KR20220001795A - 마이크로 led 디스플레이 리페어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 리페어 장치로는 리페어 할 수 없는 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어할 수 있고, 결함이 있는 마이크로 LED를 제거할 때 부산물을 최소화하면서 마이크로 LED 리페어를 수행할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치 및 방법{Apparatus and method for repairing micro LED display}
본 발명은 결함이 있는 마이크로 LED 디스플레이를 리페어 하는 리페어 장치 및 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 종래 LCD, OLED 디스플레이에 발생한 결함을 리페어하는 장치는 TFT 어레이의 회로패턴을 절단하거나 이어주는 방식으로 결함부위를 리페어 하였으나 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이는 종래의 방식이 아닌 마이크로 LED 디스플레이에 적합하도록 결함이 있는 마이크로 LED칩을 제거하고 정상 동작하는 마이크로 LED칩을 실장하는 방식으로 마이크로 LED 디스플레이를 리페어 하는 리페어 장치 및 방법에 대한 것이다.
최근에는 TV, 스마트폰 등에 사용되는 디스플레이로 FPD(Flat Panel Display)로 통칭되는 LCD, OLED 등의 평면 패널 디스플레이들이 널리 보급되고 있다. 하지만 LCD뿐만 아니라 OLED도 단점이 많아 마이크로 LED를 활용하는 디스플레이에 대해 연구가 활발히 이루어지고 있고 대면적, 초고해상도로 구현된 마이크로 LED 디스플레이가 서서히 보급되고 있다.
LCD와 OLED의 경우 다양한 단점이 존재하는데 LCD의 경우 색재현도 등에 한계가 있고 자체 발광이 아니어서 백라이트와 같은 광원이 필요하므로 박형으로 구현하기가 어렵고 플랙서블 디스플레이로 구현하기가 어려운 문제가 있고, OLED의 경우 색재현성과 완벽한 명암비 구현 등 다양한 장점이 있지만 번인(잔상)이라는 치명적인 문제점이 있다.
마이크로 LED는 종래의 LCD, OLED의 문제점을 모두 해결할 수 있는 디스플레이로서 매우 작은 LED칩을 배열하여 이미지를 표현하는 디스플레이이다. 최근 LED칩의 사이즈를 매우 작게 제조할 수 있음에 따라 LCD, OLED 디스플레이의 해상도와 거의 동일한 해상도를 구현할 수 있고 LCD와 달리 자체발광이 가능하고 OLED의 번인과 같은 문제가 전혀 없으며 휘도가 LCD, OLED에 비해 높아 차세대 디스플레이로 각광을 받고 있다.
디스플레이 제조 중에는 다양한 이물에 의해 픽셀의 on/off가 되지 않는 결함(defect)이 발생하게 되는데 이러한 결함이 발생하게 되면 불량으로 전체 디스플레이를 폐기해야 하므로 제조단가가 상승하는 문제가 있다. 제조단가 및 불량률을 낮추기 위해 결함을 수리하는 리페어 공정이 제조 공정에 필수적으로 포함된다.
종래에는 FPD 제조 공정 중에 이물 등에 의해 발생하는 결함을 수리하는 리페어 공정을 통해 불량률을 낮춰왔는데 종래의 리페어 공정은 FPD에 포함된 배선들이 합선된 경우 합선된 부분을 레이저로 커팅하거나, 배선이 끊어진 경우 끊어진 배선을 Metal source와 레이저를 이용하여 연결하는 공정으로 수행되었다.
이러한 종래의 리페어 공정은 화소에 1:1로 대응하는 TFT array에서 발생되는 결함을 수리하는 방식으로 리페어 공정이 이루어졌는데 이러한 결함 이외에도 마이크로 LED 디스플레이의 경우 픽셀에 해당하는 LED칩 자체가 동작을 하지 않는 결함도 존재하는데 이러한 결함은 종래의 리페어 공정으로는 리페어가 되지 않는 문제가 있다.
또한, 결함이 있는 마이크로 LED를 제거하고 정상 마이크로 LED를 교체하는 과정에서 부산물이 발생하여 청정도를 유지하면서 리페어 공정을 수행할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 리페어 장치로는 리페어 할 수 없는 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어할 수 있고, 결함이 있는 마이크로 LED를 제거할 때 부산물을 최소화하면서 마이크로 LED 리페어를 수행할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치는 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어하는 리페어 장치에 있어서, 마이크로 LED칩과 마이크로 LED칩을 구동하기 위한 회로패턴을 포함하는 마이크로 LED 디스플레이를 파지하는 스테이지와, 상기 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위에 레이저를 조사하기 위해 레이저를 발생시키는 레이저 소스와, 상기 레이저 소스에서 발생된 레이저의 경로를 조절하여 결함이 있는 마이크로 LED의 외곽부로 레이저를 조사하는 광학모듈과, 상기 광학모듈에 의해 레이저가 조사된 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 위한 제거모듈과, 상기 스테이지, 레이저 소스, 광학모듈 및 제거모듈을 제어하기 위한 제어부를 포함한다.
또한, 상기 광학모듈은 GSM(Galvano Scanning Module)을 포함하고, 상기 결함이 있는 마이크로 LED를 상기 제거모듈이 제거할 수 있도록 해당 마이크로 LED의 주위를 일정 깊이로 절단하기 위해 레이저의 경로를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학모듈이 절단하는 부위의 크기는 가로 세로의 길이가 5um에서 100um의 범위내에 있고, 절단하는 깊이는 30um 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제거모듈은 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 위한 팁부를 포함하여 이루어지고, 상기 제거모듈은 상기 광학모듈이 조사한 외곽부 중 일부에 상기 팁부를 삽입 후 물리적으로 결함이 있는 부위를 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제거모듈이 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거한 후 제거된 부위의 잔류물을 세정하기 위한 세정모듈을 더 포함하고, 상기 세정모듈은 상기 레이저 소스 및 광학모듈을 통해 상기 제거된 부위의 잔류물을 세정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정모듈은 상기 레이저 소스 및 광학모듈을 통해 상기 제거된 부위의 잔류물을 세정한 후 상기 제거된 부위에 남아있는 이물질을 제거하기 위해 미리 설정된 기체를 불어주는 에어블로워를 더 포함한다.
또한, 상기 제거모듈에서 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위를 제거한 후 정상동작하는 마이크로 LED칩을 제거된 부위에 실장하는 실장모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 실장모듈은 상기 제거모듈에서 제거된 후 노출된 하부 회로패턴에 정상 마이크로 LED칩을 실장하기 위해 하부 회로패턴의 상부에 도전성 잉크를 분사하는 잉크모듈을 더 포함한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법은 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어 하는 방법에 있어서, 마이크로 LED칩과 마이크로 LED칩을 구동하기 위한 회로패턴을 포함하는 마이크로 LED 디스플레이를 스테이지에 이동시키는 단계; 상기 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 전에 레이저 소스에서 공급되는 레이저를 광학모듈을 통해 경로를 변경하여 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위에 조사하는 단계; 상기 결함부위에 레이저를 조사한 후 결함부위를 제거하기 위한 팁부를 포함하는 제거모듈을 이용하여 결함부위를 제거하는 단계; 상기 결함부위를 제거한 후 남아있는 잔류물을 세정하기 위해 세정모듈을 이용하여 세정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 결함부위에 레이저를 조사하는 단계에서, 상기 광학모듈은 GSM(Galvano Scanning Module)을 포함하고, 상기 결함이 있는 마이크로 LED를 상기 제거모듈이 제거할 수 있도록 해당 마이크로 LED의 주위를 일정 깊이로 절단하기 위해 레이저의 경로를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결함부위에 레이저를 조사하는 단계에서, 상기 광학모듈이 절단하는 부위의 크기는 가로, 세로의 길이가 5um에서 100um의 범위내에 있고, 절단하는 깊이는 30um 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결함부위를 제거하는 단계에서, 상기 제거모듈은 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 위한 팁부를 포함하여 이루어지고, 상기 결함부위에 레이저를 조사하는 단계에서 상기 광학모듈이 조사한 외곽부 중 일부에 상기 팁부를 삽입 후 물리적으로 결함이 있는 부위를 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정하는 단계에서, 상기 세정모듈은 상기 레이저 소스 및 광학모듈을 통해 상기 제거된 부위의 잔류물을 세정하고, 에어블로워를 통해 상기 결함부위에 남아있는 이물질을 제거하기 위해 미리 설정된 종류의 기체를 불어주는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정하는 단계를 통해 세정을 완료한 후 상기 제거모듈에 의해 제거된 후 노출된 하부 회로패턴에 정상 마이크로 LED칩을 실장하기 위해 잉크모듈을 포함하는 실장모듈을 통해 하부 회로패턴의 상부에 도전성 잉크를 분사하여 마이크로 LED칩을 실장하는 단계를 더 포함한다.
이상과 같은 구성의 본 발명은 종래 리페어 방식으로는 리페어할 수 없는 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 결함이 있는 LED칩을 리페어하기 위해 일정 영역을 제거할 때 물리적으로 제거함에 따라 제거과정에서 부산물을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 결함이 있는 LED칩을 리페어하기 위해 일정 영역을 제거한 후 세정을 통해 리페어의 성공률을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 결함이 있는 LED칩을 제거하거나 불능으로 한 후 잉크를 통해 정상 LED칩을 실장함으로써 마이크로 LED 디스플레이에 최적화된 리페어를 수행할 수있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치의 제거모듈, 세정모듈, 실장모듈을 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치에 의해 마이크로 LED의 리페어공정이 이루어지는 과정을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위의 사이즈를 나타내기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위를 제거 후 세정되는 과정을 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치의 실장모듈을 통해 실장되는 과정을 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치의 제거모듈, 세정모듈, 실장모듈을 나타내는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치에 의해 마이크로 LED의 리페어공정이 이루어지는 과정을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위(10)의 사이즈를 나타내기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위(10)를 제거 후 세정되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치의 실장모듈을 통해 실장되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법을 나타내는 순서도이다.
FPD는 최근까지 LCD나 OLED가 대표적인 디스플레이였으나 앞서 설명한 바와 같이 LCD는 자체발광이 아니어서 백라이트와 같은 광원이 필요하고 백라이트의 한계 때문에 어느 정도의 곡률을 같은 커브드(curved) 디스플레이는 가능하지만 폴더블과 같은 플렉서블 디스플레이에 적용이 불가능한 문제가 있고, OLED의 경우 자체발광이 가능하지만 유기 발광물질을 활용함에 따라 번인과 같이 내구성이 떨어지는 문제가 있다. 이러한 종래 LCD, OLED와 같은 FPD의 문제점 때문에 자체발광이 가능하고 번인과 같은 문제가 없는 마이크로 LED 디스플레이가 각광을 받고 있다.
종래의 FPD는 제조공정 중 이물에 의해 불량 픽셀이 발생하고 이러한 불량 픽셀이 정상적으로 동작하도록 하는 리페어 공정을 필수적으로 포함하고 있다. 리페어 공정은 FPD의 제조과정에서 이물에 의해 픽셀이 정상적으로 동작하지 않은 문제를 해결하기 위해 이물에 의해 회로패턴에 단선이 발생하는 경우 이를 이어주는 와이어링과 단락이 발생한 경우 이를 끊어주는 커팅 공정이 주를 이룬다. 마이크로 LED 디스플레이도 하부에 구동라인(DL) 및 구동라인(DL)이 동작하지 않을 경우 예비로 활용하기 위한 보조라인(AL) 등 회로패턴이 있는 기판이 있고 마이크로 LED의 회로패턴 기판에 대해서는 종래의 리페어 공정이 그대로 적용될 수 있다. 다만, 마이크로 LED 디스플레이가 매우 작은 LED칩이 픽셀 수만큼 실장된 형태로서 종래의 FPD와 구성이 상이하므로 종래의 리페어 공정이 아닌 다른 방식의 리페어가 필요하고 본 발명은 이러한 마이크로 LED 디스플레이에 특화된 리페어 방식의 리페어 장치 및 방법에 대한 것이다.
본 발명의 마이크로 LED 리페어 장치는 마이크로 LED칩과 이 칩을 구동하기 위한 구동라인(DL), 보조라인(AL)을 포함하는 회로패턴이 있는 마이크로 LED 디스플레이의 리페어를 위해 상부에 마이크로 LED 디스플레이(1)를 파지하고 정상 마이크로 LED가 마련되는 트레이(110)가 일측에 설치되는 스테이지(100)와 마이크로 LED 디스플레이(1)의 결함부위(10)를 리페어하기 위해 결함부위(10)의 일정 범위의 외곽부에 조사하기 위한 레이저를 공급하는 레이저 소스(200)와 레이저 소스(200)에서 공급되는 레이저의 경로를 변경하여 결함부위(10)의 외곽부로 조사하는 광학모듈(300)과 광학모듈(300)에 의해 레이저가 조사된 마이크로 LED 디스플레이(1) 중 결함부위(10)를 제거하기 위한 제거모듈(400)과 스테이지(100), 레이저 소스(200), 광학모듈(300) 및 제거모듈(400)을 포함하여 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어장치를 제어하기 위한 제어부(500)를 포함하여 이루어진다.
마이크로 LED 디스플레이는 앞서 설명한 것과 같이 회로패턴 위에 LED칩을 실장시켜 디스플레이를 구성하는데 LED칩을 실장하고 난 후 디스플레이의 보호를 위해 보호막(20)을 형성하는 것이 보통이다. 이러한 보호막(20)은 여러 가지 종류를 사용할 수 있는데 투명한 재질이여야 함은 당연하고 실장된 LED칩의 파손을 방지할 수 있는 내구성을 갖추고 있어야 한다. 보호막(20)의 일례로 한쪽 방향으로만 전기를 통하는 이방성 도전막인 ACF(Anisotropic Conductive Film)을 사용할 수 있다. 이방성 도전막인 ACF를 사용하는 이유는 기판에 실장된 LED칩을 보호하기 위한 것이 가장 큰 이유이지만 ACF 내에 미세한 도전성 입자가 LED칩과 기판의 회로와의 연결을 강화하는 효과도 있기 때문이다. 광학모듈(300)을 통해 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위(10) 외곽부의 일정 영역에 레이저를 조사할 때에는 ACF와 같은 보호막(20) 하부에 마련된 구동라인(DL), 보조라인(AL) 등 회로패턴이 드러나는 깊이로 가공하는 것이 바람직하다. 이는 결함부위(10)를 제거모듈(400)을 통해 제거한 후 정상 마이크로 LED를 회로패턴위에 실장할 때 구동라인(DL) 또는 보조라인(AL)과의 전기적 연결이 필요하기 때문이다.
또한, 제거모듈(400)을 통해 마이크로 LED 디스플레이(1)의 일정 부위를 제거한 후 리페어 공정을 완료하기 위해서는 정상적인 LED칩을 실장시키는 공정이 필요한데 이를 위해 회로패턴 상에 남아있는 이물(R)을 제거하기 위해 이물(R)을 세정하는 세정모듈(600)과 세정이 끝난 후 정상적인 LED칩을 실장하기 위한 실장모듈(700)을 더 포함하는 것이 하나의 장비에서 리페어 공정을 한 번에 마무리할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
본 발명의 스테이지(100)는 마이크로 LED 디스플레이의 리페어 공정을 수행하기 위해 상부에 마이크로 LED 디스플레이를 파지 고정하는 구성이다. 그리고 정상 마이크로 LED를 실장하기 위해 정상 마이크로 LED칩이 마련되는 트레이(110)가 일측에 설치된다. 스테이지(100)의 사이즈는 리페어할 마이크로 LED 디스플레이(1)의 사이즈에 따라 구성하는 것이 바람직한데 리페어 공정 수행 중 디스플레이의 유동을 방지하기 위해 음압을 이용하는 구성이나 하부에 조명이 필요한 경우 조명을 위해 투명하게 구성하는 등 리페어 공정 환경에 따라 스테이지(100)의 세부 구성은 다양하게 구성할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 레이저 소스(200)는 리페어 공정을 수행하기 위해 레이저를 공급하는 구성이다. 레이저 소스(200)에서 공급하는 레이저는 리페어할 마이크로 LED 디스플레이의 특성에 따라 CW 레이저를 사용할 수도 있고 펄스타입을 사용할 수도 있다. 또한, 레이저의 파장대도 제거 공정의 효율성을 위해 적절한 파장대를 사용하는 것이 바람직하고 레이저의 출력 또한 마찬가지다.
본 발명의 광학모듈(300)은 레이저 소스(200)에서 공급되는 레이저의 경로를 변경하여 결함부위(10)를 제거모듈(400)을 통해 제거하는 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 결함부위(10)의 외곽부로 조사하는 구성이다. 광학모듈(300)은 다수의 미러와 렌즈로 구성되는 것이 일반적인데 레이저 소스(200)에서 공급되는 레이저를 마이크로 LED 디스플레이로 직접 조사하는 GSM(Galvano Scanning Module)dmf 활용하는 방식과 적절한 초점거리를 갖는 대물렌즈를 이용하는 방식으로 크게 나눌 수 있다. GSM을 이용하는 방식의 경우 레이저를 직접 조사하고 빠른 경로변경이 가능한 갈바노 미러를 이용함에 따라 광학모듈(300)의 구성이 간단해지고 빠른 경로변경이 가능하다는 장점이 있으나 리페어 공정을 촬영할 이미지 모듈을 추가적으로 구성할 경우 레이저 조사 과정과 이미지 취득이 별도의 구성으로 이루어지기 때문에 좌표계를 일치시키는 것이 번거롭고 리페어 과정을 유기적으로 제어하는 것이 어려운 단점이 있다. 다수의 미러와 대물렌즈를 이용하는 방식의 경우 구성이 복잡해지는 단점이 있지만 레이저 조사를 위한 광학계와 이미지 촬영을 위한 광학계를 하나의 구성으로 처리할 수 있기 때문에 레이저 조사 및 이미지 촬영을 하나의 좌표계 내에서 처리할 수 있고 리페어 과정을 유기적으로 처리할 수 있는 장점이 있다. 어떤 방식이든 마이크로 LED 디스플레이(1)의 리페어 공정에 적용할 수 있으며 리페어 공정이 이루어지는 환경과 특성을 감안하여 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제거모듈(400)은 레이저 소스(200)에서 발생된 레이저를 광학모듈(300)을 통해 경로를 변경한 후 마이크로 LED 디스플레이(1)의 결함부위(10) 외곽부로 조사하여 일정 깊이로 외곽부를 절단한 후 제거모듈(400)에 포함된 팁부(410)를 절단된 부위의 일측에 삽입하여 결함부위(10)를 물리적으로 제거하는 구성이다. 팁부(410)를 삽입하여 결함부위(10)를 물리적으로 제거하는 공정 전에 광학모듈(300)로 결함부위의 외곽부로 레이저를 조사하여 절단하는 과정이 필수적인데 레이저로 절단할 외곽부의 사이즈는 결함부위에 위치한 비정상 마이크로 LED 칩을 포함하는 것은 물론이고 용이한 제거를 위해 비정상 마이크로 LED로부터 일정 거리만큼 이격된 크기로 설정하는 것이 바람직하다. 비정상 마이크로 LED 칩을 제거하는 팁부(410)의 말단 형상도 제거에 용이한 형상으로 마련하는 것이 바람직한데 도 3에 도시한 것과 같이 삽입이 용이하도록 끝단이 일정 각도로 경사지게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 광학모듈(300)로 절단하는 외곽부의 사이즈도 가로길이(L1) 및 세로길이(L2)가 5 마이크로 미터보다 크고 100 마이크로 미터보다 작은 범위 내에서 설정하는 것이 바람직한데 이는 사이즈가 5 마이크로 미터보다 작은 경우 레이저로 외곽부를 절단하는 것보다 레이저로 결함부위(10)를 제거하는 것이 보다 효율적일 수가 있고, 100 마이크로 미터보다 큰 경우 팁부(410)를 삽입하여 한 번에 결함부위(10)를 제거하는 것이 물리적으로 불가능할 수 있기 때문이다. 또한, 결함부위의 두께(D)도 30 마이크로 미터 이하인 경우에 제거모듈(400)을 통해 제거하는 것이 바람직한데 30 마이크로 미터보다 두꺼운 경우 팁부(410)를 삽입하여 한 번에 제거하지 못할 가능성이 높고 제거과정에서 결함부위(10)의 일부만이 제거되어 후속처리가 어려울 가능성이 있기 때문이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치를 통해 리페어가 이루어지는 공정을 단계별로 설명하면 우선 스테이지(100)에 파지된 마이크로 LED 디스플레이(1)의 결함부위(10)의 외곽부를 레이저 소스(200)에서 발생된 레이저를 공급받은 광학모듈(300)이 레이저의 경로를 변경하여 절단하는 공정이 수행된다. 외곽부가 절단된 후 제거모듈(400)의 팁부(410)를 결함부위(10)에 삽입하여 물리적으로 결함부위(10)를 제거한다. 결함부위(10)가 제거된 후 마이크로 LED 디스플레이(1)에는 잔류물(R)이 남을 수 있는데 남은 잔류물(R)을 세정모듈(600)을 통해 제거한다. 세정모듈(600)은 잔류물(R)을 제거하는 구성이면 어떤 구성이든 무관하지만 바람직하게는 레이저를 이용하여 잔류물(R)을 제거하고 에어블로어를 이용하여 세정하는 방식이 잔류물(R)의 효율적인 세정 및 청정도 유지를 위해 잔류물(R)의 비산을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다.
광학모듈(300)은 결함이 있는 마이크로 LED 디스플레이에 레이저를 조사하여 결함부위(10)의 외곽부를 절단하는데 앞서 설명한 것과 같이 마이크로 LED 디스플레이(1)는 하부에 회로패턴이 있는 기판과 기판위에 LED칩을 실장한 후 이를 보호하기 위한 보호막(20)으로 이루어진다. 제거모듈(400)이 결함부위(10)를 효율적으로 제거하기 위해서는 광학모듈(300)이 마이크로 LED 디스플레이의 보호막(20)을 제거하고 정상 LED칩을 실장하기 위해 하부에 회로패턴이 드러나는 깊이(D)까지 결함부위(10)의 외곽부를 절단하는 것이 바람직하다.
본 발명의 세정모듈(600)은 제거모듈(400)을 통해 제거한 부위의 이물(R)을 제거하여 세정하는 구성이다. 제거모듈(400)을 통해 결함부위(10)를 제거하는 경우 제거된 영역 내에 제거과정 중 발생한 이물(R)이 존재할 수 있고 이러한 이물(R)이 정상 LED칩의 실장 시 회로패턴과의 접촉불량을 야기할 수 있으므로 세정공정을 수행하는 것이 바람직하다.
세정모듈(600)이 세정하는 방식에는 세정액을 사용하는 방식과 레이저를 이용하여 잔류물(R)을 제거한 후 세정기체를 불어주는 에어블로워를 이용하는 방식이 있는데 세정액을 사용하는 방식이 세정효과는 탁월하지만 세정액을 회수하는 구성을 별도로 마련해야하고 클린룸 환경에서 리페어 공정이 이루어지는 만큼 세정공정 중이나 후처리가 매우 어려울 수 있다. 에어블로어를 이용하는 방식의 경우 세정액을 사용하는 방식보다 세정효과가 떨어질 수 있지만 세정공정이 매우 간이하고 세정모듈(600)의 구성도 간이하게 할 수 있다. 세정에 사용되는 기체의 경우 마이크로 LED 디스플레이의 보호막(20)의 구성에 따라 취사 선택될 수 있는데 세정효과의 극대화를 위해 이산화탄소를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실장모듈(700)은 제거모듈(400)을 통해 결함부위(10)를 제거하고 세정모듈(600)을 통해 회로패턴 상의 이물(R)을 제거한 후 LED칩을 실장하는 공정을 수행하는 구성이다. LED칩의 실장을 위해 본 발명의 실장모듈(700)의 일실시예로 은(Ag)과 같은 전도성 잉크를 노즐부(710)를 통해 구동라인(DL)이나 보조라인(AL) 위에 분사하는 잉크분사방식을 사용한다. 잉크분사방식을 사용하는 경우 LED칩과 회로패턴 사이의 전기적 접촉을 매우 간이하게 구성할 수 있고 미량의 잉크를 매우 미세한 폭의 회로패턴위에 정확하게 분사할 수 있는 장점이 있다. 미량의 잉크를 정확한 위치에 적절하게 분사하기 위해 EHD(electrohydrodynamics) 방식의 잉크 분사 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 실장모듈(700)은 잉크분사를 위한 구성뿐만 아니라 정상 LED칩을 잉크가 분사된 위치에 정확하게 위치시키는 이송모듈을 포함할 수 있다. 또한, 도 2 및 6과 같이 정상 LED칩을 실장한 후 보호막(20)을 도포하는 구성을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
이하에서 본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법을 도 7을 참조하여 설명하되 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 마이크로 LED 디스플레이 리페어방법은 마이크로 LED 칩과 이 칩을 구동하기 위한 회로패턴이 포함된 결함을 리페어할 마이크로 LED 디스플레이(1)를 스테이지(100)로 이동시킨 후 음압 등을 통해 고정하고, 스테이지(100)에 고정된 마이크로 LED 디스플레이(1)의 결함부위(10)를 제거하기 전에 레이저 소스(200)에서 공급되는 레이저를 광학모듈(300)을 통해 경로를 변경하여 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위(10)에 조사하여 결함부위(10)의 외곽부를 절단한다.(S100) 광학모듈(300)을 통해 절단된 외곽부에 제거모듈(400)의 팁부(410)를 삽입하여 결함부위(10)를 제거한다.(S110) 결함부위(10)를 제거모듈(400)을 통해 제거한 후 남아있는 잔류물(R)을 세정모듈(600)을 이용하여 세정한다.(S120)
스테이지 : 100 레이저소스 : 200
광학모듈 : 300 제거모듈 : 400
제어부 : 500

Claims (14)

  1. 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어하는 리페어 장치에 있어서,
    마이크로 LED칩과 마이크로 LED칩을 구동하기 위한 회로패턴을 포함하는 마이크로 LED 디스플레이를 파지하는 스테이지와,
    상기 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위에 레이저를 조사하기 위해 레이저를 발생시키는 레이저 소스와,
    상기 레이저 소스에서 발생된 레이저의 경로를 조절하여 결함이 있는 마이크로 LED의 외곽부로 레이저를 조사하는 광학모듈과,
    상기 광학모듈에 의해 레이저가 조사된 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 위한 제거모듈과,
    상기 스테이지, 레이저 소스, 광학모듈 및 제거모듈을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  2. 청구항 1에서,
    상기 광학모듈은 GSM(Galvano Scanning Module)을 포함하고, 상기 결함이 있는 마이크로 LED를 상기 제거모듈이 제거할 수 있도록 해당 마이크로 LED의 주위를 일정 깊이로 절단하기 위해 레이저의 경로를 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  3. 청구항 2에서,
    상기 광학모듈이 절단하는 부위의 크기는 가로 세로의 길이가 5um에서 100um의 범위내에 있고, 절단하는 깊이는 30um 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  4. 청구항 1에서,
    상기 제거모듈은 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 위한 팁부를 포함하여 이루어지고,
    상기 제거모듈은 상기 광학모듈이 조사한 외곽부 중 일부에 상기 팁부를 삽입 후 물리적으로 결함이 있는 부위를 제거하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  5. 청구항 1에서,
    상기 제거모듈이 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거한 후 제거된 부위의 잔류물을 세정하기 위한 세정모듈을 더 포함하고,
    상기 세정모듈은 상기 레이저 소스 및 광학모듈을 통해 상기 제거된 부위의 잔류물을 세정하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.

  6. 청구항 5에서,
    상기 세정모듈은 상기 레이저 소스 및 광학모듈을 통해 상기 제거된 부위의 잔류물을 세정한 후 상기 제거된 부위에 남아있는 이물질을 제거하기 위해 미리 설정된 기체를 불어주는 에어블로워를 더 포함하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  7. 청구항 1에서,
    상기 제거모듈에서 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위를 제거한 후 정상동작하는 마이크로 LED칩을 제거된 부위에 실장하는 실장모듈을 더 포함하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  8. 청구항 7에서,
    상기 실장모듈은 상기 제거모듈에서 제거된 후 노출된 하부 회로패턴에 정상 마이크로 LED칩을 실장하기 위해 하부 회로패턴의 상부에 도전성 잉크를 분사하는 잉크모듈을 더 포함하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 장치.
  9. 마이크로 LED 디스플레이의 결함을 리페어 하는 방법에 있어서,
    마이크로 LED칩과 마이크로 LED칩을 구동하기 위한 회로패턴을 포함하는 마이크로 LED 디스플레이를 스테이지에 이동시키는 단계;
    상기 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 전에 레이저 소스에서 공급되는 레이저를 광학모듈을 통해 경로를 변경하여 마이크로 LED 디스플레이의 결함부위에 조사하는 단계;
    상기 결함부위에 레이저를 조사한 후 결함부위를 제거하기 위한 팁부를 포함하는 제거모듈을 이용하여 결함부위를 제거하는 단계;
    상기 결함부위를 제거한 후 남아있는 잔류물을 세정하기 위해 세정모듈을 이용하여 세정하는 단계를 포함하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법.
  10. 청구항 9에서,
    상기 결함부위에 레이저를 조사하는 단계에서,
    상기 광학모듈은 GSM(Galvano Scanning Module)을 포함하고, 상기 결함이 있는 마이크로 LED를 상기 제거모듈이 제거할 수 있도록 해당 마이크로 LED의 주위를 일정 깊이로 절단하기 위해 레이저의 경로를 조절하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법.
  11. 청구항 10에서,
    상기 결함부위에 레이저를 조사하는 단계에서,
    상기 광학모듈이 절단하는 부위의 크기는 가로, 세로의 길이가 5um에서 100um의 범위내에 있고, 절단하는 깊이는 30um 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법.
  12. 청구항 9에서,
    상기 결함부위를 제거하는 단계에서,
    상기 제거모듈은 마이크로 LED 디스플레이 중 결함이 있는 부위를 제거하기 위한 팁부를 포함하여 이루어지고, 상기 결함부위에 레이저를 조사하는 단계에서 상기 광학모듈이 조사한 외곽부 중 일부에 상기 팁부를 삽입 후 물리적으로 결함이 있는 부위를 제거하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법.
  13. 청구항 9에서,
    상기 세정하는 단계에서,
    상기 세정모듈은 상기 레이저 소스 및 광학모듈을 통해 상기 제거된 부위의 잔류물을 세정하고, 에어블로워를 통해 상기 결함부위에 남아있는 이물질을 제거하기 위해 미리 설정된 종류의 기체를 불어주는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법.
  14. 청구항 9에서,
    상기 세정하는 단계를 통해 세정을 완료한 후 상기 제거모듈에 의해 제거된 후 노출된 하부 회로패턴에 정상 마이크로 LED칩을 실장하기 위해 잉크모듈을 포함하는 실장모듈을 통해 하부 회로패턴의 상부에 도전성 잉크를 분사하여 마이크로 LED칩을 실장하는 단계를 더 포함하는 마이크로 LED 디스플레이 리페어 방법.
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