KR20200104060A - 마이크로 led 전사 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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박승호
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Abstract

본 발명은 제1기판의 마이크로 LED를 제2기판에 전사하는 마이크로 LED 전사방법 및 이를 이용한 마이크로 LED 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 개별화된 양품의 모듈을 제2기판에 전사하여 마이크로 LED 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 마이크로 LED 전사 방법 및 이를 이용한 마이크로 LED 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

마이크로 LED 전사 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치{MICRO LED TRANSFER METHOD AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 제1기판의 마이크로 LED를 제2기판에 전사하는 전사 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
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.
마이크로 LED를 사용한 디스플레이는 다수의 마이크로 LED 소자를 회로 기판에 접속하여 제조될 수 있다.
제조된 전자 부품은 성능 확인을 위한 과정에서 불량 여부를 확인하게 된다. 성능 확인 과정에서 불량으로 판별된 소자는 인쇄회로기판으로부터 제거되어 양품으로 교체되는 리페어 공정을 거치게 된다.
이러한 불량 소자 리페어 공정에 대한 특허로는 한국등록특허 제10-1918106호(이하, '특허문헌 1'이라 한다)에 기재된 것이 공지되어 있다.
특허문헌 1은 제1점착필름, 가압부 및 제2점착필름을 포함하는 리페어 장치를 이용하여 기판에 존재하는 불량 소자만 선택적으로 교체할 수 있다. 특허문헌 1은 제1점착필름을 가압하여 불량 소자와 밀착시키는 가압단계, 제1점착필름과 점착된 불량 소자를 기판에서 떼어내는 불량 소자 제거 단계, 불량 소자가 제거된 기판의 제거 위치에 대체 소자를 접합시키는 대체 소자 접합단계를 수행하여 기판의 불량 소자를 대체 소자로 리페어할 수 있다.
그러나 특허문헌 1은 기판에 배열된 미소 소자 중 불량 소자 각각에 대해 리페어 공정을 수행해야 한다. 미소 소자의 경우, 그 크기가 매우 작기 때문에 불량 소자를 일일이 제거하여 대체 소자로 교체하는 것이 번거로울 수 있다. 또한, 교체된 대체 소자가 불량일 경우, 리페어 과정을 반복해야 한다는 점에서 불편함이 있다.
또한, 특허문헌 1은 작은 크기의 불량 소자 하나에 대해 리페어 공정을 수행하면서 불량 소자 주변의 정상 소자까지 간섭 받는 문제를 발생시킬 수 있다. 특허문헌 1은 제1점착필름을 가압하여 불량 소자를 제1점착필름에 점착시킬 수 있다. 미소 소자는 기판 상에 협소한 피치 간격으로 수만개 내지 수십만개가 전사된다. 그러므로 점착 과정에서 불량 소자 주변의 정상 소자가 제1점착필름에 점착되는 점착 오류 문제가 발생할 수 있다. 그 결과 불량 소자 리페어 공정 오류가 발생할 수 있게 되고 디스플레이 완제품 제조를 위한 공정 효율을 저하시키게 될 수 있다.
또한, 특허문헌 1은 기판 상에서 복수개의 불량 소자가 검수되었을 경우, 복수개의 불량 소자 각각에 대한 리페어 공정을 수행해야 하므로 디스플레이 완제품 제조를 위한 전체 공정의 제조 효율을 낮추는 문제를 야기시킬 수 있다. 이로 인해 디스플레이 완제품을 생산하는 UPH가 저하되게 된다.
한국등록특허 제10-1918106호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 개별화된 모듈의 형태로 불량 마이크로 LED를 교체하는 리페어 공정을 수행하여 디스플레이 장치 제조를 위한 공정의 효율성을 높일 수 있는 마이크로 LED 전사 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 특징이 따른 마이크로 LED 전사 방법은 제1기판의 마이크로 LED를 중계 배선부가 구비된 중계 배선 기판에 전사하는 제1단계; 상기 마이크로 LED가 전사된 상기 중계 배선 기판을 복수개의 개별화 모듈로 절단하는 제2단계; 및 상기 개별화 모듈 중에서 양품 개별화 모듈을 상기 제2기판에 전사하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계는, 리페어 헤드에 의해 불량품 개별화 모듈이 양품 개별화 모듈로 교체된 상기 양품 개별화 모듈을 포함한 복수개의 양품 개별화 모듈을 전사헤드가 일괄적으로 상기 제2기판에 전사하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 제3단계는, 전사헤드가 양품 개별화 모듈만을 개별적으로 제2기판에 전사하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 제1단계 이후에 상기 중계 배선 기판의 상부를 몰딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 중계 배선부에 전기를 인가하여 마이크로 LED를 검사하는 검사 단계를 더 포함하고, 양품 마이크로 LED가 있는 개별화 모듈을 양품 개별화 모듈로 특정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 검사 단계는 상기 제1단계 이후에 수행되거나, 상기 제2단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 마이크로 LED 디스플레이 장치는, 회로 배선부가 구비된 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 상면에서 상기 회로 배선부와 전기적으로 연결되며, 중계 배선부가 구비된 중계 배선 기판의 상부에서 상기 중계 배선부와 전기적으로 연결된 마이크로 LED를 구비한 개별화 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개별화 모듈을 상기 회로 기판에 불연속적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로 LED는 플립칩 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마이크로 LED 전사 방법 및 이를 이용한 마이크로 LED 디스플레이 장치에 따르면, 불량 마이크로 LED를 양품 마이크로 LED로 교체하는 공정을 효율적으로 수행하여 완제품 제조 공정을 위한 신속한 공정 수행이 가능하고 이로 인해 완제품을 생산하는 UPH를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예의 이송 대상이 되는 마이크로 LED를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사 방법을 순서대로 도시한 도.
도 3은 도 2(c-1)의 중간 과정을 개략적으로 도시한 도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도.
도 5는 도 4를 위에서 바라보고 도시한 도.
도 6은 본 발명의 개별화 모듈의 화소 배열을 도시한 도.
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 이해도되록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
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.
다양한 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 구조체에 실장된 마이크로 LED를 도시한 도이다. 마이크로 LED(ML)는 성장 기판(101) 위에서 제작되어 위치한다.
마이크로 LED(ML)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 파장을 가지는 빛을 방출하며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 백색광도 구현이 가능하다. 마이크로 LED(ML)는 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 크기를 갖는다.
성장 기판(101)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 성장 기판(101)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
마이크로 LED(ML)는 제1 반도체층(102), 제2 반도체층(104), 제1 반도체층(102)과 제2 반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1 컨택전극(106) 및 제2 컨택전극(107)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(102), 활성층(103) 및 제2 반도체층(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.
제1 반도체층(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. 제2 반도체층(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.
다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 제1 반도체층(102)이 n형 반도체층을 포함하고, 제2 반도체층(104)이 p형 반도체층을 포함할 수도 있다.
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.
제1 반도체층(102)에는 제1 컨택전극(106), 제2 컨택전극(107)이 형성될 수 있다. 제1 컨택전극(106) 및/또는 제2 컨택전극(107)은 금속, wjesh성 산화물 및 전도성 중합체들을 포함한 다양한 전도성 재료로 형성될 수 있다.
도 1에서는 'p'는 마이크로 LED(100)간의 피치 간격을 의미하고, 's'는 마이크로 LED(100)간의 이격 거리를 의미하며, 'w'는 마이크로 LED(100)의 폭을 의미한다.
위와 같이 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 이송 대상이 되는 마이크로 LED(ML)는 플립칩 형태일 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사 방법을 개략적으로 도시한 도이다. 본 발명의 마이크로 LED 전사 방법은 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 중계 배선 기판(2)에 전사하는 제1단계, 중계 배선 기판(2)을 복수개의 개별화 모듈(1)로 절단하는 제2단계 및 양품 개별화 모듈(6)을 제2기판(201)에 전사하는 제3단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 마이크로 LED 전사 방법은 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 중계 배선 기판(2) 및 제2기판(201)으로 전사하는 전사헤드(4), 중계 배선 기판(2) 및 마이크로 LED(ML)를 구비하는 개별화 모듈(1), 불량품 개별화 모듈(5)을 양품 개별화 모듈(6)로 교체하는 리페어 헤드(7)를 포함하여 구성되는 마이크로 LED 전사 시스템에 의해 수행될 수 있다.
전사헤드(4)는 마이크로 LED(ML)를 흡착하여 이송하는 구성으로서, 전사헤드(4)가 마이크로 LED(ML)를 흡착하는 흡착력은 정전기력, 전자기력, 자기력, 흡입력, 반데르발스력, 열 또는 광에 의해 접합력을 상실할 수 있는 접합력 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1기판(101)은 도 1을 참조하여 설명한 성장 기판(101)일 수 있으며, 이하에서는 이와 동일한 부호를 부여하여 설명한다.
제2기판(201)은 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 전사헤드(4)로부터 전달받는 구성으로서, 그 상면에는 본 발명의 개별화 모듈(1)의 접속 패드(3b)가 부착되는 솔더 범프(8)가 구비될 수 있다. 제2기판(201)은 마이크로 LED(ML)가 최종적으로 실장되는 회로 기판(201)으로 구성될 수 있다. 따라서 내부에 회로 배선부를 구비하는 회로 기판(201)일 수 있다.
중계 배선 기판(2)은 내부에 구비된 배선(3c)과 상면에 구비된 본딩 패드(3a) 및 하면에 구비된 접속 패드(3b)로 구성되는 중계 배선부(3)를 구비할 수 있다. 이러한 중계 배선 기판(2)에 전사되는 마이크로 LED(ML)는 플립칩 형태로 구비될 수 있다. 중계 배선 기판(2)에 전사된 마이크로 LED(ML)는 중계 배선 기판(2)의 상면에 구비된 본딩 패드(3a)에 접합될 수 있다. 중계 배선 기판(2)에 전사되어 마이크로 LED(ML)가 접합된 상태는 중계 배선 기판(2)의 마이크로 LED(ML)를 최소 화소 단위로 절단하여 개별화 모듈(1)로 형성하기 전의 상태로서 하나의 구조체일 수 있다.
개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2) 및 마이크로 LED(ML)로 구성될 수 있다. 개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2)의 마이크로 LED(ML)를 최소 화소 단위로 절단함으로써 형성될 수 있다. 그러므로 개별화 모듈(1)은 유닛화된 중계 배선 기판과 최소 화소 단위의 마이크로 LED로 구성될 수 있다.
개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2) 및 최소 화소 단위의 마이크로 LED(ML)로 구성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2(b)를 참조하는 제2단계 설명에서 후술한다.
리페어 헤드(7)는 개별화 모듈(1) 중 불량품 개별화 모듈(5)을 양품 개별화 모듈(6)로 교체하는 구성으로서, 불량품 개별화 모듈(5) 및 양품 개별화 모듈(6)을 흡착하여 교체할 수 있다. 리페어 헤드(7)가 불량품 개별화 모듈(5) 및 양품 개별화 모듈(6)을 흡착하는 흡착력은 정전기력, 전자기력, 자기력, 흡입력, 반데르발스력, 열 또는 광에 의해 접합력을 상실할 수 있는 접합력 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 마이크로 LED 전사 방법을 수행하는 마이크로 LED 시스템은 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 제2기판(201)으로 전사하기 전에 중계 배선 기판(2)에 전사하여 개별화 모듈(1)을 형성하고, 개별화 모듈(1)의 불량 여부 검사를 수행하여 제2기판(201)에 양품 마이크로 LED(ML)만이 전사되게 할 수 있다.
도 2(a)를 참조하여 본 발명의 마이크로 LED 전사 방법의 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 중계 배선부(3)가 구비된 중계 배선 기판(2)에 전사하는 제1단계에 대해 설명한다. 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 중계 배선 기판(2)에 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)가 전사될 수 있다.
마이크로 LED(ML)는 전사헤드(4)에 의해 제1, 2컨택전극(106, 107)이 중계 배선 기판(2)의 상면에 구비된 본딩 패드(3a)에 접촉되도록 전사될 수 있다. 마이크로 LED(ML)는 본딩 패드(3a)에 의해 중계 배선 기판(2)과 접합되어 중계 배선 기판(2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2(a)와 같이 제1단계에서 중계 배선 기판(2)에 마이크로 LED(ML)를 전사함으로써 중계 배선 기판(2)에 마이크로 LED(ML)를 접합한 형태의 하나의 구조체가 형성될 수 있게 된다.
중계 배선 기판(2)에 마이크로 LED(ML)를 전사하는 제1단계가 수행된 후, 중계 배선 기판(2)의 상부를 몰딩하는 단계(이하, 몰딩부 형성 단계라 한다.)가 수행될 수 있다. 이러한 몰딩부 형성 단계는 선택적으로 수행될 수 있다.
몰딩부 형성 단계를 수행할 경우, 몰딩부는 중계 배선 기판(2)의 마이크로 LED(ML)를 덮는 형태로 형성될 수 있다. 몰딩부는 마이크로 LED(ML)가 전사된 중계 배선 기판(2)의 상부 평탄도를 향상시킬 수 있고 광확산층으로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 몰딩부는 인접하는 마이크로 LED(ML)간을 서로 고정시켜 주기 때문에 개별화 모듈(1)을 전사할 때 위치가 고정되어 있고, 몰딩부가 마이크로 LED(ML)의 상면을 덮고 있기 때문에 전사헤드(4)와 마이크로 LED(ML)간의 직접적인 접촉을 방지하여 개별화 모듈(1)의 전사시 마이크로 LED(ML)의 파손을 방지할 수 있다. 몰딩부는 마이크로 LED(ML)에서 방출된 빛을 산란시켜 광추출 효율을 높일 수 있다. 몰딩부 형성 단계가 수행되어 중계 배선 기판(2)의 상부에 몰딩부가 형성될 경우, 구조체는 중계 배선 기판(2), 마이크로 LED(ML) 및 몰딩부를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구조체를 절단하여 개별화 모듈(1)로 형성할 경우에 개별화 모듈(1)이 유닛화된 중계 배선 기판(2), 최소 화소 단위의 마이크로 LED(ML) 및 몰딩부를 포함하여 구성될 수 있다.
그런 다음 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 제2단계가 수행될 수 있다. 제2단계에서는 마이크로 LED(ML)가 전사된 중계 배선 기판(2)을 복수개의 개별화 모듈(1)로 절단하는 과정이 수행될 수 있다. 중계 배선 기판(2)을 절단하는 방식은 통상적인 배선 기판 절단 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
복수개의 개별화 모듈(1)로 절단되는 중계 배선 기판(2)은 중계 배선 기판(2)에 전사된 마이크로 LED(ML)의 최소 화소 단위로 절단될 수 있다. 중계 배선 기판(2)에 전사되는 마이크로 LED(ML)는 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 중계 배선 기판(2)으로 전사하는 전사헤드(4)의 흡착부의 배열에 따라 그 배열이 형성될 수 있다. 흡착부는 전사헤드(4)에 포함되는 구성으로서 마이크로 LED(ML)를 직접적으로 흡착하는 구성일 수 있다. 따라서 흡착부의 배열에 따라 전사헤드에 흡착된 마이크로 LED(ML)는 흡착부의 배열로 중계 배선 기판(2)에 전사될 수 있다.
예컨대, 전사헤드가 진공 흡입력을 이용하여 마이크로 LED를 흡착한다. 이 경우, 전사헤드는 흡착부를 복수개의 흡착홀의 구성으로 구비할 수 있다. 흡착부의 흡착홀이 도 2(a)의 중계 배선 기판(2)에 배치된 마이크로 LED(ML)의 x방향의 피치 간격의 3배수 거리로 형성될 수 있다. 이러한 흡착홀의 배치 구성을 통해 전사헤드는 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G) 및 청색 마이크로 LED(B) 각각을 x방향으로 3배수의 이격거리를 갖고 중계 배선 기판(2)에 전사할 수 있다.
제2단계에서는 위와 같이 x방향으로 3배수의 이격거리를 갖고 중계 배선 기판(2)에 전사된 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G) 및 청색 마이크로 LED(B)를 포함하는 마이크로 LED(ML)의 최소 화소 단위로 중계 배선 기판(2)을 절단할 수 있다. 이 경우, 도 2의 마이크로 LED(ML)의 x방향으로 3배수의 이격거리는 하나의 예로서 설명한 것이다. 따라서 중계 배선 기판의 마이크로 LED는 다른 배열 순서로 전사될 수 있다. 이하 도 2 내지 도 5를 참조하는 설명에서는 중계 배선 기판(2)에 마이크로 LED(ML)가 x방향으로 3배수의 이격거리를 갖고 전사되는 것으로 설명한다.
도 2(b)와 같이 중계 배선 기판(2)을 복수개의 개별화 모듈(1)로 절단하는 제2단계를 수행한 후, 중계 배선 기판(2)의 중계 배선부(3)에 전기를 인가하여 마이크로 LED(ML)를 검사하는 검사 단계가 수행될 수 있다. 검사 단계를 통해 마이크로 LED(ML)의 불량 여부가 확인될 수 있고, 제2단계에서 형성된 복수개의 개별화 모듈 중 양품 마이크로 LED가 있는 개별화 모듈을 특정할 수 있게 된다.
검사 단계가 중계 배선 기판(2)을 복수개의 개별화 모듈로 절단하는 제2단계 이후에 수행될 경우, 검사 단계에서는 복수개의 개별화 모듈(1)에 구비된 마이크로 LED(ML)를 검사할 수 있다. 구체적으로, 복수개의 개별화 모듈(1)에 전기를 인가하여 각각의 개별화 모듈(1)에 구비된 마이크로 LED(ML) 중 불량 마이크로 LED가 어느 개별화 모듈에 포함되어 있는지 확인할 수 있게 된다. 이로 인해 복수개의 개별화 모듈(1) 중 양품 개별화 모듈이 특정될 수 있게 된다.
한편, 검사 단계는 중계 배선 기판(2)에 제1기판(101)의 마이크로 LED(ML)를 전사하는 제1단계 이후에 수행될 수 있다. 다시 말해, 제1단계를 수행한 후 형성된 구조체에서 검사 단계를 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 중계 배선 기판(2)을 절단하여 복수개의 개별화 모듈(1)로 절단하는 제2단계 이후에 검사 단계를 수행할 경우, 복수개의 개별화 모듈(1)이 형성된 상태로 복수개의 개별화 모듈(1)의 마이크로 LED(ML)를 검사하여 양품 개별화 모듈을 특정하는 과정이 수행된다. 이는 복수개의 개별화 모듈(1) 중 어느 개별화 모듈에 불량 마이크로 LED가 포함되어 있는지 복수개의 개별화 모듈(1)의 마이크로 LED(ML)를 검사함으로써 달성될 수 있다.
제1단계 이후에 검사 단계가 수행될 경우에는 복수개의 개별화 모듈(1)을 형성하기 전에 중계 배선 기판(2)상에서 불량 마이크로 LED(ML)의 위치를 확인할 수 있다. 이로 인해 제2단계를 수행하기 전에 제2단계에서 복수개의 개별화 모듈(1) 중 어느 개별화 모듈이 양품 개별화 모듈일지 미리 특정하고 제2단계를 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 검사 단계를 수행함으로써 불량 마이크로 LED를 포함하고 있지 않은 양품 개별화 모듈을 특정할 수 있게 된다.
그런 다음 개별화 모듈(1) 중에서 양품 개별화 모듈(6)을 제2기판(201)에 전사하는 제3단계가 수행될 수 있다. 제3단계의 제2기판(201)에 양품 개별화 모듈(6)을 전사하는 방법은 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 일괄 전사 또는 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 각각 개별적으로 전사하는 방법이 이용될 수 있다.
먼저, 도 2(c-1)을 참조하여 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 일괄적으로 제2기판(201)에 전사하는 방법에 대해 설명한다.
도 2(c-1)에 도시된 바와 같이, 전사헤드(4)는 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 일괄적으로 흡착하여 제2기판(201)으로 전사할 수 있다. 전사헤드(4)가 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 일괄적으로 흡착하기 전에 복수개의 개별화 모듈(1)을 복수개의 양품 개별화 모듈로만 구성하는 과정을 수행할 수 있다. 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
제3단계가 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 일괄적으로 제2기판(201)에 전사하는 단계일 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 리페어 헤드(7)에 의해 불량품 개별화 모듈이 양품 개별화 모듈로 교체되는 과정이 수행될 수 있다.
도 3(a)는 검사 단계에서 불량 마이크로 LED(F)가 확인되어 불량품 개별화 모듈(5)로 특정되고 중계 배선 기판(2)을 절단하여 복수개의 개별화 모듈(1)로 절단되어 형성된 불량품 개별화 모듈(5)이 리페어 헤드(7)에 의해 흡착된 상태를 도시한 도이다. 이 경우, 도 3(a)에서는 불량품 개별화 모듈(5)을 한개로 도시하였지만, 불량품 개별화 모듈(5)은 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 3(a)에는 불량품 개별화 모듈(5)에 하나의 불량 마이크로 LED(F)가 포함되는 것으로 도시하였지만, 복수개의 불량 마이크로 LED(F)가 포함될 수 있다.
리페어 헤드(7)는 제어부(미도시)로부터 검사 단계에서 특정된 불량품 개별화 모듈의 위치를 입력받을 수 있다. 이로 인해 리페어 헤드(7)는 복수개의 개별화 모듈(1) 중 불량품 개별화 모듈(5)만을 흡착할 수 있다.
도 3(a)에 도시된 리페어 헤드(7)에 흡착되지 않은 복수개의 개별화 모듈(1)은 양품 개별화 모듈일 수 있다.
리페어 헤드(7)는 복수개의 개별화 모듈(1) 중에서 불량품 개별화 모듈(5)을 흡착하여 제거할 수 있다. 제거된 불량품 개별화 모듈(5)의 자리에는 여분의 양품 개별화 모듈(6)이 전사될 수 있다. 불량품 개별화 모듈(5)과 교체되는 여분의 양품 개별화 모듈(6)는 불량품 개별화 모듈(5)을 흡착하여 제거한 리페어 헤드(7)와 동일한 리페어 헤드(7)를 이용하여 흡착 및 탈착하거나 별도의 여분의 양품 개별화 모듈(6) 흡착용 리페어 헤드(7)를 이용하여 흡착 및 탈착할 수 있다.
도 3(b)에 도시된 바와 같이, 리페어 헤드(7)는 불량품 개별화 모듈(5)을 제거한 자리에 여분의 양품 개별화 모듈(6)을 전사할 수 있다.
위와 같이 본 발명은 교체 과정에서 불량으로 확인된 마이크로 LED를 일일이 제거하여 다른 마이크로 LED로 교체하지 않고 불량 마이크로 LED가 포함된 불량품 개별화 모듈(5) 자체를 양품 개별화 모듈(6)로 교체할 수 있다. 이로 인해 도 2(c-1)과 같이 복수개의 양품 개별화 모듈을 흡착하여 제2기판(201)에 일괄적으로 전사할 수 있게 된다.
종래의 경우, 불량으로 확인된 마이크로 LED를 일일이 제거하여 여분의 마이크로 LED로 교체하였다. 이 경우, 마이크로 LED의 작은 크기로 인해 제거하는 과정이 번거롭고 완제품 제조의 효율성을 저하시키는 문제를 야기시켰다. 또한, 종래의 경우, 불량 마이크로 LED를 제거하고 교체되는 여분의 마이크로 LED의 불량 여부를 확인하지 못한 상태로 리페어 공정을 수행하였다. 이로 인해 교체된 마이크로 LED가 불량일 경우 번거로운 교체 과정을 반복적으로 수행해야 한다는 불편함이 있었다.
하지만 본 발명은 중계 배선 기판(2)을 마이크로 LED(ML)의 최소 화소 단위로 절단하여 개별화 모듈(1)을 형성하고 이러한 개별화 모듈(1)에 불량 마이크로 LED가 포함되어 있을 경우 불량품 개별화 모듈(5)로 구분하여 제거할 수 있다. 다시 말해, 불량 마이크로 LED를 일일이 제거하지 않고 개별화된 모듈의 형태로 불량 마이크로 LED가 포함된 불량품 개별화 모듈(5) 자체를 제거한다. 불량품 개별화 모듈(5)이 제거된 자리에는 양품 개별화 모듈(6)이 전사되어 교체될 수 있다.
위와 같이 본 발명은 종래의 미소 크기의 마이크로 LED 한개를 제거하여 교체하는 공정 대비 교체를 위한 제거의 과정이 용이할 수 있다. 그러므로 신속한 공정 수행이 가능할 수 있다. 그 결과 완제품 제조를 위한 공정 시간이 단축되어 제조의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 도 3의 교체 과정에서 제거되는 불량품 개별화 모듈(5) 및 불량품 개별화 모듈(5)을 대신하여 교체된 양품 개별화 모듈(6)은 검사 단계에서 마이크로 LED(ML)를 검사함으로써 양품의 개별화 모듈로 특정된 개별화 모듈일 수 있다. 그러므로 제3단계의 제2기판(201)으로 개별화 모듈(1)을 전사하는 단계를 수행하기 전에 불량 여부가 확인된 양품 개별화 모듈을 불량품 개별화 모듈의 교체품으로 이용한다. 그러므로 교체된 마이크로 LED의 불량 발생 염려가 없고 반복적인 교체 공정을 수행하지 않을 수 있다.
다시 도 2(c-1)을 참조하면, 도 3과 같이 리페어 헤드(7)에 의해 불량품 개별화 모듈(5)을 양품 개별화 모듈(6)로 교체하는 과정이 수행된 후, 전사헤드(4)는 복수개의 양품 개별화 모듈을 흡착하여 일괄적으로 제2기판(201)에 전사할 수 있다. 이와 같은 과정으로 양품 개별화 모듈만이 전사된 제2기판(201)을 이용하여 제조된 장치는 높은 신뢰성을 가질 수 있게 된다.
한편, 제3단계의 제2기판(201)에 양품 개별화 모듈(6)을 전사하는 방법으로 복수개의 양품 개별화 모듈(6)을 각각 개별적으로 전사하는 방법이 이용될 수 있다. 이는 도 2(c-2)를 참조하여 설명한다.
도 2(c-2)에 도시된 바와 같이, 전사헤드(4)는 양품 개별화 모듈(6)만을 개별적으로 제2기판(201)에 전사할 수 있다. 전사헤드(4)는 제2기판(201)에 전사할 양품 개별화 모듈(6)을 하나씩 흡착할 수 있다. 전사헤드(4)는 제어부로부터 흡착 대상이 될 한개의 양품 개별화 모듈의 위치를 입력받아 흡착하는 과정을 수행할 수 있다. 전사헤드(4)는 흡착된 한개의 양품 개별화 모듈을 제2기판(201)으로 전사할 수 있다. 전사헤드(4)에 한개씩 흡착되어 제2기판(201)에 개별적으로 전사되는 양품 개별화 모듈(6)은 검사 단계를 통해 불량 여부를 확인한 양품 개별화 모듈일 수 있다.
위와 같은 과정으로 수행되는 본 발명의 마이크로 LED 전사 방법은 개별화된 모듈(1)을 형성하여 불량 마이크로 LED(F)를 일일이 제거하여 교체하지 않고 효율적으로 리페어 공정을 수행할 수 있다. 그 결과 완제품을 제조하기 위한 공정을 신속하게 수행할 수 있도록 하여 완제품을 생산하는 UPH를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 장치(1000)를 개략적으로 도시한 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 장치(1000)는 회로 배선부가 구비된 회로 기판(201) 및 중계 배선부(3)가 구비된 중계 배선 기판(2)의 상부에서 중계 배선부(3)와 전기적으로 연결된 마이크로 LED(ML)를 구비한 개별화 모듈(1)을 포함하여 구성될 수 있다.
회로 기판(201)에는 회로 배선부가 구비될 수 있다. 회로 기판(201)의 회로 배선부는 후술할 중계 배선 기판(2)의 제2접속 패드(3b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판(201)의 회로 배선부와 중계 배선 기판(2)의 제2접속 패드(3b)는 회로 기판(201)의 상면에 구비된 솔더 범프(8)에 의해 접합되어 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 회로 기판(201)의 상면에는 솔더 범프(8)가 구비될 수 있다. 솔더 범프(8)는 회로 기판(201)의 상부에 구비되는 복수개의 개별화 모듈(1)의 제2접속 패드(3b)와 대응되도록 회로 기판(201)의 상면에 구비될 수 있다. 개별화 모듈(1)은 회로 기판(201)에 전사될 때 솔더 범프(8)에 제2접속 패드(3b)가 접촉될 수 있도록 전사될 수 있다. 그런 다음 솔더링되어 회로 기판(201)에 복수개의 개별화 모듈(1)이 접합되고 전기적으로 연결될 수 있다.
개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2) 및 마이크로 LED(ML)를 구비할 수 있다. 도 4의 도면에서는 개별화 모듈(1)이 중계 배선 기판(2) 및 마이크로 LED(ML)를 구비하는 것으로 도시하였지만, 중계 배선 기판(2)의 상부에 몰딩부가 구비될 경우, 개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2), 마이크로 LED(ML) 및 몰딩부를 구비하여 구성될 수 있다.
개별화 모듈(1)은 절단되기 전의 중계 배선 기판에 마이크로 LED를 전사하고 전사된 마이크로 LED를 최소 화소 단위로 절단함으로써 형성될 수 있다. 이로 인해 복수개의 개별화 모듈(1)을 회로 기판(201)에 전사하여 인접하게 배치하였을 경우, 화소 단위가 반복적으로 배치되어 화소를 구현할 수 있게 된다.
개별화 모듈(1)을 구성하는 중계 배선 기판(2)은 마이크로 LED(ML)의 최소 화소 단위로 절단된 유닛화된 중계 배선 기판의 형태일 수 있다.
중계 배선 기판(2)은 상면에 제1접속 패드(3a)를 구비하고 하면에 제2접속 패드(3b)를 구비할 수 있다.
제1접속 패드(3a)는 중계 배선 기판(2)에 전사되는 플립칩 형태의 마이크로 LED(ML)의 제1, 2컨택 전극(106, 107)과 대응되도록 구비될 수 있다. 이로 인해 중계 배선 기판(2)에 전사된 마이크로 LED(ML)가 중계 배선 기판(2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 중계 배선 기판(2)에 전사된 마이크로 LED(ML)는 솔더링될 수 있다. 이 경우, 솔더 범프는 중계 배선 기판(2)의 제1접속 패드(3a)에 구비되거나 마이크로 LED(ML)의 제1, 2컨택 전극(106, 107)의 하면에 구비될 수 있다.
제2접속 패드(3b)는 회로 기판(201)의 상면에 제2접속 패드(3b)와 대응되도록 구비된 솔더 범프(8)를 이용하여 회로 배선부와 접합되어 개별화 모듈(1)과 회로 기판(201)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 장치(1000)를 위에서 바라보고 도시한 도이다. 도 5에 도시된 마이크로 LED(ML)는 수평 단면이 사각형의 형태를 갖는 것으로 도시하고 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 마이크로 LED(ML)의 수평 단면이 원형의 형태를 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 개별화 모듈(1)은 회로 기판(201)에 불연속적으로 구비된 형태일 수 있다. 도 5의 개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2)에 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G) 및 청색 마이크로 LED(B)를 1차원 어레이 배열하여 최소 화소 단위로 절단하여 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2)에 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B)를 각각 x방향으로 3배수의 이격거리(P(m)), y방향으로 1배수의 이격거리(P(n))로 전사하여 3×1의 화소 배열로 구성된 최소 화소 단위로 구분하여 절단함으로써 형성될 수 있다.
개별화 모듈(1)을 형성하기 위해 중계 배선 기판(2)에 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B)를 순서대로 전사할 수 있다. 이 경우, 전사되는 마이크로 LED(ML)의 순서는 이에 한정되지 않는다. 이하에서는 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B)의 순서로 전사되는 것으로 설명한다.
도 5와 같이 개별화 모듈(1)이 형성되기 전에 전사헤드(4)는 적색 마이크로 LED(R)가 구비된 제1적색 마이크로 LED 기판에서 적색 마이크로 LED(R)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)에 전사할 수 있다. 이 경우, 적색 마이크로 LED(R)를 흡착하는 전사헤드(4)는 x방향으로 3배수의 이격거리, y방향으로 1배수의 이격거리를 갖도록 흡착홀을 구비하거나, x방향으로 1배수의 이격거리, y방향으로 1배수의 이격거리를 갖도록 흡착홀을 구비하되 흡착할 열(세로방향)에만 선택적으로 흡착력을 발생하여 적색 마이크로 LED(R)를 전사할 수 있다. 적색 마이크로 LED(R)를 전사하는 전사헤드(4)는 후술할 녹색 및 청색 마이크로 LED(G, B)를 전사하는데 이용될 수 있다.
다음으로 전사헤드(4)는 적색 마이크로 LED(R)와 동일한 과정으로 녹색 마이크로 LED(G)가 구비된 제1녹색 마이크로 LED 기판에서 녹색 마이크로 LED(G)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)에 전사하고, 청색 마이크로 LED(B)가 구비된 제1청색 마이크로 LED 기판에서 청색 마이크로 LED(B)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)에 전사할 수 있다.
위와 같이 전사헤드(4)가 각각의 마이크로 LED(R, G, B)를 구비한 제1기판(101)과 중계 배선 기판(2) 사이를 3회 왕복 이동하면서 중계 배선 기판(2)에 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B)를 전사하여 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B) 3개가 3×1의 화소 배열을 형성하도록 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도면상 가장 좌측의 1행 및 1열의 개별화 모듈(1)의 화소 배열 순서는 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B)가 차례대로 일렬로 배열된다. 이러한 배열 순서와 동일한 배열 순서를 갖는 개별화 모듈(1)이 행방향(세로방향) 및 열방향(가로방향)으로 자연수배 만큼 반복적으로 배치되어 도 5의 도면상 행열의 개별화 모듈(1)의 화소 배열 순서는 동일하다.
한편, 중계 배선 기판(2)의 마이크로 LED(ML)를 최소 화소 단위로 절단하여 개별화 모듈(1)을 형성할 경우, 최소 화소 단위를 기준으로 최소 화소 단위의 자연수배 만큼 절단하여 개별화 모듈(1)을 형성할 수 있다. 도 5에 도시된 개별화 모듈(1)이 중계 배선 기판(2)에 3×1의 화소 배열을 형성하도록 마이크로 LED(ML)을 전사하여 최소 화소 단위를 기준으로 절단하여 형성된 개별화 모듈(1)이라면, 3m×n만큼 절단하여 개별화 모듈(1)을 형성할 수 있다. 이 경우, m, n은 자연수이다.
개별화 모듈(1)은 도 5에 도시된 화소 배열과 다른 화소 배열을 형성하도록 중계 배선 기판(2)에 마이크로 LED(ML)를 전사하고 이를 최소 화소 단위로 절단함으로써 형성될 수 있다. 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6(a)는 중계 배선 기판(2)에 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B) 각각을 대각선 방향으로 일정 간격으로 전사하여 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B) 3개가 3×3의 화소 배열로 구성된 개별화 모듈(1)을 도시한 도이다.
도 6(a)에 도시된 바와 같은 개별화 모듈(1)은 마이크로 LED(ML)가 구비된 제1기판(101)의 대각선 방향의 피치 간격과 동일한 이격거리를 갖는 흡착홀을 구비한 전사헤드(4)로 중계 배선 기판(2)에 마이크로 LED(ML)를 전사하고 전사된 마이크로 LED(ML)를 최소 화소 단위로 절단하여 형성할 수 있다.
도 6(a)와 같이 개별화 모듈(1)을 형성하기 위해 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B)를 중계 배선 기판(2)에 순서대로 전사할 수 있다. 이는 하나의 예로서 전사되는 마이크로 LED(ML)의 순서는 이에 한정되지 않는다.
먼저, 적색 마이크로 LED(R)를 구비한 제1적색 마이크로 LED 기판에서 적색 마이크로 LED(R)를 흡착한 전사헤드(4)가 중계 배선 기판(2)에 적색 마이크로 LED(R)를 전사할 수 있다. 이 경우, 전사헤드(4)는 제1적색 마이크로 LED 기판에 배치된 적색 마이크로 LED의 대각선 방향의 피치 간격과 동일한 피치 간격으로 형성된 흡착홀을 구비하므로, 적색 마이크로 LED(R)는 대각선 방향으로 전사될 수 있다.
그런 다음 전사헤드(4)는 적색 마이크로 LED(R)와 동일한 과정으로 녹색 마이크로 LED(G)가 구비된 제1녹색 마이크로 LED 기판에서 녹색 마이크로 LED(G)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)에 전사하고, 청색 마이크로 LED(B)가 구비된 제1청색 마이크로 LED 기판에서 청색 마이크로 LED(B)를 흡착하고 중계 배선 기판(2)에 전사할 수 있다.
위와 같이, 전사헤드(4)가 각각의 마이크로 LED(R, G, B)를 구비한 제1기판(101)과 중계 배선 기판(2) 사이를 3회 왕복 이동하면서 중계 배선 기판(2)에 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B)를 전사하여 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B) 3개가 3×3의 화소 배열을 형성하도록 할 수 있다. 이러한 중계 배선 기판(2)은 마이크로 LED(ML)의 최소 화소 단위로 절단되고 개별화 모듈(1)이 형성될 수 있다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B)가 3차원 어레이 배열되어 개별화 모듈(1)을 형성할 수 있다. 3차원 어레이 배열의 개별화 모듈(1)의 1행 및 1열의 화소 배열 순서는 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B)가 차례대로 일렬로 배열된다. 그다음 개별화 모듈(1)의 2행 및 1열의 화소 배열 순서는 청색 마이크로 LED(B), 적색 마이크로 LED(R), 녹색 마이크로 LED(G)가 차례대로 일렬로 배열된다. 그다음 개별화 모듈(1)의 3행 및 1열의 화소 배열 순서는 녹색 마이크로 LED(G), 청색 마이크로 LED(B), 적색 마이크로 LED(R)가 차례대로 일렬로 배열된다. 개별화 모듈(1)은 위와 같은 화소 배열 순서로 3차원 어레이 배열되어 형성될 수 있다.
도 6(a)를 토대로 도면상 가장 좌측 상부에 위치한 하나의 개별화 모듈(1)의 위치가 1행 1열이라고 할 경우, 1행 및 M열의 화소 배열의 순서는 1행 및 1열의 개별화 모듈(1)의 배열 순서와 동일하고, N행 및 1열의 화소 배열의 순서는 1행 및 1열의 개별화 모듈(1)의 순서와 동일하다. 위와 같은 구성에 의해 개별화 모듈(1)이 회로 기판(201)에 서로 인접하게 배치하게 되더라고 특정 마이크로 LED(ML)를 기준으로 그 가로 및 세로 방향으로 화소를 구현할 수 있게 된다.
도 6(b)에 도시된 개별화 모듈(1)은 중계 배선 기판(2)에 적색, 녹색 및 청색 마이크로 LED(R, G, B)를 각각 x방향으로 2배수의 이격거리(P(m)), y방향으로 2배수의 이격거리(P(n))로 전사하여 2차원 어레이로 배열되어 형성될 수 있다.
중계 배선 기판(2)에 전사되는 마이크로 LED(ML)의 이격거리와 동일한 이격거리를 갖는 흡착홀을 구비한 전사헤드(4)는 적색 마이크로 LED(R), 청색 마이크로 LED(B) 녹색 마이크로 LED(G)를 순서대로 중계 배선 기판(2)에 전사할 수 있다. 이 경우, 전사되는 마이크로 LED(ML)의 순서는 이에 한정되지 않는다.
먼저 1회 전사시 전사헤드(4)는 적색 마이크로 LED(R)가 구비된 제1적색 마이크로 LED 기판에서 적색 마이크로 LED(R)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)에 전사하고, 2회 전사 시 제1청색 마이크로 LED 기판에서 청색 마이크로 LED(B)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)상에 이미 전사된 적색 마이크로 LED(R)를 기준으로 마이크로 LED(ML)의 x방향 피치 간격만큼 도면상 오른쪽으로 전사헤드(4)를 위치시켜 청색 마이크로 LED(B)를 중계 배선 기판(2)상으로 일괄 전사한다. 다음 3회 전사 시, 전사헤드(4)는 녹색 마이크로 LED(G)를 선택적으로 흡착하여 중계 배선 기판(2)상에 2회 전사 시 전사된 청색 마이크로 LED(B)를 기준으로 마이크로 LED(ML)의 y방향의 피치간격만큼 도면상 아래쪽으로 전사헤드(4)를 위치시켜 녹색 마이크로 LED(G)를 중계 배선 기판(2) 상으로 일괄 전사한다.
다음 4회 전사 시 비어 있는 2×2 화소 배열에 추가적인 마이크로 LED(ML)를 여유 영역에 전사하여 총 4개의 마이크로 LED(R, G, B)로 2×2 화소 배열을 형성할 수 있다. 이를 통해 마이크로 LED(ML)의 발광 특성 eh는 시인성을 보완할 수 있고, 마이크로 LED(ML) 전사 시 전사가 제대로 이루어지 지지 않아 누락된 마이크로 LED(ML)가 존재하거나 불량품의 마이크로 LED(ML)가 존재할 경우 양품의 마이크로 LED(ML)를 추가로 실장함으로써 디스플레이의 화질을 향상시킬 수 있다. 추가적으로 전사되는 마이크로 LED(ML)는 적색, 녹색, 청색 마이크로 LED(R, G, B) 중 어느 하나일 수 있으며 이하에서는 청색 마이크로 LED(B)를 추가적으로 전사하는 것으로 도시하여 설명한다.
4회 전사 시 전사헤드(4)는 청색 마이크로 LED(B)를 흡착하여 중계 배선 기판(2)에 전사할 수 있다. 이로 인해 4개의 마이크로 LED(R, G, B)가 2×2화소 배열을 형성할 수 있고 최소 화소 단위로 구분될 수 있다.
도 6(b)에 도시된 바와 같이, 중계 배선 기판(2)에서 4개의 마이크로 LED(R, G, B)가 2×2의 화소 배열을 형성하고 2m×2n만큼 절단하여 개별화 모듈(1)을 형성할 수 있다. 이 경우, m, n은 자연수이다.
도 6(b)를 참조하면, 마이크로 LED(ML)를 4×4의 화소 배열로 절단하여 개별화 모듈(1)이 형성된다. 개별화 모듈(1)의 최소 화소 단위는 적색 마이크로 LED(R)를 기준으로 오른쪽으로 청색 마이크로 LED(B)가 위치하고, 청색 마이크로 LED(B)를 기준으로 아래쪽으로 녹색 마이크로 LED(G)가 위치하며, 적색 마이크로 LED(R)를 기준으로 청색 마이크로 LED(B)가 위치하여 2차원 어레이 형태이다.
도 6(b)의 도면상 4개의 마이크로 LED(R, G, B)의 2×2의 화소 배열을 1행 및 1열 이라고 할 경우, 1행 및 1열, 1행 및 2열, 2행 및 1열, 2행 및 2열의 마이크로 LED(ML)가 하나의 개별화 모듈(1)를 구성할 수 있다. 이러한 개별화 모듈(1)의 위치를 1행 및 1열이라고 할 경우, 4×4의 화소 배열로 구성된 개별화 모듈(1)은 자연수배만큼 반복적으로 배치된다. 위와 같은 구성에 의해 복수개의 개별화 모듈(1)을 회로 기판(201)에 서로 인접하게 배치하더라도, 전체적으로 개별화 모듈(1)의 최소 화소 단위의 분포가 동일한 분포를 갖게될 수 있다.
개별화 모듈(1)의 화소 배열은 위와 같이 도 5 및 도 6을 참조한 화소 배열에 한정되지 않고, 최소 화소 단위를 구성할 수 있는 화소 배열로 형성되어 절단됨으로써 개별화 모듈이 형성될 수 있다.
본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 장치(1000)는 본 발명의 마이크로 LED 전사 방법을 통해 양품 개별화 모듈(6)만을 구비하여 제조될 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED 디스플레이 장치(1000)로서 높은 신뢰성을 가질 수 있게 된다.
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.
1: 개별화 모듈 2: 중계 배선 기판
3: 중계 배선부 3a: 제1접속 패드, 본딩 패드
3b: 제2접속 패드, 접속 패드 3c: 내부 배선
4: 전사헤드 5: 불량품 개별화 모듈
6: 양품 개별화 모듈 7: 리페어 헤드
8:솔더 범프 1000: 마이크로 LED 디스플레이 장치

Claims (9)

  1. 제1기판의 마이크로 LED를 중계 배선부가 구비된 중계 배선 기판에 전사하는 제1단계;
    상기 마이크로 LED가 전사된 상기 중계 배선 기판을 복수개의 개별화 모듈로 절단하는 제2단계; 및
    상기 개별화 모듈 중에서 양품 개별화 모듈을 상기 제2기판에 전사하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    리페어 헤드에 의해 불량품 개별화 모듈이 양품 개별화 모듈로 교체된 상기 양품 개별화 모듈을 포함한 복수개의 양품 개별화 모듈을 전사헤드가 일괄적으로 상기 제2기판에 전사하는 단계인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    제3단계는,
    전사헤드가 양품 개별화 모듈만을 개별적으로 상기 제2기판에 전사하는 단계인 것을 특징으로 마이크로 LED 전사 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1단계 이후에 상기 중계 배선 기판의 상부를 몰딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중계 배선부에 전기를 인가하여 상기 마이크로 LED를 검사하는 검사 단계를 더 포함하고,
    양품 마이크로 LED가 있는 개별화 모듈을 양품 개별화 모듈로 특정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검사 단계는,
    상기 제1단계 이후에 수행되거나,
    상기 제2단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사 방법.
  7. 회로 배선부가 구비된 회로 기판; 및
    상기 회로 기판의 상면에서 상기 회로 배선부와 전기적으로 연결되며, 중계 배선부가 구비된 중계 배선 기판의 상부에 상기 중계 배선부와 전기적으로 연결된 마이크로 LED를 구비한 개별화 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개별화 모듈은 상기 회로 기판에 불연속적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 마이크로 LED는 플립칩 형태인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 장치.
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