KR20200001323A - Transfer head for micro led - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로 LED를 흡착하여 표시 기판으로 전사시키는 마이크로 LED 전사헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a micro LED transfer head for absorbing micro LEDs and transferring them to a display substrate.
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 being 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 성장 기판에서 표시 기판으로 마이크로 LED를 전사할 때, 전사헤드의 흡착면이 마이크로 LED의 상면에 접촉하게 되는 문제점이 있다.In addition to the problems of the foregoing inventions, the prior inventions have a problem that the adsorption surface of the transfer head comes into contact with the top surface of the micro LED when the micro LED is transferred from the growth substrate to the display substrate.
상세하게 설명하면, 전사헤드가 하강할 때, 전사헤드의 흡착면이 마이크로 LED에 직접 접촉하게 되면 성장 기판에 칩핑된 마이크로 LED의 위치가 틀어지게 되어 표시 기판에 실장시 위치 오차가 발생할 수 있다. 나아가, 마이크로 LED가 매우 작은 크기를 갖기 때문에, 위와 같은 전사헤드의 흡착면과 마이크로 LED의 접촉시 마이크로 LED가 파손될 수 있다.In detail, when the transfer head is lowered, if the adsorption surface of the transfer head is in direct contact with the micro LED, the position of the micro LED chipped on the growth substrate is distorted, and thus a position error may occur when the transfer head is mounted on the display substrate. Furthermore, since the micro LED has a very small size, the micro LED may be broken when the adsorption surface of the transfer head and the micro LED come into contact with each other.
또한, 종래의 전사헤드의 경우, 한 종류의 흡착력을 이용하여 마이크로 LED를 흡착함으로써, 상기 흡착력에 이상이 있을 경우, 이를 보완할 수단이 없다는 점에서 문제가 있다.In addition, in the case of the conventional transfer head, there is a problem in that there is no means to compensate for the abnormality in the adsorption force by adsorbing the micro LED using one kind of adsorption force.
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 서로 다른 제1흡착력과 제2흡착력을 통해 마이크로 LED를 흡착함으로써, 마이크로 LED의 전사시 마이크로 LED 상면에 마이크로 LED 전사헤드의 흡착면이 접촉됨으로써 발생하는 위치 오차로 인한 문제점과, 마이크로 LED의 파손의 문제점을 해결하는 마이크로 LED 전사헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to adsorb the micro LED through the first and second adsorption force different from each other, the problem caused by the position error caused by the adsorption surface of the micro LED transfer head is in contact with the upper surface of the micro LED when the micro LED is transferred, and the micro An object of the present invention is to provide a micro LED transfer head that solves the problem of breakage of LEDs.
한편, 본 발명은 마이크로 LED의 흡착이 제대로 이루어지지 않는 것을 보완하는 마이크로 LED 전사헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.On the other hand, it is an object of the present invention to provide a micro LED transfer head that compensates for the poor adsorption of micro LEDs.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드는, 마이크로 LED를 흡착하는 마이크로 LED 전사헤드로서, 상기 마이크로 LED 전사헤드는 서로 다른 제1흡착력과 제2흡착력을 통해 마이크로 LED를 흡착시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the micro LED transfer head of the present invention is a micro LED transfer head for adsorbing a micro LED, the micro LED transfer head is a micro LED through a different first and second adsorption force. It is characterized by adsorbing.
또한, 상기 마이크로 LED의 하부에 구비되어 상기 제1흡착력을 발생시키는 제1흡착력발생부; 및 상기 제1흡착력발생부의 하부에 구비되어 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면 중 일부를 이루며, 상기 제2흡착력을 발생시키는 제2흡착력발생부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a first adsorption force generation unit provided in the lower portion of the micro LED to generate the first adsorption force; And a second adsorption force generation unit provided below the first adsorption force generation unit to form a part of the lower surface of the micro LED transfer head and generating the second adsorption force.
또한, 상기 제2흡착력의 발생을 차단시키도록 상기 제2흡착력발생부의 하부에 구비되는 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a blocking unit provided at a lower portion of the second adsorption force generation unit to block the generation of the second adsorption force.
또한, 상기 제1흡착력발생부에 의해 발생되는 상기 제1흡착력은 흡입력이고, 상기 제2흡착력발생부에 의해 발생되는 상기 제2흡착력은 정전기력 또는 자기력인 것을 특징으로 한다.In addition, the first adsorption force generated by the first adsorption force generation unit is a suction force, and the second adsorption force generated by the second adsorption force generation unit is characterized in that the electrostatic force or magnetic force.
또한, 상기 제1흡착력과 상기 제2흡착력은 순차적으로 발생되어 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first adsorption force and the second adsorption force may be sequentially generated to adsorb the micro LED.
또한, 상기 제1흡착력은 상기 마이크로 LED가 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉할 때까지 상기 마이크로 LED를 부양시키고, 상기 제2흡착력은 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉된 마이크로 LED를 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 흡착시키는 것을 특징으로 한다.The first adsorption force supports the micro LED until the micro LED contacts the bottom surface of the micro LED transfer head, and the second adsorption force causes the micro LED to be in contact with the bottom surface of the micro LED transfer head. It is characterized by adsorbing on the lower surface of the transfer head.
또한, 상기 제2흡착력은 상기 마이크로 LED가 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉할 때까지 상기 마이크로 LED를 부양시키고, 상기 제1흡착력은 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉된 마이크로 LED를 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 흡착시키는 것을 특징으로 한다.The second adsorption force supports the micro LED until the micro LED contacts the bottom surface of the micro LED transfer head, and the first adsorption force causes the micro LED to be in contact with the bottom surface of the micro LED transfer head. It is characterized by adsorbing on the lower surface of the transfer head.
또한, 상기 제1흡착력과 상기 제2흡착력은 동시에 발생되어 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first adsorption force and the second adsorption force may be simultaneously generated to adsorb the micro LED.
다른 특징을 갖는 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드는, 마이크로 LED를 흡착하는 마이크로 LED 전사헤드로서, 상기 마이크로 LED의 하부에 구비되어 상기 제1흡착력을 발생시키는 제1흡착력발생부; 및 상기 제1흡착력발생부의 하부에 구비되어 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면 중 일부를 이루며, 상기 제2흡착력을 발생시키는 제2흡착력발생부;를 포함하되, 상기 마이크로 LED 전사헤드는 서로 다른 제1흡착력과 제2흡착력을 통해 마이크로 LED를 흡착시키고, 상기 제1흡착력발생부에는 구멍이 구비되어 상기 구멍을 통해 상기 제1흡착력인 흡입력이 발생되며, 상기 제2흡착력발생부에는 전극층 및 유전층이 구비되어 상기 전극층 및 상기 유전층을 통해 상기 제2흡착력인 정전기력이 발생하거나, 상기 제2흡착력발생부에는 자기력층이 구비되어 상기 자기력층을 통해 상기 제2흡착력인 자기력이 발생하는 것을 특징으로 한다.Micro LED transfer head of the present invention having another feature, a micro LED transfer head for absorbing the micro LED, the first adsorption force generating unit is provided in the lower portion of the micro LED to generate the first adsorption force; And a second adsorption force generation unit provided below the first adsorption force generation unit to form part of a lower surface of the micro LED transfer head and generating the second adsorption force, wherein the micro LED transfer heads are different from each other. The micro LED is adsorbed through the adsorption force and the second adsorption force, and the first adsorption force generating unit is provided with a hole to generate a suction force that is the first adsorption force through the hole, and the second adsorption force generating unit is provided with an electrode layer and a dielectric layer. The electrostatic force as the second adsorption force is generated through the electrode layer and the dielectric layer, or the magnetic force layer is provided at the second adsorption force generation unit to generate the magnetic force as the second adsorption force through the magnetic force layer.
또한, 상기 전극층 및 상기 유전층 또는 상기 자기력층은 상기 구멍이 형성되지 않은 영역의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode layer, the dielectric layer or the magnetic force layer is characterized in that located below the region where the hole is not formed.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로 LED 전사헤드는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the micro LED transfer head according to the present invention has the following effects.
마이크로 LED 전사헤드가 하강하여 마이크로 LED의 상면에 접촉하는 방식에 의해 야기되는 마이크로 LED의 손상 또는 파손 방지와, 마이크로 LED 흡착시 발생하는 위치 오차 문제 해결을 달성할 수 있다.It is possible to prevent damage or breakage of the micro LED caused by the manner in which the micro LED transfer head descends to contact the upper surface of the micro LED, and to solve the position error problem occurring when the micro LED is absorbed.
제1, 2흡착력 중 어느 하나의 흡착력이 복수개의 마이크로 LED 중 적어도 어느 하나를 부양 또는 흡착시킬 수 없을 정도로 약한 힘을 갖거나, 부양 또는 흡착시킬 수 없을 경우, 나머지 하나의 힘이 이를 보완해 줌으로써, 복수개의 마이크로 LED를 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 용이하게 흡착할 수 있다.If the adsorption force of any one of the first and second adsorption forces has a force so weak that it cannot support or adsorb at least one of the plurality of micro LEDs, or cannot support or adsorb, the other force compensates for this. The plurality of micro LEDs can be easily adsorbed to the lower surface of the micro LED transfer head.
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 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드의 도면.
도 4a 내지 도 4d는 도 3의 마이크로 LED 전사헤드를 이용하여 마이크로 LED를 흡착하는 과정을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 제5실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 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 micro LED transfer head according to a first embodiment of the present invention.
4A to 4D illustrate a process of absorbing micro LEDs using the micro LED transfer head of FIG. 3.
5 is a view showing that the micro LED is adsorbed on the micro LED transfer head according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view showing that the micro LED is adsorbed to the micro LED transfer head according to a third embodiment of the present invention.
7 is a view showing that the micro LED is adsorbed on the micro LED transfer head according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a view showing that the micro LED is adsorbed on the micro LED transfer head according to a fifth embodiment of the present invention.
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.
설명에 앞서, 다음과 같은 사항을 정의한다. 마이크로 LED 전사헤드(1000 ~ 1000d)에는 흡착영역(A)과 비흡착영역(B)이 구비되는데, 이 경우, 흡착영역(A)은 마이크로 LED(100)를 흡착하는 영역을 의미하고, 비흡착영역(B)은 마이크로 LED(100)를 흡착하지 않는 영역을 의미한다.Before the description, the following items are defined. The micro LED transfer heads 1000 to 1000d are provided with an adsorption area A and a non-adsorption area B. In this case, the adsorption area A means an area for adsorbing the
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 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
본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)Micro
이하, 도 3 내지 도 4d를 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)에 대해 설명한다.Hereinafter, the micro
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드의 도면이고, 도 4a 내지 도 4d는 도 3의 마이크로 LED 전사헤드를 이용하여 마이크로 LED를 흡착하는 과정을 도시한 도면이다.3 is a view of a micro LED transfer head according to a first embodiment of the present invention, Figures 4a to 4d is a view showing a process of adsorbing the micro LED using the micro LED transfer head of FIG.
도 3 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는, 서로 다른 제1흡착력과, 제2흡착력을 통해 마이크로 LED(100)를 흡착시키며, 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하부에 구비되어 제1흡착력을 발생시키는 제1흡착력발생부(1100)와, 제1흡착력발생부(1100)의 하부에 구비되어 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 중 일부를 이루며, 제2흡착력을 발생시키는 제2흡착력발생부(1300)와, 제2흡착력의 발생을 차단시키도록 제2흡착력발생부(1300)의 하부에 구비되는 차단부(1500)를 포함하여 구성될 수 있다.3 to 4D, the micro
제1흡착력발생부(1100)는 제1흡착력을 발생시키며, 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하부에서 제2흡착력발생부(1300)의 상부에 구비된다.The first adsorption
제1흡착력은 제2흡착력과 다른 종류의 힘, 즉, 이종(異種)의 힘이며, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에서, 제1흡착력은 흡입력일 수 있다.The first adsorption force is a different kind of force from the second adsorption force, that is, a heterogeneous force. In a first preferred embodiment of the present invention, the first adsorption force may be a suction force.
제1흡착력발생부(1100)는 모재(1110)와, 모재(1110)에 구비된 복수개의 구멍(1130)을 포함하여 구성될 수 있다. The first adsorption
복수개의 구멍(1130)은 모재(1110)에 에칭 또는 레이저 가공 등을 통해 형성될 수 있다. The plurality of
복수개의 구멍(1130)은, 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 챔버(1010)와 연통된다. The plurality of
챔버(1010)는 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 제1흡착력발생부(1100)의 상부에 공간을 의미하며, 챔버(1010)는 외부 펌핑장치(미도시)와 연통되어 있다. 위와 같은 구조에 따라, 외부 펌핑장치가 작동되면, 챔버(1010) 및 제1흡착력발생부(1100)의 복수개의 구멍(1130)에 흡입력이 발생되며, 이러한 흡입력이 마이크로 LED(100)의 흡착을 달성시키는 제1흡착력이다.The
이러한 복수개의 구멍(1130)은 도 3 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 하나의 흡착영역(A)에 하나의 구멍(1130)이 형성될 수도 있으며, 도면과 달리, 하나의 흡착영역(A)에 복수개의 구멍(1130)이 형성될 수도 있다.As shown in FIGS. 3 to 4D, one
제2흡착력발생부(1300)는 제2흡착력을 발생시키며, 제1흡착력발생부(1100)의 하부에 구비된다.The second
제2흡착력은 제1흡착력과 다른 종류의 힘, 즉, 이종(異種)의 힘이며, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에서, 제2흡착력은 정전기력 또는 자기력일 수 있다.The second adsorption force is a kind of force different from the first adsorption force, that is, a heterogeneous force. In the first preferred embodiment of the present invention, the second adsorption force may be an electrostatic force or a magnetic force.
제2흡착력발생부(1300)는 제1흡착력발생부(1100)의 하면에 형성되는 상부층(1310)과, 하부층(1330)의 하면에 구비되는 하부층(1330)을 포함하여 구성될 수 있다. The second adsorption
이 경우, 상부층(1310)과 하부층(1330)은 제1흡착력발생부(1100)의 구멍(1130)이 형성되지 않은 영역의 하부에 위치하게 된다. 따라서, 제2흡착력발생부(1300)는 제1흡착력발생부(1100)의 구멍(1130)이 형성되지 않은 영역의 하부에 위치한다.In this case, the
전술한 제2흡착력이 정전기력일 경우, 상부층(1310)은 전극층이고, 하부층(1330)은 전극층의 하면에 형성되는 유전체층일 수 있다.When the second adsorption force is an electrostatic force, the
전극층에는 전압이 인가되며, 전극층에 전압이 인가될 경우, 유전층에서 유전분극이 일어나게 되며, 이를 통해, 정전기력이 발생하게 된다. 이 경우, 정전기력은 제2흡착력이 된다.A voltage is applied to the electrode layer, and when voltage is applied to the electrode layer, dielectric polarization occurs in the dielectric layer, thereby generating an electrostatic force. In this case, the electrostatic force is the second adsorption force.
전극층은 텅스텐(W), 구리(Cu) 등의 금속 재질이 이용될 수 있으며, 유전층은 전극층의 하면에 세라믹 재질 등을 용사 코팅하여 형성될 수 있다.The electrode layer may be a metal material such as tungsten (W) or copper (Cu), and the dielectric layer may be formed by thermally coating a ceramic material or the like on the lower surface of the electrode layer.
전술한 제2흡착력이 자기력일 경우, 상부층(1310)은 자기력층이고, 하부층(1330)은 자기력층의 하면에 형성되는 보호층일 수 있다.When the second adsorption force is a magnetic force, the
자기력층에는 전압이 인가되며, 자기력층에 전압이 인가될 경우, 자기력층에 자기력이 발생하게 된다. 이 경우, 자기력은 제2흡착력이 된다. 보호층은 자기력층을 보호하는 기능 및 마이크로 LED(100)의 상면이 자기력층에 의해 손상되는 것을 방지하는 기능을 한다. 또한, 전술한 자기력은 전자기력을 포함하는 개념이다.Voltage is applied to the magnetic force layer, and when a voltage is applied to the magnetic force layer, magnetic force is generated in the magnetic force layer. In this case, the magnetic force is the second adsorption force. The protective layer functions to protect the magnetic force layer and to prevent the top surface of the
차단부(1500)는 제2흡착력발생부(1300)의 하부에 구비되며, 제2흡착력의 발생을 차단시키는 기능을 한다.The
차단부(1500)는 제2흡착력발생부(1300)의 하부층(1330)의 하면에서 비흡착영역(B)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.The
제2흡착력이 정전기력일 경우, 차단부(1500)는 하부층(1330), 즉, 유전체층의 하면에서 비흡착영역(B)에 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 정전기력을 차단시킬 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. When the second adsorption force is an electrostatic force, the
제2흡착력발생부(1300)의 전극층 및 유전체층에 의해 정전기력이 발생되더라도, 차단부(1500)가 위치하는 비흡착영역(B)에는 정전기력이 발생되지 않는다. 따라서, 제2흡착력인 정전기력에 의해 비흡착영역(B)에 마이크로 LED(100)가 흡착되는 것을 방지할 수 있다.Although the electrostatic force is generated by the electrode layer and the dielectric layer of the second adsorption
제2흡착력이 자기력일 경우, 차단부(1500)는 하부층(1330), 즉, 보호층의 하면에서 비흡착영역(B)에 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 자기력을 차단시킬 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 만약, 제2흡착력발생부(1300)에 하부층(1330), 즉, 보호층이 구비되지 않을 경우, 차단부(1500)는 상부층(1310), 즉, 자기력층의 하면에 형성되어 구비될 수 있다.When the second adsorption force is a magnetic force, the
제2흡착력발생부(1300)의 자기력층에 의해 자기력이 발생되더라도, 차단부(1500)가 위치하는 비흡착영역(B)에는 자기력이 발생되지 않는다. 따라서, 제2흡착력인 자기력에 의해 비흡착영역(B)에 마이크로 LED(100)가 흡착되는 것을 방지할 수 있다.Although magnetic force is generated by the magnetic force layer of the second suction
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)를 통해 마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of adsorbing the
마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법은 크게 2가지로 나눌 수 있다.The method of adsorbing the
첫번째 방법은 제1흡착력과 제2흡착력이 순차적으로 발생하여 마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법이고, 두번째 방법은 제1흡착력과 제2흡착력이 동시에 발생하여 마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법이다.The first method is a method of adsorbing the
이하, 도 4a 내지 도 4d를 참고하여, 전술한 방법 중 제1흡착력과 제2흡착력이 순차적으로 발생하여 마이크로 LED(100)를 흡착하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, referring to FIGS. 4A to 4D, a method of adsorbing the
마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 성장 기판(101)의 상부에 위치한다. 이 경우, 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 흡착영역(A)과 마이크로 LED(100)가 상하 방향으로 동일선상에 위치하도록 정렬된다.In order to adsorb the
성장 기판(101)의 상부에 정렬된 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 성장 기판(101) 방향으로 하강하게 된다. 이 경우, 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하강은 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면, 즉, 제2흡착력발생부(1300)의 하부층(1330)이 마이크로 LED(100)의 상면 사이에 소정의 이격거리가 형성되도록 하강한다.The micro
마이크로 LED(100)가 하강 한 후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1흡착력발생부(1100)에 의한 제1흡착력 및 제2흡착력발생부(1300)에 의한 제2흡착력 중 어느 하나의 힘이 발생하게 됨으로써, 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 방향으로 부양시킨다. 이 경우, 제1흡착력 및 제2흡착력 중 어느 하나의 힘에 의해 마이크로 LED(100)는 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉할 때까지 부양될 수 있다.After the
마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면으로 부양된 후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1흡착력발생부(1100)에 의한 제1흡착력 및 제2흡착력발생부(1300)에 의한 제2흡착력 중 나머지 하나의 힘이 발생하게 됨으로써, 마이크로 LED(100)는 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면의 흡착영역(A)에 더욱 견고하게 흡착된다.After the
전술한 바와 같이, 제1흡착력과 제2흡착력이 순차적으로 발생하는 방법은, 제1흡착력 및 제2흡착력 중 어느 하나의 힘이 먼저 발생하여 마이크로 LED(100)를 부양시킨 후, 제1흡착력 및 제2흡착력 중 나머지 힘이 부양된 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 중 흡착영역(A)에 견고하게 흡착함으로써, 수행된다.As described above, the first adsorption force and the second adsorption force sequentially generated method, any one of the first and second adsorption force is generated first to support the
위와 같이, 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 제1흡착력 및 제2흡착력 중 어느 하나의 힘으로 마이크로 LED(100)를 부양시킨 후, 제1흡착력 및 제2흡착력 중 나머지 하나의 힘으로 부양된 마이크로 LED(100)를 흡착한다. 다시 말해, 마이크로 LED 전사헤드(1000)가 하강하여 마이크로 LED(100)의 상면에 접촉하는 종래의 방식을 채택하지 않음으로써, 마이크로 LED(100)가 손상되거나 파손되는 종래의 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 마이크로 LED 전사헤드(1000)가 하강하여 마이크로 LED(100)의 상면에 접촉하는 방식에 의해 야기되는 마이크로 LED(100)의 위치 오차 문제도 해결할 수 있다.As described above, the micro
제1흡착력발생부(1100)를 통해 제1흡착력, 즉, 흡입력이 먼저 발생하는 경우, 도 4c의 상태에서 외부 펌핑장치에 의해 구멍(1130)을 통해 흡입력이 발생하게 되며, 이러한 흡입력에 의해 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 방향으로 부양된다. 그 후, 도 4d의 상태에서 제2흡착력발생부(1300)를 통해 제2흡착력이 발생되어 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 중 흡착영역(A)에 견고히 흡착하게 된다. 다시 말해, 제1흡착력은 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉할 때까지 마이크로 LED(100)를 부양시키고, 제2흡착력은 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉된 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 흡착시키는 것이다.When the first suction force, that is, the suction force is generated first through the first suction
이 경우, 제2흡착력은 정전기력 또는 자기력일 수 있다. 이와 같이, 제1흡착력이 먼저 발생하는 경우, 흡입력은 비교적 강한 힘이므로, 마이크로 LED 전사헤드(1000)가 많이 하강하지 않더라도, 마이크로 LED(100)를 쉽게 부양시킬 수 있는 장점이 있다 또한, 제2흡착력, 즉, 정전기력 또는 자기력은 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉된 마이크로 LED(100)만을 흡착하면 되므로, 강한 힘의 정전기력 또는 자기력이 필요하지 않다는 장점이 있다.In this case, the second adsorption force may be an electrostatic force or a magnetic force. As such, when the first adsorption force occurs first, the suction force is a relatively strong force, and thus, even if the micro
제2흡착력발생부(1300)를 통해 제2흡착력, 즉, 정전기력 또는 자기력이 먼저 발생하는 경우, 도 4c의 상태에서 전극층 및 유전체층을 통해 정전기력이 발생하거나, 자기력층을 통해 자기력이 발생하게 되며, 이러한 정전기력 또는 자기력에 의해 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 방향으로 부양된다. 그 후, 도 4d의 상태에서 제1흡착력발생부(1100)의 구멍(1130)을 통해 제1흡착력, 즉, 흡입력이 발생되어 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면 중 흡착영역(A)에 견고히 흡착하게 된다. 다시 말해, 제2흡착력은 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉할 때까지 마이크로 LED(100)를 부양시키고, 제1흡착력은 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉된 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 흡착시키는 것이다.When the second adsorption force, that is, the electrostatic force or the magnetic force is first generated through the second adsorption
이와 같이, 제2흡착력이 먼저 발생하는 경우, 제2흡착력, 즉, 정전기력 또는 자기력에 의해 부양된 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 접촉하고 난 후, 제1흡착력인 흡입력에 의해 마이크로 LED(100)의 상면을 흡입하게 되므로, 마이크로 LED(100)의 상면과 구멍 사이에 진공압(또는 음압)이 발생함으로써, 더욱 강한 힘으로 마이크로 LED(100)를 흡착할 수 있다는 장점이 있다.As such, when the second adsorption force occurs first, after the
또한, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 다음과 같은 효과가 있다.In addition, the micro
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000)는 제1흡착력과 제2흡착력이 동시에 발생되어 마이크로 LED(100)를 흡착시킬 수 있다. 다시 말해, 마이크로 LED 전사헤드(1000)가 성장 기판(101)의 상부에 이격거리를 형성한 채, 하강한 후, 제1흡착력발생부(1100) 및 제2흡착력발생부(1300) 각각이 제1흡착력 및 제2흡착력을 발생시킴으로써, 마이크로 LED(100)를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 흡착시키는 것이다.As described above, the micro
위와 같이, 제1, 2흡착력이 동시에 발생된 경우, 어느 하나의 흡착력이 복수개의 마이크로 LED(100) 중 적어도 어느 하나를 부양 또는 흡착시킬 수 없을 정도로 약한 힘을 갖거나, 제1흡착력발생부(1100) 또는 제2흡착력발생부(1300)의 불량으로 인해 부양 또는 흡착시킬 수 없을 경우, 나머지 하나의 힘이 이를 보완해 줌으로써, 성장 기판(101)의 복수개의 마이크로 LED(100) 전부를 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 하면에 용이하게 흡착할 수 있다.As described above, when the first and second adsorption forces are generated at the same time, any one of the adsorption forces may have a weak force so as not to support or adsorb at least one of the plurality of
위에서는 성장 기판(101)에 안착된 마이크로 LED(100)를 흡착하는 것을 기준으로 마이크로 LED 전사헤드(1000)의 흡착 과정을 설명하였으나, 마이크로 LED(100)가 임시기판 등에 있는 경우에도 위의 과정들이 적용될 수 있다.Although the above described the adsorption process of the micro
이하, 본 발명의 바람직한 제2 내지 제5실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000a ~ 1000d)에 대해 설명한다. 단, 이하 설명되는 실시 예는 전술한 제1실시 예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시 예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명들은 생략한다.Hereinafter, the micro
본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000a)Micro
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000a)에 대해 설명한다.Hereinafter, the micro
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면이다.5 is a view showing that the micro LED is adsorbed to the micro LED transfer head according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000a)는 차단부(1500a)의 형상이 하부에서 상부로 갈수록 그 폭이 작아지는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 다시 말해, 차단부(1500a)는 그 하면의 폭이 그 상면의 폭보다 작아지는 형상을 갖는다.The micro
위와 같은 차단부(1500a)의 형상으로 인해, 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드(1000a)의 흡착영역(A)에 흡착시, 부양된 마이크로 LED(100)가 가이드되어 마이크로 LED(100)의 하면 방향으로 부양되므로, 그 위치가 정렬되어 흡착될 수 있다. 따라서, 마이크로 LED(100)의 위치 오차가 발생하여 흡착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.Due to the shape of the
본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000b)Micro
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000b)에 대해 설명한다.Hereinafter, the micro
도 6는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면이다.6 is a view showing that the micro LED is adsorbed to the micro LED transfer head according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000b)는 제1흡착력발생부(1100)의 상부에 복수개의 기공을 갖는 다공질 세라믹(1700)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 복수개의 기공은 구멍(1130)과 연통된다.The micro
따라서, 제1흡착력인 흡입력은 복수개의 기공과 제1흡착력발생부(1100)의 구멍(1130)을 통해 발생될 수 있다.Therefore, the suction force, which is the first suction force, may be generated through the
위와 같이, 다공질 세라믹(1700)이 제1흡착력발생부(1100)의 상부에 구비됨에 따라, 제1흡착력발생부(1100)의 견고한 지지가 달성됨과 동시에, 복수개의 기공과 구멍(1130)의 연통에 의해 용이한 흡입력의 발생이 달성될 수 있다.As described above, as the porous ceramic 1700 is provided on the upper portion of the first adsorption
본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000c)Micro
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000c)에 대해 설명한다.Hereinafter, the micro
도 7는 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면이다.7 is a view showing that the micro LED is adsorbed to the micro LED transfer head according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000b)는, 제1흡착력발생부(1100c)가 복수개의 구멍(1130c)을 갖는 양극산화막으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The micro
양극산화막은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 구멍(1130c)은 금속을 양극산화하여 양극산화막을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. The anodization film refers to a film formed by anodizing a metal as a base material, and the
예컨대, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극산화하면 모재의 표면에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막이 형성된다. For example, when the base metal is aluminum (Al) or an aluminum alloy, when the base material is anodized, an anodized film made of anodized aluminum (Al 2 O 3 ) is formed on the surface of the base material.
위와 같이, 형성된 양극산화막은 내부에 구멍(1130c)이 형성되지 않은 배리어층과, 내부에 구멍(1130c)이 형성된 다공층으로 구분된다. As described above, the formed anodization film is divided into a barrier layer in which holes 1130c are not formed and a porous layer in which holes 1130c are formed.
배리어층은 모재의 상부에 위치하고, 다공층은 배리어층의 상부에 위치한다. The barrier layer is located on top of the base material, and the porous layer is located on top of the barrier layer.
이처럼, 배리어층과 다공층을 갖는 양극산화막이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막만이 남게 된다. As such, when the base material is removed from the base material on which the anodization film having the barrier layer and the porous layer is formed on the surface, only the anodization film made of anodized aluminum (Al 2 O 3 ) material remains.
양극산화막은, 지름이 균일하고, 수직한 형태로 형성되면서 규칙적인 배열을 갖는 구멍(1130c)을 갖게 된다. The anodic oxide film has a
따라서, 배리어층을 제거하면, 구멍(1130c)은 상, 하로 수직하게 관통된 구조를 갖게 되며, 이를 통해 수직한 방향으로 진공압을 형성하는 것이 용이하게 된다. Therefore, when the barrier layer is removed, the
양극산화막의 내부는 수직 형상의 구멍(1130c)에 의해 수직한 형태로의 공기 유로를 형성할 수 있게 된다. The inside of the anodic oxide film can form an air flow path in a vertical shape by the
구멍(1130c)의 내부 폭은 수 nm 내지 수 백nm의 크기를 갖는다. 예를 들어, 진공 흡착하고자 하는 마이크로 LED의 사이즈가 30㎛ x 30㎛인 경우이고 구멍(1130c)의 내부 폭이 수 nm인 경우에는 대략 수 천만개의 구멍(1130c)을 이용하여 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다. 한편, 진공 흡착하고자 하는 마이크로 LED의 사이즈가 30㎛ x 30㎛인 경우이고 구멍(1130c)의 내부 폭이 수 백 nm인 경우에는 대략 수 만개의 구멍(1130c)을 이용하여 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다. The inner width of the
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 양극산화막의 수만 내지 수 천만개의 구멍(1130c)을 이용하여 진공 흡착하는 것이 가능한 것이다. In the case of the
제1흡착력발생부(1100c)가 양극산화막으로 이루어지게 될 경우, 제2흡착력발생부(1300)의 상부층(1310)과 하부층(1330)은 양극산화막의 구멍(1130c)이 형성되지 않은 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.When the first adsorption
본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000c)의 제1흡착력발생부(1000c)가 복수개의 구멍(1130c)을 갖는 양극산화막으로 이루어짐에 따라, 제1흡착력인 흡입력이 발생할 때, 수십 ㎛ 사이즈를 갖는 마이크로 LED(100)를 더욱 효과적으로 부양 또는 흡착시킬 수 있다는 장점이 있다.When the first adsorption
본 발명의 바람직한 제5실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000d)Micro LED transfer head (1000d) according to a fifth embodiment of the present invention
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000c)에 대해 설명한다.Hereinafter, a micro
도 7는 본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드에 마이크로 LED가 흡착된 것을 도시한 도면이다.7 is a view showing that the micro LED is adsorbed to the micro LED transfer head according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 제4실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1000b)는, 제1흡착력발생부(1100c)가 복수개의 구멍(1130c)을 갖는 양극산화막으로 이루어지고, 이러한 제1흡착력발생부(1100c)의 상부에 복수개의 기공을 갖는 다공질 세라믹(1700)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 복수개의 기공은 구멍(1130c)과 연통된다.In the micro
따라서, 제1흡착력인 흡입력은 복수개의 기공과 제1흡착력발생부(1100c)의 구멍(1130c)을 통해 발생될 수 있다.Therefore, the suction force, which is the first suction force, may be generated through the
위와 같이, 다공질 세라믹(1700)이 양극산화막으로 이루어진 제1흡착력발생부(1100c)의 상부에 구비됨에 따라, 제1흡착력발생부(1100c)의 견고한 지지가 달성됨과 동시에, 복수개의 기공과 구멍(1130c)의 연통에 의해 용이한 흡입력의 발생이 달성될 수 있다.As described above, as the porous ceramic 1700 is provided on the upper portion of the first adsorption
마이크로 LED 전사헤드의 제1흡착력과 제2흡착력은 전술한 실시 예들과 달리 다른 힘의 조합으로도 이루어질 수 있다.The first adsorption force and the second adsorption force of the micro LED transfer head may be made of a combination of other forces, unlike the above embodiments.
다시 말해, 제1흡착력은 정전기력, 자기력, 흡입력, 반데르발스력, 점착력 중 어느 하나일 수 있으며, 제2흡착력은 상기 힘들 중 나머지 하나일 수 있는 것이다.In other words, the first adsorption force may be any one of electrostatic force, magnetic force, suction force, van der Waals force, and adhesive force, and the second adsorption force may be the other one of the forces.
하나의 일례로서, 제1흡착력을 통해 마이크로 LED(100)부양되고, 제2흡착력을 통해 부양된 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 흡착되는 경우, 제1흡착력은 정전기력, 자기력, 흡입력, 반데르발스력 중 어느 하나이고, 제2흡착력은 점착력이 수 있다.As one example, when the
따라서, 마이크로 LED(100)는 제1흡착력인 정전기력, 자기력, 흡입력, 반데르발스력 중 어느 하나에 의해 부양되어 제2흡착력인 점착력에 의해 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 견고하게 흡착될 수 있는 것이다.Therefore, the
위와 같이, 점착력에 의해 마이크로 LED(100)가 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 최종적으로 흡착되는 경우, 마이크로 LED(100)가 전사되는 기판 등에 상기 점착력보다 강한 접착력이 구비됨으로써, 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 흡착된 마이크로 LED(100)를 용이하게 전사할 수 있다.As described above, when the
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 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 preferred embodiments 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.
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, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d: 마이크로 LED 전사헤드
1010: 챔버
1100, 1100c: 제1흡착력발생부
1110: 모재
1130, 1130c: 구멍
1300: 제2흡착력발생부
1310: 상부층
1330: 하부층
1500: 차단부
1700: 다공질 세라믹
A: 흡착영역
B: 비흡착영역100: 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, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d: micro LED transfer head
1010:
1110:
1300: the second adsorption force generating unit 1310: the upper layer
1330: lower layer 1500: blocking part
1700: porous ceramic
A: adsorption zone B: non-adsorption zone
Claims (10)
상기 마이크로 LED 전사헤드는 서로 다른 제1흡착력과 제2흡착력을 통해 마이크로 LED를 흡착시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.As a micro LED transfer head that absorbs micro LED,
The micro LED transfer head is a micro LED transfer head, characterized in that for adsorbing the micro LED through different first and second adsorption force.
상기 마이크로 LED의 하부에 구비되어 상기 제1흡착력을 발생시키는 제1흡착력발생부; 및
상기 제1흡착력발생부의 하부에 구비되어 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면 중 일부를 이루며, 상기 제2흡착력을 발생시키는 제2흡착력발생부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method of claim 1,
A first adsorption force generation unit provided under the micro LED to generate the first adsorption force; And
And a second adsorption force generation unit provided under the first adsorption force generation unit to form part of a lower surface of the micro LED transfer head and generating the second adsorption force.
상기 제2흡착력의 발생을 차단시키도록 상기 제2흡착력발생부의 하부에 구비되는 차단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method of claim 2,
And a blocking unit provided under the second adsorption force generating unit to block the generation of the second adsorption force.
상기 제1흡착력발생부에 의해 발생되는 상기 제1흡착력은 흡입력이고, 상기 제2흡착력발생부에 의해 발생되는 상기 제2흡착력은 정전기력 또는 자기력인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method of claim 2,
And the first suction force generated by the first suction force generator is a suction force, and the second suction force generated by the second suction force generator is an electrostatic force or a magnetic force.
상기 제1흡착력과 상기 제2흡착력은 순차적으로 발생되어 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method according to claim 1 or 4,
The first adsorption force and the second adsorption force are sequentially generated micro LED transfer head, characterized in that to adsorb the micro LED.
상기 제1흡착력은 상기 마이크로 LED가 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉할 때까지 상기 마이크로 LED를 부양시키고, 상기 제2흡착력은 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉된 마이크로 LED를 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method of claim 5,
The first adsorption force supports the micro LED until the micro LED contacts the bottom surface of the micro LED transfer head, and the second adsorption force causes the micro LED to be in contact with the bottom surface of the micro LED transfer head. Micro LED transfer head characterized in that the adsorption on the lower surface.
상기 제2흡착력은 상기 마이크로 LED가 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉할 때까지 상기 마이크로 LED를 부양시키고, 상기 제1흡착력은 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 접촉된 마이크로 LED를 마이크로 LED 전사헤드의 하면에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method of claim 5,
The second adsorption force supports the micro LED until the micro LED contacts the bottom surface of the micro LED transfer head, and the first adsorption force causes the micro LED to be in contact with the bottom surface of the micro LED transfer head. Micro LED transfer head characterized in that the adsorption on the lower surface.
상기 제1흡착력과 상기 제2흡착력은 동시에 발생되어 상기 마이크로 LED를 흡착하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method according to claim 1 or 4,
The first and second adsorption force is generated at the same time micro LED transfer head, characterized in that for adsorbing the micro LED.
상기 마이크로 LED의 하부에 구비되어 상기 제1흡착력을 발생시키는 제1흡착력발생부; 및
상기 제1흡착력발생부의 하부에 구비되어 상기 마이크로 LED 전사헤드의 하면 중 일부를 이루며, 상기 제2흡착력을 발생시키는 제2흡착력발생부;를 포함하되,
상기 마이크로 LED 전사헤드는 서로 다른 제1흡착력과 제2흡착력을 통해 마이크로 LED를 흡착시키고,
상기 제1흡착력발생부에는 구멍이 구비되어 상기 구멍을 통해 상기 제1흡착력인 흡입력이 발생되며,
상기 제2흡착력발생부에는 전극층 및 유전층이 구비되어 상기 전극층 및 상기 유전층을 통해 상기 제2흡착력인 정전기력이 발생하거나, 상기 제2흡착력발생부에는 자기력층이 구비되어 상기 자기력층을 통해 상기 제2흡착력인 자기력이 발생하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.As a micro LED transfer head that absorbs micro LED,
A first adsorption force generation unit provided under the micro LED to generate the first adsorption force; And
And a second adsorption force generation unit provided below the first adsorption force generation unit to form part of a lower surface of the micro LED transfer head and generating the second adsorption force.
The micro LED transfer head adsorbs the micro LED through different first and second adsorption forces,
The first suction force generating portion is provided with a hole to generate a suction force which is the first suction force through the hole,
The second adsorption force generating unit is provided with an electrode layer and a dielectric layer to generate an electrostatic force as the second adsorption force through the electrode layer and the dielectric layer, or the second adsorption force generating unit is provided with a magnetic force layer and the second through the magnetic force layer. Micro LED transfer head, characterized in that the magnetic force that is the attraction force is generated.
상기 전극층 및 상기 유전층 또는 상기 자기력층은 상기 구멍이 형성되지 않은 영역의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.The method of claim 9,
And the electrode layer and the dielectric layer or the magnetic force layer are positioned under the hole where the hole is not formed.
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