의 중앙 처짐 현상 방지에 효과를 갖는 경질의 다공성 지지체로 구성될 수 있다. 예컨대, 제2다공성 부재(1600)는 다공성 세라믹 소재일 수 있다. Referring to FIG. 14, the first
다공성 세라믹 소재의 경우, 다공성 기공의 크기가 불균일하고, 여러 방향에서 기공이 형성되어 있어 위치에 따른 진공압이 불균일하게 형성될 수 있다. 이와 달리, 양극산화막은 크기가 균일하고, 기공의 방향이 일방향(예컨데, 상하 방향)으로 형성되어 있으므로, 위치가 다르더라도 진공압이 균일하게 형성된다.In the case of the porous ceramic material, the size of the porous pores is non-uniform, and the pores are formed in various directions, so that the vacuum pressure depending on the position may be non-uniform. On the other hand, since the anodization film is uniform in size and the direction of the pores is formed in one direction (for example, up and down direction), the vacuum pressure is uniformly formed even though the positions are different.
따라서, 전술한 바와 같이, 제1다공성부재(1500)가 기공을 갖는 양극산화막으로 구성되고, 제2다공성 부재(1600)가 다공성 세라믹 소재로 구성되면, 전술한 양극산화막의 기공의 특성 때문에, 다공성 세라믹만으로 구성된 것보다 진공압의 균일성 측면에서 유리하게 되는 효과가 있다.Therefore, as described above, when the first
한편, 제1다공성 부재(1500)는 전술한 제2실시 예 및 그 변형 예의 구성으로 구비되면서, 제2다공성 부재(1600)는 제1다공성 부재(1500)와 마이크로 LED(100)간의 접촉시 이를 완충하기 위한 다공성 완충체로 구성될 수 있다. 제2다공성 부재(1600)가 제1다공성 부재(1500)를 완충하는 기능을 달성할 수 있는 구성이라면 그 재료에는 한정이 없으며, 전술한 제1실시 예의 다공성 부재(1100)의 구성이 포함될 수 있다. 제2다공성 부재(1600)는 제1다공성 부재(1500)가 마이크로 LED(100)와 접촉되어 진공으로 마이크로 LED(100)를 흡착하는 경우에 제1다공성 부재(1500)가 마이크로 LED(100)에 맞닿아 마이크로 LED(100)를 손상시키는 것을 방지하는데 도움이 되는 연질의 다공성 완충체로 구성될 수 있다. 예컨대, 제2다공성 부재(1600)는 스펀지 등과 같은 다공성 탄성 재질일 수 있다. On the other hand, the first
제4실시 예Fourth embodiment
이하, 본 발명의 제4실시 예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시 예는 제1실시 예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시 예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. However, embodiments described below will be described based on the characteristic elements compared to the first embodiment, and descriptions of the same or similar elements as the first embodiment will be omitted.
도 15는 본 발명의 제4실시 예에 따른 전사헤드의 도면이다.15 is a view of a transfer head according to a fourth embodiment of the present invention.
제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는, 제1실시 예의 다공성 부재(1100)가 제1 내지 제3다공성 부재(1700, 1800, 1900)의 삼중 구조를 포함하여 구성된다는 것을 특징으로 한다. In the micro
제1다공성 부재(1700)의 상부에는 제2다공성 부재(1800)가 구비되고, 제2다공성 부재(1800)의 상부에는 제3다공성 부재(1900)가 구비된다. 제1다공성 부재(1700)는 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하는 기능을 수행하는 구성이다. 제2다공성 부재(1800) 및 제3다공성 부재(1900) 중 적어도 하는 경질의 다공성 지지체이고 다른 하나는 연질의 다공성 완충체로 구성될 수 있다. The second
위와 같은 구성에 의하여, 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있고, 제1다공성 부재(1700)의 중앙 처짐 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 마이크로 LED(100)의 손상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. By the above configuration, it is possible to vacuum suction the
제5실시 예Fifth Embodiment
이하, 본 발명의 제5실시 예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시 예는 제1실시 예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시 예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다. Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described. However, embodiments described below will be described based on the characteristic elements compared to the first embodiment, and descriptions of the same or similar elements as the first embodiment will be omitted.
도 16은 본 발명의 제5실시 예에 따른 전사헤드의 도면이고, 도 17은 제5실시 예의 돌출댐에 대한 실시 예를 도시한 도면이다.16 is a view showing a transfer head according to a fifth embodiment of the present invention, Figure 17 is a view showing an embodiment of the protruding dam of the fifth embodiment.
제5실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는, 제1실시 예의 다공성 부재(1100)의 하부에 돌출댐(2000)을 포함하여 구성된다는 것을 특징으로 한다. The micro
돌출댐(2000)의 재질은 포토레지스트(PR, Dry Film PR포함) 또는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 소정의 높이로 다공성 부재(1100)의 표면에 형성될 수 있는 재질이라면 이에 한정은 없다. The material of the protruding
돌출댐(2000)의 돌출된 부분의 단면 형상은 사각형, 원형, 삼각형 등 돌출된 형상이라면 모두 포함된다. The cross-sectional shape of the protruding portion of the protruding
돌출댐(2000)의 돌출된 부분의 단면 형상은 마이크로 LED(100)의 형상을 고려하여 구성될 수 있다. The cross-sectional shape of the protruding portion of the protruding
예컨대, 마이크로 LED(100)가 상부 보다 하부가 넓은 구조를 갖는 것이라면 돌출댐(2000)의 돌출된 부분의 단면 형상은 상부 보다 하부가 좁은 구조를 갖는 것이 돌출댐(2000)과 마이크로 LED(100)간의 간섭 방지의 측면에서 보다 유리하다.For example, if the
도 16을 참조하면, 돌출댐(2000)의 돌출된 부분의 단면 형상은 하부로 테이퍼진 형상을 갖는다. Referring to FIG. 16, the cross-sectional shape of the protruding portion of the protruding
전사 헤드(1000)가 성장 기판(101) 상에 위치하는 마이크로 LED(100)를 진공 흡착하기 위하여 흡착 위치로 하강할 경우, 전사 헤드(1000)의 구동 수단의 구동 오차로 인하여 다공성 부재(1100)와 마이크로 LED(100)가 서로 접촉하여 마이크로 LED(100)에 손상을 줄 우려가 있게 마련이다. When the
마이크로 LED(100)의 손상 방지를 위해서는 전사헤드(1000)가 마이크로 LED(100)를 흡착하는 위치에서, 다공성 부재(1100)의 하면과 마이크로 LED(100)의 상면이 서로 이격되어야 하는 것이 바람직하다. 그런데 다공성 부재(1100)의 하면과 마이크로 LED(100)간의 이격 틈새가 존재하는 경우에는, 양자가 서로 접촉하는 경우에 비하여 보다 큰 진공압이 요구된다. In order to prevent damage to the
하지만 제5실시 예의 전사헤드(1000)의 돌출댐(2000)의 구성에 의하면, 주변영역으로부터 흡착영역(1110)으로 유입되는 공기의 양을 줄임으로써, 돌출댐(2000)이 구비되지 않은 구성에 비해, 상대적으로 보다 작은 진공압에 의해서도 다공성 부재(1100)가 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다.However, according to the configuration of the protruding
한편 마이크로 LED(100)의 높이보다 돌출댐(2000)의 돌출 길이를 더 크게 형성한 경우에는, 전사헤드(1000)가 하사점의 위치에 있을 때 돌출댐(2000)이 성장 기판(101)에 접촉하더라도 다공성 부재(1100)의 하면은 마이크로 LED(100)의 상면과 서로 접촉하지 않게 된다. On the other hand, when the protruding length of the protruding
이처럼 돌출댐(2000)이 성장 기판(101)과 서로 접촉하도록 하면서 다공성 부재(1100)의 하면이 마이크로 LED(100)의 상면과 서로 이격되도록 하는 구성에 의하면, 돌출댐(2000)이 성장 기판(101)과 서로 이격되는 구조에 비해, 돌출댐(2000)이 주변영역으로부터 흡착영역(1110)으로 공기가 유입되는 것을 보다 확실히 차단함으로써 다공성 부재(1100)가 마이크로 LED(100)를 보다 쉽게 진공 흡착할 수 있게 된다.As described above, the
또한, 공기 유동에 의해 인접한 마이크로 LED(100)의 이동이 미세하게 존재한다고 하더라도 돌출댐(2000)의 구성에 의해 마이크로 LED(100)의 위치 변화를 물리적으로 제한할 수 있게 된다. In addition, even if movement of the adjacent
다공성 부재(1100)의 상면에는 비흡착영역을 구성하기 위한 차폐부(3000)가 형성되고, 차폐부(3000)의 사이는 흡입챔버(1200)와 연통되는 영역(4000)을 형성되어 흡착영역(1310)을 구성한다. A
차폐부는 다공성 부재(1100)의 표면의 기공을 막는 기능을 수행할 수 있는 것이라면 그 재질, 형상, 두께에는 한정이 없다. 바람직하게는 포토레지스트(PR, Dry Film PR포함) 또는 금속 재질로 추가로 형성될 수 있고, 다공성 부재(1100)가 양극산화막으로 구성될 경우에는, 차폐부는 배리어층 또는 금속 모재일 수 있다. The shielding portion is not limited in material, shape, and thickness as long as it can perform a function of blocking pores on the surface of the
도 17은 돌출댐(2000)이 구비된 다공성 부재(1100)의 하면을 도시한 도면이다.17 illustrates a bottom surface of the
도 17을 참조하면, 돌출댐(2000)은 흡착영역(1110)이 되는 개구부(2100)를 제외하고 전체적으로 형성되는 구성이다. Referring to FIG. 17, the protruding
돌출댐(2000)의 개구부(2100)는 성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 배열과 동일한 피치간격으로 형성될 수 있다. The
돌출댐(2000)의 개구부(2100)는 도 17에 도시된 바와 같이 m x n의 행렬로 배치될 수 있다. The
성장 기판(101) 상의 마이크로 LED(100)의 열 방향 피치 간격이 P(n)이고 행 방향 피치 간격이 P(m)인 경우에, 돌출댐(2000)의 개구부(2100)의 열 방향 피치 간격은 P(n)이고, 행 방향 피치 간격은 P(m)이 된다. In the case where the column pitch spacing of the
이 경우에는 돌출댐(2000)의 개구부(2100)는 흡착대상이 되는 마이크로 LED(100)와 1:1 대응을 이룬다.In this case, the
본 발명의 경우, 마이크로 LED(100)의 단면 형상이 원형이므로, 개구부(2100) 또한, 도 17에 도시된 바와 같이 원형 형상으로 형성되어 있으나, 개구부(2100)의 형상은 마이크로 LED(100)의 단면 형상에 따라 달라질 수 있다. 예컨데, 마이크로 LED(100)의 단면 형상이 사각형일 경우, 개구부(2100)의 형상 또한, 마이크로 LED(100)의 단면 형상과 대응되는 사각형 형상을 갖을 수 있다.In the case of the present invention, since the cross-sectional shape of the
도 18에 도시된 실시 예는, 제5실시 예에 따른 다공성 부재(1100)가 금속을 양극산화하여 형성된 기공을 갖는 양극산화막(1300)으로 형성된 것을 특징으로 한다.18 is characterized in that the
도 18을 참조하면, 돌출댐(2000)은 양극산화막(1300)의 하부 표면에 형성된다. 양극산화막(1300)은 그 상부 표면의 배리어층(3001)이 제거되어 흡착영역(1110)을 구성하는 부분과 그 상부 표면의 배리어층(3001)이 제거되지 않아 비흡착영역(1130)을 구성하는 부분으로 구획된다. Referring to FIG. 18, the protruding
배리어층은 도 16에 도시되어 있는 차폐부(3000)로서 기능을 하고, 배리어층(3001)이 형성되지 않은 영역은 도 16에 도시되어 있는 흡입챔버(1200)와 연통되는 영역(4000)으로서 기능한다. The barrier layer functions as the shielding
도 19a 및 도 19b에는, 본 발명의 제5실시 예에 따른 전사헤드의 변형 예가 도시되어 있다. 돌출댐(2000)은 흡착영역(1110)에서 흡착의 대상이 되는 마이크로 LED(100)의 주변에만 형성된다. 도 19a 및 18b에서 흡착의 대상이 되는 마이크로 LED(100)는 도면 좌측을 기준으로 1, 4, 7, 10번째 위치에 있는 마이크로 LED(100)이며, 전사헤드(1000)가 위 1, 4, 7, 10번째 위치에 있는 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 때, 돌출댐(2000)은 주변영역에서 각각의 흡착영역(1110)으로 공기가 유입되는 것을 차단하는 기능을 하게 된다. 여기서 양극산화막(1300)의 하면에 형성되는 돌출댐(2000)의 형상은 도 17의 돌출댐(2000)의 형상으로 구성될 수 있다. 19A and 19B, a modification of the transfer head according to the fifth embodiment of the present invention is shown. The protruding
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. Or it may be modified.
50: 수집함
60: 유체
100: 마이크로 LED
101: 성장 기판
102: 제1반도체층
130: 활성층
104: 제2반도체층
106: 제1컨택 전극
107: 제2컨택 전극
301: 표시 기판
310: 활성층
311: 버퍼층
313: 게이트 절연막
315: 층간 절연막
317: 평탄화층
320: 게이트 전극
330a: 소스 전극
330b: 드레인 전극
400: 뱅크층
410: 제1뱅크층
420: 제2뱅크층
510: 제1전극
520: 패시베이션층
530: 제2전극
550: 전도층
1000: 전사헤드
1100: 다공성 부재
1110: 흡착영역
1130: 비흡착영역
1200: 흡입챔버
1300: 양극산화막
1303: 기공50: Collector 60: Fluid
100: micro LED 101: growth substrate
102: first semiconductor layer 130: active layer
104: second semiconductor layer 106: first contact electrode
107: second contact electrode 301: display substrate
310: active layer 311: buffer layer
313: gate insulating film 315: interlayer insulating film
317: planarization layer 320: gate electrode
330a:
400: bank layer 410: first bank layer
420: second bank layer 510: first electrode
520: passivation layer 530: second electrode
550: conductive layer
1000: transfer head 1100: porous member
1110: adsorption zone 1130: non-adsorption zone
1200: suction chamber 1300: anodization film
1303: Qigong
Claims (7)
상기 전사헤드가 수평으로 상대 이동하면서 상기 흡착영역에 마이크로 LED가 흡착되는 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.In the micro LED adsorption method comprising a porous member having pores, wherein the porous member has an adsorption region for adsorbing the micro LED and a non-adsorption region for not adsorbing the micro LED.
Micro LED adsorption method using a transfer head, characterized in that the micro LED is adsorbed in the adsorption area while the transfer head is relatively moved horizontally.
상기 흡착영역에 흡착되는 상기 마이크로 LED는 양품의 마이크로 LED인 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.The method of claim 1,
The micro LED adsorbed in the adsorption region is a micro LED adsorption method using a transfer head, characterized in that the good quality micro LED.
상기 전사헤드는, 양품의 마이크로 LED가 수집된 수집함의 상부에서 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.The method of claim 1,
The transfer head is a micro-LED adsorption method using a transfer head, characterized in that for adsorbing the micro LED from the upper part of the collector in which the good micro LED is collected.
상기 흡착영역에 흡착된 마이크로 LED는 매트릭스 형태인 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.The method of claim 1,
The micro LED adsorbed in the adsorption region is a micro LED adsorption method using a transfer head, characterized in that the matrix form.
상기 전사헤드는, 양품의 마이크로 LED가 띄워진 유체의 상부에서 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.The method of claim 1,
The transfer head is a micro LED adsorption method using a transfer head, characterized in that for adsorbing the micro LED in the upper part of the fluid floated good quality micro LED.
상기 전사헤드는, 왕복으로 상대 이동하는 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.The method of claim 1,
The transfer head is a micro LED adsorption method using a transfer head, characterized in that for relatively reciprocating movement.
상기 전사헤드는, 회전되어 상대 이동하는 것을 특징으로 하는 전사헤드를 이용한 마이크로 LED 흡착 방법.The method of claim 1,
And the transfer head is rotated and relatively moved.
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