KR20210137219A - 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법 및 디스플레이 패널의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법 및 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공한다. 해당 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법은, 강성 기판 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩을 픽업하는 단계; 마이크로 발광 다이오드 칩과 회로 기판을 정렬하여, 마이크로 발광 다이오드 칩 상의 전극과 회로 기판 상의 전극이 서로 대응되도록 하는 단계; 강성 기판에 대해 압력을 인가하여, 마이크로 발광 다이오드 칩을 연성 트랜스퍼 헤더 내에 압입하되, 해당 압력은 강성 기판 및 연성 트랜스퍼 헤더를 거쳐 마이크로 발광 다이오드 칩에 전달되어, 마이크로 발광 다이오드 칩 상의 전극과 회로 기판 상의 전극의 본딩을 구현하는 단계; 연성 트랜스퍼 헤더와 마이크로 발광 다이오드 칩을 분리하는 단계를 포함한다. 본 개시에 따른 이송 방법은, 마이크로 발광 다이오드 칩이 효과적으로 회로 기판 상에 고정되도록 하여, 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극과 회로 기판 상의 전극의 좋은 전기적 연결을 구현하도록 확보하고, 이로부터 디스플레이 패널의 품질과 수율을 향상시킨다.
Description
본 개시는 디스플레이 기술에 관한 것이고, 특히 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법 및 디스플레이 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
마이크로 발광 다이오드(Micro Light Emitting Diode, Micro LED)는 크기가 몇 마이크로 미터에서 수백 마이크로 미터 사이의 소자이다. Micro LED 디스플레이와 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED) 디스플레이는 모두 자체 발광 디스플레이에 속하지만, Micro LED 디스플레이는 OLED 디스플레이와 비교할 때 재료 안정성이 더욱 좋고 수명이 더욱 길며, 영상 낙인 등이 없는 장점이 있다.
마이크로 발광 다이오드 칩을 수용 기판에 본딩시킬 때, 마이크로 발광 다이오드 칩이 회로 기판에 효과적으로 고정될 수 없고, 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극과 회로 기판 상의 전극이 양호한 전기적 연결을 달성할 수 없어, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널의 품질과 수율이 모두 저하되는 등 문제가 나타날 수 있다.
상술한 결함에 대해, 본 개시는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 제공하는 바, 마이크로 발광 다이오드 칩이 효과적으로 회로 기판 상에 고정되도록 할 수 있으므로, 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극과 회로 기판 상의 전극의 좋은 전기적 연결을 확보한다.
본 개시는 디스플레이 패널의 제조 방법을 더 제공하는 바, 상술한 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 포함하고, 해당 제조 방법은 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널의 품질과 수율을 향상시킬 수 있다.
상술한 목적을 구현하기 위하여, 본 개시의 일 측면에서는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 제공하는 바, 강성 기판 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩을 픽업하는 단계; 강성 기판에 의해 픽업된 마이크로 발광 다이오드 칩과 회로 기판을 정렬시켜, 마이크로 발광 다이오드 칩 상의 전극과 회로 기판 상의 전극이 서로 대응되도록 하는 단계; 강성 기판에 대해 압력을 인가하여, 마이크로 발광 다이오드 칩이 연성 트랜스퍼 헤더 내에 압입되도록 하고, 압력은 강성 기판 및 연성 트랜스퍼 헤더를 거쳐 마이크로 발광 다이오드 칩에 전달되어, 마이크로 발광 다이오드 칩 상의 전극과 회로 기판 상의 전극의 본딩을 구현하는 단계; 연성 트랜스퍼 헤더와 마이크로 발광 다이오드 칩을 분리하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 분리는 우선 강성 기판과 연성 트랜스퍼 헤더를 분리하고, 그 다음 마이크로 발광 다이오드 칩 상으로부터 연성 트랜스퍼 헤더를 박리하거나, 또는 강성 기판을 연성 트랜스퍼 헤더과 함께 마이크로 발광 다이오드 칩으로부터의 분리한다.
본 개시의 다른 측면에는 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공하는 바, 기판 상에 마이크로 발광 다이오드 칩을 형성하는 단계; 제1 측면에 따른 이송 방법에 따라, 마이크로 발광 다이오드 칩을 회로 기판 상에 이송하고, 디스플레이를 구성하는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 형성하는 단계; 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이에 대해 패키징을 수행하여, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널을 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 패키징은 물리적 침적 제조 공정을 사용한다.
본 개시에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법은, 연성 트랜스퍼 헤더를 강성 기판 상에 설치하고, 이때 압착 시, 마이크로 발광 다이오드 칩은 연성 트랜스퍼 헤더 내에 압입되어, 강성 기판에 대해 인가한 압착력이 해당 강성 기판을 통해 마이크로 발광 다이오드 칩 및 회로 기판에 효과적으로 전달될 수 있도록 하여, 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극과 회로 기판 상의 전극의 효과적인 본딩 및 전기적 연결을 확보하고, 마이크로 발광 다이오드 소자의 성능을 향상시킨다.
압착 과정에서, 연성 트랜스퍼 헤더는 눌리어 변형되어 마이크로 발광 다이오드 칩이 수용되는 요홈이 형성되고, 해당 요홈은 연성 트랜스퍼 헤더와 마이크로 발광 다이오드 칩 사의의 접촉 면적과 접착력을 증가시킬 뿐만 아니라, 리미트 역할도 수행하며, 이로부터 마이크로 발광 다이오드 칩이 회로 기판에 대해 오프셋이 나타나는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 마이크로 발광 다이오드 칩과 회로 기판 사이의 효과적인 본딩과 전기적 연결을 확보한다.
이외에, 해당 이송 방법은 마이크로 발광 다이오드 칩의 대량 이송을 구현하고, 전체 공정이 보다 간단하며, 실제 생산 응용과 보급에 매우 유리하다.
본 개시에 따른 디스플레이 패널의 제조 방법은, 전술한 이송 방법을 사용하여 마이크로 발광 다이오드의 대량 이송을 수행하기에, 상술한 이송 방법과 동일한 장점을 구비하고, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널의 품질과 수율을 향상시킨다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법 중의 단계(S1)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S2)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S3)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S4)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S0)를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 다른 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법 중의 단계(S1)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S2)를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S3)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S4)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 단계(S0)를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 다른 구체적인 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법의 흐름도이다.
본 개시의 실시예의 목적, 기술방안과 장점을 더욱 명확히 하기 위하여, 아래에는 본 개시의 실시예의 첨부 도면을 결합하여, 본 개시의 실시예 중의 기술방안에 대해 명확하고 완전하게 설명한다. 분명한 것은, 설명된 실시예는 본 개시의 일 부분 실시예일 뿐, 전부의 실시예는 아니다.
현 단계의 Micro LED 디스플레이 패널의 제조에서, 일반적으로 먼저 사파이어와 같은 기판 상에서 에피택시하여 Micro LED 칩을 획득한 다음, 레이저 리프트오프(Laser lift-off) 기술을 통해 기판으로부터 마이크로 발광 다이오드 칩을 분리한 다음, 마이크로 트랜스퍼 프린트(Micro Transfer Print) 기술을 통해 마이크로 발광 다이오드 칩을 전극 패턴이 미리 제조 완료된 회로 기판 상에 이송하여 Micro LED 어레이를 형성하고, 마지막으로 다시 패키징 등 공정을 거쳐 Micro LED디스플레이 패널을 획득한다. 마이크로 트랜스퍼 프린트 기술의 원리는 대체적으로 아래와 같다. 일정한 점성을 구비한 트랜스퍼 헤더(Transfer head), 예를 들면 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 트랜스퍼 헤더를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩을 픽업한 다음 PDMS 트랜스퍼 헤더를 회로 기판과 정렬한다. 회로 기판에는 각 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극에 대응하는 솔더 조인트가 설치되고, 솔더 조인트의 표면에는 솔더가 설치되어 있고, 솔더층이 고온에서 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극과 솔딩되어 고정되고, 마지막으로 회로 기판으로부터 PDMS 트랜스퍼 헤더를 박리하면 마이크로 발광 다이오드 칩의 대량의 이송을 완성할 수 있고, Micro LED 어레이를 형성한다.
하지만, 마이크로 발광 다이오드 칩과 수용 기판을 본딩할 때, 기존에 통상적으로 사용하는 트랜스퍼 헤더의 재질이 보다 유연하기에, 마이크로 발광 다이오드 칩에 충분한 압착력을 제공할 수 없어, 마이크로 발광 다이오드 칩이 회로 기판 상에 효과적으로 고정될 수 없으며, 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극과 회로 기판 상의 전극의 좋은 전기적 연결을 구현할 수 없으므로, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널의 품질과 수율을 저하시킨다. 상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 개시는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 제공한다.
실시예 1
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 제공하며, 도 1을 참조하고 도 2 내지 도 5를 결합하면, 구체적으로,
강성 기판(10) 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업하는 단계(S1);
강성 기판(10)에 의해 픽업된 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40)을 정렬하여, 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 상의 전극(31)과 회로 기판(40) 상의 전극(41)이 서로 대응되도록 하는 단계(S2);
강성 기판(10)에 압력을 인가하여, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 연성 트랜스퍼 헤더(20) 내에 압입되도록 하고, 압력이 강성 기판(10)과 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 통해 마이크로 발광 다이오드 칩(30)으로 전달되어, 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 상의 전극(31)과 회로 기판(40) 상의 전극(41)의 본딩을 구현하도록 하는 단계(S3);
연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 분리시키는 단계(S4)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법은, 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 강성 기판(10) 상에 설치하고, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40)을 압착할 때, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)은 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 누르면서 강성 기판(10)과 지속적으로 접근한다. 이렇게 강성 기판(10)에 인가된 압착력은 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 및 회로 기판(40)에 효과적으로 전달되어, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 전극(31)과 회로 기판(40) 상의 전극(41)의 효과적인 본딩과 전기적 연결을 구현하고, 마이크로 발광 다이오드 소자의 성능을 향상시킨다.
이외에, 압착 과정에서, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 연성 트랜스퍼 헤더(20) 내에 압입되기에, 즉 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 눌림으로써 변형되어 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 수용하는 요홈이 형성되고, 해당 요홈은 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 접촉 면적과 접착력을 증가하고, 또한 해당 요홈은 일정한 리미트 역할을 수행할 수도 있어, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이에 오프셋이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이의 효과적인 본딩 및 전기적 연결을 확보한다.
또한, 해당 이송 방법은 마이크로 발광 다이오드 트랜스퍼 프린트 기술의 기능성을 증가하고, 공정 프로세스가 보다 간단하기에, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 대량 이송 효율을 향상시킨다.
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 및 그 전극(31)의 구조에 대해 특별한 한정을 하지 않으며, 본딩 시, 해당 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 n형 전극과 p형 전극 중에서 적어도 하나가 회로 기판(40)으로 향하여 회로 기판(40)과 솔딩되기만 하면 가능하다. 예를 들면 해당 마이크로 발광 다이오드 칩(30)은 플립 칩이고, 본딩 시, n형 전극과 p형 전극이 모두 회로 기판(40)을 향하여 회로 기판(40)과 솔딩되거나; 또는, 해당 마이크로 발광 다이오드 칩(30)은 수직 칩일 수도 있으며, 본딩 시, n형 전극과 p형 전극 중의 하나가 회로 기판(40)을 향하여 회로 기판(40)과 연결되고, 다른 하나는 회로 기판(40)과 등지어 있다.
추가 설명을 위하여, 도 2내지 도 6은 플립 칩을 예로 들어 본 실시예의 이송 방법에 대해 설명하지만, 본 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법은 플립 칩에 한정되지 않고, 마찬가지로 수직 칩에 적용될 수 있으며, 적어도 하나의 전극(31)과 회로 기판(40)이 솔딩 연결되기만 하면 해당 이송 방법을 적용할 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업하기 전에, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)은 임시 기판(50) 상에 설치될 수 있고, 즉 강성 기판(10) 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 임시 기판(50)으로부터 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업한다.
도 1과 도 2를 더 참조하고, 도 6을 결합하면, 본 실시예에 따른 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법은, 단계(S1)를 실시하기 전에 아래와 같은 단계(S0)를 더 포함할 수 있다.
기판(60) 상에 형성된 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 기판(60)에서 임시 기판(50) 상으로 이송한다.
본 실시예는 기판(60)의 재질에 대해 특별한 한정을 하지 않고, 가공 기기와 마이크로 발광 다이오드 칩의 요구에 따라 합리적으로 선택할 수 있으며, 예를 들면 기존 마이크로 발광 다이오드 칩 분야에서 통상적으로 사용되는 사파이어 기판, 카보런덤 기판, 실리콘 기판 등일 수 있다. 본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 기판(60) 상에 형성되는 방식에 대해 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면 에피택시로C면 사파이어 기판 상에 성장될 수 있다.
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 기판(60)으로부터 임시 기판(50) 상으로 이송하는 구체적인 구현 방식에 대해 특별한 한정을 하지 않으며, 예를 들면 레이저 박리 기술을 사용할 수 있으며, 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 임시 본딩 접착제(51)를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 임시 기판(50)에 접착시킨 후 레이저 박리로 기판(60)을 제거할 수 있으며, 즉, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 기판(60) 상으로부터 임시 기판(50) 상으로 이송하는 것을 구현한다.
구체적으로, 강성 기판(10) 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 사용하여 임시 기판(50) 상으로부터 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업하기 전에, 선택적으로 디본딩을 수행할 수도 있으며, 예를 들면 임시 본딩 접착제(51)의 재질에 따라 이에 대해 가열 또는 UV 투사를 선택하여, 임시 본딩 접착제(51)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 작용력을 감소함으로써, 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 임시 기판(50)으로부터 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업하는데 용이하도록 한다. 만약 임시 본딩 접착제(51)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 접착력이 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 접착력보다 작으면, 디본딩 단계를 실시하지 않아도 된다.
구체적으로, 단계(S1)에서, 강성 기판(10) 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 반데르발스힘을 통해 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업할 수 있다.
본 실시예는 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 재질에 대해 특별한 한정을 하지 않고, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 충분한 접착력을 구비하여 임시 본딩 접착제(51)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 작용력을 극복하고, 압착 과정에 마이크로 발광 다이오드 칩(30)에 의해 눌리어 변형될 수 있기만 하면 가능하며, 예를 들면 폴리디메틸실록산(PDMS)을 기초 성분으로 한 트랜스퍼 헤더일 수 있다. 즉, 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 PDMS 재료로 제조될 수 있으며, PDMS 재료에 기타 재료를 섞어 점도, 경도, 온도 내성 등 물리적 및 화학적 특성을 개선할 수도 있으며, 이로부터 PDMS 트랜스퍼 헤더가 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업하고, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40)의 본딩, 본딩 후의 PDMS 트랜스퍼 헤더와 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 분리 효과를 향상시킨다. 설명의 편리를 위하여, 본 실시예는 폴리디메틸실록산(PDMS)을 기초 성분으로 하는 트랜스퍼 헤더를 PDMS 트랜스퍼 헤더로 통칭한다.
도 1과 도 3을 더 참조하면, 단계(S2)에서, 강성 기판(10)에 의해 픽업된 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40)을 정렬하여, 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 상의 전극(31)과 회로 기판(40) 상의 전극(41)이 서로 마주하여 설치되고 서로 정렬되도록 한다.
본 실시예에서, 회로 기판(40)은 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 구동되어 발광하도록 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 적재하고 구동하기 위한 것이다. 해당 회로 기판(40)은 구체적으로 기존 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널에 흔히 사용되는 회로 기판(40)일 수 있으며, 인쇄 백 플레이트, TFT(Thick Film Transistor) 백 플레이트, PM(Passive Matrix) 트래이스 백 플레이트, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터 백 플레이트 등을 포함하지만 이에 한정하지 않는다.
도 1과 도 4를 더 참조하면, 단계(S3)에서, 강성 기판(10)에 대해 압력을 인가(도 4 중의 점선 화살표 방향은 압력의 방향을 표시)하고, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 재질이 보다 유연하기에, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)은 강성 기판(10)에 대해 압력과 등지는 방향으로 이동하면서 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 누르며; 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 지속적으로 눌려 변형됨에 따라, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 강성 기판(10) 사이의 거리가 지속적으로 축소되고 심지어 무한히 접근하여, 강성 기판(10)이 압착 과정에 필요한 경도를 제공할 수 있도록 하고, 강성 기판(10)에 인가된 압력이 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40)에 충분히 전달될 수 있도록 확보하여, 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 상의 전극(31)과 회로 기판(40) 상의 전극(41) 사이의 본딩을 구현하고 좋은 전기적 연결을 형성하는데 도움이 된다.
상술한 바와 같이, 강성 기판(10)은 압착 과정에서 충분한 경도를 제공하여 압착력이 강성 기판(10)을 통해 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40)으로 충분히 전달될 수 있도록 해야 한다. 해당 강성 기판(10)은 구체적으로 경질 유리 기판, 경질 플라스틱 기판 또는 금속 기판일 수 있으며, 여기서 경질 유리 기판은 예를 들어 봉규산 유리 시트일 수 있으며, 경질 플라스틱 기판은 예를 들어 폴리염화비닐 시트, 폴리우레탄 시트 등일 수 있고, 금속 기판은 예를 들어 강철 시트, 구리 시트 등일 수 있다.
강성 기판(10)에 대해 압력을 인가하는 과정에, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)은 연성 트랜스퍼 헤더(20) 내에 압입되며, 이는 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 눌리어 변형되도록 한다. 직관적인 표현은, 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 집적 접촉되는 부위가 압축되어 두께가 감소되고, 강성 기판(10)과 평행되는 방향으로 연장되어, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 접촉하지 않는 부위도 함께 연장되도록 하며, 두께도 약간 증가될 수 있다.
마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 두께가 증가된 연성 트랜스퍼 헤더(20)에 의해 완전히 감싸여서 회로 기판(40)과의 본딩 연결에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 두께는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 두께(또는 높이라고 함)를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이외에, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 두께는 연성 트랜스퍼 헤더(20) 자체의 점도, 경도 등 재료 특성도 고려하여, 본딩 시 강성 기판(10)에 인가된 압착력이 마이크로 발광 다이오드 칩(30)에 충분히 전달되어, 픽업 과정에, 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이에 충분한 반데르발스힘을 갖도록 하고, 본딩 완료 후에, 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 보다 용이하게 분리되도록 하여야 한다. 상술한 요소를 종합적으로 고려하고, 또한 현재 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 일반적인 두께가 5～7μm이기에, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 두께가 7μm를 초과하지 않도록 제어할 수 있으며, 예를 들어1～7μm, 더 나아가 3～5μm일 수 있다.
상술한 초박막 두께의 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 완전히 감싸이는 것을 방지할 뿐만 아니라, 압착 과정에서, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 두께가 추가적으로 감소되기에, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 강성 기판(10) 사이의 무한한 접근에 더욱 유리하고, 압착력이 강성 기판(10)을 거쳐 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 및 회로 기판(40)으로 전달되도록 확보한다. 이외에, 상술한 두께의 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 후속 단계(S4) 중의 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과의 분리의 구현도 용이하도록 한다.
도 4를 더 참조하면, 바람직하게, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 연성 트랜스퍼 헤더(20) 내에 압입되는 과정에서, 인접한 연성 트랜스퍼 헤더(20) 간에 서로 접촉하지 않는다. 또는, 인접한 연성 트랜스퍼 헤더(20) 간에 충분한 간격을 구비하며, 이때 강성 기판(10)에 대해 압력을 인가하는 과정에, 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 눌리어 강성 기판(10)에 평행되는 방향으로 연장된다고 하더라도, 연성 트랜스퍼 헤더(20) 간에 여전히 간격을 유지하여 설치되기에, 각 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 전체 층이 하나로 형성되거나(즉, 일체로 연결되어 하나의 전체층을 형성), 또는 압착 과정에서 인접된 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 서로 접촉함에 따른 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이에 오프셋이 발생하는 것을 방지한다.
이외에, 인접한 연성 트랜스퍼 헤더(20) 간에 이격되게 설치되기에, 추후에 솔딩, 특히는 가열 솔딩을 통해 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이의 본딩을 구현할 때, 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 열을 받아 팽창되어도, 각각의 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 자체의 위치를 중심으로 팽창하기에, 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 하나의 전체층을 형성하거나, 또는 압착 과정에서 인접한 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 서로 접촉됨에 따라 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 회로 기판(40)에 대해 전체적으로 오프셋이 발생하는 것을 방지한다.
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이의 본딩을 구현하는 구체적인 방식에 대해 특별히 한정하지 않으며, 상술한 바와 같이, 솔딩 방식으로 구현할 수 있다. 구체적으로, 사전에 회로 기판(40)의 전극(41) 상에 솔더(42)를 설치할 수 있다. 압착 과정에서, 솔더(42)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 전극(31)은 솔딩으로 본딩을 구현한다. 구체적으로, 압착 과정에서, 솔더(42)에 대해 가열한 후 냉각시켜, 솔더(42)가 융해된 후 다시 응고되도록 하여, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이의 본딩을 완성한다.
또한, 솔더(42)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 전극(31) 사이를 솔딩할 때, 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 손상시키는 것을 방지하고, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)에 대한 손상도 방지하도록 솔딩 온도는 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 최고로 견디는 온도(또는 최고 내열 온도라고 함)를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로, 선택된 솔더(42)는 저온 솔더로서, 실제 조작 시의 솔딩 온도는 연성 트랜스퍼 헤더(20)가 최고로 견디는 온도를 초과하지 않는다. 예를 들면 기존 산업에서 보편적으로 사용되는 PDMS 트랜스퍼 헤더가 최고로 견디는 온도는 약 120℃ 이고, 따라서 솔더(42)는 인듐, 인듐 주석 합금, 비스무트-납 주석 합금 등을 선택할 수 있다. 인듐을 예로 들면 융점은 약 156.6℃ 이기에, 실제 작업에서 약 100℃ 에서 인듐을 솔딩하는 것도 금속 본딩을 형성할 수 있다. 인듐 주석 합금, 비스무트 납-주석 합금 등은 일반적으로 PDMS가 최고로 견디는 온도인 120℃ 보다 낮은 융점을 갖는 것으로 간주된다.
도 1과 도 5를 더 참조하면, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)과 회로 기판(40) 사이의 본딩을 완성한 후, 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 분리한다. 본 실시예는 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 분리 수단에 대해 특별히 한정하지 않으며, 연성 트랜스퍼 헤더(20)의 구체적인 재료 등 요소에 따라 적당한 분리 수단을 선택할 수 있으며, 예를 들면 먼저 강성 기판(10)과 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 분리한 후, 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 마이크로 발광 다이오드 칩(30)으로부터 박리하거나, 또는 강성 기판(10)을 연성 트랜스퍼 헤더(20)와 함께 마이크로 발광 다이오드 칩(30)로부터 분리할 수도 있으며, 이로부터 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 회로 기판(40)으로의 이송을 완성한다.
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법을 제공하며, 도 1, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 해당 이송 방법과 상술한 실시예의 구별점은, 단계(S1)에서, 강성 기판(10) 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더(20)를 사용하여 임시 기판(50)으로부터 선택적으로 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업하는 것이다.
실제 산업 생산 중에서, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)이 기판(60)과 회로 기판(40) 상에서의 배열 방식이 종종 서로 다르다. 전자는 주로 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 형성 공정에 따라 결정되고, 후자는 주로 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널의 화소 배열에 따라 결정된다. 따라서, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 대량으로 이송할 때, 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 임시 기판(50)에서 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 선택적으로 픽업할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 회로 기판(40) 상의 인접한 두 개의 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 간격이 기판(60) 상의 두 개의 마이크로 발광 다이오드 칩(30) 사이의 간격의 2배인 것을 예로 들면, 강성 기판(10) 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더(20)는 먼저 1#과 3# 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업한 후, 2#과 4# 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 픽업할 수 있다.
본 실시예는 디스플레이 패널의 제조 방법을 제공하며, 도 1 내지 도 7을 참조하면,
기판(60) 상에 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 형성하는 단계;
실시예 1 또는 실시예 2 중의 이송 방법에 따라, 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 회로 기판(40) 상에 이송하여, 디스플레이를 구성하는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 형성하는 단계;
마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 패키징하여, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널을 획득하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예는 기판(60)의 재질에 대해 특별한 한정을 하지 않으며, 사파이어 기판, 카보런덤 기판, 실리콘 기판을 포함하나 이에 한정하지 않는다. 본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 형성 방식에 대해서도 특별한 한정을 하지 않으며, 예를 들면 C면 사파이어 기판 상에 에피택시 성장을 통해 마이크로 발광 다이오드 칩(30)을 형성할 수 있다.
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 구조에 대해서도 특별한 한정을 하지 않으며, 예를 들면 기존의 전형적인 GaN 기반 Micro LED 칩 구조일 수 있으며, 기판(60) 상에 위치한n-GaN층, n-GaN층 의 일부분 상에 위치한 n형 전극, n-GaN층의 다른 일부분 상에 위치한 다중 양자 우물 활성층, 다중 양자 우물 활성층 상에 위치한 p-GaN층, p-GaN층 상에 위치한 p형 전극을 포함한다. 본 실시예에서, 설명의 편리를 위하여, n형 전극과 p형 전극을 전극(31)으로 통칭한다.
본 실시예는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이의 패키징 방식에 대해 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어 물리 침적 제조 공정을 사용하여 보호층과 상전극을 형성하여 패키징을 완료함으로써 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널을 획득할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조 방법은, 전술한 실시예 1 중의 이송 방법으로 디스플레이를 구성하는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 형성하는 단계를 포함하기에, 실시예 1과 동일한 장점을 가진다. 이외에 마이크로 발광 다이오드 칩(30)의 전극(31)과 회로 기판(40) 상의 전극(41) 사에에 효과적인 본딩과 전기적 연결이 이루어지기에, 해당 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널의 성능과 수율은 모두 크게 향상된다.
이상의 각 실시예는 단지 본 개시의 기술방안을 설명하기 위한 것이고, 이에 대한 한정이 아니며; 전술한 각 실시예를 참조하여 본 개시에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 여전히 전술한 각 실시예에 기재된 기술방안에 대해 수정할 수 있거나, 기술특징의 일부 또는 전부에 대해 동등한 교체를 할 수 있으며; 이러한 수정 또는 교체는 상응 기술방안의 본질이 본 개시의 각 실시예의 기술방안의 범위를 벗어나도록 하지는 않는다는 것을 이해해야 한다.
Claims (20)
- 강성 기판 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩을 픽업하는 단계;
픽업된 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 회로 기판과 정렬하여, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩 상의 전극과 상기 회로 기판 상의 전극이 대응하도록 하는 단계;
상기 강성 기판에 대해 압력을 인가하여, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩이 상기 연성 트랜스퍼 헤더 내에 압입되도록 하고, 상기 압력은 상기 강성 기판 및 상기 연성 트랜스퍼 헤더를 거쳐 상기 마이크로 발광 다이오드 칩에 전달되어, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩 상의 전극과 상기 회로 기판 상의 전극의 본딩을 구현하는 단계;
상기 연성 트랜스퍼 헤더와 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 분리하는 단계를 포함하는 마이크로 발광 다이오드의 이송 방법. - 제1항에 있어서, 상기 연성 트랜스퍼 헤더는 반데르발스힘을 통해 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 픽업하는 이송 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연성 트랜스퍼 헤더는 폴리디메틸실록산을 기초 성분으로 하는 트랜스퍼 헤더인 이송 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연성 트랜스퍼 헤더의 두께는 상기 마이크로 발광 다이오드 칩의 두께보다 작거나 같은 이송 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 연성 트랜스퍼 헤더의 두께는 7μm 이하인 이송 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 연성 트랜스퍼 헤더의 두께는 1～7μm 인 이송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 강성 기판은 경질 유리 기판, 경질 플라스틱 기판 또는 금속기판인 이송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 상기 연성 트랜스퍼 헤더 내에 압입하는 과정에서, 인접한 상기 연성 트랜스퍼 헤더 사이는 서로 접촉되지 않는 이송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 회로 기판의 전극 상에 솔더가 설치되고, 상기 솔더와 상기 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극은 솔딩을 통해 상기 본딩을 구현하는 이송 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 본딩을 수행할 때, 상기 솔더와 상기 마이크로 발광 다이오드 칩의 전극 사이의 솔딩 온도는 상기 연성 트랜스퍼 헤더가 최고로 견디는 온도를 초과하지 않는 이송 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 솔더는 저온 솔더이고, 인듐, 인듐 주석 합금, 비스무트-납 주석 합금인 이송 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 연성 트랜스퍼 헤더와 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 분리하는 상기 단계는, 우선 상기 강성 기판과 상기 연성 트랜스퍼 헤더를 분리한 다음, 상기 연성 트랜스퍼 헤더를 상기 마이크로 발광 다이오드 칩 상에서 박리하거나, 또는 상기 강성 기판과 상기 연성 트랜스퍼 헤더를 함께 상기 마이크로 발광 다이오드 칩으로부터 분리하는 이송 방법.
- 제1항에 있어서, 강성 기판 상에 설치된 연성 트랜스퍼 헤더를 사용하여 마이크로 발광 다이오드 칩을 픽업하는 단계 전에, 기판 상에 형성된 마이크로 발광 다이오드 칩을 상기 기판에서 임시 기판 상으로 이송하는 단계를 더 포함하는 이송 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩이 상기 기판과 상기 회로 기판 상에서 배열되는 방식은 동일하거나 서로 다른 이송 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩이 상기 기판과 상기 회로 기판 상에서 배열되는 방식이 서로 다를 때, 상기 연성 트랜스퍼 헤더는 상기 임시 기판 상에서 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 선택적으로 픽업할 수 있는 이송 방법.
- 제13항에 있어서, 레이저 박리 기술을 사용하여 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 상기 기판에서 상기 임시 기판 상으로 이송하는 이송 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩은 상기 기판 상에서 에피택시 성장을 통해 형성되는 이송 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 기판은 사파이어 기판, 카보런덤 기판 또는 실리콘 기판인 이송 방법.
- 기판 상에 마이크로 발광 다이오드 칩을 형성하는 단계;
제1항 내지 제18항 중 임의의 한 항에 따른 이송 방법에 따라, 상기 마이크로 발광 다이오드 칩을 회로 기판 상에 이송하여, 디스플레이를 구성하는 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 형성하는 단계;
상기 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 패키징하여, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 패널을 획득하는 단계를 포함하는 디스플레이 패널의 제조 방법. - 제19항에 있어서, 상기 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 어레이를 패키징하는 단계는 물리 침적 제조 공정을 사용하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
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