KR20200110630A - 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법, 이를 이용한 시스템 및 디바이스 - Google Patents

발광 엘리먼트들을 처리하는 방법, 이를 이용한 시스템 및 디바이스 Download PDF

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KR20200110630A
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민쉰 시에
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에피스타 코포레이션
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Abstract

발광 엘리먼트들을 처리하는 방법은, 미리결정된 패턴에 기초하여, 원래의 웨이퍼들 또는 다음 스테이지 캐리어들로부터 복수의 발광 엘리먼트들을 이송시키는 단계를 포함한다. 미리결정된 패턴은, 원래의 웨이퍼 또는 캐리어들 상에서 제1 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 그룹들을, 다음 스테이지 캐리어들 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다. 원래의 웨이퍼 상에 있는 발광 엘리먼트들은 수평 웨이퍼 피치와 수직 웨이퍼 피치를 갖는다. 다음 스테이지 캐리어들 각각 상에 있는 발광 엘리먼트들은 제1 수평 피치와 제1 수직 피치를 갖는다. 제1 수평 피치는 수평 웨이퍼 피치보다 크거나, 또는 제1 수직 피치는 수직 웨이퍼 피치보다 크다. 이외에도, 상술한 방법을 사용한 발광 엘리먼트 디바이스가 또한 제공된다.

Description

발광 엘리먼트들을 처리하는 방법, 이를 이용한 시스템 및 디바이스{METHOD OF PROCESSING LIGHT-EMITTING ELEMENTS, SYSTEM AND DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 발광 다이오드("LED(light emitting diode)")/레이저 다이오드("LD(laser diode)") 다이와 같은, 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법에 관한 것이며, 특히 피칭(pitching) 및 혼합(mixing) 공정을 사용하여 적어도 하나의 미리결정된 패턴에 기초하여 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법에 관한 것이다.
디스플레이는 스마트 폰, 태블릿, 랩탑, 데스크탑, TV, 및 디스플레이 모듈과 같은, 여러 전자 디바이스들의 핵심 컴포넌트들이다. 현재 디스플레이 기술은 LCD에서부터, OLED와 AMOLED에 이른다. 고해상도 디스플레이의 추구가 있음에도 불구하고, 현재, 마이크로 LED 기술은 여전히 연구 개발 단계에 있다.
마이크로 LED 다이는 반도체 공정들에 의해 제조되며, 마이크로 LED 다이를 제조할 때 발생하는 미미한 조성 편차는 육안에 대해서는, 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일에 있어서 현저한 편차를 초래할 수 있다. 본 발명에 따르면, 다양한 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일을 갖는 LED 다이들을 혼합하는 것은 디스플레이 상에서 균일한 분포를 획득하기 위해 제공되는 효과적인 방법이다.
상기의 관점에서, 본 발명의 목적은 특정 배열들을 갖도록 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법 및 이 방법을 사용한 발광 엘리먼트 디바이스를 제공하는 것이며, 이에 의해 통상적인 디스플레이들 상에서 배열된 LED 다이들의 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일에 있어서의 현저한 편차에 의해 야기되는 디스플레이 상의 페이딩(fading) 영역 또는 파큘라(facula)를 개선할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법은, 적어도 하나의 웨이퍼 상의 복수의 LED 그룹들 각각에 복수의 카테고리들 중 하나를 할당하는 단계 - 각 LED 그룹은 동일한 웨이퍼 상의 복수의 LED 다이들을 포함함 -; 동일한 카테고리의 LED 그룹들을 웨이퍼로부터 기판에 배치하는 단계; 제1 수평 피치 및 제1 수직 피치를 갖는 제1 미리결정된 패턴에 기초하여 LED 다이들을 동일한 방출색의 하나보다 많은 기판으로부터 제1 스테이지 캐리어로 이송시키는 단계; 및 제2 수평 피치 및 제2 수직 피치를 갖는 제2 미리결정된 패턴에 기초하여 LED 다이들을 적어도 하나의 방출색의 제1 스테이지 캐리어들로부터 제2 스테이지 캐리어로 이송시키는 단계를 포함한다. 제1 미리결정된 패턴은, 기판 상에서 제1 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들을, 제1 스테이지 캐리어 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
실시예에서, 제1 미리결정된 패턴은 제1 스테이지 캐리어 상의 발광 엘리먼트들의 2차원 매트릭스에 따른 발광 엘리먼트들의 피킹(pick) 패턴을 포함하며, 이 피킹 패턴은 제2 스테이지 캐리어 상의 발광 엘리먼트들의 제2 수평 피치와 제2 수직 피치에 대응하는 2차원 서브 매트릭스의 형태를 각각 취하는 여러 개의 발광 엘리먼트 유닛들로 분할된다. 제2 미리결정된 패턴은 제2 스테이지 캐리어 상에서 발광 엘리먼트들의 어레이의 형태를 취하고, 어레이는 2차원 서브 어레이들로 분할되고, 각각의 서브 어레이는 2차원 서브 매트릭스에 대한 대응 위치에 배열된다. 각각의 2차원 매트릭스 내의 발광 엘리먼트 유닛들의 개수는 제2 스테이지 캐리어로 이송된 발광 엘리먼트들을 제공하기 위한 제1 스테이지 캐리어들의 개수의 배수이다.
실시예에서, 하나의 매트릭스 내의 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 개수가 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 최대 개수의 20%보다 큰 경우, 개수는 최대 개수의 수량 편차 내에 있어야 한다.
실시예에서, 제1 매트릭스의 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제1 미리결정된 수량 우선순위는 제2 매트릭스의 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제2 미리결정된 수량 우선순위와 동일하며; 제1 매트릭스의 동일한 방출색의 하나의 특정 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제1 개수가 제2 매트릭스의 동일한 방출색의 동일한 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제2 개수의 수량 편차 내에 있는 경우, 제1 매트릭스와 제2 매트릭스는 동일한 미리결정된 수량 우선순위를 갖는 것으로 간주된다.
제2 실시예에서, 적어도 하나의 카테고리는 제1 카테고리와 제2 카테고리를 포함한다. 또는, 적어도 하나의 카테고리는 더 많은 카테고리들을 포함한다.
일 실시예에서, 각각의 웨이퍼 상의 LED 다이들은 수평 웨이퍼 피치와 수직 웨이퍼 피치를 가지며, 제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들은 제1 수평 피치와 제1 수직 피치를 가지며, 제2 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들은 제2 수평 피치와 제2 수직 피치를 갖는다. 수평 웨이퍼 피치는 제1 수평 피치 또는 제2 수평 피치보다 작거나; 또는 수직 웨이퍼 피치는 제1 수직 피치 또는 제2 수직 피치보다 작다.
제3 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 제공하며, 본 방법은, 복수의 제1 스테이지 캐리어들 상에서 복수의 방출색들을 각각 갖는 복수의 미리 혼합된 LED 다이들을 선택하는 단계; 미리결정된 패턴에 기초하여 각각의 방출색을 갖는 미리 혼합된 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어 상에 배치하는 단계를 포함한다. 미리결정된 패턴은, 제1 스테이지 캐리어 상에서 인접해 있는, 각각의 방출색을 갖는 두 개의 미리 혼합된 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
제4 실시예에서, 본 발명은 LED 공급 캐리어(예를 들어, 제1 또는 제2 스테이지 캐리어)를 제공하며, 이 LED 공급 캐리어는 적어도 하나의 캐리어; 캐리어 상에 배치된 복수의 LED 다이들을 포함하고, 복수의 LED 다이들은 매트릭스 디멘션이 동일한 복수의 2차원 정사각형 매트릭스들에 각각 할당된 복수의 LED 그룹들로 분할된다. 본 발명에 따르면, 정사각형 매트릭스들 중 60%를 넘는 매트릭스들이 발산(divergent)한다. 각각의 발산 매트릭스는 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들에 대한 카테고리의 최대 값과 최소값 간의 차이를 가지며, 이는 캐리어 내에서 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들에 대한 카테고리의 최대 값과 최소값 간의 차이의 50%보다 크다.
제5 실시예에서, 본 발명은 LED 공급 캐리어(예를 들어, 제1 또는 제2 스테이지 캐리어)를 제공하며, 이 LED 공급 캐리어는 적어도 하나의 캐리어; 캐리어 상에 배치된 복수의 LED 다이들을 포함하고, 복수의 LED 다이들 중 60%를 넘는 LED 다이들이 발산하며; 발산 LED 다이는 기준 값보다 큰 발산 지수를 갖는다. 발산 지수는 N에 대한 |CS-CC|의 합의 비에 의해 계산되고, |CS-CC|의 합은 발산 LED 다이의 카테고리의 값(CC)과, 발산 LED 다이와 동일한 방출색을 갖고 발산 LED 다이에 근접해 있는 복수의 LED 다이들 중 하나의 LED 다이의 카테고리의 값(CS) 간의 차이의 모든 절대 값들을 합산함으로써 구해지며, N은 방출색을 갖는 발산 LED 다이에 근접해 있는 LED 다이들의 개수이다.
제6 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트 디바이스를 제공하고, 발광 엘리먼트 디바이스는, 회로를 포함한 캐리어(예를 들어, 제1 또는 제2 스테이지 캐리어); 및 캐리어 상에 배치되고 복수의 LED 다이들의 발광을 제어하기 위한 회로에 전기적으로 결합된 복수의 LED 다이들을 포함하고; LED 다이들은 매트릭스 디멘션이 동일한 복수의 2차원 정사각형 매트릭스들에 각각 할당된 복수의 LED 그룹들로 분할되고, 정사각형 매트릭스들 중 60%를 넘는 매트릭스들이 발산한다. 각각의 발산 매트릭스는 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들에 대한 카테고리의 최대 값과 최소값 간의 차이를 가지며, 이는 캐리어 내에서 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들에 대한 카테고리의 최대 값과 최소값 간의 차이의 50%보다 크다.
제7 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트 디바이스를 제공하고, 발광 엘리먼트 디바이스는, 회로를 포함한 캐리어; 및 캐리어 상에 배치되고 복수의 LED 다이들의 발광을 제어하기 위한 회로에 전기적으로 결합된 복수의 LED 다이들을 포함하고; 복수의 LED 다이들 중 60%를 넘는 LED 다이들이 발산하며; 발산 LED 다이는 기준 값보다 큰 발산 지수를 가지며; 발산 지수는 N에 대한 |CS-CC|의 합의 비에 의해 계산되고, |CS-CC|의 합은 발산 LED 다이에 근접해 있는 복수의 LED 다이들 중 하나의 LED 다이의 카테고리의 값(CS)과 발산 LED 다이의 카테고리의 값(CC) 간의 차이의 모든 절대 값들을 합산함으로써 구해지며, N은 발산 LED 다이에 근접해 있는 LED 다이들의 개수이다.
제8 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 제공하며, 본 방법은, 복수의 캐리어들을 제공하는 단계; 복수의 캐리어들 중 하나를 선택하는 단계; 제1 방출색을 갖는 제1 웨이퍼로부터 적어도 하나의 LED 그룹을 기판으로 피킹하고, 기판 상의 상기 LED 그룹으로부터, 인접해 있는 LED 다이들을, 선택된 캐리어들 중 하나 상에 순차적으로 배치되도록 피킹하는 단계; 제2 방출색을 갖는 제2 웨이퍼로부터 적어도 하나의 LED 그룹을 피킹하고, 제2 웨이퍼의 LED 그룹으로부터 LED 다이들을, 선택된 캐리어들 상에 순차적으로 배치되도록 피킹하는 단계 - 제2 방출색의 LED 다이들 각각은 선택된 캐리어들 상에서 제1 방출색의 LED 다이들 각각에 인접해 있음 -; 캐리어들 모두가 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 미리결정된 패턴에 따라 캐리어들을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치하는 단계 - 미리결정된 패턴은 캐리어들 상에 LED 다이들을 배치하는 시퀀스에 기초하여 하나의 캐리어와 다음 캐리어를, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열함 -를 포함한다.
제9 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 제공하며, 본 방법은, 복수의 캐리어들을 제공하는 단계; 제1 방출색을 갖는 제1 웨이퍼로부터 적어도 하나의 LED 그룹을 기판으로 피킹하고, 기판으로부터, 인접해 있는 LED 다이들을, 캐리어들 중 상이한 캐리어들 상에 개별적으로 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계; 제2 방출색을 갖는 제2 웨이퍼로부터 적어도 하나의 LED 그룹을 다른 기판으로 피킹하고, 다른 기판으로부터 LED 다이들을, 캐리어들 중 상이한 캐리어들 상에 개별적으로 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계 - 제2 방출색의 LED 다이들은 캐리어들 상에서 제1 방출색의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; 및 캐리어들 모두가 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 미리결정된 패턴에 따라 캐리어들을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치하는 단계 - 미리결정된 패턴은 웨이퍼들로부터 캐리어들 상에 LED 다이들을 이송시키는 시퀀스에 기초하여 하나의 캐리어와 다음 캐리어를, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열함 -를 포함한다.
제10 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 제공하며, 본 방법은, 복수의 캐리어들을 제공하는 단계; 제1 방출색을 갖는 제1 웨이퍼로부터 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹을 기판으로 피킹하고, 기판으로부터 제1 및 제2 LED 그룹들로부터의 LED 다이들을 각각, 캐리어들 중 상이한 캐리어들 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계 - 제1 및 제2 LED 그룹들로부터의 일정 퍼센티지의 LED 다이들이 캐리어들 중 적어도 동일한 캐리어 상에 배치됨 -; 제2 방출색을 갖는 제2 웨이퍼로부터 제3 LED 그룹을 다른 기판으로 피킹하고, 다른 기판으로부터 LED 다이들을, 캐리어들 중 상이한 캐리어들 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계 - 제2 방출색의 LED 다이들은 캐리어들 상에서 제1 방출색의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; 및 캐리어들 모두가 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 미리결정된 패턴에 따라 복수의 캐리어들을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치하는 단계 - 미리결정된 패턴은 웨이퍼들로부터 캐리어들 상에 LED 다이들을 이송시키는 시퀀스에 기초하여 하나의 캐리어와 다음 캐리어를, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열함 -를 포함한다.
제11 실시예에서, 본 발명은 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 제공하며, 본 방법은, 제1 방출색을 갖는 두 개의 제1 색상 웨이퍼들 상에 있는 복수의 LED 다이들에 제1 카테고리를 할당하고, 제2 방출색을 갖는 두 개의 제2 색상 웨이퍼들 상에 있는 복수의 LED 다이들에 제2 카테고리를 할당하는 단계; 두 개의 제1 색상 웨이퍼들로부터 제1 카테고리의 두 개의 LED 그룹들을 각각 피킹하는 단계; 제1 카테고리의 두 개의 LED 그룹들을, 두 개의 제1 색상 캐리어들 상에 각각 놓이도록 순차적으로 배치하는 단계(또는, 제1 카테고리의 하나의 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 복수의 제1 색상 캐리어들 상에 제1 카테고리의 하나의 LED 그룹의 LED 다이들을 순차적으로 배치하고, 제1 카테고리의 다른 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 복수의 제1 색상 캐리어들 상에 제1 카테고리의 다른 LED 그룹의 LED 다이들을 순차적으로 배치함); 두 개의 제2 색상 웨이퍼들로부터 제2 카테고리의 두 개의 LED 그룹들을 각각 피킹하는 단계; 제2 카테고리의 두 개의 LED 그룹들을, 두 개의 제2 색상 캐리어들 상에 개별적으로 놓이도록 순차적으로 배치하는 단계(또는, 제2 카테고리의 하나의 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 두 개의 제2 색상 캐리어들 상에 제2 카테고리의 하나의 LED 그룹의 LED 다이들을 순차적으로 배치하고, 제2 카테고리의 다른 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 제2 색상 캐리어들 상에 제2 카테고리의 다른 LED 그룹의 LED 다이들을 순차적으로 배치함); 제1 색상 및 제2 색상 캐리어들로부터 복수의 그룹들 내의 LED 다이들을, 복수의 픽셀 캐리어들 상에 각각 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계 - 각각의 그룹은 제1 및 제2 카테고리들의 두 개의 LED 다이들을 포함하고, 제2 카테고리의 LED 다이들은 픽셀 캐리어들 상에서 제1 카테고리의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; 픽셀 캐리어들 모두가 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 미리결정된 패턴에 따라 픽셀 캐리어들을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치하는 단계 - 미리결정된 패턴은 픽셀 캐리어들 상에 LED 다이들을 배치하는 시퀀스에 기초하여 하나의 픽셀 캐리어와 다음 픽셀 캐리어를, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열함 -를 포함한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 도시한 동작 개략도들이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따라 LED 다이들이 선택되고 배치되는 방향들의 옵션들을 도시하는 동작 개략도들이다.
도 6은 본 발명에 따른 전사 프린팅(transfer printing) 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 직접적 층 박리 공정의 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 8 내지 도 23은 본 발명에 따른 LED 다이 피치 변경 및 혼합 공정의 실시예를 도시하는 동작 개략도들이다.
도 24 내지 도 35는 본 발명에 따른 LED 다이 피치 변경 및 혼합 공정의 다른 실시예를 도시하는 동작 개략도들이다.
도 36a 내지 도 36k는 본 발명에 따른 유닛 맵핑 테이블의 옵션들을 도시하는 개략도들이다.
도 37 내지 도 37b는 본 발명에 따른 두 개의 실시예들에 따른 유닛 맵핑 테이블에 기초하여 LED 다이들을 혼합하는 두 개의 흐름도들을 도시하는 개략도들이다.
도 38 내지 도 39d는 본 발명에 따른 LED 다이 수량 분포를 도시하는 개략도들이다.
도 39e 내지 도 39g는 종래 기술에 따른 LED 다이 수량 분포를 도시하는 개략도들이다.
도 40 내지 도 44는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 도시한 동작 개략도들이다.
도 45 내지 도 46a는 본 발명에 따른 카테고리 조합들의 옵션들을 도시하는 개략도들이다.
도 47은 본 발명에 따른 직접적 층 박리 공정의 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 48과 도 49는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
도 50과 도 51은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 공급 캐리어들을 도시한 개략도들이다.
도 52와 도 53은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 공급 캐리어들을 도시한 개략도들이다.
도 54와 도 55는 본 발명의 제6 및 제7 실시예들에 따른 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
도 56 내지 도 60은 본 발명의 제8 실시예에 따른 LED 다이들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
도 61 내지 도 65는 본 발명의 제9 실시예에 따른 LED 다이들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
도 66 내지 도 70은 본 발명의 제10 실시예에 따른 LED 다이들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
도 71 내지 도 78은 본 발명의 제11 실시예에 따른 LED 다이들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
도 79 내지 도 81은 본 발명의 제12 실시예에 따른 LED 다이들을 처리하는 방법을 도시한 개략도들이다.
본 발명의 목적, 기술적 세부사항, 특징, 및 효과는 도면들을 참조하여, 이하의 실시예들의 상세한 설명과 관련시켜서 더 잘 이해될 것이다.
본 발명은 복수의 혼합 스테이지들로 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법을 제공한다. 본 명세서에서, 용어 "LED 다이"는 웨이퍼들로부터의 발광 엘리먼트들의 일례를 의미한다. 실시예들이 LD 다이에 적용될 때, 실시예 설명에서의 "LED 다이"는 "LD 다이"로 수정되는 것으로 이해될 수 있다. 마찬가지로, 용어 "LED 그룹"은 실시예들이 LD 다이에 적용될 때 "LD 그룹"으로 수정되는 것으로 이해될 수 있고; "LED 유닛"은 실시예들이 LD 다이에 적용될 때 "LD 유닛"으로 수정되는 것으로 이해될 수 있으며, 명세서에서 "LED"를 갖는 다른 표현들에 대해서도 동일하게 적용된다. 이외에도, 용어 "제1 스테이지 캐리어"는 웨이퍼로부터의 LED 다이를 수용하기 위한 기판, 캐리어, 또는 컨테이너를 의미하고, 용어 "제2 스테이지 캐리어"는 제1 스테이지 캐리어로부터 피킹된 혼합된 LED 다이들을 배치하기 위한 다음 기판, 다음 캐리어, 또는 다음 컨테이너를 의미하고, 용어 "제1 미리결정된 패턴"은 기판(또는 웨이퍼)으로부터 피킹된 LED 다이들을 제1 스테이지 캐리어로 이송시키는 배치 패턴을 의미하고, 용어 "제2 미리결정된 패턴"은 제1 스테이지 캐리어로부터 피킹된 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어로 이송시키는 배치 패턴을 의미하고, 용어 "LED 공급 캐리어"는 LED 다이 컴포넌트 전달 키트로서 사용자에게 공급되는, LED 다이들을 갖는 일종의 전달 키트를 의미하고, 용어 "제1 방향"과 "제2 방향"은 LED 다이들의 혼합 공정을 설명하는데 도움을 주기 위한 두 개의 기준 방향들을 지칭하고, 용어 "LED 그룹"은 웨이퍼, 기판, 또는 캐리어 상에 배열된 선택된 LED 다이들의 세트를 의미하고, 용어 "발광 엘리먼트 디바이스"는 디스플레이 등과 같은 일종의 디바이스이다. 기판, 캐리어, 및 컨테이너는 블루 테이프, 유리 섬유 기판, BT 수지(Bismaleimide Triazine Resin) 기판, 에폭시 기판, 페놀 수지 기판, 또는 PCB 기판일 수 있다. 본 발명에서, 기판, 제1 스테이지 캐리어, 및 제2 스테이지 캐리어의 물질들은 상기 것으로 제한되는 것은 아닐 수 있다. 사용자는 요건들에 따라 상기 물질을 결정할 수 있다.
본 발명에서, 상이한 운송 엘리먼트들(예를 들어, 캐리어, 모듈, 및 기판) 간의 LED 다이 이송 공정은 이송 툴에 의해 수행될 수 있다. 이송 툴은 선택적으로, LED 다이들을 피킹하기 위한 피킹 부재, 접착제층을 개선 또는 형성하기 위한 레이저, 및 LED 다이들을 수용하기 위한 전술한 캐리어를 가질 수 있다. 또한, 이송 툴은 웨이퍼를 이동시키기 위한 팁, 클립, 로봇식 운송 장치, 니들 이젝터(needle ejector), 또는 웨이퍼 테이블을 더 가질 수 있다.
[제1 실시예]
도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 웨이퍼들 및 두 개의 LED 혼합 다이 스테이지들로부터 LED 그룹들을 피킹하는 것이 수반된 LED 다이들을 처리하는 방법을 제공한다. 방법은, 복수의 카테고리들 중 하나를 적어도 하나의 웨이퍼 상의 복수의 LED 그룹들 각각에 할당하는 단계 - 각각의 LED 그룹은 동일한 방출색의 적어도 하나의 웨이퍼 중의 하나의 웨이퍼 상의 복수의 LED 다이들을 포함하며(예를 들어, 도 1에서의 웨이퍼(W1), 및 도 2에서의 웨이퍼(W2)는 동일한 방출색에 속함), 각각의 LED 그룹 내의 LED 다이들은 동일한 카테고리에 속함 -; 적어도 하나의 웨이퍼 각각으로부터의 동일한 카테고리의 LED 그룹들(예를 들어, LED 그룹(1,1,), LED 그룹(1,2), LED 그룹(1,A), 및 LED 그룹(1,A+1))을 기판으로 이송시키는 단계 - 웨이퍼로부터의 동일한 카테고리의 LED 그룹(1,1,), LED 그룹(1,2), LED 그룹(1,A), 및 LED 그룹(1,A+1)을 동일 기판에 이송시킴 -; 제1 미리결정된 패턴[도 1과 도 2에서, 제1 미리결정된 패턴은, 기판들(B1, B2) 각각 상에서 제1 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 그룹들이 복수의 제1 스테이지 캐리어들(T1,1) 중 하나 상에서 제1 방향(도 1이 도시한 것과는 상이할 수 있음)으로 두 개의 인접해 있지 않은 위치들 상에 배치되도록 배열시킴]에 기초하여, 하나보다 많은 기판들(예를 들어, 도 1과 도 2에서의 상이한 기판들)로부터 복수의 LED 그룹들(각각의 LED 그룹은 복수의 LED 다이들을 포함함)을 동일한 제1 스테이지 캐리어들(예를 들어, T1,1)로 이송시키는 단계; 및 제2 미리결정된 패턴에 기초하여, 복수의 제1 스테이지 캐리어들로부터의 LED 다이들(두 개의 제1 스테이지 캐리어들(T1,1) 상의 LED 다이들은 두 개의 상이한 방출색들에 속할 수 있거나, 또는 동일한 방출색에 속할 수 있음)을 제2 스테이지 캐리어(도 3에서, 제2 스테이지 캐리어의 일례로서 도시된 하나의 제2 스테이지 캐리어(T2,1))로 이송시키는 단계를 포함한다. 도 1과 도 2에서, 각각의 제1 스테이지 캐리어(T1,1) 상의 LED 다이들, 각 LED 그룹 상의 LED 다이들의 개수는 기능적 필요에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 각 LED 그룹에는 50개, 100개, 500개, 또는 1000보다 많은 LED 다이들이 포함되며, 이는 이송 툴의 그룹 설계에 따라 달라진다. 그룹들은 웨이퍼 상의 미리결정된 영역들로부터 피킹되며, 그룹들 내의 LED 다이들의 광학적 특성들은 유사하다. 광학적 특성은 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일일 수 있다. 실시예에서, 기판들로부터의 LED 다이들은 동일한 카테고리에 의해 분류될 수 있고(또는, 일 실시예에서, 웨이퍼 상의 LED 다이들의 방출 파장, 광도 레벨, 및 색도 스케일을 식별함으로써 웨이퍼 상의 LED 그룹들을 복수의 카테고리들에 할당함), 상이한 LED 웨이퍼들로부터의 동일한 카테고리의 LED 다이들은 동일한 기판 상에 배열된다. 기판은 블루 테이프, 유리 기판, 또는 다른 기판들과 같은, 임시 기판일 수 있다. 그룹(1,1)과 그룹(1,2)은 동일한 카테고리로서 분류될 수 있다. 그룹(2,1)과 그룹(2,2)이 또한 동일한 카테고리로서 분류될 수 있다. 즉, 웨이퍼들(W1, W2)로부터 동일한 캐리어(T1, 1)로 이송된 그룹들은 동일한 카테고리에 속한다.
그러나, 상이한 기판들로부터 동일한 제1 스테이지 캐리어로의 그룹들은 동일한 카테고리로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 기판들(B1, B2) 상의 그룹들은 상이한 카테고리들에 속할 수 있다. 즉, 제1 스테이지 캐리어 상의 동일한 방출색의 LED 다이들은 단하나의 카테고리에 속할 수 있거나, 또는 상이한 카테고리들에 속할 수 있다.
제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들이 상이한 카테고리들에 속하는 경우, 본 발명에 따라 LED 다이들을 처리하는 방법의 단계들은, 복수의 카테고리들을 적어도 하나의 웨이퍼 각각 상의 복수의 LED 그룹들에 할당하는 단계; 적어도 하나의 웨이퍼 각각으로부터의 동일한 카테고리의 LED 그룹들을 기판으로 이송시키는 단계; (동일한 방출색의 LED 다이들을 혼합하거나, 또는 동일한 방출색의 LED 다이들을 혼합하고 피칭(pitching)하기 위한) 제1 미리결정된 패턴에 기초하여, 방출색의 적어도 하나의 카테고리의 기판들로부터의 LED 다이들을 제1 스테이지 캐리어로 이송시키는 단계; 및 (상이한 방출색들의 LED 다이들을 혼합하거나, 또는 상이한 방출색들의 LED 다이들을 혼합하고 피칭하기 위한) 제2 미리결정된 패턴에 기초하여, 적어도 하나의 방출색의 제1 스테이지 캐리어들로부터의 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어로 이송시키는 단계를 포함한다. 제1 미리결정된 패턴은, 기판 상에서 제1 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들을, 제1 스테이지 캐리어 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
일 실시예에서, 제1 미리결정된 패턴은, LED 혼합 기능(동일한 방출색의 LED 다이들의 혼합), 또는 LED 피칭 및 혼합 기능(동일한 방출색의 LED 다이들의 피칭 및 혼합)을 포함할 수 있다. 제2 미리결정된 패턴은, 다른 혼합 기능(상이한 방출색들의 LED 다이들의 혼합), 또는 다른 LED 피칭 및 혼합 기능(상이한 방출색들의 LED 다이들의 피칭 및 혼합)을 포함할 수 있다. 이러한 기능들은 나중에 상세하게 설명된다.
도 3에서, 각각의 제2 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들은 제2 수평 피치 및 제2 수직 피치를 갖는다. 제2 수평 피치는 제1 수평 피치 이상이거나, 또는 제2 수직 피치는 제1 수직 피치 이상이다. 제1 및 제2 수평 피치들과 제1 및 제2 수직 피치들은 동일한 표면 상에서의 수평 및 수직 방향들로의 두 개의 인접해 있는 LED 다이들의 두 개의 기준 중심들 사이를 측정한 거리들이거나, 또는 수평 및 수직 방향들로의 두 개의 인접해 있는 LED 다이들의 두 개의 대응 가장자리들 사이를 측정한 거리들이다. 인접해 있는 LED 다이들의 기준 중심들은 LED 다이들의 중심들이거나, 또는 LED 다이들 내의 활성 영역들의 중심들일 수 있으며, 여기서 사용자는 구현 요건에 따라 기준 중심의 위치를 결정할 수 있다.
도 1, 도 2, 및 도 3에서, 제1 방향은 수평 방향으로서 도시되고, 제2 방향은 수직 방향으로서 도시되며, 도면들에서 도시된 방향들은 예시를 위한 것이며, 본 발명의 실제 구현을 제한하지는 않는다. 이 실시예에서, 제1 방향과 제2 방향은 직각을 이룬다. 그러나, 도 1, 도 2, 및 도 3에서 도시된 제1 및 제2 방향들의 방향들은 일례로서 주어진 것이다. 필요한 경우, 제1 및 제2 방향들의 방향들은 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 방향들 둘 다는 수평이거나, 수직이거나, 또는 다른 방향일 수 있다. 방향들의 세부사항은 후속 실시예들에서 상세하게 설명된다.
도 3을 참조하면, 제2 미리결정된 패턴은, 제1 스테이지 캐리어들 상에서 제2 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들을, 대응하는 제2 스테이지 캐리어(예를 들어, (T2,1)) 상에서 제2 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
일 실시예에서, LED 다이들을 처리하기 위한 웨이퍼들의 개수는 기능적 필요에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼들의 개수는 적어도 2개, 3개, 4개, 또는 5개의 웨이퍼들을 포함한다. 일반적으로, 웨이퍼들의 개수는 캐리어들 상의 LED 다이들의 다양성 요건에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, LED 다이들의 더 많은 웨이퍼들은 캐리어들 상의 LED 다이들의 다양성으로 인해, 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일의 더 많은 선택성과, 더 높은 발산(divergent) 분포를 제공할 수 있다. 방출 파장은 피크 파장 또는 지배적 파장일 수 있다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 도면들에서는, 웨이퍼, 기판, 또는 캐리어 상의 LED 다이들의 배치에 대한 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 및 음의 경사 대각선 방향이 도시되어 있다. 예를 들어, 양의 경사 대각선 방향과 음의 경사 대각선 방향은 LED 다이들이 대각선으로 정렬되는 두 방향들을 칭한다. 또한, 수평 방향과 수직 방향은 LED 다이들이 웨이퍼, 기판, 또는 캐리어 상에서 수평으로 그리고 수직으로 정렬되는 방향들을 칭한다. 일 실시예에서, 제1 방향과 제2 방향 각각은 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 및 음의 경사 대각선 방향 중 하나로 선택적으로 정렬된다. 일 예에서, 제1 및 제2 방향들은 각각 양의 경사 대각선 방향과 음의 경사 대각선 방향일 수 있다. 대안적으로, 일 예에서, 제1 및 제2 방향들은 각각 양의 경사 대각선 방향과 수평 방향일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 방향(또는 제2 방향)은 도면들에서 도시된 방향들 중 하나로 제한되지 않으며, 상기 방향들 중 서로 평행하지 않은 두 방향들의 조합일 수 있다. 또는, 제1 방향(또는 제2 방향)은 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 및 음의 경사 대각선 방향 중 적어도 하나로 선택적으로 정렬된다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향 각각은 수평 방향과 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향과 음의 경사 대각선 방향의 조합 등일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향 사이에는 각도가 존재한다.
일 실시예에서, 제1 방향과 제2 방향은 직각을 이루고; 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향은 각각 수평 방향과 수직 방향이거나; 또는 제1 방향과 제2 방향은 각각 양의 경사 대각선 방향과 음의 경사 대각선 방향이다. 일 실시예에서, 제1 방향과 제2 방향은 동일한 것들이다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향은 둘 다 수평 방향으로 정렬되거나; 또는, 제1 방향과 제2 방향은 둘 다 수직 방향으로 정렬된다.
제1 실시예에서, 복수의 LED 그룹들은 전사 프린팅 공정에 의해 각각의 제1 스테이지 캐리어 상에 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 전사 프린팅 공정은, 피킹된 LED 다이들을 이송 툴의 접착제층 상에 부착시킴으로써 기판들 상에서 LED 다이들의 일부를 피킹하는 단계(S11); 및 피킹된 LED 다이들에 각각 대응하는 채워진 벌지(populated bulge)들을 제1 스테이지 캐리어들 중 하나 상에서 형성함으로써 접착제층으로부터 피킹된 LED 다이들을 배치(또는 박리)하는 단계(S12)를 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 제1 스테이지 캐리어들로부터의 LED 다이들은 직접적 층 박리 공정에 의해 각각의 제2 스테이지 캐리어 상에 배치된다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에서, 공정은, 복수의 제1 스테이지 캐리어들 상의 LED 다이들 상에 부착층(adherent layer)을 형성하는 단계(S21); 제1 스테이지 캐리어들 상의 LED 다이들을 개별적으로 복수의 LED 유닛들로 정의하고, 제1 스테이지 캐리어들로부터 부착층 상으로 LED 다이들을 피킹하는 단계 - 각각의 LED 유닛은 제1 방향 디멘션과 제2 방향 디멘션을 갖고(S22), 제1 방향 디멘션은 제2 수평 피치에 대응하고, 제2 방향 디멘션은 제2 수직 피치에 대응함 -; 제1 미리결정된 패턴의 LED 다이들과 제2 스테이지 캐리어 사이에 접촉부들을 생성하는 단계(S23); 및 LED 유닛들 내의 피킹된 LED 다이들의 대응 위치들을 광에 노출시킴으로써, 부착층을 약화(weaken)시켜서, 피킹된 LED 다이들을 부착층으로부터 제2 스테이지 캐리어 상에 배치하는 단계(S24)를 포함한다.
도 3에서, 제2 미리결정된 패턴은, 각각의 제1 스테이지 캐리어(T1,1 및 T1,2) 상에서 제2 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어의 대응하는 제2 스테이지 캐리어(T2,1) 상에서 제2 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킬 수 있다. 그러나, 제2 미리결정된 패턴은 도 3에서 도시된 실시예로 제한되지 않는다.
제1 미리결정된 패턴, 제2 미리결정된 패턴, 및 이들 사이의 LED 다이 이송 단계와 연관된 예시들은 다음과 같이 주어진다. 도 8을 참조하면, 제1 미리결정된 패턴에 따라 제1 스테이지 캐리어들(T1,1; T1,2;…T1,L) 각각 상에 배열된 LED 다이들을 배정(allocate)하기 위한 다이 이송 공정이 도시되어 있으며, 이는 도 8의 하단부에서 각각 도시된 복수의 2차원 서브 어레이들의 형태를 취하는 제2 미리결정된 패턴에 따라 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어에 배치하기 위한 중간 2차원 어레이로 표현된다. 2차원 서브 어레이들 각각은 제2 미리결정된 패턴으로 순차적으로 배열된 부분이고, 제1 스테이지 캐리어들로부터 배정된 LED 다이들을 내부에 갖는다. 제2 미리결정된 패턴은 피킹 패턴과 배치 패턴을 포함하고, 피킹 패턴은 LED 다이들을 LED 다이들의 2차원(M×N) 매트릭스의 형태로 배열한다. 2차원(M×N) 매트릭스는 (L×L) LED 유닛들로 분할될 수 있다. 도 8에서, M= L×R1이고, N=L×R2이다. LED 유닛들 각각은 LED 다이들의 2차원(R1×R2) 서브 매트릭스의 형태로 배열된다. 배치 패턴은 제2 스테이지 캐리어 상에 LED 다이들의 어레이의 형태를 배열하며, 이는 제1 스테이지 캐리어로부터 LED 다이들을 배열하기 위해, 배치된 LED 다이들의 (L×R1×R2) 2차원 (L×L) 서브 어레이들로 분할된다. 도 8의 실시예에서, 서브 어레이들의 개수는 L(=3), R1(=4), 및 R2(=3)의 곱이고, (L×R1×R2) 곱은 36과 같다. 무엇보다도, 정수들 R1, R2가 제2 수평 및 수직 피치들에 따라 결정된다. 정수들 R1, R2는 정수 L과는 독립적일 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 유닛들은 타일(매트릭스)로 그룹화되고; 각 타일은 m×L개의 유닛들을 포함하며, m은 2보다 큰 정수이다.
다이 이송 공정을 도시하기 위해, 제2 미리결정된 패턴과 제1 미리결정된 패턴 간의 수평 피치비와 수직 피치비, 및 제1 미리결정된 패턴과 제2 미리결정된 패턴에서의 LED 다이들의 대응하는 레이아웃들은 다음에 상세하게 설명된다. 제1 미리결정된 패턴에서, 제1 수평 피치와 제1 수직 피치는 도 1에서 도시된 인접해 있는 LED 다이들과 마찬가지로 수직 및 수평 방향들 각각으로 제1 미리결정된 패턴으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들의 동일 평면 상에서의 중심들 사이로서 정의된다. 제2 미리결정된 패턴에서, 제2 수평 피치와 제2 수직 피치는 수직 및 수평 방향들 각각으로 제2 미리결정된 패턴으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들의 중심들 사이로서 정의된다. 인접해 있는 LED 다이들의 기준 중심들은 LED 다이들의 중심들이거나, 또는 LED 다이들 내의 활성 영역들의 중심들일 수 있으며, 여기서 사용자는 구현 요건에 따라 기준 중심의 위치를 결정할 수 있다. 제1 수평 피치에 대한 제2 수평 피치의 수평 피치 비가 예를 들어, 비제한적인 예시로서, R1(예를 들어, 4)인 것으로 가정하고, 제1 수직 피치에 대한 제2 수직 피치의 수직 피치 비가 예를 들어, 비제한적인 예시로서, R2(예를 들어, 3)인 것으로 가정하면, 이들 수평 및 수직 피치 비들의 구성은 후술되는 바와 같이 제1 미리결정된 패턴과 제2 미리결정된 패턴의 LED 다이들의 대응하는 레이아웃들에 의해 충족될 수 있다. 도 8을 추가로 참조하면, 도 8의 상단부에는 L개의 제1 스테이지 캐리어들이 있으며, 여기서 L은, 예를 들어, 비제한적인 예시로서, 3과 같다. 또한, 대응하는 행들과 열들에 위치된 LED 다이들을 갖는 어레이는 도 8의 중간에서 도시된 제1 미리결정된 패턴을 나타내는데 사용되며, L개(예를 들어, 3개) 행들과 L개(예를 들어, 3개) 열들을 가지며, 복수의 서브 어레이들로 분할되며, 각각의 서브 어레이들은 대응하는 제1 행과 대응하는 열에 위치되어, 이를 LED 유닛이라고 칭한다. 각각의 LED 유닛은 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스에서 2차원 (R1×R2; 예를 들어, 4×3) 서브 매트릭스의 형태를 취한다. 제1 미리결정된 패턴을 나타내는 매트릭스는 M개의 행들과 N개의 열들을 가지며, LED 다이들은 매트릭스의 대응하는 행들과 열들에 위치되어 있으며, M은 L×R1(예를 들어, 12)과 동일하고, N은 L×R2(예를 들어, 9)와 동일하다. 한편, 제2 미리결정된 패턴은 복수의 (L×R1×R2; 예를 들어, 36)개 서브 어레이들을 갖는 어레이의 형태를 취하고, 도 8의 하단부에서 도시된 제2 미리결정된 패턴의 각각의 서브 어레이는 각각 L(예를 들어, 3)개 행들과 L(예를 들어, 3)개 열들의 L×L(예를 들어, 9)개 블록들, 및 서브 어레이의 대응하는 행들과 열들에 의해 규정된 각각의 블록들의 위치들에 배열된 L×L(예를 들어, 9)개 LED 다이들을 갖는다. LED 유닛의 제1 방향 디멘션(이는 LED 유닛의 수평 방향으로의 길이 측정치임)은 제2 수평 피치와 동일하게 설정되고, LED 유닛의 제2 방향 디멘션(이는 LED 유닛의 수직 방향으로의 길이 측정치임)은 제2 수직 피치와 동일하게 설정된다. 또한, 제2 미리결정된 패턴에서의 각 블록들의 좌측 상단 위치들이 LED 다이들에 의해 점유될 때, 제1 수평 피치에 대한 제2 수평 피치의 수평 피치 비는 R1과 동일하고, 이에 따라 제1 수직 피치에 대한 제2 수직 피치의 수직 피치 비는 R2와 동일하다. 제2 수평 피치가 제1 수평 피치보다 크고 제2 수직 피치가 제1 수직 피치보다 크다는 것의 고려는, 후속 제조 공정을 위해 제2 스테이지 캐리어에서의 LED 다이들의 페치(fetch)를 주로 용이하게 한다.
한편, 다이 이송 공정은 LED 다이들을 제1 스테이지 캐리어들로부터 제2 스테이지 캐리어로 이송하는 방법에 대한 시퀀스들에 많이 의존하기 때문에, 다이 이송 시퀀스들과 상관된 유닛 맵핑 테이블 및 유닛 피킹 시퀀스가 여기서 도입된다. 도 9를 참조하면, 우측 상단 부분의 유닛 맵핑 테이블은 L개 또는 3개의 행들과 L개 또는 3개의 열들 및 유닛 맵핑 테이블의 대응 행들과 열들에 배열된 1에서부터 L(예를 들어, 3)까지의 복수의 연속적인 정수들을 포함하고, 유닛 맵핑 테이블의 각 행 내에 포함된 번호들과 각 열 내에 포함된 번호들은 반복되지 않고, 유닛 맵핑 테이블 내의 각 번호의 열과 행은 LED 유닛들 중 하나를 상기 번호의 각각의 열 및 행과 동일한 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스 내의 행과 열에 맵핑시키는데 사용된다. 그 자체가 암시하는 바와 같이, 유닛 맵핑 테이블은, 유닛 맵핑 테이블 내의 번호들의 분포에 따라 제1 스테이지 캐리어들의 제1 미리결정된 패턴으로 LED 유닛들을 맵핑 또는 선택하고, 선택된 LED 유닛들의 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어의 제2 미리결정된 패턴의 대응하는 위치들로 이송시키는 역할을 한다. 더욱이, 유닛 피킹 시퀀스는 현재 선택된 제1 스테이지 캐리어로부터 선택될 LED 유닛들의 시퀀스를 추적하는 역할을 하며, 이는 1에서 L(예를 들어, 3)까지 순서대로 배열된 복수의 번호들로 초기화된다. 시퀀스 시프팅 체계는 유닛 피킹 시퀀스에 적용된다. 각각의 시프팅 시, 유닛 피킹 시퀀스 내에서 선행 번호가 맨 뒤로가고, 나머지 번호들 각각이 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동하도록 유닛 피킹 시퀀스는 재배열된다. 복수의 번호들은 행들과 열들이 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스에서 각각의 LED 유닛들에 맵핑되는 유닛 맵핑 테이블에서의 각각의 번호들에 대응한다. 달리 말하면, 유닛 맵핑 테이블 내의 번호들에 의해 맵핑된 LED 유닛들은 유닛 피킹 시퀀스 내의 번호들의 시퀀스에 따라 선택될 것이다.
도 9 내지 도 13, 도 14 내지 도 18, 및 도 19 내지 도 23에서 도시된 다이 이송 공정에 의해 형성된 제2 미리결정된 패턴에 대해, 도 37은 다이 이송 공정의 다른 관점을 도시한다. 도 37에서, 다이 이송 공정은 일반적으로, 제1 스테이지 캐리어들 중 하나를 순차적으로 선택하는 단계(S31) - 예를 들어, 제1 스테이지 캐리어(T(1,1))가 도 9 내지 도 13에서 도시된 바와 같이 선택되고, 제1 스테이지 캐리어(T(1,2))가 도 14 내지 도 18에서 도시된 바와 같이 선택되며, 제1 스테이지 캐리어(T(1,3))가 도 19 내지 도 23에서 도시된 바와 같이 선택됨 -; 유닛 피킹 시퀀스 및 유닛 맵핑 테이블에 따라 상기 선택된 제1 스테이지 캐리어의 제1 미리결정된 패턴의 LED 유닛들로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계(S32) - 예를 들어, 도 9와 도 10에서 도시된 바와 같이 제1 스테이지 캐리어(T(1,1))의 LED 유닛들이 유닛 피킹 시퀀스 내의 선행 번호 1과 동일한 유닛 맵핑 테이블 내의 번호 1의 행들과 열들에 의해 맵핑되고 선택됨 -; 제1 스테이지 캐리어 상의 모든 LED 다이들이 완전히 배열될 때까지 제2 스테이지 캐리어 중 하나 내의 제2 미리결정된 패턴의 대응하는 서브 어레이들의 엘리먼트들의 좌측 상단 부분들 상에 상기 피킹된 LED 다이들을 선택적으로 배열하는 단계(S33) - 예를 들어, 도 12와 도 13에서 도시된 바와 같이 유닛 피킹 시퀀스 내와 유닛 맵핑 테이블 내의 번호 3에 따라 피킹된 제1 스테이지 캐리어(T(1,1))의 LED 다이들이 제2 미리결정된 패턴의 대응하는 서브 어레이들 상에 배열됨 -; 및 유닛 피킹 시퀀스를 재시퀀스화하고 캐리어들 중 하나를 순차적으로 선택하는 것을 재개하는 단계(S34)를 포함할 수 있다.
전술한 단계들(S31~S34)은 제2 미리결정된 패턴의 서브 어레이들에서의 LED 다이들이 전술한 다이 이송 공정에 따라 배열되는 방법에 대한 일반적인 규칙들만을 개략적으로 설명한 것이다. 다이 이송 공정은 두 개의 실시예들에 의해 구현될 수 있다. 도 37a를 참조하여 다이 이송 공정과 관련된 실시예들 중 하나는 다음 단계를 포함한다:
단계 S41: 유닛 피킹 시퀀스에서, 초기 시퀀스 번호로 설정하고 현재 캐리어 번호를 1로 설정하고, 제1 스테이지 캐리어들 중 하나를 순차적으로 선택한다. 도 9에서 도시된 바와 같이, 유닛 피킹 시퀀스에서 선두에 있는, 1과 동일한 선행 번호에 따라, 초기 시퀀스 번호는 1로 설정되고 현재 선택된 캐리어는 T1,1이다.
단계 S42: 유닛 맵핑 테이블에서의 번호들의 L개 세트의 행들과 열들에 의해 맵핑된 선택된 캐리어의 L개 LED 유닛들을 선택한다. 도 10 내지 도 13에서 도시된 바와 같이, LED 유닛들의 각각의 동일 세트의 행과 열에 있는 L개 LED 다이들을, 제2 미리결정된 패턴의 형태로 제2 스테이지 캐리어 상의 서브 어레이들의 행들과 열들의 세트들 상에 순차적으로 배열한다. 선택된 제1 스테이지 캐리어(T1,1) 상에서, 유닛 맵핑 테이블 내의 제1 시퀀스 정수에 대응하는 LED 다이들을 피킹하고, 유닛 맵핑 테이블 내의 선행 번호(1)에 대응하는 LED 유닛들 상의 (R1×R2) LED 다이들이 모두 피킹될 때까지, 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 도 9와 도 10에서 도시된 바와 같이 제2 스테이지 캐리어들 상의 상이한 서브 어레이들 상에 배치한다. 그 후, 선택된 제1 스테이지 캐리어(T1,1)에 대해, 도 11에서 도시된 바와 같이 유닛 맵핑 테이블 1에서 2인, 제2 시퀀스 정수를 유닛 맵핑 테이블에서 할당한다. 다음으로, 제1 스테이지 캐리어 중 선택된 스테이지 캐리어(T1,1) 상에서, 유닛 맵핑 테이블 내의 제2 시퀀스 정수에 대응하는 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 유닛 맵핑 테이블 내의 제2 시퀀스 정수에 대응하는 LED 유닛들 내의 LED 다이들이 모두 피킹될 때까지, 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 도 12에서 도시된 바와 같이 제2 스테이지 캐리어 상의 다른 서브 어레이들 상에 배치한다. 유닛 피킹 시퀀스의 선행 번호는 유닛 맵핑 테이블 내의 L개 번호들에 대응하는 턴(turn)을 취할 수 있다. 선택된 서브 어레이의 행들과 열들의 세트들은, 맵핑된 LED 유닛들의 모든 LED 다이들이 완전히 배열되는 동안, 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스에서의 맵핑된 LED 유닛들의 행들과 열들의 L개 세트들과 동일하다. 예를 들어, 도 12와 도 13을 참조하면, 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스 내의 L개 또는 3개의 대응하는 LED 유닛들은 유닛 피킹 시퀀스 내의 선행 번호 3에 대응하는 유닛 맵핑 테이블 내의 번호 3의 행들과 열들에 의해 맵핑된다. 그 후, 맵핑된 LED 유닛들의 모든 LED 다이들이 제2 미리결정된 패턴으로부터 순차적으로 선택된 3개의 서브 어레이들 상에 완전히 배열될 때까지, 맵핑된 LED 유닛들의 각각의 동일 세트의 행과 열에 위치한 L개 또는 3개의 LED 다이들이 제2 스테이지 캐리어의 제2 미리결정된 패턴으로 3개의 R1×R2개 (또는 12개) 서브 어레이들 각각 상에 순차적으로 배열된다. 각각의 L개 또는 3개의 LED 다이들은 제2의 미리결정된 패턴으로 각각의 서브 어레이 내의 대응하는 엘리먼트들의 좌측 상단 위치들 상에 배열되고, 엘리먼트들의 행들과 열들은 제1 미리결정된 패턴의 맵핑된 LED 유닛들의 행들과 열들의 세트들에 대응한다는 것에 유념한다.
단계 S43: 유닛 피킹 시퀀스 내에서 새로운 선행 번호가 뒤로가고, 나머지 번호들 각각이 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동하도록 유닛 피킹 시퀀스를 재배열한다. 예를 들어, 유닛 피킹 시퀀스는 (1, 2, 3)으로서 초기화되고, 처음 배열된 후, 유닛 피킹 시퀀스 도 14에서 도시된 바와 같이 (2, 3, 1)이 된다.
단계 S44: 현재 캐리어 번호를 1만큼 증분시킨다. 이는 제1 스테이지 캐리어의 다음 캐리어가 도 14와 도 19에서 도시된 바와 같이 선택될 준비가 되었음을 의미한다.
단계 S45: 유닛 피킹 시퀀스를 재초기화하고, 유닛 피킹 시퀀스 내에서 선행 번호가 현재 캐리어 번호와 동일할 때까지, 유닛 피킹 시퀀스 내에서 유닛 피킹 시퀀스의 선행 번호가 뒤로가고 나머지 번호들 각각이 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동하도록 순차적으로 재배열하며, 단계 S41을 재개한다. 이는 현재 캐리어 번호에 따라 유닛 피킹 시퀀스를 재배열하는 것이다.
다이 이송 공정의 본 실시예는, 유닛 피킹 시퀀스 내의 다음 번호 및 유닛 맵핑 테이블 내의 동일 번호에 따라 상기 선택된 캐리어의 맵핑된 LED 유닛들의 모든 LED 다이들을 제2 미리결정된 패턴으로 후속하는 R1×R2개 또는 12개 서브 어레이들 상에 배열하기 전에, 유닛 피킹 시퀀스 내의 각 번호 및 1, 2, 또는 3과 같은, 유닛 맵핑 테이블 내의 동일한 번호들에 따라 맵핑된 선택된 제1 스테이지 캐리어의 제1 미리결정된 패턴 내의 LED 유닛들의 모든 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어의 제2 미리결정된 패턴 내의 R1×R2개 또는 12개 서브 어레이들로 이송시키는 것에 중점을 둔다. LED 다이를 피킹하고 배치하는 전술된 실시예에 따르면, 기판들 상과 제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들 간의 공간적 관계가 동일하게 유지된다. 즉, 임의의 기판과 임의의 제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들의 공간적 관계는 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 기판 상의 이웃해 있는 LED 다이들은 제1 스테이지 캐리어 상의 이웃해 있는 LED 다이들이다. 둘째로, 제1 스테이지 캐리어 상과 제2 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들 간의 공간적 관계는 실질적으로 동일한데, 이것은 피킹된 LED 다이들이 서브 매트릭스들의 "왼쪽 상단 모서리"에 있을 때, 배치된 LED 다이들이 서브 어레이들의 "왼쪽 상단 모서리"에 있다는 것을 의미한다. 즉, 서브 매트릭스들(제1 미리결정된 패턴) 내와 서브 어레이들(제2 미리결정된 패턴) 내의 LED 다이 배치들 간의 공간적 관계는 동일하다. 마찬가지로, 매트릭스들 내와 어레이들 내의 LED 다이 배치들 간의 공간적 관계는 동일하다.
도 37b를 참조하여 다이 이송 공정과 관련된 다른 실시예는 다음 단계들을 포함한다:
단계 S51: 현재 캐리어 번호를 1로 설정하고, 제1 스테이지 캐리어들 중 하나를 순차적으로 선택한다. 도 24에서 도시된 바와 같이, 현재 캐리어 번호는 1로 설정되고, 현재 선택된 제1 스테이지 캐리어는 T1,1이다.
단계 S52: 유닛 피킹 시퀀스의 선행 번호에 대해 유닛 맵핑 테이블 내에서 맵핑된 선택된 캐리어의 L개 또는 3개 LED 유닛들을 선택하고, 각각의 맵핑된 LED 유닛들의 각각의 동일한 세트의 행과 열에 있는 L개 LED 다이들을, 제2 미리결정된 패턴의 서브 어레이들 중 하나의 열들과 행들 상에 순차적으로 배열하고, 여기서, 제2 스테이지 캐리어의 선택된 서브 어레이의 행들 및 열들은 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스 내의 맵핑된 LED 유닛들의 행들 및 열들과 동일하다. 도 24 내지 도 26에서 도시된 바와 같이, 제1 미리결정된 패턴의 매트릭스 내의 L개 또는 3개의 대응하는 LED 유닛들은 단계 S54에서 유닛 피킹 시퀀스 내에서 순환적으로 시프팅된 선행 번호 1, 2, 또는 3에 대응하는 유닛 맵핑 테이블 내의 번호 1, 2, 또는 3의 행들과 열들에 의해 맵핑된다. 그런 후, 맵핑된 LED 유닛들의 각각의 동일 세트의 행과 열에 위치한 L개 또는 3개의 LED 다이들은 제2 스테이지 캐리어의 제2 미리결정된 패턴으로 L×R1×R2개 또는 36개의 서브 어레이들로부터 선택된 하나의 순차적인 서브 어레이 상에 배열된다. 다이 이송 공정의 전술된 실시예와는 대조적으로, 유닛 맵핑 테이블 상의 동일 번호의 L×R1×R2개 또는 36개 LED 다이들을 전술한 실시예에서 도시된 바와 같은 제2 미리결정된 패턴에 따라 서브 어레이들로 이송시키는 것 대신에, 현재 단계는 선택된 캐리어의 제1 미리결정된 패턴으로부터의 유닛 맵핑 테이블 내와 유닛 피킹 시퀀스 내의 하나의 공통 번호에 의해 맵핑된 L개 또는 3개의 각각의 LED 유닛들로부터 매 번 L개 또는 3개의 LED 다이들을, 제2 미리결정된 패턴으로부터 순차적으로 선택된 하나의 서브 어레이로 반복 이송시킨다.
이송 공정은 아래와 같이 설명된다. 먼저, 제1 스테이지 캐리어 중 하나의 캐리어(T1,1)를 선택하고, 유닛 맵핑 테이블에서 제1 시퀀스 정수와 제2 시퀀스 정수를 할당하며, 도 24에서의 유닛 맵핑 테이블 1에서는 제1 시퀀스 정수=1이고, 도 24에서의 유닛 맵핑 테이블 1에서는 제2 시퀀스 정수=2이다. 그런 후, 유닛 맵핑 테이블 내의 제1 시퀀스 정수들에 대응하는 LED 유닛들로부터 LED 다이들을 피킹하고, 도 24에서 도시된 바와 같이 유닛 맵핑 테이블 내의 제1 시퀀스 정수들에 대응하는 하나의 서브 어레이의 열과 행 상에 LED 다이들을 배치한다. 그런 후, 유닛 맵핑 테이블 내의 제2 시퀀스 정수들에 대응하는 매트릭스 내의 LED 유닛들로부터 LED 다이들을 피킹하고, 제1 시퀀스 정수와 제2 시퀀스 정수에 대응하는 LED 유닛들 내의 (R1×R2)개의 미리 혼합된 LED 다이들이 모두 피킹될 때까지, 도 25에서 도시된 바와 같이 유닛 맵핑 테이블 내의 제2 시퀀스 정수들에 대응하는 (상기 하나의 서브 어레이 다음에 있는) 다른 서브 어레이의 열과 행 상에 LED 다이들을 배치한다. 상기 단계들은 도 26과 도 27에서 도시된 바와 같이 다음 시퀀스 정수에 대해 반복된다.
단계 S53: 선택된 캐리어의 모든 LED 다이들이 제2 스테이지 캐리어에 완전히 배열되었는지를 결정한다. 현재 단계는 선택된 캐리어 내에 더 이상 LED 다이들이 남아있지 않은 경우 단계 S52에서의 반복적인 다이 이송을 종료시킨다.
단계 S54: 선택된 캐리어의 모든 LED 다이들이 완전히 배열되지 않은 경우, 유닛 피킹 시퀀스 내에서 선행 번호가 뒤로가고 나머지 번호들 각각이 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동하도록 유닛 피킹 시퀀스 내에서 번호들을 순환적으로 시프팅시키고, 단계 S52를 재개한다. 현재 단계는 주로, 선택된 캐리어의 LED 다이들이 제2 스테이지 캐리어에 완전히 배열되지 않을 때 유닛 피킹 시퀀스 내에서 번호들을 순환적으로 한 번 시프팅시키는 것이다.
단계 S55: 도 28에서 도시된 바와 같이 현재 캐리어 번호를 1만큼 증분시킨다.
단계 S56: 유닛 피킹 시퀀스를 재초기화하고, 유닛 피킹 시퀀스 내의 선행 번호가 현재 캐리어 번호와 동일할 때까지, 유닛 피킹 시퀀스 내에서 유닛 피킹 시퀀스의 선행 번호가 뒤로가고 나머지 시퀀스 번호들 각각이 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동하도록 재배열하며, 여기서 선행 번호를 재배열하는 것은 선행 번호가 이전 캐리어의 선행 캐리어 옆에 뒤따르게 하며, 도 29 내지 도 35에서 도시된 상기 단계들을 반복하도록 단계 S51을 재개한다.
본 실시예는 유닛 맵핑 테이블 내와 유닛 피킹 시퀀스 내의 L개 또는 3개의 상이한 번호들에 의해 맵핑되고 제2 미리결정된 패턴의 각각의 후속 L개 또는 3개의 서브 어레이들 상에 반복적인 방식으로 배열된 LED 유닛들의 L×L개 또는 9개의 LED 다이들의 이송에 중점을 둔 다이 이송 공정에 관한 것이다.
또한, 유닛 맵핑은 조정될 수 있다. 도 36a 내지 36c를 참조하면, 개략도들은 본 발명에 따른 유닛 맵핑 테이블들을 도시한다.
전술한 실시예에서, 상이한 제1 스테이지 캐리어들(T1,1; T1,2; T1,3)은 동일한 카테고리, 동일한 방출색 또는 상이한 방출색들의 상이한 카테고리들에 속할 수 있다.
본 발명의 일 관점에서, 동일한 방출색의 LED 다이들에 기초하여, 제2 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들은 동일한 방출색의 상이한 카테고리들, 예를 들어 네 개의 카테고리들에 속한다. 도 38을 참조하면, 하나의 매트릭스 내의 LED 다이들은 상이한 방출색들을 가질 수 있고, 제2 스테이지 캐리어 상의 동일한 방출색의 상이한 카테고리들의 상이한 개수의 LED 다이들은 실질적으로 서로 동일하다(각 카테고리에 할당된 LED 다이들의 선택된 개수는 동일하다). LED 다이들은 매트릭스 디멘션이 동일한 2차원 정사각형 매트릭스들에 할당된 복수의 2차원 정사각형 매트릭스들로 분할된다. 도 39a를 참조하면, 각 카테고리에 할당된, 선택된 개수의 LED 다이들은 실질적으로 미리결정된 카테고리 비율에 기초하며, 미리결정된의 카테고리 비율들은 동일하다. 따라서, 각 카테고리에 할당된 LED 다이들의 실제 개수는 서로 비슷하다. 도 39a를 참조하면, 동일한 방출색의 각 카테고리의 매트릭스들 내(또는 하나의 매트릭스 내)의 LED 다이들은 매트릭스 내의 각 카테고리에 대응하는 LED 다이들의 각 수량에 의해 형성된 수량 분포 곡선(X축은 카테고리이고, Y축은 수량이다)을 갖는다. 이 실시예에서, 매트릭스는 5%, 10%, 15%, 또는 20% 미만의 수량 편차를 갖는 수량 분포 곡선을 가지며, 매트릭스는 순응형(conformed) 매트릭스이다. 또한, 본 발명의 혼합 공정에 따르면, 제2 스테이지 캐리어 상의 모든 매트릭스들의 개수에 대한 순응형 매트릭스들의 개수의 비는 문턱 비보다 크다. 일 실시예에서, 문턱 비는 5%, 10%, 30%, 40%, 50%, 80%, 또는 다른 비들일 수 있다. 수량 편차는, 예를 들어, 동일 매트릭스 내의 다른 카테고리에 속한 LED 다이들의 최소 수량 대비 하나의 카테고리에 속한 LED 다이들의 최대 수량의 비; LED 다이들의 총 개수에 대한 하나의 카테고리에 속한 LED 다이들의 수량의 비와, 동일 매트릭스 내의 LED 다이들의 총 개수에 대한 다른 카테고리에 속한 LED 다이들의 다른 수량 간의 비 차이; 또는 동일 매트릭스 내의 이웃해 있는 카테고리에 속한 LED 다이들의 수량에 대한 하나의 카테고리에 속한 LED 다이들의 수량의 비이다. 일 실시예에서, 하나의 매트릭스 내의 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 개수가 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 최대 개수의 20%보다 큰 경우, 개수는 최대 개수의 수량 편차 내에 있어야 한다.
도 39b는 도 39a의 세부적인 기여의 예시이다. 동일한 방출색의 각 카테고리는 복수의 서브 카테고리들로 분할되고, 하나의 카테고리 내의 서브 카테고리들 각각에 각각 대응하는 복수의 LED 다이 수량들을 보여주기 위해 수량 분포 곡선이 제공되며, 매트릭스에서의 수량 분포 곡선은 정규(가우시안) 분포 곡선은 아니다. 그러나, 캐리어 상의 LED 다이들의 발산(divergence) 레벨은 매트릭스에서의 상이한 카테고리들의 LED 다이들의 수량 간의 수량 편차에 의해서만 결정될 수는 없다. 즉, 캐리어 상의 LED 다이들의 발산 레벨은 하나의 카테고리 내에서의 LED 다이 수량 분포의 편차에 따라 결정될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, LED 다이 수량 분포 곡선은 정규 분포 곡선이 아니거나 또는 가우시안 분포 곡선이 아니어야 한다. LED 다이 수량 분포 곡선은 실질적으로 직선일 수 있거나, 또는 복수의 계단형 직선들을 갖는 곡선일 수 있다. 또한, 수량 분포 곡선은 단일 피크를 갖지 않으며, LED 다이 수량 분포 곡선의 최소 한도 또는 최대 한도 상에서의 긴 꼬리(long tail)도 없다(도 39e와 아래의 단락에서의 설명 참조). 제2 스테이지 캐리어 상에서, 상이한 카테고리들의 LED 다이들의 개수는 선택적으로 미리결정된 수량 우선순위를 가질 수 있고, 상이한 카테고리들의 LED 다이들의 개수는 서로 실질적으로 동일하거나 또는 서로 비례한다.
도 39c와 도 39d를 참조하면, "서로 비례하는 카테고리들의 미리결정된 수량 우선순위" 실시예에서, 상이한 카테고리들의 LED 다이들의 개수는 실질적으로 캐리어에 대한 미리결정된 수량 우선순위를 갖는다(예를 들어, 카테고리 3의 LED 다이들 개수 > 카테고리 1의 LED 다이들의 개수 > 카테고리 2의 LED 다이들의 개수 > 카테고리 4의 LED 다이들의 개수). LED 다이 수량 분포 곡선은 정규 분포 곡선이 아니거나 또는 가우시안 분포 곡선이 아니어야 한다(도 39e 내지 39g 참조, 종래기술에 따른 LED 다이들의 수량 분포는 정규 분포 곡선으로 있는데, 그 이유는 종래의 LED 혼합은, 캐리어 상에 배치하기 전에 웨이퍼로부터 하나의 카테고리의 LED 다이들을 선택함으로써, 본 발명의 카테고리 선택 공정을 갖지 않기 때문이다). LED 다이 수량 분포 곡선은 계단형 곡선일 수 있다. 캐리어 상의 LED 다이들은 매트릭스 디멘션이 동일한 복수의 2차원 정사각형 매트릭스들로 분할될 수 있다. 매트릭스에서 동일한 방출색의 상이한 카테고리들의 LED 다이들의 개수가 마찬가지로 미리결정된 수량 우선순위를 가질 때, 매트릭스들은 순응화된다. 즉, 발산 레벨이 충분히 높은 경우, 미리결정된 수량 우선순위의 특징이 매트릭스들에서 유지된다. 본 발명에 따르면, 캐리어 상의 모든 매트릭스들에 대한 순응형 매트릭스들의 개수의 비는 문턱 비보다 크다. 일 실시예에서, 문턱 비는 5%, 10%, 30%, 40%, 50%, 80%, 또는 다른 비들이다.
"서로 비례하는 카테고리들의 미리결정된 수량 우선순위" 실시예에서, 본 발명은 다른 매트릭스 순응 결정 개념을 제공한다. 상이한 매트릭스들 간의 수량 편차는 5%, 10%, 15%, 또는 20% 미만이다. 구체적으로, LED 다이들의 수량들 간의 각 수량 편차의 차이는 5%, 10%, 15%, 또는 20% 미만이다. 일 실시예에서, 제1 매트릭스의 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제1 미리결정된 수량 우선순위는 제2 매트릭스의 동일한 방출색의 각 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제2 미리결정된 수량 우선순위와 동일하며; 제1 매트릭스의 동일한 방출색의 하나의 특정 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제1 개수가 제2 매트릭스의 동일한 방출색의 동일한 카테고리의 복수의 발광 엘리먼트들의 제2 개수의 수량 편차 내에 있는 경우, 제1 매트릭스와 제2 매트릭스는 동일한 미리결정된 수량 우선순위를 갖는 것으로 간주된다.
도 38을 참조하면, 서로 실질적으로 동일하거나 또는 서로 비례하는 상이한 카테고리들의 경우, 일 실시예에서, 매트릭스 내의 각각의 카테고리에 할당된 LED 다이들의 할당된 개수는, 매트릭스 내의 각각의 카테고리에 할당된 미리결정된 카테고리 비에 기초하여, 또는 캐리어 상의 기준 매트릭스 내의 각각의 카테고리에 할당된 LED 다이들의 개수에 기초하여, LED 다이들의 개수에 의해 결정된다. 예를 들어, 기준 매트릭스는 캐리어 상의 모든 매트릭스들의 각각의 카테고리에 할당된 실제 개수들의 평균과 실제 개수 간에 최저 차이를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 각 카테고리의 범위는 기능적 요구에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 각 카테고리의 범위는 2㎚ 미만(예를 들어, 0.1㎚, 0.5㎚, 1㎚, 2㎚, 또는 기타)의 파장 범위일 수 있다. 또한, 각 서브 카테고리의 범위는 2㎚ 미만(예를 들어, 0.1㎚, 0.5㎚, 1㎚, 2㎚, 또는 기타)의 파장 범위일 수 있다. 무엇보다도, 서브 카테고리의 범위는 카테고리보다 좁으며, 광 파장 검출 기능의 능력에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 수량 분포도의 x축의 최저 파장 한도와 최고 파장 한도는 정수이다. 최저 파장 한도는 매트릭스 내의 LED 다이들의 최소 방출 파장보다 큰 클로젯 정수 값(closet integer value)에 의해 결정된다. 최고 파장 한도는 매트릭스 내의 LED 다이들의 최대 방출 파장보다 작은 클로젯 정수 값에 의해 결정된다.
다른 실시예에서, 각 카테고리의 범위는 광 전력(Po(mW)) 또는 광도(Iv(mcd))에 의해 결정된 광도 레벨일 수 있다. 예를 들어, 각 카테고리의 범위는 5%~10%, 예를 들어, 8%의 광도 레벨의 편차 비일 수 있다. 광도 레벨의 편차 비는 LED 다이들(예를 들어, 동일한 방출색 또는 상이한 방출색들의 LED 다이들)의 광도 레벨의 최대 값과 최소값 간의 비로서 정의된다.
일 관점에 따르면, 본 발명은 LED 다이들을 처리하는 시스템을 제공하며, 본 시스템은, 복수의 카테고리들을 적어도 하나의 웨이퍼 상의 복수의 LED 그룹들에 할당하는 광학 검사 디바이스; 동일한 카테고리의 LED 그룹들을 적어도 하나의 웨이퍼 각각으로부터 기판으로 이송시키는 제1 이송 툴; 제1 미리결정된 패턴에 기초하여 LED 다이들을 동일한 방출색의 적어도 하나의 카테고리의 기판들 중의 하나보다 많은 기판으로부터 제1 스테이지 캐리어로 이송시키는 제2 이송 툴; 및 제2 미리결정된 패턴에 기초하여 적어도 하나의 방출색의 제1 스테이지 캐리어들로부터 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어로 이송시키는 제3 이송 툴을 포함한다. 제1 미리결정된 패턴은, 기판들 각각 상에서 제1 방향으로 인접해 있는 두 개의 LED 다이들을, 제1 스테이지 캐리어들 중 하나 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
LED 다이들을 처리하는 시스템의 실시예에서, 제1, 제2, 및 제3 이송 툴들은 기판들 또는 캐리어들로부터의 LED 다이들을 홀딩하기 위한 피킹 기능과, 기판들 또는 캐리어들 상에 LED 다이들을 배치하기 위한 배치 기능을 포함한다.
전술한 제1 실시예의 설명에서, LED 그룹들의 디멘션은 미리결정될 수 있다. 그러나, 상이한 웨이퍼들에 대한 카테고리 분포는 일반적으로 무작위인데, 즉, LED 그룹들의 디멘션 및 위치 배열들은 상이한 웨이퍼들에 대한 상이한 카테고리 분포들을 더 잘 피팅하도록 유연적일 수 있다. 일 실시예에서, LED 다이들의 카테고리들을 결정하는 단계 후에, 웨이퍼들 상의 LED 다이들의 결정된 카테고리 정보는, LED 그룹의 가능한 최대 디멘션에 기초하여, 웨이퍼 상의 LED 다이들을 분할하기 위한 발광 엘리먼트 그룹들의 최적 디멘션을 분석하여, 동일한 카테고리의 LED 다이들을 동일한 LED 그룹들에 포함시키는데 사용될 수 있다. 이 분석은 컴퓨팅 시스템, 또는 계산 능력을 갖춘 다른 디바이스들에 의해 행해질 수 있다.
[제2 실시예]
도 40과 도 41을 참조하면, 본 발명은 웨이퍼들로부터 제1 카테고리 및 제2 카테고리를 갖는 LED 다이들을 피킹함으로써 LED 다이들을 처리하는 방법을 제공한다. 본 방법은, 복수의 웨이퍼들(예를 들어, 도 40과 도 41에서의 웨이퍼들(W1, W2))의 각각의 LED 다이에 카테고리를 개별적으로 할당하는 단계 - 상기 카테고리는 제1 카테고리와 제2 카테고리를 포함함 -; 및 제1 카테고리를 갖는 복수의 LED 다이들(LED 다이들은 다음 캐리어에 하나씩 이송될 수 있거나, 또는 LED 다이들은 복수의 LED 그룹들의 구성에 의해 다음 캐리어에 이송될 수 있다)을 웨이퍼(W1)로부터 기판(B1)으로, 그리고 웨이퍼(W2)로부터 기판(B2)으로 이송시키는 단계를 포함한다. 달리 말하면, 동일한 웨이퍼 상에서 동일한 방출 파장 또는 동일한 광도 레벨과 같은 동일한 광학 특성을 갖는 LED 다이들이 동일한 기판으로 이송된다. 도 40과 도 41에서, 제1 미리결정된 패턴은, 각 기판(B1 또는 B2) 상에서 제1 방향으로 인접해 있는, 제1 카테고리를 갖는 두 개의 LED 다이들을, 제1 스테이지 캐리어를 위한 제1 캐리어 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다. 각 웨이퍼(W1 또는 W2) 상의 LED 다이들은 수평 웨이퍼 피치와 수직 웨이퍼 피치를 가지며, 제1 캐리어 상의 LED 다이들은 제1 수평 피치와 제1 수직 피치를 갖는다. 제2 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들의 제2 수평 피치는 제1 수평 피치보다 크거나, 또는 제2 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들의 제2 수직 피치는 제1 수직 피치보다 크다.
제2 실시예에서, 제1 캐리어 상의 LED 다이들은 제1 카테고리에 속하고; 즉, 동일한 제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들은 동일한 카테고리를 갖는다. 각각의 LED 다이의 카테고리는 방출 파장, 광도 레벨, 및 색도 스케일 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다.
전술한 실시예들에서의 웨이퍼들의 개수는 응용 목적에 따라 결정될 수 있으며; 예를 들어, 적어도 2개, 3개, 4개, 또는 5개 웨이퍼들일 수 있다.
도 42와 도 43을 참조하면, 본 방법은, 제2 카테고리를 갖는 복수의 LED 다이들을 웨이퍼(예를 들어, 웨이퍼(도 42에서의 웨이퍼(W1))로부터 기판(B3)으로 이송시키는 단계; 제1 미리결정된 패턴에 기초하여 LED 다이들을 기판(B3)으로부터 제1 스테이지 캐리어를 위한 제2 캐리어로 이송시키는 단계; 제2 미리결정된 패턴에 기초하여 제1 카테고리를 갖는 LED 다이들을 제1 캐리어로부터, 그리고 제2 카테고리를 갖는 LED 다이들을 제2 캐리어로부터, 제2 스테이지 캐리어로 이송시키는 단계를 더 포함한다. 도 43에서, 제2 미리결정된 패턴은, 기판(B3) 상에서 제3 방향으로 인접해 있는, 제2 카테고리를 갖는 두 개의 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어 상에서 제3 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
제2 실시예에서, 제1 미리결정된 패턴과 제2 미리결정된 패턴 중 적어도 하나는 포지셔닝(positioning) 시퀀스에 따라 형성될 수 있고, 포지셔닝 시퀀스는 제1 스테이지 캐리어들로부터의 LED 다이들의 복수의 피킹 위치들과, 제2 스테이지 캐리어 상에서의 LED 다이들의 복수의 배치 위치들을 포함한다. 예를 들어, 제2 미리결정된 패턴은 포지셔닝 시퀀스에 따라, LED 다이들을 하나의 제1 스테이지 캐리어로부터 제2 스테이지 캐리어로 배열하고, 이는 제1 스테이지 캐리어의 LED 다이들과 제2 스테이지 캐리어의 LED 다이들 간의 맵핑 관계를 형성한다. 포지셔닝 시퀀스는 제1 스테이지 캐리어들 상의 LED 다이들의 열과 행들을, 특정 시퀀스에 따라 제2 스테이지 캐리어의 열과 행들에 맵핑하기 위한 제1 포지셔닝 시퀀스와 제2 포지셔닝 시퀀스를 포함한다. 제1 포지셔닝 시퀀스와 제2 포지셔닝 시퀀스는 상이한 방향들을 따라 적용되는 포지셔닝 시퀀스들이다. 예를 들어, 수평 및 수직 방향들(예를 들어, 수평 방향을 위한 X방향 및 수직 방향을 위한 Y방향), 또는 양의 경사 대각선 방향과 음의 경사 대각선 방향이 있다. 예를 들어, 제1 포지셔닝 시퀀스에서의 제1 엘리먼트가 1이고, 제2 포지셔닝 시퀀스에서의 제1 엘리먼트가 또한 1인 경우, 제1 및 제2 포지셔닝 시퀀스들에서 제1 엘리먼트들의 위치는 (1, 1)에 대응한다. 제1 스테이지 캐리어 상의 제1 LED 다이들은 제2 스테이지 캐리어 상의 위치 (1, 1)에 맵핑된다. 제1 포지셔닝 시퀀스(또는 제2 포지셔닝 시퀀스)를 통해 피킹된 하나의 엘리먼트와 다음 엘리먼트 간의 오프셋은, 상이한 개수의 LED 다이들을 수용하는 간격을 사이에 갖도록 하나의 배치된 LED 다이와 다음 배치된 LED 다이 사이에 LED 다이들의 간격 수치를 규정하는 다양한 오프셋들의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 하나의 관점에서, 제1 포지셔닝 시퀀스와 제2 포지셔닝 시퀀스를 통해 피킹된 엘리먼트들은 각각 배치될 LED 다이들의 맵핑 위치들의 그룹으로부터 무작위로 선택된다. 예를 들어, 오프셋들의 그룹은 -3, -1, 2, 3, 및 4가 포함한다. 제1 포지셔닝 시퀀스에 대한 그룹으로부터 선택된 오프셋들은 순차적으로 2, -1, 4, 3, 2, 및 -1이고, 제2 포지셔닝 시퀀스에 대한 그룹으로부터 선택된 오프셋들은 순차적으로 4, 2, 3, -1, 2, 및 3이다. 따라서, LED 다이들을 수평 방향으로 배치하기 위한 위치들은 순차적으로 3, 2, 6, 9, 11, 및 10이고, LED 다이들을 수직 방향으로 배치하기 위한 위치들은 순차적으로 5, 7, 10, 9, 11, 및 14이다. 요컨대, LED 다이들을 배치하기 위한 위치들은 순차적으로 (3, 5), (2, 7), (6, 10), (9, 9), (11, 11), 및 (10, 14)(수평 방향 위치, 수직 방향 위치)이다. 앞에서 언급된 포지셔닝 시퀀스에 따른 LED 혼합의 결과를 나타내는 도 44에서의 상단 부분도를 참조하라. 도 44에서, LED 다이들은 LED 다이들의 상이한 카테고리들에 대응하는 여러 그레이 스케일들로 도시되어 있다. 도 44에서 도시된 바와 같이, LED 다이 분포는 매우 발산된 상태에 있다. LED 다이들의 다양한 카테고리들(4개 또는 6개 카테고리들)이 매우 분산되어 있고 매우 발산된 상태가 획득되는 도 44의 하단 상의 부분도를 참조한다. 필요한 경우, 오프셋들의 그룹은 앞에서 언급된 -3, -1, 2, 3, 및 4 이외에 더 많은 번호들, 예를 들어, 5, 6, 7, 등을 포함할 수 있다.
제2 실시예에서, 제2 미리결정된 패턴은, 제1 스테이지 캐리어 각각 상에서 제3 방향(도 43)으로 인접해 있는, 제1 카테고리를 갖는 두 개의 LED 다이들과, 제3 방향으로 인접해 있는, 제2 카테고리를 갖는 두 개의 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어 상에서 제3 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킬 수 있다. 즉, 제1 방향, 제2 방향, 및 제3 방향은 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 또는 음의 경사 대각선 방향으로 선택적으로 정렬될 수 있다(도 5의 설명 참조).
도 45를 참조하면, LED 다이들의 제1 카테고리는 제1 방출 파장 범위와 제1 광도 레벨에 속하며, LED 다이들의 제2 카테고리는 제2 방출 파장 범위와 제2 광도 레벨에 속한다. 도 46을 참조하면, LED 다이들의 제1 카테고리는 제1 방출 파장 범위와 제1 광도 레벨에 속하며, LED 다이들의 제2 카테고리는 제1 방출 파장 범위와 제2 광도 레벨에 속한다. 도 46a를 참조하면, LED 다이들의 제1 카테고리는 제1 방출 파장 범위, 제1 광도 레벨, 및 제1 광도 레벨 옆에 있는 다른 광도 레벨에 속한다. LED 다이들의 제2 카테고리는 제2 방출 파장 범위, 제2 광도 레벨, 및 제2 광도 레벨 옆에 있는 다른 광도 레벨에 속한다. 도 45, 도 46, 및 도 46a는 본 발명의 세 개의 실시예들을 나타내는데, 이것들은 구현 목적에 따라 카테고리들이 유연하게 결정될 수 있고 사용자가 어느 LED 다이들의 카테고리를 포함시킬지를 결정할 수 있음을 보여준다. 예를 들어, 제1 및 제2 카테고리들은 단지 상이한 광도 레벨들을 갖는다. 또는, 제1 및 제2 카테고리들은 각각 상이한 방출 파장 범위를 갖는다. 일 실시예에서, LED 다이들의 제1 카테고리는 제1 방출 파장 범위와, 제1 광도 레벨과 제2 광도 레벨을 포함하는 광도 레벨에 속한다. 실시예에서, 제1 카테고리의 LED 다이들과 제2 카테고리의 LED 다이들은 상이한 광도 레벨들 및/또는 상이한 방출 파장 범위들을 갖는다. 즉, LED 다이들의 카테고리들은 구현 목적에 따라 정의될 수 있으며, 이는 상기 예시된 실시예들로 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 제1 카테고리를 갖는 LED 다이들과 제2 카테고리를 갖는 LED 다이들은 각각 이송 공정에 의해 제1 스테이지 캐리어 상에 배치된다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 전사 프린팅 공정은, 이송 툴의 접착제층 상에 기판들로부터 피킹된 LED 다이들을 부착시킴으로써 LED 다이들의 일부를 피킹하는 단계(S11); 및 채워진 벌지(populated bulge)들을 제1 스테이지 캐리어들 중 하나 상에서 형성함으로써 접착제층으로부터 상기 피킹된 LED 다이들을 배치(또는 박리)하는 단계(S12)를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 카테고리를 갖는 LED 다이들과 제2 카테고리를 갖는 LED 다이들은 각각 직접적 층 박리 공정에 의해 제1 스테이지 캐리어들 상에 배치된다. 도 47을 참조하면, 일 실시예에서, 직접적 층 박리 공정은, 기판들의 LED 다이들 상에 부착층을 형성하는 단계(S61); 기판들로부터 부착층 상의 LED 다이들을 피킹하는 단계(S62); LED 다이들과 제1 스테이지 캐리어들 사이에 접촉부들을 생성하는 단계(S63); 및 피킹된 LED 다이들을 제1 스테이지 캐리어들 상에 배치하기 위해, LED 유닛들 내의 피킹된 LED 다이들의 대응 위치들을 광에 노출시킴으로써 부착층을 약화시키는 단계(S64)를 포함한다.
[제3 실시예]
도 48을 참조하면, 본 발명은 복수의 방출색들을 갖는 LED 다이들을 처리하는 방법을 제공한다. 본 방법은, 복수의 방출색들(예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색)을 갖는 복수의 미리 혼합된 LED 다이들을 선택하는 단계; 미리결정된 패턴에 기초하여 각각의 방출색을 갖는 미리 혼합된 LED 다이들을 캐리어 상에 배치하는 단계를 포함한다. 미리결정된 패턴은, 제1 스테이지 캐리어들 상에서 인접해 있는, 각각의 방출색을 갖는 복수의 미리 혼합된 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어 상에서 제1 방향으로 인접해 있지 않은 복수의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다.
일 실시예에서, 복수의 방출색들을 갖는 미리 혼합된 LED 다이들은 집합적으로 백색 방출색 광을 생성한다. 예를 들어, 미리 혼합된 LED 다이들의 방출색들이 적색과 녹색을 포함하는 경우, 미리 혼합된 LED 다이들은 집합적으로 황색 광을 생성할 수 있다. 또는, 복수의 적색, 녹색, 및 청색 방출색들을 갖는 미리 혼합된 LED 다이들은 집합적으로 백색 방출색 광을 생성한다.
도 49를 참조하면, 미리결정된 패턴은 적색, 녹색, 및 청색을 포함하는 방출색들을 갖는 미리 혼합된 LED 다이들을, 제2 스테이지 캐리어 상에서 제2 방향으로 적색, 녹색, 및 청색의 방출색들의 순서로 배치되도록 배열시킨다.
도 48과 도 49에서, 제1 및 제2 방향들은 두 개의 독립적인 방향들로서 도시되어 있다. 제1 방향과 제2 방향 각각은 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 및 음의 경사 대각선 방향 중 적어도 하나로 선택적으로 정렬될 수 있다. 또는, 제1 방향(또는 제2 방향)은 상기 방향들 중 서로 평행하지 않은 두 방향들의 조합일 수 있다. 제1 방향(또는 제2 방향)은 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 및 음의 경사 대각선 방향 중 하나로 선택적으로 정렬된다.
제3 실시예에서, 미리 혼합된 LED 다이들은 이송 공정에 의해 제2 스테이지 캐리어 상에 배치될 수 있다. 제3 실시예의 이송 공정은 제1 및 제2 실시예들의 전사 프린팅 공정들과 유사하므로, 도 6의 상기 설명을 참조한다. 이 실시예에서, 미리 혼합된 LED 다이들은 제1 및 제2 실시예에서의 LED 다이들을 참조할 수 있다. 제3 실시예의 전사 프린팅 공정은, 이송 툴의 접착제층 상에 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 부착시킴으로써 미리 혼합된 LED 다이들의 일부를 피킹하는 단계 - 복수의 채워진 벌지들은 상기 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들의 위치들에 각각 대응함 -; 및 피킹된 LED 다이들에 각각 대응하는 채워진 벌지들을 복수의 제2 스테이지 캐리어 중 하나 상에서 형성함으로써 접착제층으로부터 상기 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 배치(또는 박리)하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 미리 혼합된 LED 다이들은 직접적 층 박리 공정에 의해 제2 스테이지 캐리어 상에 배치된다. 제3 실시예의 전사 프린팅 공정은 제1 및 제2 실시예들의 전사 프린팅 공정들과 유사하므로, 도 7과 도 47의 상기 설명들을 참조한다. 이 실시예에서, 미리 혼합된 LED 다이들은 제1 및 제2 실시예에서의 LED 다이들을 참조할 수 있다. 제3 실시예의 직접적 층 박리 공정은, 제1 스테이지 캐리어 상의 미리 혼합된 LED 다이들 상에 부착층을 형성하는 단계; 제1 스테이지 캐리어 상의 미리 혼합된 LED 다이들을, 복수의 미리 혼합된 LED 유닛들로 개별적으로 정의하고, 제1 스테이지 캐리어로부터 부착층 상의 미리 혼합된 LED 다이들을 피킹하는 단계 - 각각의 미리 혼합된 LED 유닛은 제1 방향 디멘션과 제2 방향 디멘션을 갖고, 제1 방향 디멘션은 제2 수평 피치에 대응하고, 제2 방향 디멘션은 제2 수직 피치에 대응함 -; 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들과 제2 스테이지 캐리어 사이에 접촉부들을 생성하는 단계; 및 LED 유닛들 내의 상기 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들의 대응 위치들을 광에 노출시킴으로써 부착층을 약화시켜서, 상기 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 부착층으로부터 제2 스테이지 캐리어에 배치하는 단계를 포함한다. 제3 실시예의 직접적 층 박리 공정은 제1 실시예의 직접적 층 박리 공정과 유사하므로, 제1 실시예의 도면들과 관련 설명들을 참조한다. 이 실시예에서, 미리 혼합된 LED 다이들은 제1 실시예에서 배열된 LED 다이들을 참조할 수 있다.
제1 스테이지 캐리어 상의 제3 실시예에서의 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들(제1 실시예의 피킹된 LED 다이들을 참조한다)은 제1 스테이지 캐리어 상에서 LED 다이들을 교체함으로써 도 8 내지 도 23에서 도시된 이송 방법에 적용될 수 있다. 이송 방법의 세부사항은 이전 섹션들을 참조할 수 있으며, 따라서 간략화를 위해 생략된다. 또한, 제3 실시예의 미리결정된 패턴은 다음에 의해 미리 혼합된 LED 다이들(도면들에서의 LED 다이들을 참조한다)을 추가로 배열시킬 수 있다: (a) 제1 스테이지 캐리어(T1,1)(도 9)를 선택하는 것; (b) 유닛 맵핑 테이블에서 제1 시퀀스 정수를 할당하는 것(도 9의 유닛 맵핑 테이블 1에서 제1 시퀀스 번호=1임);(c) 선택된 제1 스테이지 캐리어(T1,1) 상에서, 유닛 맵핑 테이블 내의 제1 시퀀스 정수에 대응하는 미리 혼합된 LED 다이들을 매트릭스들 상의 LED 유닛들로부터 순차적으로 피킹하고, 유닛 맵핑 테이블 1 내의 제1 시퀀스 정수들에 대응하는 LED 유닛들 상의 (R1×R2)개의 미리 혼합된 LED 다이들이 모두 피킹될 때까지, 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어 상의 상이한 서브 어레이들 상에 배치하는 것(도 9와 도 10);(d) 선택된 제1 스테이지 캐리어(T1,1)에 대해 제2 시퀀스 정수를 유닛 맵핑 테이블에서 적어도 할당하고(도 11의 유닛 맵핑 테이블 1에서 제2 시퀀스 정수=2임); 선택된 제1 스테이지 캐리어(T1,1) 상에서, 유닛 맵핑 테이블 내의 제2 시퀀스 정수에 대응하는 미리 혼합된 LED 다이들을 LED 유닛들로부터 순차적으로 피킹하며, 유닛 맵핑 테이블 내의 제2 시퀀스 정수에 대응하는 LED 유닛들 내의 (R1×R2)개의 미리 혼합된 LED 다이들이 모두 피킹될 때까지(도 12), 제2 스테이지 캐리어 상의 다른 서브 어레이들 상에 상기 피킹된 미리 혼합된 LED 다이들을 배치하는 것(도 11); 및 (e) 다음 제1 스테이지 캐리어를 선택하고, (b) 단계 내지 (d) 단계를 반복하는 것(도 14 내지 도 23). 무엇보다도, 각각의 2차원 매트릭스 내의 LED 유닛들의 개수는 제2 스테이지 캐리어로 이송된 LED 다이들을 제공하기 위한 제1 스테이지 캐리어들의 개수의 배수이다. 예를 들어, 상이한 제1 스테이지 캐리어들이 각각 적색, 녹색, 및 청색 방출색 LED 다이들을 제공하는 경우, 각각의 제2 스테이지 캐리어는 적색, 녹색, 및 청색 방출색의 복수의 LED 다이들을 포함한다. 제2 수평 피치(h2)는 제1 수평 피치(h1)의 X배이다(h2=X × h1). 제2 수직 피치(v2)는 제1 수직 피치(v1)의 Y배(v2=Y x v1)이고; X와 Y는 1보다 크다. LED 다이들을 제1 스테이지 캐리어들로부터 제2 스테이지 캐리어로 이송시킬 때, 제2 스테이지 캐리어로 이송될 L개의 제1 스테이지 캐리어 각각 상의 LED 다이들은 복수의 유닛들로 그룹화되고; 각 유닛은 2차원 매트릭스(X, Y)로 있는 X×Y개의 LED 다이들을 포함한다.
제3 실시예의 미리결정된 패턴은 제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들을 교체함으로써 도 24 내지 도 35에서 도시된 이송 방법에 적용될 수 있다. 이송 방법의 세부사항은 이전 섹션들을 참조할 수 있으며, 따라서 간략화를 위해 생략된다.
실시예에서, 상기 도시된 LED 피킹 시퀀스에서 제1 스테이지 캐리어의 LED 다이들을 맵핑하는데 세 개의 시퀀스 정수들이 사용된다. 또한, 도 36a 내지 도 36c를 참조하며, 여기서는 예시화된 여러 유닛 맵핑 테이블들이 LED 다이들을 피킹하고 배치하기 위한 다른 옵션들이다. 사용자는 응용 목적에 따라 적절한 유닛 맵핑 테이블을 결정할 수 있다.
실시예에서, 세 개의 시퀀스 정수들을 위한 유닛 맵핑 테이블은 전술한 정사각형 3×3 매트릭스로 제한될 수는 없다. 예를 들어, 도 36d 내지 도 36i를 참조하며, 여기서는 유닛 맵핑 테이블들이 직사각형 3×4 매트릭스, 3×5 매트릭스, 또는 다른 종류의 유닛 맵핑 테이블들일 수 있다. 또한, 시퀀스 정수들의 개수는 세 개로 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, LED 다이들을 피킹하고 혼합하기 위한 가능한 시퀀스 정수는 4이다. 네 개의 시퀀스 정수들에 대한 유닛 맵핑 테이블들의 예시들이 도시되어 있는 도 36j와 도 36k를 참조한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 시퀀스 정수는 2, 5, 또는 다른 정수들과 같은, LED 다이들을 제공하는 웨이퍼들의 개수에 따라 결정될 수 있고, 관련된 유닛 맵핑 테이블들이 이에 대응하여 수정될 수 있다.
제3 실시예의 미리결정된의 패턴은 도 37 내지 37b에서 도시된 공정들에 적용될 수 있다. 그 세부사항은 이전 섹션들을 참조할 수 있으며, 간략화를 위해 생략된다. 또한, 미리결정된 패턴은 다음에 의해 미리 혼합된 LED 다이들을 배열시킨다: (a) 유닛 피킹 시퀀스 내의 선행 시퀀스 정수를 캐리어들 중 선택된 캐리어의 현재 캐리어 번호와 초기 시퀀스 정수로 설정하는 것; (b) 유닛 맵핑 테이블 내의 번호들의 L개 세트들의 행들과 열들에 의해 맵핑된 선택된 캐리어의 L개 LED 유닛들을 선택하고 - 유닛 맵핑 테이블 내의 번호들은 유닛 피킹 시퀀스의 선행 시퀀스 정수와 동일함 -, 매트릭스들로부터 순차적으로 선택된 매트릭스의 행들과 열들 상에 각각의 동일 세트의 각각의 맵핑된 LED 유닛들에 있는 L개의 미리 혼합된 LED 다이들을 순차적으로 배열시키는 것 - 맵핑된 LED 유닛들의 모든 미리 혼합된 LED 다이들이 완전히 배열될 때까지, 선택된 매트릭스들 상의 맵핑된 LED 유닛들의 행들 및 열들은 서브 어레이 상의 배열된 L개의 미리 혼합된 LED 다이들의 행들 및 열들과 동일함 -; (c) 유닛 피킹 시퀀스 내에서 선행 시퀀스 정수가 각각의 나머지 시퀀스 정수들 뒤로 가도록 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동시킴으로써 유닛 피킹 시퀀스를 재배열하는 것; (d) 현재 캐리어 번호를 1만큼 증분시키는 것; 및 유닛 피킹 시퀀스를 재초기화하고, 유닛 피킹 시퀀스 내의 선행 캐리어 번호가 현재 캐리어 번호와 동일할 때까지, 유닛 피킹 시퀀스 내에서 유닛 피킹 시퀀스의 선행 시퀀스 정수가 각각의 나머지 시퀀스 정수들 뒤로 가도록 하나의 위치만큼 앞쪽으로 이동시킴으로써 순차적으로 재배열하며, 단계 (a)를 재개하는 것.
혼합 LED 방법의 전술한 실시예들에 따르면, LED 다이 분포의 다양성이 획득될 수 있다. 따라서, 본 발명은 LED 다이들의 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일의 분포가 매우 분산된 LED 공급 캐리어 또는 발광 엘리먼트 디바이스를 제공한다.
[제4 실시예]
도 50과 도 51을 참조하면, LED 공급 캐리어는 적어도 하나의 캐리어 및 적어도 하나의 캐리어 각각 상에 배치된 복수의 LED 다이들을 포함한다. 복수의 LED 다이들은 매트릭스 디멘션이 동일한 복수의 2차원 정사각형 매트릭스들(예를 들어, 도 50에서의 3×3 매트릭스, 이에 제한되는 것은 아님)에 각각 할당된 복수의 LED 그룹들로 분할되고, 정사각형 매트릭스들 중 40%를 넘는 매트릭스들이 발산한다(예를 들어, 도 51에서, 매트릭스 1은 발산하고, 매트릭스 2는 발산하지 않는다). 실시예에서, 발산 캐리어에서는 매트릭스들 중 30%, 40%, 70%, 또는 80%를 넘는 매트릭스들이 발산한다. 도 51은 임의의 매트릭스가 동일한 방출색을 나타내는 대응하는 정사각형 매트릭스에서 LED 다이들에 대한 카테고리의 최대 값과 최소값 사이의 차이를 갖는 일례를 도시한다. 발산 매트릭스 내에서의 LED 다이들의 하나의 카테고리에 따른 차이는 캐리어 내에서의 LED 다이들의 카테고리들의 최대 차이의 50%보다 크다. 실시예에서, 매트릭스 내에서의 LED 다이들의 차이는 발산하는 것으로 간주되는 LED 다이들의 카테고리들의 최대 차이의 30%, 40%, 70%, 또는 80%보다 크다. 도 51에서, LED 다이들의 카테고리들은 파장들로 예시되고 있다.
도 50과 도 51에서 도시된 매트릭스들은 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들을 설명하기 위한 것이다. 기능적 필요를 위해, 동일한 방출색의 LED 다이들의 개수는, 예를 들어, 3000개, 5000개, 8000개, 10000개, 또는 15000개이다. 캐리어 상의 LED 다이들이 다양한 방출색들을 포함하는 경우, 동일한 방출색의 LED 다이들만이 최대 값과 최소값을 결정하기 위해 고려된다. 이러한 결정은 매트릭스에서 각각 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들의 최소 개수에 기초하여 적용된다.
도 51의 실시예는 제4 실시예의 카테고리를 설명하기 위한 일 예이며, 이는 파장에만 한정되지 않아야 하고 발광 세기가 발산 결정을 위한 인자일 수 있다. 당업자는 도 51의 실시예와 유사하게 발광 세기와 관련된 실시예를 이해할 수 있다. 매트릭스의 차이 값은 도 51에서 도시된 바와 같이 매트릭스의 발산을 추정하기 위해 계산된다. 따라서, 광도와 관련된 실시예의 세부사항은 여기서 상세하게 설명되지 않는다. 실시예에서, 도 51에서 도시된 매트릭스에서의 LED의 값은 LED 다이들의 그룹의 평균 값이다. 구체적으로, 도 51에서 LED의 값 543㎚는 아홉 개의 이웃해 있는 LED 다이들의 평균값이다. 그룹 내의 LED의 수량은 4개, 6개, 9개, 및 16개와 같이 조정될 수 있다.
일 실시예에서, LED 공급 캐리어 상의 혼합 LED 다이들은 더 높은 발산을 갖는다. 캐리어 상에서 발산 매트릭스들의 퍼센티지는 더 높을 수 있다. 예를 들어, 캐리어 상의 정사각형 매트릭스들 중 40%를 넘는 매트릭스들이 발산한다. 각각의 발산 매트릭스는 발산 매트릭스 내의 LED 다이들에 대한 동일한 방출색을 나타내는 카테고리의 최대 값과 최소값 사이의 차이를 갖도록 정의되며, 발산 매트릭스에서의 차이는 캐리어 내의 LED 다이들의 최대 카테고리 차이의 50%보다 크다. 제4 실시예에서 설명된 발산의 상태는 본 발명에서 개시된 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
[제5 실시예]
도 52와 도 53을 참조하면, LED 공급 캐리어는 적어도 하나의 캐리어와 캐리어 상에 배치된 복수의 LED 다이들(예를 들어, 도 52에서 도시된 바와 같은 LED 다이 1 내지 LED 다이 16)을 포함하며, 발산 지수들을 계산하기 위한 매트릭스 형태의 근접해 있는 LED 다이들을 갖는 복수의 LED 다이들 중 60%를 넘는 LED 다이들이 발산하고, 발산 LED 다이는 기준 값보다 더 큰 발산 지수를 갖도록 정의된다. LED 공급 캐리어는 발광 엘리먼트 디바이스에 적용될 수 있다. 도 52와 도 53의 매트릭스들에서 도시된 LED 다이들은 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들을 설명하기 위한 것이다. 기능적 필요를 위해, 매트릭스들 각각 내의 동일한 방출색의 LED 다이들의 개수는, 예를 들어, 3000개, 5000개, 8000개, 10000개, 또는 15000개보다 많을 수 있다.
도 52를 참조하면, LED 다이 1 내지 LED 다이 16은 복수의 2차원 정사각형 매트릭스 A, 매트릭스 B, 매트릭스 C, 매트릭스 D에 할당된 여러 그룹들로 분할될 수 있다. 매트릭스 A에서, LED 다이 6은 중심 LED 다이이고, LED 다이 1, LED 다이 2, LED 다이 3, LED 다이 5, LED 다이 7, LED 다이 9, LED 다이 10, 및 LED 다이 11은 근접해 있는 LED 다이들이며, 그 카테고리 값들은 발산 지수를 계산하는데 사용된다. 매트릭스 A에서의 근접해 있는 LED 다이 1, LED 다이 2, LED 다이 3, LED 다이 5, LED 다이 7, LED 다이 9, LED 다이 10, 및 LED 다이 11은 다른 매트릭스들의 중심 LED 다이들이도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 A에서의 근접해 있는 LED 다이 7은 매트릭스 B의 중심 LED 다이이고; 매트릭스 A에서의 근접해 있는 LED 다이 10은 매트릭스 C의 중심 LED 다이이고; 매트릭스 A에서의 근접해 있는 LED 다이 11은 매트릭스 D의 중심 LED 다이이다. 달리 말하면, 발산 지수는 도 53에서 도시된 바와 같이 매트릭스의 발산을 추정하기 위해 계산된 매트릭스의 차이 값으로서 간주될 수 있다.
도 53에서, 발산 지수는 N에 대한 |CS-CC|의 합의 비에 의해 계산된다. |CS-CC|의 합은 매트릭스의 중심에 있는 LED 다이의 카테고리의 값(CC)과 매트릭스 내의 (중심 LED 다이의 방출색과 동일한 방출색을 갖는 중심 LED 다이에 근접해 있는) 복수의 LED 다이의 카테고리의 값(CS) 간의 차이의 모든 절대 값들을 합산함으로써 구해지며, N은 방출색을 갖는 매트릭스 내의 LED 다이들의 개수이다. 달리 말하면, 발산 지수는 매트릭스의 중심에 배열된 LED(CC)와 매트릭스의 중심 주위에 배열된 다른 LED 다이들(CS) 간의 차이의 평균이다. 실시예에서, 도 53에서 도시된 매트릭스에서의 LED의 값은 LED 다이들의 그룹의 평균 값이다. 구체적으로, 도 53에서 LED의 값 543㎚는 아홉 개의 이웃해 있는 LED 다이들의 평균값이다. 그룹 내의 LED의 수량은 4개, 6개, 9개, 및 16개와 같이 조정될 수 있다.
제5 실시예에서, 카테고리는 방출 파장 또는 광도일 수 있다. 카테고리가 방출 파장인 경우, 기준값은 파장 문턱 값이고; 또는, 카테고리가 광도인 경우, 기준값은 세기 문턱 값이다.
도 53에서 도시된 매트릭스는 파장의 카테고리에 대한 일례이다. 예를 들어, 파장 문턱 값(기준값)이 3㎚(이는 도 53의 매트릭스의 중심 LED 다이들에 대응하는 발산 지수보다 작다)인 경우, 도 53의 중심 LED 다이들은 발산한다. 또는, 파장 문턱 값(기준값)이 3.5㎚(이는 도 53의 매트릭스의 중심 LED 다이들에 대응하는 발산 지수보다 크다)인 경우, 도 53의 중심 LED 다이들은 발산하지 않는다. 캐리어 상의 발산 LED 다이들의 퍼센티지는 캐리어 내의 각 LED 다이 및 LED 다이들을 중심으로 근접해 있는 LED 다이들에 의해 형성된 매트릭스들에 기초하여 계산될 수 있다. 제5 실시예에서 설명된 발산의 상태는 본 발명에서 개시된 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
또한, 상기 언급된 "복수의 LED 다이들 중 60%를 넘는 LED 다이들이 발산한다"에서의 60%의 퍼센티지는 제한적인 의미가 아니라 일례이다. 실현 퍼센티지는 구현 요건에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 더 높은 발산 캐리어 요건에서, 퍼센티지는 70% 이상일 수 있다.
[제6 실시예]
제4 실시예와 비교하여, 제6 실시예는 복수의 LED 다이들의 발광을 제어하기 위한 회로를 더 포함한다. 도 54를 참조하면, 발광 엘리먼트 디바이스는 캐리어, 캐리어 상에 배치된 복수의 LED 다이들, 및 캐리어 상에 장착되고 복수의 LED 다이들에 전기적으로 결합되어 복수의 LED 다이들의 발광을 제어하기 위한 회로를 포함한다. 복수의 LED 다이들은 매트릭스 디멘션이 동일한 복수의 2차원 매트릭스들에 각각 할당된 복수의 LED 그룹들로 분할되고, 매트릭스들 중 60%를 넘는 매트릭스들이 발산한다. 발산 매트릭스는 발산 매트릭스에서 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들에 대한 카테고리의 최대 값과 최소값 간의 차이를 갖도록 정의되며, 발산 매트릭스에서의 차이는 캐리어 상에서 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들의 카테고리들의 최대 차이의 50%보다 더 크다. 발산 매트릭스를 결정하는 세부사항에 대해서는, 제4 실시예의 설명을 참조하라.
도 54에서 도시된 매트릭스들에서의 LED 다이들은 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들을 설명하기 위한 것이다. 기능적 필요를 위해, 매트릭스들 각각 내의 동일한 방출색의 LED 다이들의 개수는, 예를 들어, 3000개, 5000개, 8000개, 10000개, 또는 15000개보다 많을 수 있다. 캐리어 상의 LED 다이들이 LED 다이들의 다양한 방출색들을 포함하고 발산 지수들의 결정이 매트릭스에서 각각 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들의 최소 개수에 기초하는 경우, 매트릭스의 수직 및 수평 디멘션들은 매트릭스에서 각각 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들의 최소 개수를 따르기에 충분한 LED 다이들을 포함하도록 증가될 수 있다. 제6 실시예에서 설명된 회로와 캐리어의 조합은 회로, 캐리어, 또는 모듈의 형태로 본 명세서에서 개시된 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
[제7 실시예]
제5 실시예와 비교하여, 제7 실시예는 복수의 LED 다이들의 발광을 제어하기 위한 회로를 더 포함하는 발광 엘리먼트 디바이스를 제공한다. 도 55를 참조하면, 발광 엘리먼트 디바이스는 캐리어, 캐리어 상에 배치된 복수의 LED 다이들, 및 캐리어 상에 장착되고 복수의 LED 다이들에 전기적으로 결합되어 복수의 LED 다이들의 발광을 제어하기 위한 회로를 포함한다. 발산 지수들을 계산하기 위한 매트릭스 형태의, 근접해 있는 LED 다이들을 갖는 복수의 LED 다이들 중 60%를 넘는 LED 다이들이 발산하고; 발산 LED 다이는 기준 값보다 큰 발산 지수를 갖도록 정의된다. 도 52와 도 53을 참조하면, 발산 지수는 N에 대한 |CS-CC|의 합의 비에 의해 계산된다. |CS-CC|의 합은 매트릭스의 중심에 있는 LED 다이의 카테고리의 값(CC)과 매트릭스 내의 (중심 LED 다이의 방출색과 동일한 방출색을 갖는 중심 LED 다이에 근접해 있는) 복수의 LED 다이의 카테고리의 값(CS) 간의 차이의 모든 절대 값들을 합산함으로써 구해지며, N은 매트릭스 내에서 근접해 있는 LED 다이들의 개수이다. 발산 지수와 기준값을 결정하는 세부사항에 대해서는, 제5 실시예의 설명을 참조한다.
전술한 실시예에서, 근접해 있는 LED 다이들을 갖는 LED 다이들 중 상기 퍼센티지의 LED 다이들은 발산하고, 여기서 퍼센티지는 60%로 제한되는 것은 아닐 수 있다. 예를 들어, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 보다 다양한 카테고리의 값들을 갖는 LED 다이들의 혼합의 경우, 상기 퍼센티지는 70%, 80%와 같이 더 높을 수 있거나, 또는 다른 더 높은 퍼센티지일 수 있다.
동일한 방출색을 갖는 LED 다이들에 대한 일례인 도 55에서 도시된 매트릭스에서의 LED 다이들은 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들을 설명하기 위한 것이다. 기능적 필요를 위해, 매트릭스들 각각 내의 동일한 방출색의 LED 다이들의 개수는, 예를 들어, 3000개, 5000개, 8000개, 10000개, 또는 15000개보다 많을 수 있다. LED 다이들이 매트릭스 내에서 LED 다이들의 다양한 방출색들을 포함하고, 발산 LED 다이 결정이 매트릭스에서 동일한 방출색을 갖는 근접해 있는 LED 다이들의 최소 개수에 기초하는 경우, 매트릭스의 수직 및 수평 디멘션들은 매트릭스에서 동일한 방출색을 갖는 LED 다이들의 최소 개수를 따르기에 충분한 LED 다이들을 포함하도록 증가될 수 있다. 제6 실시예에서 설명된 회로와 캐리어의 조합은 회로, 캐리어, 또는 모듈의 형태로 본 명세서에서 개시된 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 발광 엘리먼트 디바이스는 마이크로 LED 디스플레이, 미니 LED 디스플레이, 또는 백라이트 모듈일 수 있다.
[제8 실시예]
도 56을 참조하면, 본 발명은 LED 다이들을 처리하는 방법을 더 제공하며, 본 방법은, 제1 방출색을 갖는 제1 웨이퍼(Wf), 제2 방출색을 갖는 제2 웨이퍼(Ws), 복수의 기판들, 및 복수의 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3,…)을 제공하는 단계; 동일한 카테고리의 하나의 LED 그룹을 제1 웨이퍼(Wf)로부터 기판(B11)으로 피킹하는 단계; 기판(B11)의 LED 그룹으로부터 LED 다이들을, 선택된 캐리어(Tr1)의 미리결정된 섹션들 상에 순차적으로 배치(예를 들어, 캐리어(Tr1) 상에서 제2 방향으로 인접해 있는 위치들 상에 LED 다이들을 하나씩 배치)되도록 순차적으로 피킹(예를 들어, 제1 방향으로 LED 그룹의 인접해 있는 LED 다이들을 하나씩 피킹)하는 단계; 캐리어(Tr1) 상의 미리결정된 섹션들이 기판(B11)으로부터의 LED 그룹의 LED 다이들로 완전히 배열될 때까지, 기판(B11) 상에서 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 캐리어(Tr2) 상의 미리결정된 섹션들이 기판(B11)으로부터의 LED 그룹의 LED 다이들로 완전히 배열될 때까지, 기판(B11)으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 캐리어(Tr3) 상의 미리결정된 섹션들이 LED 다이들로 완전히 배열될 때까지, 기판(B11)으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 제2 웨이퍼(Ws)로부터 하나의 LED 그룹을 피킹하고(도 57), 제2 웨이퍼(Ws) 상의 동일 카테고리의 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 기판(B12)으로 피킹하는 단계; 및 LED 다이들을, 기판(B12)으로부터, 선택된 캐리어(Tr1)의 미리결정된 섹션들로 제1 방향으로 순차적으로 배치(예를 들어, 캐리어(Tr1) 상에서 제2 방향으로 인접해 있는 위치들 상에 LED 다이들을 하나씩 배치)하는 단계; 캐리어(Tr1) 상의 다른 미리결정된 섹션들이 기판(B12)으로부터의 LED 그룹의 LED 다이들로 완전히 배열될 때까지, 기판(B12)으로부터 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 캐리어(Tr2) 상의 미리결정된 섹션들이 기판(B12)으로부터의 LED 그룹의 LED 다이들로 완전히 배열될 때까지, 기판(B12)으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 캐리어(Tr3) 상의 미리결정된 섹션들이 기판(B12)으로부터의 LED 그룹의 LED 다이들로 완전히 배열될 때까지, 기판(B12)으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계를 포함하며, 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3, 등) 상의 LED 다이들은 미리결정된 패턴에 따라 발광 엘리먼트 디바이스에 완전히 배열된다(도 58). 실시예에서, 미리결정된 패턴은, LED 다이들을 캐리어 상에 배치하는 시퀀스(예를 들어, LED 다이들은 먼저 캐리어(Tr1) 상에 배치되고, 그런 다음, 캐리어(Tr2) 상에 배치되며, 그런 다음, 캐리어(Tr3) 상에 배치됨)에 기초하여, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 대응 위치들 상에 배치되도록 (예를 들어, 랜덤 순열 방법에 따라) 배열시킨다. 실시예에서, 캐리어(Tr1)로부터의 LED는 캐리어(Tr2)로부터의 LED 옆에 있도록 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배열된다. 미리결정된 패턴의 세부사항에 대해서는 전술한 실시예들을 참조하고, 관련 설명은 여기서 상세하게 설명하지 않는다. 웨이퍼(Ws)로부터의 LED 및 웨이퍼(Wf)로부터의 LED는 도 57에서 도시된 바와 같이 제1 방향으로 배열된다. 실시예에서, 웨이퍼(Ws)로부터의 LED 및 웨이퍼(Wf)로부터의 LED는 제2 방향으로 배열된다.
도 59와 도 60을 참조하면, 제8 실시예에서, LED 다이들을 처리하는 방법은, 제3 방출색을 갖는 제3 웨이퍼(Wt)로부터 하나의 LED 그룹을 피킹하고, 제3 웨이퍼(Wt)의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 기판(B13)으로 피킹하는 단계; 기판(B13)으로부터의 LED 다이들을 캐리어(Tr1) 상에 순차적으로 배치되도록 배치하는 단계; 기판(B13)으로부터의 LED 그룹의 LED 다이들이 캐리어(Tr1) 상의 또다른 미리결정된 섹션들 상에 완전히 배열될 때까지, 기판(B13)으로부터 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; LED 다이들이 캐리어(Tr2) 상의 또다른 미리결정된 섹션들 상에 완전히 배열될 때까지, 기판(B13)으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; LED 다이들이 캐리어(Tr3) 상의 또다른 미리결정된 섹션들 상에 완전히 배열될 때까지, 기판(B13)으로부터 LED 다이들을 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 및 LED 다이들을 캐리어(Tr1, Tr2, Tr3, 등)로부터 발광 엘리먼트 디바이스로 이송시키는 단계(도 60)를 더 포함할 수 있다. LED 다이들은 도 58 내지 도 60에서 도시된 바와 같이 발광 엘리먼트 디바이스 상에 또는 캐리어 상에 제1 방향으로 배열된다. 실시예에서, LED 다이들은 발광 엘리먼트 디바이스 상에 또는 캐리어 상에 제2 방향으로 배열된다.
동일한 LED 그룹으로부터 피킹된 LED 다이들은 실질적으로 동일한 광학 특성을 갖는 것으로 간주된다는 것을 유념한다. 예를 들어, LED 그룹으로부터 피킹된 LED 다이들로부터의 광의 방출 파장의 최대 값과 최소 값 사이의 차이는 LED 그룹으로부터 피킹된 LED 다이들로부터의 광의 방출 파장의 최소값의 1% 미만이다. 다른 실시예에서, LED 그룹으로부터 피킹된 LED 다이들의 발광 효율성의 최대 값과 최소 값 사이의 차이는 LED 그룹으로부터 피킹된 LED로부터의 광의 방출 파장의 최소값의 3% 미만이다.
[제9 실시예]
도 61을 참조하면, 본 발명은 LED 다이들을 처리하는 방법을 더 제공하며, 본 방법은, 복수의 기판들, 복수의 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등)을 제공하는 단계; 제1 방출색을 갖는 제1 웨이퍼(Wf)로부터 하나의 LED 그룹을 기판(B21) 상으로 피킹하고, 기판(B21) 상의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상의 미리결정된 영역들 상에 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계; LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 기판(B21) 상으로 피킹하고, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 LED 다이들을 배치하는 단계를 반복하는 단계; 제2 방출색을 갖는 제2 웨이퍼(Ws)로부터 하나의 LED 그룹을 기판(B22)으로 피킹하고(도 62), 기판(B22) 상의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에서 개별적으로 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계 - 제2 방출색의 LED 다이들은 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에서 제1 방출색의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 기판(B22) 상으로 피킹하고, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 LED 다이들을 배치하는 단계를 반복하는 단계; 및 모든 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등)이 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상의 LED 다이들을 미리결정된 패턴에 따라 발광 엘리먼트 디바이스로 이송시키는 단계(도 63)를 포함한다. 실시예에서, 미리결정된 패턴은, LED 다이들을 기판들로부터 캐리어들로 이송시키는 시퀀스(예를 들어, LED 다이들은 먼저 캐리어(Tr1) 상에 배치되고, 그런 다음, 캐리어(Tr2) 상에 배치되며, 그런 다음, 캐리어(Tr3) 상에 배치됨)에 기초하여, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 대응 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다. 미리결정된 패턴의 세부사항에 대해서는 전술한 실시예들을 참조하고, 관련 설명은 여기서 상세하게 설명하지 않는다.
도 64와 도 65를 참조하면, 제9 실시예에서, LED 다이들을 처리하는 방법은, 제3 방출색을 갖는 제3 웨이퍼(Wt)로부터 하나의 LED 그룹을 기판(B23)으로 피킹하는 단계; 기판(B23) 상의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을, 상이한 캐리어(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 개별적으로 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계; 기판(B23) 상의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 및 LED 다이들을 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3, 등)로부터 발광 엘리먼트 디바이스로 이송시키는 단계(도 65)를 더 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 기판(B23)으로부터의 LED 다이들을 배치하기 위해 캐리어들(Tr1) 상에 복수의 미리결정된 섹션들(예를 들어, 200개의 섹션들)이 존재한다. 이 공정에서, 캐리어(Tr1) 상의 미리결정된 섹션들은 완전히 배치되지 않을 수 있고(예를 들어, 50개의 섹션들 상에 배치됨), 그 후, 기판(B23) 상의 LED 다이들은 캐리어(Tr2) 상의 복수의 미리결정된 섹션들 상에 배치된다. LED 다이들은 도 61 내지 도 65에서 도시된 바와 같이 발광 엘리먼트 디바이스 상에 또는 캐리어들 상에 제1 방향으로 배열된다. 실시예에서, LED 다이들은 발광 엘리먼트 디바이스 상에 또는 캐리어들 상에 제2 방향으로 배열된다.
[제10 실시예]
도 66을 참조하면, 본 발명은 LED 다이들을 처리하는 방법을 더 제공하며, 본 방법은, (a) 복수의 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등)을 제공하는 단계; (b) 제1 방출색을 갖는 제1 웨이퍼(Wf)로부터 제1 LED 그룹과 제2 LED 그룹을 상이한 기판들(B31, B32)로 피킹하고, 기판들(B31, B32) 상의 제1 및 제2 LED 그룹들로부터 LED 다이들을 각각, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등)에서 미리결정된 영역들 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계 - 제1 및 제2 LED 그룹들 각각으로부터의 LED 다이들의 일부는 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 중 적어도 하나(예를 들어, 비제한적인 예시로서, 캐리어(Tr3)) 상에 배치됨 -; 그룹들로부터 LED 다이들을 피킹하고, LED 다이들을 기판들(B31, B32)로부터 복수의 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등)로 이송시키는 것을 반복하는 단계; 제2 방출색을 갖는 제2 웨이퍼(Ws)로부터 제3 LED 그룹을 기판들(B33, B34)로 피킹하고(도 67), 기판들(B33, B34)로부터의 LED 다이들을, 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계 - (일례에서, 두 개의 LED 그룹들의 LED 다이들을 캐리어들로 피킹 및 배치함, 여기서 두 개의 LED 그룹들은 제3 LED 그룹과 제4 LED 그룹을 포함함), (기판들(B33, B34)로부터의) 제2 방출색의 LED 다이들은 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에서 제1 방출색의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; 그룹으로부터 LED 다이들을 피킹하고, 기판들(B33, B34)의 LED 다이들을 복수의 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등)로 이송시키는 단계를 반복하는 단계; 및 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 모두가 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 미리결정된 패턴에 따라 복수의 캐리어들을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치하는 단계(도 68)를 포함한다. 실시예에서, 미리결정된 패턴은, LED 다이들을 캐리어들로부터 발광 엘리먼트 디바이스로 이송시키는 시퀀스(예를 들어, 캐리어(Tr1) 상의 LED 다이들이 먼저 피킹되고, 그런 다음, 캐리어(Tr2) 상의 LED 다이들이 피킹되고, 그런 다음, 캐리어(Tr3) 상의 LED 다이들이 피킹됨)에 기초하여 하나의 캐리어 및 다음 캐리어를 배열시킨다. 실시예에서, 캐리어들로부터 피킹된 LED 다이들은 발광 엘리먼트 디바이스 상의 인접해 있지 않은 대응 위치들 상에 배치된다. 미리결정된 패턴의 세부사항에 대해서는 전술한 실시예들을 참조하고, 관련 설명은 여기서 상세하게 설명하지 않는다.
도 69와 도 70을 참조하면, LED 다이들을 처리하는 방법은, 제3 방출색을 갖는 제3 웨이퍼(Wt)로부터 제5 LED 그룹(또는 제5 LED 그룹과 제6 LED 그룹)을 기판들(B35, B36)로 피킹하고, 기판들(B35, B36)로부터의 LED 다이들을, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계; 기판들(B35, B36)로부터의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을, 상이한 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3 등) 상에 개별적으로 배치되도록 피킹하는 단계를 반복하는 단계; 및 캐리어들(Tr1, Tr2, Tr3)을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치시키는 단계(도 70)를 더 포함할 수 있다. LED 다이들은 도 67 내지 도 70에서 도시된 바와 같이 발광 엘리먼트 디바이스 상에 또는 캐리어 상에 제1 방향으로 배열된다. 실시예에서, LED 다이들은 발광 엘리먼트 디바이스 상에 또는 캐리어들 상에 제2 방향으로 배열된다.
하나의 LED 그룹으로부터의 LED 다이들은 하나의 캐리어의 인접해 있는 위치들 상에 배열될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 제1 LED 그룹으로부터의 세 개의 LED 다이들은 캐리어(Tr1) 상에서 행을 이루면서 서로 나란히 배열된다. 다른 실시예에서, 제1 LED 그룹으로부터의 아홉 개의 LED 다이들은 캐리어(Tr1) 상에서 3×3 매트릭스로 배열된다.
[제11 실시예]
도 71을 참조하면, 본 발명은 LED 다이들을 처리하는 방법을 더 제공하며, 본 방법은, 제1 방출색의 웨이퍼(Wf1, Wf2) 상에 있는 LED 다이들을 테스트하고, 테스트의 결과에 따라 웨이퍼 상의 LED 다이들을 상이한 카테고리들로서 정의하는 단계, 두 개의 제1 색상 웨이퍼들(Wf1, Wf2) 상에서 제1 카테고리의 LED 다이들을 선택하는 단계, 및 제2 방출색을 갖는 웨이퍼(Ws1, Ws2) 상에 있는 LED 다이들을 테스트하고, 테스트의 결과에 따라 웨이퍼 상의 LED 다이들을 상이한 카테고리들로서 정의하는 단계, 제2 방출색을 갖는 두 개의 제2 색상 웨이퍼들(Ws1, Ws2) 상에서 제2 카테고리의 LED 다이들을 선택하는 단계(도 72); 두 개의 웨이퍼들(Wf1, Wf2)로부터 각각 제1 카테고리의 복수의 LED 그룹들(제1 및 제2 LED 그룹들, 도 71)을 피킹하는 단계; 제1 카테고리의 LED 그룹들(제1 및 제2 LED 그룹들)을 기판들에 배치하고, LED 다이들을 기판들로부터 두 개의 제1 색상 캐리어들(Tr1,1; Tr1,2)로 이송시키는 단계; 제2 카테고리의 제3 LED 그룹들과 제4 LED 그룹들을 각각 두 개의 제2 색상 웨이퍼들(Ws1, Ws2)(도 72)로부터 기판들 상으로 피킹하는 단계; 기판들로부터의 제2 카테고리의 제3 및 제4 LED 그룹들을, 두 개의 제2 색상 캐리어들(Tr2,1; Tr2,2) 상에 개별적으로 놓이도록 순차적으로 배치하는 단계; 도 75를 참조하여, 제1 색상 캐리어들(Tr1,1; Tr1,2)과 제2 색상 캐리어들(Tr2,1; Tr2,2)로부터 복수의 그룹들 내의 LED 다이들을, 복수의 픽셀 캐리어들(Tp1, Tp2, Tp3) 상에 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계 - 각각의 그룹은 제1 및 제2 카테고리들의 두 개의 LED 다이들을 포함하고, 제2 카테고리의 LED 다이들은 픽셀 캐리어들(Tp1, Tp2, Tp3) 상에서 제1 카테고리의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; 모든 픽셀 캐리어들이 LED 다이들로 완전히 배열된 경우, 픽셀 캐리어들(Tp1, Tp2, Tp3)을 미리결정된 패턴에 따라 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치시키는 단계를 포함하며, 미리결정된 패턴은, LED 다이들을 픽셀 캐리어들 상에 배치시키는 시퀀스(예를 들어, LED 다이들은 먼저 픽셀 캐리어들(Tp1)로부터 배치되고, 그런 다음, 픽셀 캐리어들(Tp2)로부터 배치되며, 그런 다음, 픽셀 캐리어들(Tp3)로부터 배치됨)에 기초하여, 하나의 픽셀 캐리어와 다음 픽셀 캐리어를, 발광 엘리먼트 디바이스 상에서 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시킨다. 실시예에서, 픽셀 캐리어들은 발광 엘리먼트 디바이스의 인접해 있는 위치들 상에 배열된다. 실시예에서, 제1 카테고리의 LED 다이와 제2 카테고리의 LED 다이는 발광 엘리먼트 디바이스의 인접해 있는 위치들 상에 배열되도록 픽셀 캐리어들로부터 피킹된다. 실시예에서, LED 다이들은 픽셀 캐리어 상에서 픽셀 형태로 배열된다. 미리결정된 패턴의 세부사항에 대해서는 전술한 실시예들을 참조하고, 관련 설명은 여기서 상세하게 설명하지 않는다. 상이한 카테고리들의 LED 다이들은 도 75에서 도시된 바와 같이 픽셀 캐리어들 상에서 제1 방향으로 배열된다. 실시예에서, 상이한 카테고리들의 LED 다이들은 픽셀 캐리어들 상에서 제2 방향으로 배열된다.
일 실시예에서, 제1 카테고리의 LED 그룹들(제1 및 제2 LED 그룹들)을 두 개의 제1 색상 캐리어들(Tr1,1; Tr1,2)에 배치시키는 전술한 단계는 다른 방식으로 진행될 수 있는데, 즉, 도 73을 참조하여, 제1 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 피킹하고 제1 카테고리의 제1 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 제1 색상 캐리어들(Tr1,1; Tr1,2) 상에 배치하고, 제1 카테고리의 제2 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 피킹하고 제1 카테고리의 제2 LED 그룹의 LED 다이들을 제1 색상 캐리어들(Tr1,1; Tr1,2) 상에 배치하는 것으로 진행될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 카테고리의 제3 및 제4 LED 그룹들을, 두 개의 제2 색상 캐리어들(Tr2,1; Tr2,2) 상에 개별적으로 놓이도록 순차적으로 배치시키는 전술한 단계는 다른 방식으로 진행될 수 있는데, 즉, 도 74를 참조하여, 제2 카테고리의 제3 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 제2 카테고리의 제3 LED 그룹의 LED 다이들을 제2 색상 캐리어들(Tr2,1; Tr2,2) 상에 순차적으로 배치하고; 제2 카테고리의 제4 LED 그룹으로부터의 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 제2 카테고리의 제4 LED 그룹의 LED 다이들을 제2 색상 캐리어들(Tr2,1; Tr2,2) 상에 순차적으로 배치하는 것으로 진행될 수 있다.
도 76, 도 77, 및 도 78을 참조하면, LED 다이들을 처리하는 방법은, 제3 방출색을 갖는 두 개의 제3 색상 웨이퍼들(Wt1, Wt2) 상에 있는 복수의 LED 다이들에 제3 카테고리를 할당하는 단계; 제3 카테고리의 제5 LED 그룹들과 제6 LED 그룹들을 각각 두 개의 제3 색상 웨이퍼들(Wt1, Wt2)로부터 두 개의 기판들로 이송시키는 단계; 기판들로부터의 제3 카테고리의 제5 및 제6 LED 그룹들을, 두 개의 제3 색상 캐리어들(Tr3,1; Tr3,2) 상에 개별적으로 놓이도록 순차적으로 배치하는 단계; 도 78을 참조하여, 제1 색상 캐리어들(Tr1,1; Tr1,2), 제2 색상 캐리어들(Tr2,1; Tr2,2), 및 제3 색상 캐리어들(Tr3,1; Tr3,2)로부터 복수의 그룹들 내의 LED 다이들을, 복수의 픽셀 캐리어들(Tp1, Tp2, Tp3) 상에 각각 배치되도록 순차적으로 피킹하는 단계 - 각각의 그룹들은 제1, 제2, 및 제3 카테고리들의 세 개의 LED 다이들을 포함하고, 제3 카테고리의 LED 다이들은 픽셀 캐리어들(Tp1, Tp2, Tp3) 상에서 제2 카테고리의 LED 다이들에 각각 인접해 있음 -; 및 픽셀 캐리어들(Tp1, Tp2, Tp3)을 발광 엘리먼트 디바이스 상에 배치시키는 단계(도 78)를 더 포함할 수 있다. LED 다이들은 도 78에서 도시된 바와 같이 픽셀 캐리어들 상에서 제1 방향으로 배열된다. 실시예에서, LED 다이들은 픽셀 캐리어들 상에서 제2 방향으로 배열된다.
일 실시예에서, 발광 엘리먼트 디바이스 상의 LED 다이들의 개수는 수백만개, 수천만개, 또는 수억개일 수 있다. LED 다이들의 개수는 발광 엘리먼트 디바이스의 크기와 해상도, 및 발광 엘리먼트 디바이스 내의 LED 크기에 의존한다. LED 크기는 20㎛ 미만, 20㎛와 100㎛ 사이, 100㎛와 300㎛ 사이, 또는 300㎛보다 큰 스케일일 수 있다.
일 실시예에서, 제3 카테고리의 제5 및 제6 LED 그룹들을, 두 개의 제3 색상 캐리어들(Tr3,1; Tr3,2) 상에 개별적으로 놓이도록 순차적으로 배치시키는 전술한 단계는 다른 방식으로 진행될 수 있는데, 즉, 도 77을 참조하여, 제3 카테고리의 제5 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 제3 카테고리의 제5 LED 그룹의 LED 다이들을 제3 색상 캐리어들(Tr3,1; Tr3,2) 상에 순차적으로 배치하고, 제3 카테고리의 제6 LED 그룹으로부터 LED 다이들을 순차적으로 피킹하고, 제3 카테고리의 제6 LED 그룹의 LED 다이들을 복수의 제3 색상 캐리어들(Tr3,1; Tr3,2) 상에 순차적으로 배치하는 것으로 진행될 수 있다.
전술한 실시예들에서, 전술한 제1, 제2, 및 제3 방출색들은 적색, 녹색, 및 청색의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 동일한 방출색은 범위 내의 방출 파장을 갖는 것으로 추가로 정의됨에 유의한다. 예를 들어, 동일한 방출색의 LED 다이들로부터의 광의 방출 파장의 최대 값과 최소 값 사이의 차이는 동일한 방출색의 LED 다이들로부터의 광의 방출 파장의 최소값의 1% 미만이다.
[제12 실시예]
도 79를 참조하면, 웨이퍼(W4) 상에 배열된 대부분의 LED 다이들은 복수의 LED 그룹들의 형태를 취할 수 있으며, 각각의 LED 그룹은 동일한 카테고리의 복수의 LED 다이들을 갖는다. 본 실시예에서는, 네 개의 카테고리들이 있다. 카테고리들은 LED 다이들의 발광 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일과 같은, 광학적 특성들에 따라 결정될 수 있다. 모든 LED 그룹들의 크기(또는 스케일)은 동일하며, 매 카테고리에 있어서 LED 그룹들 내의 LED 다이들의 개수는 동일하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 미리결정된 그룹 범위들 중 하나의 그룹 범위 내의 LED 다이들은 하나보다 많은 카테고리들에 속할 수 있거나, 또는 그룹들 중 하나의 그룹 내의 LED 다이들의 품질은 안정적이지 않을 수 있고, (동일한 크기/스케일의) 그룹들 내에서 적격의 LED 다이들의 개수는 상이할 수 있다. 그룹들 중 하나의 그룹 내의 LED 다이들의 개수가 미리결정된 개수(그룹들의 크기/스케일에 대응함)보다 적을 때, 비어 있는 LED 위치들에 배치된 LED 다이들이 다른 그룹들로부터 선택될 수 있다. 도 79의 실시예는 4개의 카테고리들에 대응하는 52개의 LED 그룹들을 도시하며, 각 카테고리는 13개의 LED 그룹들에 대응한다. 무엇보다도, 웨이퍼 상의 LED 그룹들 또는 카테고리들의 번호들은 도 79에서 도시된 번호들로 제한되지 않으며, 대신에, 다른 번호들이 필요에 따라 할당될 수 있다.
웨이퍼(W4) 상의 LED 다이들의 광학적 특성들의 정규 분포가 도시된 도 79의 하단을 다시 참조한다. LED 그룹들은 정규 분포에서 평균값(0의 평균) 근처에 있는 대부분의 LED 다이들을 포함하며, 이는 웨이퍼(W4) 상의 LED 다이들의 일부를 배제한다는 점에 유의한다. 일반적으로, 웨이퍼(W4) 상의 동일한 크기 그룹들의 구성은 웨이퍼(W4) 상에 그룹 없음 영역을 남기며, 이러한 그룹 없음 영역 상에는 일부 LED 다이들이 있다. 이러한 배열은 빠르고 효율적인 LED 이송 동작에 이로움을 주며, 동일한 카테고리의 LED 그룹들은 기판으로 이송될 수 있고, 상이한 기판들로부터의 LED 그룹들은, LED 다이들을 하나씩 피킹하는 대신에 LED를 그룹별로 이송시킴으로써, 제1 스테이지 캐리어(도 79a) 상에서 초기 LED 혼합을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 도 79a를 다시 참조하면, 웨이퍼(W4) 상의 LED 다이들 간의 피치(A)가 캐리어 상의 이웃해 있는 LED 그룹들 중 가장 가까운 LED 다이들 간의 피치(B)와 동일하다. 상세하게는, LED 그룹들을 기판으로부터 제1 스테이지 캐리어로 이송시키는 동작은 각각의 동일한 그룹 상에서 이웃해 있는 LED 다이들 간의 피치 조정을 갖지 않을 수 있다. 또한, 제1 스테이지 캐리어 상의 이웃해 있는 LED 그룹들의 가장 가까운 LED 다이들 간의 피치(피치 B)는 웨이퍼(W4) 상의 이웃해 있는 LED 다이들 간의 피치(피치 A)와 동일할 수 있으며, 여기서 이송 동작은 직접적 층 박리에 의해 수행될 수 있다.
도 80에서 도시된 바와 같이, 기판들로부터의 상이한 카테고리들의 LED 그룹들은 제1 스테이지 캐리어 상에 순차적으로 반복 배열된다. 제1 스테이지 캐리어 상의 각각의 행은 이에 대응하는 복수의 엘리먼트들 또는 복수의 블록들을 가지며, 카테고리 1, 카테고리 2, 카테고리 3, 및 카테고리 4의 LED 그룹들은 웨이퍼(W4)로부터 반복된 시퀀스(카테고리 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4,…의 LED 그룹들)로 행의 각 블록들로 이송된다. 화살표선들은 제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 상이한 카테고리들의 LED 그룹들로부터, 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 복수의 서브 어레이들 중 하나로 이송된 LED 다이들 간의 맵핑 관계와 관련된 동작을 나타낸다. 복수의 서브 어레이들은 제2 스테이지 캐리어 상에 행으로 배열되고, 대응하는 행 상의 각각의 서브 어레이는 도시된 바와 같이 이에 대응하는 복수의 엘리먼트들 또는 블록들을 갖는다. 도 80에서, 제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 각각의 LED 그룹의 LED 다이들의 일정 비율(예를 들어, 이는 25%일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아님)이 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 대응 블록으로 이송된다.
도 80a는 도 80에서 예시된 단계의 다음 단계를 나타내는데, 여기서 화살표선들은 제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 상이한 카테고리들의 LED 그룹들로부터, 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이로 이송되는 LED 다이들 간의 맵핑 관계와 관련된 후속 동작을 나타낸다. 도 80과 비교하여, 제1 스테이지 캐리어 상의 제1 행으로부터의 LED 다이들을 제공하는데 사용되는, 도 80a에서 도시된 LED 그룹들은 다음 대응 그룹들로 우측으로 시프팅되고, 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 각 블록은 상이한 카테고리들을 갖는 LED 다이들을 포함한다. 사용자는 랜덤 순열 방법 등과 같은 피칭 및 혼합 동작들을 통해 서브 어레이들의 블록들 상에 LED 다이들을 배치하는 패턴들에 대해서는 전술한 실시예들을 참조할 수 있다. 본 단계가 완료된 후, 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 각 블록은, 하나의 카테고리를 갖는 일정 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들과, 다른 카테고리를 갖는 다른 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들을 포함한다.
제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 LED 그룹들이 제2 스테이지 캐리어의 제2 행 상의 서브 어레이로 이송되는 도 80b를 참조한다. 화살표선들은 제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 상이한 카테고리들을 갖는 그룹들로부터, 제2 스테이지 캐리어의 제2 행 상의 서브 어레이로 이송되는 LED 다이들 간의 맵핑 관계와 관련된 동작을 나타낸다. 따라서, 제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 LED 그룹들로부터의 LED 다이들은 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이뿐만이 아니라, 제2 스테이지 캐리어의 제2 행 상의 서브 어레이로도 이송된다. 따라서, 제1 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 LED 그룹들로부터의 LED 다이들은 제2 스테이지 캐리어의 제2 행 상의 서브 어레이들로 분배될 수 있다. 상이한 관점에서, 제1 스테이지 캐리어의 하나의 행 상의 블록들로부터의 LED 다이들은 LED 혼합 및 분배 공정을 갖도록 두 개의 상이한 방향들(제3 및 제4 방향들)으로 분배될 수 있다.
도 80c를 참조하면, 도 80b와 비교하여, 제1 스테이지 캐리어로부터의 제1 행 상의 LED 다이들을 제공하는데 사용되는, 도 80c에서 도시된 LED 그룹들은 다음 대응 LED 그룹들로 우측으로 추가로 시프팅되고, 제2 스테이지 캐리어의 제2 행 상의 서브 어레이의 각 블록은 두 개의 상이한 카테고리들의 LED 다이들을 포함한다. 제2 스테이지 캐리어 상의 제2 행 상의 서브 어레이의 각 블록은, 하나의 카테고리를 갖는 일정 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들과, 다른 카테고리를 갖는 다른 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들을 포함한다.
도 80d에서, 제1 스테이지 캐리어 상의 제1 행으로부터의 LED 다이들을 제공하기 위한 LED 그룹들은, 도 80c와 비교하여, 다음 대응 LED 그룹들로 우측으로 추가로 시프팅되고, 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 각 블록은 세 개의 상이한 카테고리들의 LED 다이들을 포함한다. 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 각 블록은, 하나의 카테고리를 갖는 일정 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들과, 다른 카테고리를 갖는 다른 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들과 또다른 카테고리를 갖는 또다른 비율(예를 들어, 25%)의 LED 다이들을 포함한다. 또한, 도 80e에서, 제1 스테이지 캐리어 상의 제1 행으로부터의 LED 다이들을 제공하기 위한 LED 그룹들은 (도 80d와 비교하여) 다음 대응 LED 그룹들로 우측으로 추가로 시프팅되고, 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 각 블록은 네 개의 상이한 카테고리들의 LED 다이들을 포함하며, 네 개의 상이한 카테고리들을 갖는 LED 다이들은 제2 스테이지 캐리어의 제1 행 상의 서브 어레이의 각 블록 상에 골고루 배치된다. 사용자는 전술한 단계들을 따라 제1 스테이지 캐리어 상의 LED 다이들을 제2 스테이지 캐리어의 다른 서브 어레이들 상에 배치할 수 있다.
전술한 제12 실시예의 세부사항에서, 하나의 웨이퍼, 하나의 제1 스테이지 캐리어, 및 하나의 제2 스테이지 캐리어의 동작이 본 명세서에서 설명된다. 실제 구현에서, 복수의 웨이퍼들로부터의 LED 다이들은 하나의 제1 스테이지 캐리어로 이송될 수 있거나, 또는 하나의 웨이퍼로부터의 LED 다이들이 복수의 제1 스테이지 캐리어들로 이송될 수 있다. 또한, 복수의 제1 스테이지 캐리어들로부터의 LED 다이들은 하나의 제2 스테이지 캐리어로 이송될 수 있거나, 또는 하나의 제1 스테이지 캐리어로부터의 LED 다이들이 복수의 제2 스테이지 캐리어들로 이송될 수 있다.
또한, 복수의 웨이퍼들이 상이한 방출색들을 갖는 적어도 두 개의 웨이퍼들을 포함하는 경우, 두 개의 상이한 방출색들을 갖는 웨이퍼들의 일 실시예를 나타내는 도 81을 참조하면, 웨이퍼(W4)는 방출색 1 및 카테고리 1, 2, 3, 4에 대응하고, 웨이퍼(W5)는 방출색 2 및 카테고리 5, 6, 7, 8에 대응한다. 도 81의 하단부를 참조하면, 상이한 방출색들의 LED 다이들을 갖는 하나의 서브 어레이의 블록이 예시되어 있다. 웨이퍼들(W4, W5)로부터의 상이한 방출색들을 갖는 LED 다이들은 두 개의 제1 스테이지 캐리어들로 개별적으로 이송된다. 두 개의 제1 스테이지 캐리어들의 대응하는 LED 그룹들 상의 상이한 방출색들을 갖는 LED 다이들은 제2 스테이지 캐리어의 서브 어레이들의 각각의 동일한 블록들 상에 배치된다. 사용자는 상이한 캐리어들로부터의 두 개의 방출색들의 LED 다이들을 혼합하는 이 공정에 대해서는 전술한 실시예들을 참조할 수 있으며, 세부사항은 여기에서 상세하게 설명하지 않는다.
도면들에서 도시된 LED 카테고리들의 할당은 예시용인 것이며, 웨이퍼 상의 소수의 LED 다이들만의 광학 특성들을 감지함으로써 추정에 따라 카테고리들이 결정될 수 있다. 그러므로, 카테고리 할당은 신속할 수 있고 웨이퍼 상의 모든 LED 다이들의 많은 수의 광학 특성들을 계산할 필요가 없다.
일 관점에서, 본 발명은 발광 엘리먼트 디바이스를 제공하고, 발광 엘리먼트 디바이스는, 캐리어; 및 미리결정된 매트릭스 디멘션으로 캐리어 상에 배열된 복수의 발광 엘리먼트들을 포함하고, 복수의 발광 엘리먼트들은 광학 특성에 따라 수량 비율에 의해 복수의 카테고리들로 완전히 분류되고; 수량 비율은 정규 분포 곡선에 피팅되지 않는다. 일 실시예에서, 방출 파장의 카테고리 범위는 설비 정밀도 또는 해상도에 따라 0.5㎚, 1㎚, 2㎚, 5㎚ 등으로서 정의될 수 있다. 광도 레벨의 카테고리들은 5%, 6%, 8%, 10%, 또는 기타의 것들의 광학 파워(Po)에 따라 정의될 수 있으며; 또는 5%, 6%, 8%, 10%, 또는 기타의 것들의 광도(Iv)에 따라 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 카테고리들은 이 비정규 분포 곡선을 예시하기 위해 적어도 네 개의 카테고리들을 포함한다.
본 발명은 특정한 바람직한 실시예들을 참조하여 상당히 상세하게 설명되었다. 본 설명은 예시용인 것이며, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 당업자는 본 발명의 사상 내에서 변형 및 수정을 용이하게 구상해낼 수 있다.

Claims (20)

  1. 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법에 있어서,
    복수의 웨이퍼들 상의 복수의 발광 엘리먼트 그룹들 각각에 복수의 카테고리들 중 하나를 할당하는 단계 - 각각의 발광 엘리먼트 그룹은 웨이퍼 수평 피치와 웨이퍼 수직 피치를 갖는 동일 웨이퍼 상의 복수의 발광 엘리먼트들을 포함함 -;
    동일한 카테고리의 상기 발광 엘리먼트 그룹들을 각각의 웨이퍼로부터 기판으로 이송시키는 단계;
    제1 수평 피치와 제1 수직 피치를 갖는 제1 미리결정된 패턴에 기초하여 방출색의 적어도 하나의 카테고리의 하나보다 많은 기판들로부터 상기 발광 엘리먼트들을 복수의 제1 스테이지 캐리어들로 이송시키는 단계; 및
    제2 수평 피치와 제2 수직 피치를 갖는 제2 미리결정된 패턴에 기초하여 적어도 하나의 방출색의 상기 복수의 제1 스테이지 캐리어들로부터 상기 발광 엘리먼트들을 제2 스테이지 캐리어로 이송시키는 단계
    를 포함하며;
    상기 제1 미리결정된 패턴은, 복수의 기판들 각각 상에서 제1 방향으로 인접해 있는 두 개의 발광 엘리먼트들을, 상기 제1 스테이지 캐리어들 각각 상에서 상기 제1 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시키는 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카테고리는 방출 파장, 광도 레벨, 및 색도 스케일 중 적어도 하나의 것의 조합에 기초하여 특징화된 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 미리결정된 패턴은, 상기 제1 스테이지 캐리어 상에서 제2 방향으로 인접해 있는 두 개의 발광 엘리먼트들을, 상기 제2 스테이지 캐리어 상에서 상기 제2 방향으로 인접해 있지 않은 두 개의 위치들 상에 배치되도록 배열시키는 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향 중 적어도 하나는, 수평 방향, 수직 방향, 양의 경사 대각선 방향, 및 음의 경사 대각선 방향 중 하나로 선택적으로 정렬된 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 직각을 이루거나, 또는
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 동일한 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    각각의 제2 스테이지 캐리어는 미리결정된 수량 비로 있는 적색 방출색, 녹색 방출색, 및 청색 방출색의 복수의 발광 엘리먼트들을 포함하고;
    상기 제2 수평 피치(h2)는 상기 제1 수평 피치(h1)의 X배이며(h2=X × h1);
    상기 제2 수직 피치(v2)는 상기 제1 수직 피치(v1)의 Y배(v2=Y × v1)이고;
    X와 Y는 1보다 큰 정수들인 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    발광 엘리먼트들을 상기 제1 스테이지 캐리어들로부터 상기 제2 스테이지 캐리어로 이송시킬 때, 상기 제2 스테이지 캐리어로 이송될 L개의 상기 제1 스테이지 캐리어들 각각 상의 상기 발광 엘리먼트들은 복수의 유닛들로 그룹화되고;
    각각의 유닛은 2차원 매트릭스(X,Y)로 있는 X × Y개의 발광 엘리먼트들을 포함하며;
    상기 복수의 유닛들은 타일(tile)로 그룹화되고;
    각 타일은 m × L개의 유닛들을 포함하며,
    m은 2보다 큰 정수인 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 기판들 각각 상에 있는 복수의 발광 엘리먼트들은 픽업(pick up)되어 상기 제1 스테이지 캐리어 상에 배치되고, 상기 기판 상에서의 상기 복수의 발광 엘리먼트들 간의 공간적 관계가 동일하게 유지되거나; 또는
    상기 제1 스테이지 캐리어들 각각 상에 있는 복수의 발광 엘리먼트들은 픽업되어 상기 제2 스테이지 캐리어 상에 배치되고, 각각의 제1 스테이지 캐리어 상에서의 상기 복수의 발광 엘리먼트들 간의 공간적 관계가 동일하게 유지되는 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 수평 피치는 상기 제1 수평 피치 또는 상기 제2 수평 피치보다 작거나; 또는
    상기 웨이퍼 수직 피치는 상기 제1 수직 피치 또는 상기 제2 수직 피치보다 작은 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    미리결정된 수량 비로 있는 동일한 방출색의 둘 이상의 카테고리들의 기판들 상의 상기 복수의 발광 엘리먼트들은 상기 제1 미리결정된 패턴에 기초하여 각각의 제1 스테이지 캐리어 상에 배치된 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 엘리먼트들은 발광 다이오드(light-emitting diode; LED) 다이들 또는 레이저 다이오드 다이들을 포함한 것인 발광 엘리먼트들을 처리하는 방법.
  12. 발광 엘리먼트 디바이스에 있어서,
    캐리어; 및
    상기 캐리어 상에 배열된 하나의 방출색의 복수의 발광 엘리먼트들
    을 포함하고,
    상기 복수의 발광 엘리먼트들은 복수의 카테고리들로 그룹화되며,
    상기 복수의 카테고리들에 대응하는 수량 분포 곡선은 정규 분포가 아닌 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 카테고리들은 방출 파장, 광도 레벨, 또는 색도 스케일에 기초하여 특징화된 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 카테고리들은 적어도 네 개의 카테고리들을 포함한 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 카테고리들은 방출 파장에 기초하여 특징화되며,
    상기 복수의 카테고리들 각각은 2㎚ 미만의 파장 간격을 갖는 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 카테고리들은 광도 레벨에 기초하여 특징화되며,
    상기 복수의 카테고리들의 각각의 카테고리는 상기 발광 엘리먼트들의 광도 레벨들의 최대 값과 최소 값 간의 차이의 5% 내지 10%의 범위 내의 간격을 갖는 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 발광 엘리먼트들은 5000개보다 작지 않은 수량을 갖는 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 수량 분포 곡선은 직선들의 조합인 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 수량 분포 곡선은 단일 피크를 갖지 않은 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 수량 분포 곡선은 최대 한도 또는 최소 한도 상에서 긴 꼬리(long tail)를 갖지 않은 것인 발광 엘리먼트 디바이스.
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