KR20200079481A - Led 칩의 검사 방법, 그 검사 장치 및 led 디스플레이의 제조 방법 - Google Patents

Led 칩의 검사 방법, 그 검사 장치 및 led 디스플레이의 제조 방법 Download PDF

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코이치로 후카야
코이치 카지야마
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

본 발명은 사파이어 기판(7)에 형성된 복수의 LED 칩(6)의 검사 방법으로서, 상기 사파이어 기판(7) 위의 복수의 상기 LED 칩(6)의 접점(10)과, 이 접점(10)에 대응하여 검사용 배선 기판(11)에 설치된 복수의 전극 패드(12)가 합치하도록, 상기 사파이어 기판(7)을 상기 검사용 배선 기판(11) 위에 위치 결 정하여 탑재하는 제1 스텝과, 복수의 상기 LED 칩(6)의 상기 접점(10)과 상기 검사용 배선 기판(12)을 전기 접속시키는 제2 스텝과, 상기 검사용 배선 기판(11)을 통하여 복수의 상기 LED 칩(6)에 통전하고, 이 LED(6)의 양부를 판정하는 제3 스텝을 실시하는 것이다.

Description

LED 칩의 검사 방법, 그 검사 장치 및 LED 디스플레이의 제조 방법
본 발명은 LED(light emitting diode) 칩의 검사 방법에 관한 것으로, 특히 웨이퍼로부터 LED 칩을 분리하지 않고 양부를 판정을 할 수 있도록 하는 LED 칩의 검사 방법, 그 검사 장치 및 LED 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 LED 디스플레이의 제조 방법은 사파이어 기판 위에 형성된 복수의 LED 칩을 전사용 기판에 일시적으로 전사하는 공정과, 흡착 헤드에 의하여 흡인하여 전사용 기판에 전사된 복수의 LED 칩으로부터 배선용 기판의 전극 피치에 맞추어 복수의 LED 칩을 꺼내는 공정과, 흡착 헤드에 의하여 꺼낸 복수의 LED 칩을 배선용 기판에 실장하는 공정을 실시하는 것으로 되어 있었다 (예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또한, 상기 특허 문헌 1에는, 전사용 기판에 유지된 상태로 LED 칩을 검사하는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌1 : 일본공개특허공보 특개 2008-77100호
그러나, 이와 같은 종래의 LED 디스플레이의 제조 방법에 있어서, 사파이어 기판으로부터 복수의 LED 칩을 일시적으로 전사용 기판으로 옮겨 LED 칩을 검사한 후, 양품인 LED 칩을 흡착 헤드로 흡착하여 꺼내어, 이를 배선용 기판에 실장하는 것이기 때문에, 제조 공정이 번잡해진다는 문제가 있다.
또한, 종래의 LED 디스플레이의 제조 방법에서는 LED 칩을 배선용 기판에 실장하기 전에 LED 칩을 검사할 수 있어서, 불량한 소자를 조기에 제거하고 수율을 개선할 수 있으나, 사파이어 기판에서 전사용 기판에 일시적으로 옮긴 후에 검사를 하기 때문에, 제조공정이 번잡하다는 문제는 해소되지 않는다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점에 대처하여, 웨이퍼로부터 LED 칩을 꺼내지 않고도 양호한지 불량한지 판정을 할 수 있도록 하는 LED 칩의 검사 방법, 그 검사 장치 및 LED 디스플레이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 LED 칩의 검사 방법은 웨이퍼에 형성된 복수의 LED 칩의 검사 방법으로, 상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 LED 칩의 접점과, 이 접점에 대응하여 배선 기판에 설치된 복수의 전극 패드가 합치하도록, 상기 웨이퍼를 상기 배선 기판 위에 위치 결정하여 탑재하는 제1 스텝과, 복수의 상기 LED 칩의 상기 접점과, 상기 배선 기판의 복수의 상기 전극 패드를 전기 접속시키는 제2 스텝과, 상기 배선 기판을 통하여 복수의 상기 배선 기판에 통전하여, 상기 LED 칩의 양부를 판정하는 제3 스텝을 실시한다.
또한, 본 발명에 의한 LED 칩의 검사 장치는 복수의 LED 칩을 형성한 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 유지부와, 상기 웨이퍼 유지부에 대향하여 배치되고, 복수의 상기 LED 칩의 접점에 대응하여 전극 패드를 설치한 배선 기판을 유지하는 배선 기판 유지부와, 상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 LED 칩의 접점과, 상기 배선 기판에 설치된 복수의 전극 패드가 합치하도록 상기 웨이퍼를 상기 배선 기판에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단과, 상기 웨이퍼 및 상기 배선 기판의 적어도 어느 한 쪽을 압압(押壓)하여, 복수의 상기 LED 칩의 상기 접전과 상기 배선 기판의 상기 전극 패드를 전기 접속시키는 압압 수단과, 상기 배선 기판을 통하여 복수의 상기 LED 칩을 통전하고, 상기 LED 칩의 양부를 판정하는 판정 수단을 구비한 것이다.
또한, 본 발명에 의한 LED 디스플레이의 제조 방법은 투명한 웨이퍼에 형성된 복수의 마이크로 LED 칩을 배선 기판에 실장하는 LED 디스플레이의 제조 방법으로서, 상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 마이크로 LED 칩의 접점과, 이 접점에 대응하여 검사용 배선 기판에 설치된 제1의 전극 패드가 합치하도록 상기 웨이퍼를 상기 검사용 배선 기판 위에 위치 결정하여 탑재하는 제1 스텝과, 상기 웨이퍼를 압압하여 복수의 마이크로 LED 칩의 상기 접점과 상기 검사용 배선 기판의 상기 제1의 전극 패드를 전기 접속시키는 제2 스텝과, 상기 검사용 배선 기판을 통하여 복수의 상기 마이크로 LED 칩에 통전하여, 상기 마이크로 LED 칩의 양부를 판단하는 제3 스텝과, 상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 마이크로 LED 칩의 접점과, 상기 접점에 대응하여 배선 기판에 설치된 제2의 전극 패드를 합치하도록 상기 웨이퍼를 상기 배선 기판 위에 위치 결정하여 탑재하는 제4스텝과, 상기 웨이퍼측으로부터 레이저 광을 조사하여, 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩을 상기 웨이퍼로부터 선택적으로 리프트 오프하여 상기 배선 기판에 실장하는 제5스텝을 포함하는 것이다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼로부터 LED 칩을 분리하지 않고 LED 칩이 양부를 판정할 수 있다. 따라서 LED 디스플레이 제조 공정이 간소화되어 LED 디스플레이 제조 비용을 절감할 수 있다.
[도 1] 본 발명에 의한 LED 칩의 검사 장치의 하나의 실시 형태를 모식적으로 나타내는 개요도이다.
[도 2] 복수의 마이크로 LED 칩이 형성된 웨이퍼를 나타내는 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 주요부 확대 단면도이다.
[도 3] 상기 검사 장치에 사용되는 검사용 배선 기판의 제1의 전극 패드에 형성되는 탄성 돌기부를 설명하는 단면도로, (a)는 하나의 실시예를 나타내며, (b)는 또 다른 실시예를 나타낸다.
[도 4] 본 발명에 의한 LED 칩의 검사 방법에 대하여 도시하는 설명도이다.
[도 5] 상기 LED 칩의 검사 방법을 사용하여 제조되는 LED 디스플레이의 제 1 실시 형태를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
[도 6] 도 5의 주요부 확대 단면도이다.
[도 7] 상기 LED 디스플레이의 LED 어레이 기판의 하나의 구성예를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
[도 8] 상기 LED 어레이 기판을 제조하는 제1의 실시예를 나타내는 공정도이다.
[도 9] 상기 LED 어레이 기판의 배선 기판의 하나의 구성예를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
[도 10] 상기 LED 어레이 기판을 제조하는 제2의 실시예를 나타내는 공정도이다.
[도 11] 상기 LED 디스플레이의 형광 발광층 어레이 제조에 대하여 설명하는 공정도이다.
[도 12] 상기 LED 어레이 기판과 상기 형광 발광층 어레이의 조립 공정을 나타내는 설명도이다.
[도 13] 상기 LED 디스플레이의 제2의 실시 형태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
[도 14] 상기 LED 디스플레이의 제3의 실시 형태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
[도 15] 상기 LED 디스플레이의 제4의 실시 형태를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
[도 16] 상기 제4의 실시 형태에 사용하는 표시용 배선 기판 및 각 색 대응의 사파이어 기판을 나타내는 평면도로, (a)가 표시용 배선 기판이고, (b)가 각 색 대응의 사파이어 기판이다.
[도 17] 상기 제4의 실시형태 제조에 있어서 1차 리프트 오프를 나타내는 설명도로, (a)는 표시용 배선 기판 위에 대한 각 색 대응 사파이어 기판의 배치 상태를 나타내고, (b)는 리프트 오프 후의 표시용 배선 기판 위의 LED 칩 열을 나타내며, (c)는 리프트 오프 후의 각 색 대응 사파이어 기판을 나타낸다.
[도 18] 상기 제4의 실시 형태의 제조에 있어서 2번째 리프트 오프를 나타내는 설명도로, (a)는 표시용 배선 기판 위에 대한 각 색 대응 사파이어 기판의 배치 상태를 나타내고, (b)는 리프트 오프 후의 표시용 배선 기판 위의 LED 칩 열을 나타내며, (c)는 리프트 오프 후의 각 색 대응 사파이어 기판을 나타낸다.
[도 19] 상기 제4의 실시 형태 제조에 있어서의 3번째 리프트 오프를 나타내는 설명도로, (a)는 표시용 배선 기판 위에 대한 각 색 대응의 사파이어 기판의 배치 상태를 나타내고, (b)는 리프트 오프 후의 표시용 배선 기판 위의 LED 칩 열을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 LED 칩의 검사 장치의 하나의 실시 형태를 모식적으로 나타내는 개요도이다. 이 LED 칩의 검사 장치는 복수의 LED 칩을 웨이퍼로부터 분리하지 않고 검사할 수 있는 것으로, 웨이퍼 유지부(1)와, 배선 기판 유지부(2)와, 얼라인먼트 수단(3)과, 압압 수단(4)과, 판정 장치(5)를 구비하여 구성되어 있다.
상기 웨이퍼 유지부(1)는 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 마이크로 LED 칩(6)을 일정한 배열 피치(예컨대, LED 디스플레이의 화소 피치와 동일한 배열 피치)로 매트릭스 형태로 형성한 웨이퍼를 유지하는 것으로, 예를 들면 웨이퍼로서의 사파이어 기판(7)의 상기 마이크로 LED 칩(6)이 형성된 표면과는 반대쪽인 뒷면의 주연부를 흡인할 수 있도록, 흡인공을 형성한 투명 부재(8)와, 이 투명 부재(8)의 사파이어 기판(7) 측과는 반대쪽인 뒷면에 배치되어, 상기 사파이어 기판(7)의 마이크로 LED 칩(6)의 형성 영역을 촬영하는 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서(9)를 구비하여 구성되어 있다. 또한, 사파이어 기판(7)에는 소정의 위치에 기판 설치의 기준이 되는 기준면(예를 들면 노치를 형성한 면)이 형성되어 있어서, 검사 및 디스플레이 제조 공정 중에 사파이어 기판(7)을 항상 동일한 방향으로 설치할 수 있게 되어 있다. 웨이퍼는 사파이어 기판(7)에 한정하지 않고, 실리콘 카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN) 등의 가시광선을 투과하는 투명한 기판이어도 좋다.
상기 웨이퍼 유지부(1)에 대향하여 배선 기판 유지부(2)가 설치되어 있다. 이 배선 기판 유지부(2)는 사파이어 기판(7) 위에 형성된 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 광 취출면(6a)과는 반대쪽의 접점(10)(도 2(b)를 참조)에 대응하여, 복수의 제1의 전극 패드(12)(도 3 참조)를 설치한 검사용 배선 기판(11)을 유지하는 것으로, 복수의 흡인공을 형성하여 검사용 배선 기판(11)의 제1의 전극 패드(12)를 설치한 표면과는 반대쪽의 뒷면을 흡착하여 유지할 수 있게 되어 있다.
상기 웨이퍼 유지부(1)를 상기 배선 기판 유지부(2)의 윗면에 대하여 평행(수평)하게 2차원 방향으로 이동 및 회동이 가능하도록 얼라인먼트 수단이 설치되어 있다. 이 얼라인먼트 수단(3)은 사파이어 기판(7)에 형성된 얼라인먼트 마크와 검사용 배선 기판(11)에 형성된 얼라인먼트 마크를 도시를 생략한 촬상 카메라로 확인하면서, 사파이어 기판(7) 위의 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 검사용 배선 기판(11)에 설치된 복수의 제1의 전극 패드(12)가 합치하도록 사파이어 기판(7)을 검사용 배선 기판(11)에 대하여 위치 결정하기 위한 것으로, 상기 촬상 카메라에 의한 촬영 화상을 처리하여 상기 두 개의 얼라인먼트 마크가 소정의 위치 관계가 되도록 자동적으로 얼라인먼트가 실시된다. 또는, 수동에 의하여 얼라이먼트가 실시되는 것이어도 좋다.
상기 웨이퍼 유지부(1)를 수직 방향으로 이동 가능한 압압 수단(4)이 설치되어 있다. 이 압압 수단(4)은 상기 웨이퍼 유지부(1)를 수직 방향으로 내리눌러 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과, 검사용 배선 기판(11)의 제1의 전극 패드(12)를 전기 접속시키는 것으로, 도시를 생략한 압력 센서를 구비하여 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 검사용 배선 기판(11)의 제1의 전극 패드(12) 사이에 소정의 압압력이 부여되도록 되어 있다. 또한, 배선 기판 유지부(2)를 이동 가능하게 압압 수단(4)이 설치되어 있어도 되지만, 이하의 설명에서는, 웨이퍼 유지부(1) 측을 압압하도록 압압 수단(4)이 설치되어 있는 경우에 대하여 설명한다.
이 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 검사용 배선 기판(11)의 제1의 전극 패드(12)의 위에는, 도전성의 제1의 탄성 돌기부(13)가 패터닝 형성되어 있기 때문에, 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 검사용 배선 기판(11)의 제1의 전극 패드(12)와의 전기 접속은 상기 제1의 탄성 돌기부(13)의 탄성 변형에 의하여 이루어진다. 따라서 사파이어 기판(7) 위의 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 검사용 배선 기판(11)의 복수의 제1의 전극 패드(12)를 균등하게 접촉시킬 수 있다. 이를 통해 접촉 불량으로 인한 마이크로 LED 칩(6)의 불량 판정을 방지할 수 있다.
상세하게는, 상기 제1의 탄성 돌기부(13)는, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 표면에 금이나 알루미늄 등의 도전성이 좋은 도전체막(14)을 피착시킨 수지제의 주상돌기(15)나, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 포토레지스트에 은 등의 도전성 미립자를 첨가한 도전성 포토레지스트 또는 도전성 고분자를 포함한 도전성 포토 레지스트로 형성한 주상돌기(15)이다.
상기 검사용 배선 기판(11)과 상기 이미지 센서(9)에 전기적으로 접속하여 판정 장치(5)가 설치되어 있다. 이 판정 장치(5)는 검사용 배선 기판(11)을 통하여 복수의 마이크로 LED 칩(6)에 통전하여, 해당 마이크로 LED 칩(6)의 양부를 판정하는 것으로, 마이크로 LED 칩(6)에의 통전 중에 상기 이미지 센서(9)에 의하여 마이크로 LED 칩(6)의 점등 및 비점등, 휘도 및 발광 파장을 검출하여, 각 마이크로 LED 칩(6)의 양부를 판정하는 동시에, 불량품 마이크로 LED 칩(6)의 위치 좌표 또는 번지를 기억하게 되어 있다.
다음으로, 이와 같이 구성된 검사 장치를 사용한 LED 칩의 검사 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 복수의 마이크로 LED 칩(6)이 설치된 사파이어 기판(7)이 그 뒷면이 흡착되어 웨이퍼 유지부(1)에 유지된다. 이 경우, 사파이어 기판(7)은, 그 가장자리부에, 예를 들면 노치가 형성된 기준면을 기준으로 하여 소정의 방향을 향하여 설치된다.
다음으로, 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)에 대응하여 복수의 제1의 전극 패드(12)를 설치한 검사용 배선 기판(11)이, 그 뒷면이 흡착되어 배선 기판 유지부(2)에 유지된다.
이하, 본 발명에 의한 LED 칩의 검사 방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 제1스텝으로서, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 얼라인먼트 수단(3)을 기동하여, 촬상 카메라로 사파이어 기판(7)에 형성된 얼라인먼트 마크와 검사용 배선 기판(11)에 형성된 얼라인먼트 마크를 관찰하면서 양 얼라인먼트 마크가 일정한 위치 관계가 되도록 웨이퍼 유지부(1)를 수평방향으로 2차원 이동 및 회동시켜 얼라인먼트가 실시된다. 이에 따라 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 검사용 배선 기판(11)의 복수의 제1의 전극 패드(12)가 합치한다.
다음으로, 제2스텝으로서, 도 4(b)에 주요부를 확대하여 도시하는 바와 같이, 압압 수단(4)을 기동하여 웨이퍼 유지부(1)를 수직 하방으로 이동시켜 사파이어 기판(7)에 압압력을 부여한다. 이 때, 예를 들면 압압 수단(4)에 압력 센서를 구비함으로써 과부족 없는 일정한 압압력을 사파이어 기판(7)에 부여할 수 있다. 이렇게 하여, 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과, 검사용 배선 기판(11)의 복수의 제1의 전극 패드(12)가 서로 전기 접속한다. 이 경우 제1의 전극 패드(12) 위에는 도전성의 제1의 탄성 돌기부(13)가 설치되어 있으므로 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 검사용 배선 기판(11)의 제1의 전극 패드(12)가 제1의 탄성 돌기부(13)을 통해 탄성적으로 접촉한다. 따라서 사파이어 기판(7)에 형성된 모든 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)을 검사용 배선 기판(11)의 제1 전극 패드(12)에 균등하게 전기 접속시킬 수 있다.
이어서 제3 스텝으로서, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 판정 장치(5)로부터 검사용 배선 기판(11)을 통하여 모든 마이크로 LED 칩(6)에 통전되고, 마이크로 LED 칩(6)이 점등된다. 마이크로 LED 칩(6)의 점등 상태는 사파이어 기판(7) 및 웨이퍼 유지부(1)의 투명 부재(8)를 투과하여 이미지 센서(9)에 의하여 촬영된다. 또한, 그 촬영 화상에 기초하여 판정 장치(5)에서 양부 판정이 행해진다. 예를 들면 마이크로 LED 칩(6)의 점등 휘도가 소정의 기준값 이상이고, 발광 파장이 소정의 파장 대역 내에 있을 때에는, 양품으로 판정되며, 점등 휘도가 상기 기준치를 밑돌 때, 비점등일 때, 및 발광 파장의 차이가 허용 범위를 넘을 때에는 불량품으로 판정된다. 또한, 이 불량품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)의 사파이어 기판(7) 위의 위치 좌표 또는 번지가 기억된다. 이렇게 하여 마이크로 LED 칩(6)의 검사가 종료된다.
도 5는 전술한 LED 칩의 검사 방법을 사용하여 제조되는 LED 디스플레이의 제1 실시 형태를 모식적으로 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 주요부 확대 단면도이다. 이 LED 디스플레이는 컬러 영상을 표시하는 것으로 LED 어레이 기판(16)과 형광 발광층 어레이(17)를 구비하여 구성되어 있다.
상기 LED 어레이 기판(16)은 도 5와 같이 복수의 마이크로 LED 칩(6)을 매트릭스 상태로 배치하여 구비한 것으로, 외부에 설치한 구동 회로로부터 영상 신호를 각 마이크로 LED 칩(6)에 공급하고, 각 마이크로 LED 칩(6)을 개별적으로 온 및 오프 구동시켜 점등 및 소등시키기 위한 배선을 설치한 TFT 구동 기판 및 플렉서블 기판 등을 포함한 표시용 배선 기판(18) 위에 상기 복수의 마이크로 LED 칩(6)을 배치한 구조를 가진 것이다.
상세하게는, 상기 표시용 배선 기판(18)에는, 각 마이크로 LED 칩(6)의 설치 위치에 도 7에 도시하는 바와 같이 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)에 대응시켜 제2의 전극 패드(19)가 설치되어 있다. 또한, 각 제2의 전극 패드(19)는 도시를 생략한 배선에 의하여 외부의 구동 회로에 연결되어 있다.
상기 표시용 배선 기판(18) 위에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 복수의 마이크로 LED 칩(6)이 설치되어 있다. 이 마이크로 LED 칩(6)은 자외 또는 청색 파장대의 광을 발광하는 것으로 질화갈륨(GaN)을 주재료로 하여 제조된다. 파장이 예를 들면 200nm 내지 380nm인 근자외선을 발광하는 LED라도 좋고, 파장이 예를 들면 380nm 내지 500nm인 청색광을 발광하는 LED라도 좋다.
상세하게는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 마이크로 LED 칩(6)은 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19) 위에 패터닝 형성된 도전성의 제2의 탄성 돌기부(20)를 통하여 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 상기 제2의 전극 패드(19)가 전기 접속되도록 되어 있다.
더 상세하게는, 상기 제2의 탄성 돌기부(20)는 표면에 금이나 알루미늄 등의 도전성이 좋은 도전체막을 피착시킨 수지제의 주상돌기나, 포토레지스트에 은 등의 도전성 미립자를 첨가한 도전성 포트 레지스트 또는 도전성 고분자를 포함한 도전성 포트레지스트로 형성된 주상돌기이다. 또한, 도 7에서는, 일례로서 제2의 탄성 돌기부(20)로서 표면에 도전체막(21)을 피착시킨 주상돌기(22)를 형성한 경우를 나타내고 있는데, 제2의 탄성 돌기부(20)는 도전성 포토 레지스트로 형성한 것이어도 좋다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 마이크로 LED 칩(6)은 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19)의 주위에 형성된 접착제층(23)을 통하여 표시용 배선 기판(18)에 접착 고정되어 있다. 이 경우 상기 접착제층(23)은 노광 및 현상으로 패터닝이 가능한 감광성 접착제이면 된다. 또는 언더 필링제이어도 좋고, 자외선 경화형 접착제이어도 좋다. 또한, 상기 감광성 접착제는 열경화형이어도 좋고, 자외선 경화형이어도 좋지만, 아래의 설명에서는 열경화형인 경우에 대하여 기술한다.
상기 마이크로 LED 칩(6) 위에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 형광 발광층 어레이(17)가 설치되어 있다. 이 형광 발광층 어레이(17)는 마이크로 LED 칩(6)으로부터 방사되는 여기광(L)에 의하여 여기되어 대응색의 형광(FL)에 각각 파장 변환하는 복수의 형광 발광층(24)을 구비한 것으로, 적색, 녹색 및 청색의 각 색 대응 형광 발광층(24)이 격벽(27)에 의하여 구분된 상태에서 투명 기판(25) 위에 설치되어 있다. 또한, 본 명세서에서 '위'는 LED 디스플레이 설치 상태에 관계 없이 항상 표시면 측을 말한다.
상세하게는, 상기 형광 발광층(24)은 레지스트막 중에 수십 미크론 오더의 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)와, 수십 나노미터 오더의 입자 지름이 작은 형광 색소(26b)를 혼합, 분산시킨 것이다. 형광 발광층(24)을 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)만으로 구성하여도 되지만 이 경우에는 형광 색소(26a)의 충전율이 저하되어, 여기광(L)의 표시면측으로의 누출광이 증가하게 된다. 한편, 형광 발광층(24)을 입자 지름이 작은 형광 색소(26b)만으로 구성하였을 경우에는, 내광성 등의 안정성이 떨어진다는 문제가 있다. 따라서, 상기와 같이 형광 발광층(24)을 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)를 주체로 하여 입자 지름이 작은 형광 색소(26b)를 혼합한 혼합물로 구성함으로써, 여기광(L)의 표시면측으로의 누광을 억제하는 동시에 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
이 경우 입자 지름이 다른 형광 색소(26)의 혼합 비율은 체적비로 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)가 50 내지 90Vol%이고, 입자 지름이 작은 형광 색소(26b)는 10 내지 50Vol%로 하는 것이 바람직하다. 도 5에서는 각 색에 대응하는 형광 발광층(24)을 스트라이프 형태로 형성한 경우에 대하여 도시하고 있지만, 각 마이크로 LED 칩(6)에 개별적으로 대응시켜 형성하여도 좋다.
또한, 각 색 대응의 형광 발광층(24)을 둘러싸고 설치된 격벽(27)은, 각 색 대응의 형광 발광층(24)을 서로 분리하는 것으로, 투명한, 예를 들면 감광성 수지로 형성되어 있다. 상기 형광 발광층(24)중의 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)의 충전율을 높이기 위해서는, 격벽(27)으로서 높이 대 폭의 아스펙트비가 3 이상을 가능하게 하는 높은 아스펙트 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 높은 아스펙트 재료로서는 예를 들면 일본화약주식회사제의 SU-83000의 포토레지스트가 있다.
상기 격벽(27)의 표면에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 금속막(28)이 형성되어 있다. 이 금속막(28)은 여기광(L) 및 형광 발광층(24)가 여기광(L)에 의하여 여기되어 발광한 형광(FL)이 격벽(27)을 투과하여 인접한 다른 색의 형광(FL)과 혼색되는 것을 방지하기 위한 것으로, 여기광(L) 및 형광(FL)을 충분히 차단할 수 있는 두께로 형성되어 있다. 이 경우, 금속막(28)로서는 여기광(L)을 반사하기 쉬운 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 박막이 적합하다. 이에 의하여 통해 격벽(27)을 향하여 형광 발광층(24)을 투과한 여기광(L)을 알루미늄 등의 금속막(28)으로 형광 발광층(24)의 안쪽에 반사시켜 형광 발광층(24)의 발광에 이용할 수 있어서, 형광 발광층(24)의 발광 효율을 높일 수 있다. 또한, 격벽(27)의 표면에 피착되는 박막은 여기광(L) 및 형광(FL)을 반사하는 금속막(28)에 한정되지 않고, 여기광(L) 및 형광(FL)을 흡수하는 것이어도 좋다.
다음으로, 이렇게 구성된 LED 디스플레이의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 도 8을 참조하여 LED 어레이 기판(16) 의 제조 제1 실시예에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 마이크로 LED 칩(6)의 검사 공정(제1스텝 내지 제3스텝)이 종료되고, 양부 판정이 이루어진 복수의 마이크로 LED 칩(6)은 사파이어 기판(7)에서 제거하지 않고, 다음 LED 디스플레이 제조 공정으로 보내진다.
LED 어레이 기판(16) 의 제조 공정의 제4스텝에서는, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 사파이어 기판(7) 위의 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과, 이 접점(10)에 대응하여 표시용 배선 기판(18)에 설치된 제2의 전극 패드(19)가 합치하도록, 사파이어 기판(7)을 표시용 배선 기판(18) 위에 위치 결정한 후, 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 사파이어 기판(7)이 표시용 배선 기판(18) 위에 탑재된다. 상세하게는, 사파이어 기판(7)에 형성된 얼라인먼트 마크와 표시용 배선 기판(18)에 형성된 얼라인먼트 마크를 도시를 생략한 촬상 카메라로 관찰하면서, 양 얼라인먼트 마크가 소정의 위치 관계가 되도록, 사파이어 기판(7)측 및 표시용 배선 기판(18)측을 서로 평행하게 상대 이동 및 회동시켜 얼라인먼트가 실시된다. 그 후, 사파이어 기판(7)이 표시용 배선 기판(18) 위에 탑재된다.
여기서, 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19) 위에는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 도전성 제2의 탄성 돌기부(20)가 미리 형성되고, 제2의 전극 패드(19)의 주위에는 접착제층(23)이 미리 형성되어 있다.
이 경우 제2의 탄성 돌기부(20)는 표시용 배선 기판(18)의 윗면의 전면에 포토 스페이서용 레지스트를 도포한 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고 현상하여 제2의 전극 패드(19) 위에 주상돌기(22)를 패터닝 형성한 후, 상기 주상돌기(22) 및 제2의 전극 패드(19) 위에 서로 도통시킨 상태에서 금 또는 알루미늄 등의 양도전성의 도전체막(21)을 스패터링이나 증착 등으로 성막하여 형성할 수 있다.
상세하게는, 도전체막(21)을 성막하기 전에 포토 리소그래피에 의하여 제2의 전극 패드(19) 위를 제외한 주변 부분에 레지스트층을 형성하고, 도전체막(21)의 성막 후에 용해액으로 레지스트층을 용해시키는 동시에, 레지스트층 위의 도전체막(21)을 리프트 오프한다.
또는, 제2의 탄성 돌기부(20)는 포토레지스트에 은 등의 도전성 미립자를 첨가한 도전성 포토레지스트 또는 도전성 고분자를 포함하는 도전성 포토레지스트로 형성한 주상돌기이어도 좋다. 이 경우 제2의 탄성 돌기부(20)는 배선 기판(18)의 윗면의 전면에 도전성 포토레지스트를 소정의 두께로 도포한 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고 현상하여, 제2의 전극 패드(19) 위에 주상돌기로서 패터닝 형성된다. 또한, 도 9는 제 2의 탄성 돌기부(20)가 표면에 도전체막(21)을 피착시킨 수지제의 주상돌기(22)인 경우에 대하여 도시하고 있다.
또한, 접착제층(23)은 표시용 배선 기판(18)의 윗면의 전면에 감광성 접착제를 도포한 후, 포토 마스크를 사용하여 노광하고 현상하여, 제2의 전극 패드(19) 위의 감광성 접착제가 제거되도록 패터닝하여 형성된다. 이 경우, 도포되는 감광성 접착제의 두께는, 도 9와 같이 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19)와 제2의 탄성 돌기부(20)를 포함한 높이 치수보다 커지게 되어 있다.
다음으로, 제5 스텝에서는, 도 8(c)에 도시하는 바와 같이, 사파이어 기판(7)측으로부터, 예를 들면 250nm 내지 300nm파장의 레이저 광(29)을 조사하여 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)이 사파이어 기판(7)에서 선택적으로 리프트 오프되어 표시용 배선 기판(18)에 실장된다.
상세하게는, 레이저 광(29)은, 예를 들면 도 8(c)에서 왼쪽에서 오른쪽을 향하여 순차적으로 마이크로 LED 칩(6) 위에 조사된다. 이에 따라 레이저 어블레이션이 발생하여, 마이크로 LED 칩(6)의 GaN층의 질소가 기화되고, 사파이어 기판(7)으로부터 마이크로 LED 칩(6)이 리프트 오프된다.
예를 들면, 도 8(c)의 중앙이 흰색인 것으로 나타내는 바와 같이, 불량품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6b)이 존재하는 경우에는, 레이저 어블레이션은 해당 불량품인 마이크로 LED 칩(6b)을 제외한 양품인 마이크로 LED 칩(6)에 대하여만 실시된다. 이에 따라 표시용 배선 기판(18)으로부터 사파이어 기판(7)을 격리하면, 도 8(d)에 도시하는 바와 같이 표시용 배선 기판(18)에는 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)이 남고, 불량품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6b)은 사파이어 기판(7)에 부착된 상태에서 제거된다.
그 후, 도 8(e)에 도시하는 바와 같이, 불량품으로 판정되어 리프트 오프되지 않은 마이크로 LED 칩(6)에 대응한 표시용 배선 기판(18) 위의 빈 부분에 양품인 예비 마이크로 LED 칩(6c)이 공급된다. 또한, 도 8(f)에 도시하는 바와 같이, 평탄면을 가진 부재(30)를 통하여 복수의 마이크로 LED 칩(6)을 일괄적으로 압압함과 동시에 접착제층(23)을 가열 경화한다. 이에 따라 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19)가 전기 접속되고, 접착제층(23)에 의하여 마이크로 LED 칩(6)과 표시용 배선 기판(18)이 접합된다. 이와 같이 하여 LED 어레이 기판(16)이 제조된다.
여기서 상기 레이저 어블레이션은 한 줄기의 레이저 빔을 사파이어 기판(7)과 마이크로 LED 칩(6)의 계면에 집광시킨 상태에서, 사파이어 기판(7) 위를 X, Y 방향으로 스텝 이동하면서 불량품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)을 건너뛰고 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)에만 조사하여 실시할 수 있다.
또는, 선 형태의 스폿으로 정형된 레이저 빔을 일렬로 배열된 복수의 마이크로 LED 칩(6)에 대하여 일괄 조사하면서 행 방향으로 스텝 이동하여 실시하여도 좋다. 또는, 복수의 마이크로 LED 칩(6)에 대응시켜 복수의 마이크로 렌즈를 구비한 마이크로 렌즈 어레이를 사용하여 레이저 광(29)을 복수 빔으로 분할하여, 복수의 마이크로LED 칩(6)에 일괄 조사시켜도 된다. 이들의 경우, 불량품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)을 포함한 열 또는 특정 영역에는 레이저 광(29)이 조사되지 않으며, 이 열 또는 특정 영역의 마이크로 LED 칩(6)은 리프트 오프되지 않는다. 따라서, 리프트 오프 후 상기 열 또는 특정 영역에 대응하는 표시용 배선 기판(18)의 빈 부분에 복수의 예비 마이크로 LED 칩(6)이 공급되게 된다.
도 10은 상기 LED 어레이 기판의 제조의 제2 실시예를 나타내는 공정도이다. 제2의 실시예에 따르면, 도 4에 도시한 마이크로 LED 칩(6)의 검사가 검사용 배선 기판(11)으로 바뀌고, LED 어레이 기판(16)의 구성 요소인 표시용 배선 기판(18)이 사용된다. 따라서, 마이크로 LED 칩(6)의 검사가 종료되면 그대로 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)의 리프트 오프가 실시된다. 이하, 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 10(a)에 도시하는 바와 같이, 복수의 마이크로 LED 칩(6)을 형성한 사파이어 기판(7)이 표시용 배선 기판(18)에 대하여 위치 결정된 후, 도 10(b)에 도시하는 바와 같이, 사파이어 기판(7)이 아래쪽으로 압압된다. 이로 인해 도 7에 도시하는 바와 같이, 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19)가 제2의 탄성 돌기부(20)을 통하여 전기 접속된다.
다음으로, 도 10(c)에 도시하는 바와 같이, 표시용 배선 기판(18)을 통하여 복수의 마이크로 LED 칩(6)에 통전되어, 마이크로 LED 칩(6)의 양부가 판정된다.
다음으로, 도 10(d)에 도시하는 바와 같이, 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)에 대하여 사파이어 기판(7)측으로부터 레이저 광(29)이 조사된다. 이에 따라 사파이어 기판(7)을 박리하면, 도 10(e)에 도시하는 바와 같이, 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)이 리프트 오프되어 표시용 배선 기판(18) 위에 남는다.
이어서, 도 10(f)에 도시하는 바와 같이, 평탄면을 가진 부재(30)를 통하여 모든 마이크로 LED 칩(6)을 일괄적으로 압압하는 동시에, 접착제층(23)을 가열 경화한다. 이에 따라 각 마이크로 LED 칩(6)의 접점(10)과 표시용 배선 기판(18)의 제2의 전극 패드(19)가 전기 연결되고, 접착제층(23)에 의하여 마이크로 LED 칩(6)과 표시용 배선 기판(18)이 접합되어 LED 어레이 기판(16)이 완성된다.
상기 LED 어레이 기판(16)을 제조하는 제2 실시예에 따르면 상기 제1 실시예에서의 제4 스텝을 생략하고 마이크로 LED 칩(6)의 검사 후 즉시 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩(6)을 선택적으로 리프트 오프할 수 있어, LED 어레이 기판(16)의 제조 공정이 더욱 간소화된다.
이상의 설명에서는, 모든 마이크로 LED 칩(6)을 일괄적으로 압압하여 표시용 배선 기판(18)에 접합하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 복수의 마이크로 LED 칩(6)의 부분 단위로 실시하여도 좋다. 예를 들면 마이크로 LED 칩(6)의 수 개의 라인마다 '검사-리프트 오프-레이저에 의한 국소 가열로 접착제 경화'의 동작을 반복하여도 된다.
다음으로, 도 11을 참조하여 형광 발광층 어레이(17)의 형성에 대하여 설명한다.
먼저, 도 11(a)에 도시하는 바와 같이, 적어도 근자외 또는 청색 파장대의 광을 투과하는, 예를 들면 유리 기판 또는 아크릴 수지 등의 플라스틱 기판으로 이루어진 투명 기판(25) 위에, 격벽(27)용의 투명한 감광성 수지를 도포한 후, 포토마스크를 사용하여 노광하고, 현상하여 각 형광 발광층(24)의 형성 위치에 대응시켜, 예를 들면 도 5에 도시한 바와 같은 스트라이프 형태의 개구(31)를 형성하여 높이 대 폭의 아스펙트비가 3이상인 투명한 격벽(27)을 min 20㎛ 정도의 높이로 형성한다. 이 경우, 사용하는 감광성 수지는 예를 들면 일본화약주식회사제의 SU-83000 등의 높은 아스펙트 재료가 바람직하다.
다음으로, 투명 기판(25) 위에 형성된 격벽(27)측으로부터, 스패터링 등의 공지의 성막 기술을 적용하여, 예를 들면 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속막(28)을 소정의 두께로 성막한다. 성막 후 격벽(27)에 의하여 둘러싸인 개구(31)의 저부의 투명 기판(25)에 피착된 금속막(28)은 레이저 조사에 의하여 제거된다.
또는, 성막 전에 상기 개구(31)의 저부의 투명기판(25) 표면에 레지스트 등을, 예를 들면 잉크젯에 의하여 수 ㎛의 두께로 도포하고, 금속막(28)을 성막한 후에 상기 레지스트 및 레지스트 위의 금속막(28)을 리프트 오프하여 제거하여도 좋다. 이 경우, 당연히 리프트 오프에 사용하는 레지스트의 용해액으로는 격벽(27)의 수지를 침범하지 않는 약액이 선택된다.
다음으로, 도 11(b)에 도시하는 바와 같이, 상기 격벽(27)에서 둘러싸인, 예를 들면 적색에 대응한 복수의 개구(31)에, 예를 들면 적색의 형광 색소(26)를 함유하는 레지스트를, 예를 들면 잉크젯으로 도포한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜, 적색 형광 발광층(24R)을 형성한다. 또한, 투명기판(25) 위를 덮어 적색의 형광 색소(26)를 함유하는 레지스트를 도포한 후, 포토 마스크를 사용하여 노광하고 현상하여, 적색에 대응한 복수의 개구(31)에 적색 형광 발광층(24R)을 형성한다. 이 경우 상기 레지스트는 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)와 입자 지름이 작은 형광 색소(26b)를 혼합, 분산시킨 것으로, 이들의 혼합 비율은 부피 대비 입자 지름이 큰 형광 색소(26a)가 50 내지 90Vol%이고, 입자 지름이 작은 형광 색소(26b)는 10 내지 50Vol%로 되어 있다.
마찬가지로 상기 격벽(27)로 둘러싸인, 예를 들면 녹색에 대응한 복수의 개구(31)에, 예를 들면 녹색 형광 색소(26)를 함유하는 레지스트를 예를 들면 잉크젯으로 도포한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜 녹색형광 발광층(24G)을 형성한다. 또는, 상기와 마찬가지로 투명 기판(25) 윗면의 전면에 도포한 녹색 형광 색소(26)를 함유하는 레지스트를 포토마스크를 사용하여 노광하고 현상하여 녹색에 대응한 복수의 개구(31)에 녹색 형광 발광층(24G)을 형성하여도 좋다.
이와 같이 상기 격벽(27)으로 둘러싸인, 예를 들면 청색에 대응한 여러 개의 개구(31)에, 예를 들면 청색 형광 색소(26)를 함유하는 레지스트를 잉크젯으로 도포한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜, 청색 형광 발광층(24B)을 형성한다. 이 경우에도 상기와 마찬가지로 투명기판(25)의 윗면의 전면에 도포한 청색의 형광 색소(26)를 함유하는 레지스트를 포토마스크를 사용하여 노광하고 현상하여 청색에 대응한 복수의 개구(31)에 청색 형광 발광층(24B)을 형성하여도 좋다.
이 경우, 형광 발광층 어레이(17) 표시면측에 외광의 반사를 방지하는 반사 방지막을 설치하는 것이 좋다. 또한, 격벽(27)의 표시면측의 금속막(28) 위에, 흑색 도료를 도포하면 좋다. 이러한 조치들을 취함으로써 표시면에서의 외광 반사를 저감할 수 있고, 콘트라스트의 향상을 도모할 수 있다.
이어서, LED 어레이 기판(16)과 형광 발광층 어레이(17)의 조립 공정이 실시된다.
먼저, 도 12(a)에 도시하는 바와 같이, LED 어레이 기판(16) 위에 형광 발광층 어레이(17)가 위치결정 배치된다. 상세하게는, LED 어레이 기판(16) 위에 형성된 얼라인먼트 마크와, 형광 발광층 어레이(17) 위에 형성된 얼라인먼트 마크를 사용하여, 형광 발광층 어레이(17)의 각 색 대응의 형광 발광층(24)이 LED 어레이 기판(16) 위의 대응하는 마이크로 LED 칩(6) 위에 위치하도록 얼라이먼트가 실시된다.
LED 어레이 기판(16)과 형광 발광층 어레이(17)의 얼라인먼트가 종료되면, 도 12(b)에 도시하는 바와 같이, LED 어레이 기판(16)과 형광 발광층 어레이(17)가 도시를 생략한 접착제로 접합되어 LED 디스플레이가 완성된다.
도 13은 상기 LED 디스플레이의 제2의 실시 형태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다. 제1의 실시 형태에서는 LED 디스플레이가 LED 어레이 기판(16)과 형광 발광층 어레이(17)를 구비하고 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 제2의 실시 형태는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 각 색 대응의 형광 발광층(24) 및 격벽(27)을 상기 LED 어레이 기판(16) 위에 직접 설치하는 구성으로 한 것이다. 이러한 구성의 LED 디스플레이는 전술한 형광 발광층 어레이(17)의 형성 공정을 LED어레이 기판에 대하여 실시함으로써 제조할 수 있다.
도 14는 상기 LED 디스플레이의 제 3의 실시 형태를 나타내는 주요부 확대 단면도이다. 제3의 실시 형태에서는, 각 색에 대응하는 형광 발광층(24) 및 격벽(27)을 덮어 여기광(L)을 차단하는 여기광 차단층이 형성되어 있다. 이에 의하여, 태양광 등의 외광에 포함되는 상기 여기광(L)과 동일한 파장대의 광을 선택적으로 반사 또는 흡수하고, 이러한 광에 의하여 상기 각 형광 발광층(24)이 여기되어 발광하는 것을 방지하고, 색 재현을 향상시킬 수 있다.
상세하게는, 여기광(L)이 자외선인 경우에는, 여기광 차단층(32)은 도 14와 같이 각 색에 대응하는 형광 발광층(24) 및 격벽(27)을 덮어서 설치된다. 또한, 여기광(L)이 청색 파장대의 광일 경우에는 여기광 차단층(32)은 청색 형광 발광층(24B) 위를 제외한 형광 발광층(24) 및 격벽(27)을 덮어서 설치하는 것이 좋다.
또한, 도 14는 일례로서 여기광 차단층(32)을 도 6에 도시한 LED 디스플레이의 제1의 실시 형태에 적용한 경우에 대하여 도시하고 있지만, 도 13에 도시한 LED 디스플레이 제2의 실시 형태에도 적용할 수 있다.
도 15는 LED 디스플레이의 제4 실시 형태를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 상기 제1 내지 제3의 실시 형태와 다른 점은 적색, 녹색 및 청색의 마이크로 LED 칩(6)을 배치한 LED 어레이 기판(16)을 구비하고, 형광 발광층 어레이(17)가 없는 구성으로 한 것이다. 또한, 도 15는 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위하여, 마이크로 LED 칩(6)이 아닌 적색, 녹색 및 청색 LED 칩 열(32R, 32G, 32B)로 나타내고 있다. 이하 도면을 참조하여 LED 디스플레이의 제4의 실시 형태의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 16(a)에 도시하는 바와 같이, 표시용 배선 기판(18)의 표시 영역이 3의 정수배로 구분된다. 여기에서는, 표시 영역이 3개의 영역(33, 34, 35)으로 구분되어 있는 경우에 대하여 설명한다.
또한, 구분된 영역(33, 34, 35)에 대응시켜, 도 16(b)에 도시하는 바와 같이 복수의 적색 LED 칩 열(32R)을 형성한 적색 대응의 사파이어 기판(7R), 복수의 녹색 LED 칩 열(32G)을 형성한 녹색 대응의 사파이어 기판(7G), 및 복수의 청색 LED 칩 열(32B)을 형성한 청색 대응의 사파이어 기판(7B)이 각각 준비된다. 또한, 이들 사파이어 기판(7)은 본 발명의 LED 칩의 검사 방법에 따라 마이크로 LED 칩(6)의 양부 검사가 완료된 것이다. 여기에서는, 모든 마이크로 LED 칩(6)이 양품으로 판정된 것일 경우에 대하여 설명한다.
도 17은 1회째의 리프트 오프에 대하여 나타내는 설명도이다.
우선, 도 16(a)에 도시하는 표시용 배선 기판(18)의 영역(33)에, 도 17(a)에 도시하는 바와 같이, 적색 대응의 사파이어 기판(7R)이 위치 결정으로 탑재된다. 또한, 도 17(a)에 화살표로 나타내는 바와 같이, 적색 LED배치 영역에 대응하는 적색 LED 칩 열(32R)에 레이저 광(29)이 조사된다. 이에 따라, 도 17(b)에 도시하는 바와 같이, 해당 적색 LED 칩 열(32R)의 마이크로 LED 칩(6)이 리프트 오프되어 표시용 배선 기판(18) 위에 남는다.
마찬가지로, 도 16(a)에 도시하는 표시용 배선 기판(18)의 영역(34)에, 도 17(a)에 도시하는 바와 같이, 녹색 대응의 사파이어 기판(7G)가 탑재되고, 영역(35)에 청색 대응의 사파이어 기판(7B)가 탑재된다. 또한, 화살표로 나타내는 바와 같이, 녹색 LED 배치 영역에 대응하는 녹색 LED 칩 열(32G) 및 청색 LED 배치 영역에 대응하는 청색 LED 칩 열(32B)에 레이저 광(29)이 조사된다. 이에 따라, 도 17(b)에 도시하는 바와 같이, 해당 녹색 및 청색 LED 칩 열(32G, 32B)의 마이크로 LED 칩(6)이 리프트 오프되어 표시용 배선 기판(18) 위에 남는다.
도 17(c)은 1회째의 리프트 오프가 실시된 후의 각 색 대응 사파이어 기판(7R, 7G, 7B)에 남은 적색, 녹색 및 청색 LED 칩 열(32R, 32G, 32B)을 나타내는 평면도이다. 이들의 이어 기판(7)은 2회째의 리프트 오프에 사용된다.
도 18은 2회째의 리프트 오프에 대하여 나타내는 설명도이다.
도 16(a)에 도시한 표시용 배선 기판(18)의 영역(33)에, 도 18(a)에 도시하는 바와 같이, 청색 대응 사파이어 기판(7B)이, 영역(34)에 적색 대응 사파이어 기판(7R)이, 영역(35)에 녹색 대응 사파이어 기판(7G)이 각각 위치 결정되어 탑재된다.
또한, 도 18(a)에 화살표로 나타내는 바와 같이, 청색, 적색 및 녹색 LED 배치 영역에 대응하는 청색, 적색 및 녹색 LED 칩 열(32B, 32R, 32G)에 레이저 광(29)이 조사된다. 이에 따라 도 18(b)에 도시하는 바와 같이, 해당 청색, 적색 및 녹색 LED 칩 열(32B, 32R, 32G)의 마이크로 LED 칩(6)이 리프트 오프되어 표시용 배선 기판(18) 위에 남는다.
도 18(c)은 2회째의 리프트 오프가 실시된 후의 각 색 대응의 사파이어 기판(7R, 7G, 7B)에 남은 적색, 녹색 및 청색 LED 칩 열(32R, 32G, 32B)을 나타내는 평면도이다. 이들 사파이어 기판(7)은 3회째의 리프트 오프에 사용된다.
도 19는 3회째의 리프트 오프에 대하여 나타내는 설명도이다.
도 16(a)에 도시하는 표시용 배선 기판(18)의 영역(33)에, 도 19(a)에 도시하는 바와 같이, 녹색 대응 사파이어 기판(7G)이, 영역(34)에 청색 대응 사파이어 기판(7B)이, 영역(35)에 적색 대응 사파이어 기판(7R)이 각각 위치 결정되어 탑재된다.
또한, 도 19(a)에 화살표로 나타내는 바와 같이, 녹색, 청색 및 적색 LED배치 영역에 대응하는 녹색, 청색 및 적색 LED 칩 열(32G, 32B, 32R)에 레이저 광(29)이 조사된다. 이에 따라, 도 19(b)에 도시하는 바와 같이, 해당 녹색, 청색 및 적색 LED 칩 열(32G, 32B, 32R)의 마이크로 LED 칩(6)이 리프트 오프되어 배선 기판(18) 위에 남는다. 이에 따라 표시용 배선 기판(18)에 각 색 대응의 마이크로 LED 칩(6)이 빠짐없이 배치된다. 그 후, 도 8(f)에 도시하는 바와 같이, 평탄면을 가진 부재(30)를 통하여 복수의 마이크로 LED 칩(6)을 일괄적으로 압압하는 동시에, 접착제층(23)을 가열 경화시킴으로써 LED 디스플레이가 완성된다.
본 발명에서의 LED 디스플레이의 제조 방법에 따르면, 사파이어 기판(7)에서 마이크로 LED 칩(6)을 분리하지 않고 양부 검사를 할 수 있으며, 검사 후에는 양품인 마이크로 LED 칩(6)만 리프트 오프하여, 결함이 있는 마이크로 LED 칩(6)을 불필요하게 다룰 필요 없이 공정을 진행할 수 있으므로, LED 디스플레이의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
1…웨이퍼 유지부
2 …배선 기판 유지부
3…얼라인먼트 수단
4…압압 수단
5…판정 장치
6… 마이크로 LED 칩(LED 칩)
6a…불량 마이크로 LED 칩
6b 예비 마이크로 LED 칩
7…사파이어 기판(웨이퍼 또는 기판)
10…접점
11…검사용 배선 기판(배선 기판)
12…제1의 전극 패드(전극 패드)
13…제1의 탄성 돌기부(탄성 돌기부)
18…표시용 배선 기판(배선 기판)
19…제2의 전극 패드(전극 패드)
20…제2의 탄성 돌기부(탄성 돌기부)
23…접착제층
29…레이저 광

Claims (10)

  1. 웨이퍼에 형성된 여러 LED(light emitting diode)칩의 검사 방법으로서,
    상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 LED 칩의 접점과, 이 접점에 대응하여 배선 기판에 설치된 복수의 전극 패드가 합치하도록, 상기 웨이퍼를 상기 배선 기판 위에 위치 결정하여 탑재하는 제1 스텝과,
    복수의 상기 LED 칩의 상기 접점과, 상기 배선 기판의 복수의 상기 전극 패드를 전기 접속시키는 제2 스텝과,
    상기 배선 기판을 통하여 복수의 상기 LED 칩에 통전하여, 해당 LED 칩의 양부를 판정하는 제3 스텝
    을 실시하는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 LED 칩의 상기 접점과, 상기 배선 기판의 상기 전극 패드와의 전기 접속은, 상기 전극 패드에 형성된 도전성의 탄성 돌기부를 통하여 행해지는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 검사 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 LED 칩은 투명한 웨이퍼에 형성된 마이크로 LED 칩인 것을 특징으로 하는 LED 칩의 검사 방법.
  4. 복수의 LED 칩을 형성한 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 유지부와,
    상기 웨이퍼 유지부에 대향하여 배치되어, 복수의 상기 LED 칩의 접점에 대응하여 전극 패드를 설치한 배선 기판을 유지하는 배선 기판 유지부와,
    상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 LED 칩의 접점과, 상기 배선 기판에 설치된 복수의 전극 패드가 합치하도록 상기 웨이퍼를 상기 배선 기판에 대하여 위치 결정하는 얼라인먼트 수단과,
    상기 웨이퍼 및 상기 배선 기판의 적어도 어느 한쪽을 압압하여 복수의 상기 LED 칩의 상기 접점과, 상기 배선 기판의 상기 전극 패드를 전기 접속시키는 압압 수단과,
    상기 배선 기판을 통하여 복수의 상기 LED 칩에 통전하고, 해당 LED 칩의 양부를 판정하는 판정장치
    를 구비한 LED 칩의 검사 장치.
  5. 투명한 웨이퍼에 형성된 복수의 마이크로 LED 칩을 배선 기판에 실장하는 LED 디스플레이의 제조 방법으로서,
    상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 마이크로 LED 칩의 접점과, 이 접점에 대응하여 검사용 배선 기판에 설치된 제1의 전극 패드가 합치되도록, 상기 웨이퍼를 상기 검사용 배선 기판 위에 위치 결정하여 탑재하는 제1 스텝과,
    상기 웨이퍼를 압압하여 복수의 상기 마이크로 LED 칩의 상기 접점과, 상기 검사용 배선 기판의 상기 제1의 전극 패드를 전기 접속시키는 제2 스텝과,
    상기 검사용 배선 기판을 통하여 복수의 상기 마이크로 LED 칩에 통전하여, 이 마이크로 LED 칩의 양부를 판별하는 제3 스텝과,
    상기 웨이퍼 위의 복수의 상기 마이크로 LED 칩의 접점과, 이 접점에 대응하여 표시용 배선 기판에 설치된 제2의 전극 패드가 합치하도록, 상기 웨이퍼를 상기 표시용 배선 기판 위에 위치 결정하여 탑재하는 제4 스텝과.
    상기 웨이퍼측으로부터 레이저광을 조사하여 양품으로 판정된 마이크로 LED 칩을 상기 웨이퍼에서 선택적으로 리프트 오프하여 상기 표시용 배선 기판에 실장하는 제5 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 디스플레이의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제 2 스텝에 있어서, 상기 마이크로 LED 칩의 상기 접점과, 상기 검사용 배선 기판의 상기 제 1의 전극 패드와의 전기 접속은, 상기 제 1의 전극 패드에 형성된 도전성의 제 1의 탄성 돌기부를 통하여 행해지는 것을 특징으로 하는 LED 디스플레이의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제5 스텝은 불량으로 판정되어, 리프트 오프되지 않은 상기 마이크로 LED 칩에 대응한 상기 표시용 배선 기판 위의 빈 부분에 예비 마이크로 LED 칩을 공급한 후, 상기 마이크로 LED 칩을 가압하여 해당 마이크로 LED 칩의 상기 접점과, 상기 표시용 배선 기판 상기 제2의 전극 패드를 전기 접속시킨 상태에서, 상기 표시용 배선 기판의 상기 제2의 전극 패드 주위에 설치된 접착제층을 경화시켜, 상기 표시용 배선 기판에 고정하는 것을 특징으로 하는 LED 디스플레이의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 마이크로 LED 칩의 상기 접점과, 상기 표시용 배선 기판의 상기 제2의 전극 패드와의 전기 접속은, 상기 제2의 전극 패드 위에 형성된 도전성의 제2의 탄성 돌기부를 통하여 행해지는 것을 특징으로 하는 LED 디스플레이의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 접착제층은 노광 및 현상으로 패터닝이 가능한 감광성 접착제이고, 상기 표시용 배선 기판에 미리 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 디스플레이의 제조 방법.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 검사용 배선 기판 대신에 상기 표시용 배선 기판이 사용되는 동시에, 상기 제 4 스텝이 생략되어 상기 제 3 스텝에 이어 상기 제 5 스텝이 실시되는 것을 특징으로 하는 LED 디스플레이의 제조 방법.
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