KR20220091263A - 미소 소자 및 그 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 방법 - Google Patents

미소 소자 및 그 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 있어서 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 복수개의 미소 소자를 면 정렬 및 방향 정렬을 동시에 달성하기 위한 미소 소자, 미소 소자의 정렬 장치 및 정렬 방법을 제공한다.

Description

미소 소자 및 그 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 방법{Micro device, method for manufacturing the micro device, alignment apparatus for the micro device and alignment method using it}
본 발명은 미소 소자 및 그 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 미소 소자 및 그 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 방법에 관한 것으로서, 여기서의 미소 소자는 다이오드(diode), 트랜지스터(transister), 반도체 칩 등의 능동소자, 저항(resistance), 커패시터(capacitor) 및 인덕터(inductor) 등의 수동소자, 선형소자, 비선형소자, 광소자, RF소자, 집중소자, 분포소자, 이산소자, 개별소자, 집적소자, 디스플레이 모듈, 배터리 등을 포함한다.
미소 소자의 일례로서 마이크로 LED를 들 수 있다. LCD와 OLED의 핵심소재가 각각 액정(Liquid Crystal), 유기 재료인데 반해 마이크로 LED 디스플레이는 1~100마이크로 미터(㎛) 단위의 LED 칩 자체를 발광재료로 사용한다. 마이크로 LED를 이용하여 디스플레이를 제작하기 위해서는 마이크로 LED와 같은 미소 소자를 회로기판까지 전달되어야 하는데, 최근에는 전사 대상이 되는 미소 소자들의 크기가 점점 더 작아지고 있는 추세이다. 미소 소자는 성장 기판에서 제조된 후 기판(예를 들어, 캐리어 기판, 임시 기판 또는 회로 기판)으로 전사되기 위해서는 전사 공정이 수행되어야 한다.
종래에는 성장 기판에서 제조된 미소 소자를 전사하는 전사 방법으로서, 전사 헤드로 미소 소자를 흡착하여 기판(예를 들어, 캐리어 기판, 임시 기판 또는 회로 기판)으로 전사하는 전사 헤드 전사 방법이 고려되었다. 하지만 헤드 전사 방법은 1~100마이크로 미터(㎛) 단위의 미소 소자를 신뢰성 있게 전사하는 것이 어렵고 전사 에러를 리페어하기 위한 시간이 소요되어 생산 속도를 향상시키는데 어려움이 있다.
이에 따라 생산속도를 향상시키기 위해 유체를 이용하여 미소 소자를 기판(예를 들어, 캐리어 기판, 임시 기판 또는 회로 기판)으로 전사하는 유체 전사 방법이 고려되었다. 유체 전사 방법은 수많은(수백만 내지는 수천만개) 미소 소자를 일거에 기판에 전사할 수 있다는 측면에서 생산속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그러나 미소 소자의 상, 하면이 뒤집힌 채로 기판에 전사되는 확률이 높기 때문에 유체 전사 이후에 상, 하면이 뒤집힌 미소 소자를 일일이 올바르게 정렬해야 하는 작업에 많은 시간이 소요된다. 또한 미소 소자의 상, 하면이 올바르게 정렬되었다고 하더라도, 플립 칩 형태의 미소 소자는 일면에 2개의 단자를 가지기 때문에 2개 단자의 방향성이 제대로 정렬되지 않을 확률이 높고 이를 올바르게 정렬해야 하는 작업이 추가적으로 필요하다는 문제점이 있다.
미국 등록번호 제9,722,145호의 등록특허공보 미국 등록번호 제9,892,944호의 등록특허공보 미국 등록번호 제9,917,226호의 등록특허공보 미국 공개번호 제2018-76168호의 공개특허공보 미국 공개번호 제2018-76068호의 공개특허공보 미국 공개번호 제2018-33915호의 공개특허공보
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 있어서 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 복수개의 미소 소자를 면 정렬 및 방향 정렬을 동시에 달성하기 위한 미소 소자, 미소 소자의 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 정렬 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 미소 소자는, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되, 상기 미소 소자부는, 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 미소 소자부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자는, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되, 상기 미소 소자부의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 상기 미소 소자부의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자는, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되, 상기 미소 소자부의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 상기 미소 소자부의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
또한, 상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 측면에 구비된다.
또한, 상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 상면에 구비된다.
또한, 상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 하나의 면을 제외하고 상기 미소 소자의 측면 및 상면에 모두 구비되어 상기 미소 소자를 감싼다.
또한, 상기 미소 소자는, 능동소자이다.
또한, 상기 미소 소자는, 수동소자이다.
또한, 상기 미소 소자는, 2개의 단자가 상기 미소 소자의 상면 및 하면 중 어느 한 면에 모두 구비되는 발광소자이다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자는, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되, 상기 추가형상부는, 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 추가형상부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자는, 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되, 상기 추가형상부의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 상기 추가형상부의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자는 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되, 상기 추가형상부의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 상기 추가형상부의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
또한, 상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 상면에 구비된다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 미소 소자의 제조방법은, 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 미소 소자를 구비하는 단계; 및 상기 기판 상의 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 제작하는 단계;를 포함하되, 상기 미소 소자부를 제작하는 단계는, 상기 미소 소자부가 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 미소 소자부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자의 제조방법은, 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 미소 소자를 구비하는 단계; 및 상기 기판 상의 미소 소자의 상면에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 제작하는 단계;를 포함하되, 상기 미소 소자부를 제작하는 단계는, 상기 추가형상부가 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 추가형상부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 미소 소자의 정렬 장치는, 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 포함하는 미소 소자 정렬장치에 있어서, 상기 수용부는 미소 소자부의 평면도 외형과 동일한 형상으로 형성되되, 상기 수용부는 그 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 상기 수용부는 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다.
또한, 상기 정렬부는 금속을 양극 산화하여 형성된 양극산화막으로 구성된다.
또한, 상기 정렬부는 상승 및 하강이 가능한 픽커 헤드에 구비된다.
또한, 상기 정렬부는 임시 기판에 상대이동 가능하게 구비된다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자 정렬 장치는, 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 복수개의 미소 소자를 면 정렬 및 방향 정렬하기 위한 미소 소자 정렬 장치에 있어서, 복수 개의 미소 소자의 적어도 일부가 각각 수용되는 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 포함하고, 상기 수용부에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부는 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 상기 미소 소자부의 단자의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 된다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 미소 소자 정렬 방법은 추가형상부가 구비된 미소 소자부의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부를 마련하는 단계; 및 복수 개의 미소 소자부의 적어도 일부가 각각 수용가능한 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 이용하여 상기 수용부에 상기 미소 소자의 적어도 일부가 수용되도록 하되, 상기 수용부에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부 각각은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 상기 미소 소자부의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 미소 소자 정렬 방법은, 추가형상부가 구비된 미소 소자부의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부를 마련하는 단계; 및 복수 개의 미소 소자부의 추가형상부가 각각 수용가능한 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 이용하여 상기 수용부에 상기 미소 소자의 추가형상부가 적어도 일부가 수용되도록 하되, 상기 수용부에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부 각각은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 상기 미소 소자부의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함한다.
또한, 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부를 마련하는 단계는 양품의 미소 소자만으로 구성되는 단계이다.
본 발명에 따르면, 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 복수개의 미소 소자를 면 정렬 및 방향 정렬할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자 정렬장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 정렬부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 정렬부의 적어도 일부의 수용부에 미소 소자가 수용되거나 나머지 일부의 수용부에 미소 소자가 수용되지 않은 것을 도시한 도면
도 5, 6은 미소 소자의 다양한 평면도 외형을 도시한 도면
도 7 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자 정렬장치를 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자 정렬장치를 이용한 전사방법을 차례로 도시한 도면.
도 13a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자부의 평면도를 도시한 도면.
도 13b는 도 13a의 A-A'단면도.
도 13c는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 정렬부의 저면도.
도 13d는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 정렬부에 미소 소자부가 수용된 모습을 나타낸 저면도.
도 14는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자부의 다양한 형태를 도시한 평면도.
도 15a 내지 도 12d는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자부의 제조방법을 설명하는 도면.
도 16은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 적색 마이크로 LED부, 녹색 마이크로 LED부, 청색 마이크로 LED부를 도시한 도면.
도 17a는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자부의 평면도를 도시한 도면.
도 17b는 도 17a의 A-A'단면도.
도 17c는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자부의 평면도를 도시한 도면.
도 17d는 도 17c의 A-A'단면도.
도 18a는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 정렬부의 저면도.
도 18b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 정렬부에 미소 소자부가 수용된 모습을 나타낸 저면도.
도 18c는 도 18b의 A-A'단면도.
도 19a는 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 미소 소자부의 평면도를 도시한 도면.
도 19b는 도 19a의 A-A'단면도.
도 20a는 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 정렬부의 저면도.
도 20b는 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 정렬부에 미소 소자부가 수용된 모습을 나타낸 저면도.
도 20c는 도 20b의 A-A'단면도.
도 21a는 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 미소 소자부의 평면도를 도시한 도면.
도 21b는 도 21a의 A-A'단면도.
도 22a는 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 정렬부의 저면도.
도 22b는 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 정렬부에 미소 소자부가 수용된 모습을 나타낸 저면도.
도 22c는 도 20b의 A-A'단면도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 도면에 도시된 성형물의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
미소 소자는 다이오드(diode), 트랜지스터(transister), 반도체 칩 등의 능동소자, 저항(resistance), 커패시터(capacitor) 및 인덕터(inductor) 등의 수동소자, 선형소자, 비선형소자, 광소자, RF소자, 집중소자, 분포소자, 이산소자, 개별소자, 집적소자, 디스플레이 모듈, 배터리 등을 포함한다. 미소 소자는 발광소자일 수 있으며, 미니 LED 또는 마이크로 LED를 포함할 수 있다. 여기서 마이크로 LED는 성형한 수지 등으로 패키징되지 않으면서 결정 성장에 이용한 웨이퍼에서 잘라낸 상태의 것이다.
미소 소자는 1개 변의 길이가 1~100㎛ 단위의 크기일 수 있으나, 1개의 변 길이가 1~100㎛ 단위인 것으로 한정되는 것은 아니며 100㎛ 이상의 크기를 갖거나 1㎛ 미만의 크기를 갖는 것도 포함한다.
이하에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예의 구성들은 각 실시예들의 기술적 사상의 변경없이 적용될 수 있는 미소 소자들의 전사에 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 제1실시예
이하에서는, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자 및 그 제조방법, 미소 소자의 정렬 장치 및 정렬방법에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자(10)는 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자(10)를 대상으로 한다. 여기서의 기판은 임시 기판, 캐리이 기판, 배선 기판, 목표 기판 등과 같은 임의의 기판을 포함한다.
미소 소자(10)는 배선 기판(45)에 실장되어 미소 소자(10)를 이용한 디스플레이 장치가 제작될 수 있다. 이 경우 배선기판(45)은 미소 소자의 제1단자(11a)에 접속되는 제1전극 패드(45a)와 제2단자(11b)에 접속되는 제2전극 패드(45b)가 사전에 형성되어 구비될 수 있다. 따라서 배선기판(45)에 미소 소자(10) 실장 시, 미소 소자(10)가 상면(10a)과 하면(10b) 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 배선기판(45)에 미소 소자(10) 실장 시 미소 소자(10)가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야만 만 리페어 공정이 필요없는 미소 소자(10)의 전사가 가능하다.
이를 위해 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자(10)는, 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 미소 소자(10)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다. 또는, 미소 소자(10)의 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 미소 소자(10)의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다. 또는 미소 소자(10)의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 미소 소자(10)의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 미소 소자 정렬 장치(100)는, 복수개의 미소 소자(10)가 각각 수용되는 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(21)를 포함하며, 수용부(21)는 미소 소자(10)의 평면도 외형과 동일한 형상으로 형성된다. 수용부(21)는 그 평면도 외형이 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는 형상으로 형성될 수 있다. 또는 수용부(21)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 점대칭 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다. 또는 수용부(21)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 정렬부(20)를 구비한 미소 소자 정렬장치(100)가 픽커 헤드(30)로 구성되는 것을 도시한 도면이다. 정렬부(20)를 구비한 미소 소자 정렬장치(100)는 상승 및 하강이 가능한 픽커 헤드(30)에 구비될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 미소 소자 정렬장치(100)는, 각각의 미소 소자(10)에 대응되는 수용부(21)를 구비하는 정렬부(20), 정렬부(20)의 상부에 구비되고 관통홀(34)을 구비하는 진공흡착부(33) 및 공동챔버(32)가 구비된 공동챔버부(31)를 포함하여 구성된다.
정렬부(20), 진공흡착부(33) 및 공동챔버부(31) 중 적어도 하나는 양극산화막(10) 재질로 구성될 수 있다. 양극산화막은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 기공홀은 금속을 양극산화하여 양극산화막을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예컨대, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극산화하면 모재의 표면에 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막이 형성된다. 위와 같이 형성된 양극산화막은 수직적으로 내부에 기공홀이 형성되지 않은 배리어층과, 내부에 기공홀이 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층은 모재의 상부에 위치하고, 다공층은 배리어층의 상부에 위치한다. 이처럼, 배리어층과 다공층을 갖는 양극산화막이 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 알루미늄 산화물(Al203) 재질의 양극산화막만이 남게 된다.
양극산화막은 양극산화시 형성된 배리어층이 제거되어 기공홀의 상, 하로 관통되는 구조로 형성될 수 있다. 또는 양극산화시 형성된 배리어층이 그대로 남아 기공홀의 상, 하 중 일단부를 밀폐하는 구조로 형성될 수 있다.
양극산화막은 2~3ppm/℃의 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 고온의 환경에 노출될 경우, 온도에 의한 열변형이 적을 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미소 소자 정렬장치(100)는 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 매우 작은 크기의 미소 소자를 정렬해야 하므로, 주변 환경의 온도에 민감하게 변형되지 않아야 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 미소 소자 정렬장치(100)를 구성하는 정렬부(20), 진공흡착부(33) 및 공동챔버부(31) 중 적어도 하나를 양극산화막 재질로 구성함으로써, 정렬 장치(100)의 열변형을 최소화할 수 있다. 그 결과 미소 소자 정렬장치(100)가 이송을 위해 미소 소자(10)를 픽업할 때, 수용부(21)가 열 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 정렬부(20)의 수용부(21)는 미소 소자(10)의 면 정렬 및 방향 정렬을 하기 위해 각진 모서리를 가진 홈 패턴으로 구성될 수 있다. 정렬부(20)는 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 매우 작은 크기의 미소 소자(10)를 정렬해야 하고, 수만 내지 수 백만개의 미소 소자(10)를 한꺼번에 정렬해야 하므로, 수용부(21)의 형상을 각진 모서리를 가진 홈 패턴으로 정밀하면서 일거에 제작할 수 있는 방법으로 수용부(21)를 형성시켜야 한다. 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 정렬부(20)를 양극산화막으로 형성하는 구성에 따르면, 양극산화막을 에칭하는 공정을 이용함으로써 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 매우 작은 크기의 미소 소자(10)를 수용할 수 있는 정밀한 홈 패턴을 제작할 수 있고, 수만 내지 수 백만개의 홈 패턴을 한번의 에칭공정을 제작할 수 있게 된다. 따라서 미소 소자(10)를 면 정렬 및 방향 정렬을 위해 한꺼번에 각진 모서리를 가진 홈 패턴을 정밀하게 구비해야 하는 정렬부(20)의 입장에서는 정렬부(20)를 양극산화막으로 제작하는 것이 바람직하다. 또한 양극산화막을 에칭하는 구성에 따르면, 홈 패턴의 내벽이 수직한 내벽을 특성을 가지게 되므로 미소 소자(10)의 수용 측면에서 바람직하다.
또한 진공흡착부(33)도 양극산화막 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 진공흡착부(33)는 각각의 미소 소자(10)를 진공 흡착하기 위한 관통홀(34)을 구비하는데, 한번에 진공 흡착해야 하는 미소 소자(10)의 개수가 수만 내지 수백만개에 이므로 관통홀(34)도 수만 내지 수백개가 형성되어야 한다. 따라서 진공흡착부(33)를 양극산화막 재질로 형성할 경우에는 한 번의 에칭공정으로 관통홀(34)을 수만 내지 수백개를 형성할 수 있으므로 바람직하다. 또한 양극산화막을 에칭하는 구성에 따르면, 관통홀(34)의 내벽이 수직한 내벽의 특성을 가지게 되므로 진공 흡착 측면에서 바람직하다.
공동 챔버부(31)는 공동 챔버(32)를 구비한다. 공동 챔버부(31)의 재질은 양극산화막 이외의 재질로 형성될 수 있으나, 양극산화막 재질로 구성될 경우에는 에칭 공정을 이용하여 공동 챔버(32)를 형성할 수 있다. 공동 챔버(32)는 적어도 2개 이상의 관통홀(34)과 서로 연통됨으로써 서로 연통되는 복수개의 관통홀(34)간의 압력 차이를 최소화할 수 있게 된다.
공동 챔버부(31)의 상부에는 다공성부(35)가 구비될 수 있다. 다공성부(35)를 구성하는 다공성 세라믹 재질은 기공이 무질서한 임의적 배열을 갖는 다공성 세라믹 재질의 소결체로 구성될 수 있다.
다공성부(35)는 공동챔버부(31)의 상부에서 공동챔버부(31), 진공흡착부(33) 및 정렬부(20)를 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 다공성부(35)는 임의적 기공을 갖는 다공성 지지체로 구성될 수 있고, 그 하부에 위치하는 구성들을 지지하는 기능을 달성할 수있는 구성이라면 그 재료에는 한정이 없다.
다공성부(35)는 중앙 처짐 현상 방지에 효과를 갖는 경질의 다공성 지지체로 구성될 수 있다. 일 예로서, 다공성부(35)를 구성하는 다공성 세라믹 재질의 소결체는 경질의 다공성 지지체를 구성하는 하나의 소재일 수 있다. 공동챔버부(31), 진공흡착부(33) 및 정렬부(20) 중 적어도 하나는 양극산화막 재질로 구성될 수 있다. 양극산화막 재질의 경우 박막의 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 다공성부(35)는 공기압에 의해 양극산화막 재질로 구성되는 플레이트가 변형되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
다공성부(35)는 다공성 완충제로 구성될 수 있다. 다공성부(35)는 정렬부(20)를 완충하는 기능을 달성할 수 있는 구성이라면 그 재료에 한정이 없다. 예컨대, 다공성 플레이트(AP)는 스펀지 등과 같은 다공성 탄성 재질일 수 있다.
다공성부(35)의 주변(상부 및/또는 측부)에는 지지부(39)가 구비될 수 있다. 지지부(39)는 다공성부(35), 공동챔버부(31), 진공흡착부(33) 및/또는 정렬부(20)를 지지할 수 있으며 바람직하게는 지지부(39)는 다공성부(35)를 지지한다.
지지부(39)와 다공성부(35) 사이에는 여유 공간부(37)가 구비될 수 있다. 여유 공간부(37)는 공기압을 공급하거나, 해제하는 진공 포트에 연결될 수 있다. 여유 공간부(37)와 공동챔버(32) 사이에는 다공성부(35)가 위치한다. 다공성부(35)는 진공 포트의 작동에 따라 배관부(38)을 통해 공급된 공기압이 공동 챔버(32) 내에서 확산하여 분포되도록 할 수 있다.
여유 공간부(37)로 공급된 공기압은 다공성부(35)의 상부로 전달될 수 있다. 다공성부(35)의 상부면에 걸쳐 여유 공간부(37)가 연통될 수 있다. 다공성부(35)는 지지부(39)로부터 일정거리 이격되어 구비될 수 있다. 이격된 거리에 의해 여유공간부(37)가 형성될 수 있다. 이로 인해 여유공간부(37)로 공급된 공기압이 다공성부(35)의 상부면에 고르게 전달될 수 있다. 다공성부(35)에 전달된 공기압은 다공성부(35) 내부에 형성된 불규칙적인 기공들에 의해 균일화되면서 하측으로 전달될 수 있다. 균일화된 공기압은 다공성부(35)의 하부에 구비되는 공동챔버부(31)의 공동 챔버(32)로 전달될 수 있다
공동 챔버(32)로 전달된 공기압은 공동 챔버(32)와 연통되는 관통홀(34)로 전달될 수 있다. 이로 인해 관통홀(34)에 미소 소자(10)를 흡착할 수있는 진공 흡입력이 형성되어 미소 소자(10)를 흡착하게 된다. 공동 챔버(32)로 전달된 공기압은 관통홀(34) 주변에 존재하는 기공홀로도 전달될 수 있다. 기공홀은 미세한 크기로 형성되므로 기공홀에 전달된 공기압을 통해 미세한 진공 흡입력이 형성될 수 있다. 기공홀을 통해 형성된 진공흡입력은, 관통홀(34)에 형성된 진공 흡입력에 의해 미소 소자(10)의 흡착이 이루어진 다음, 관통홀(34)을 통한 미소 소자(10)의 안정적인 흡착을 보조할 수있다. 그 결과 정렬부(20)를 구비한 미소 소자 정렬장치(100)는 미소 소자(10)의 이송 과정 중, 미소 소자(10)가 탈착되는 문제없이 안정적으로 미소 소자(10)를 이송할 수 있다.
도 2를 참조하면, 정렬부(20)에 구비되는 수용부(21)는 미소 소자(10)가 그 내부로 수용될 수 있는 구조로 형성된다. 수용부(21)는 그 평면도 외형이 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는 형상으로 형성될 수 있다. 또는 수용부(21)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 점대칭 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다. 또는 수용부(21)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 미소 소자(10)는 수용부(21)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되되, 수용부(21)에 수용될 수 있도록 수용부(21)의 크기보다 작은 크기로 형성된다. 미소 소자(10)는 상면(10a), 하면(10b) 및 측면(10c)을 구비하여 구성될 수 있다.
미소 소자(10)의 상면(10a) 및 하면(10b) 중 어느 한 면에 2개의 단자(11a, 11b)가 모두 구비될 수 있다. 미소 소자(10)는 플립 칩 타입의 발광소자일 수 있다. 미소 소자(10)는 p형 반도체층, 활성층, n형 반도체층을 포함하며, 제1단자(11a)와 제2단자(11b)는 미소 소자(10)의 전극으로서 기능하며, 미소 소자(10)의 동일면에 형성되어 플립 칩 타입으로 구성될 수 있다. 예를 들어 미소 소자(10a)의 하면(10b)에는 제1단자(11a)와 제2단자(11b)가 서로 이격된 채로 구비될 수 있으며, 미소 소자(10)는 제1,2단자(11a, 11b)에 전기가 인가되어 발광할 수 있다.
미소 소자(10)는 배선 기판(45)으로 이송되고 배선 기판(45)에 실장되어 미소 소자(10)를 이용한 디스플레이 장치가 제작될 수 있다. 이 경우 배선 기판(45)은 제1단자(11a)와 접속되는 제1전극패드(45a)와 제2단자(11b)에 접속되는 제2전극패드(45b)가 사전에 형성되어 구비될 수 있다. 따라서 이송장치(90)를 이용하여 미소 소자(10)를 배선 기판(45)에 전사할 경우에는 미소 소자(10)는 상면(10a) 및 하면(10b) 중 어느 한 면으로 면 정렬되어야 하고, 제1단자(11a)과 제2단자(11b)는 어느 한 방향으로 방향 정렬되어 있어야만 리페어 공정이 필요없는 미소 소자(10)의 실장이 가능하다.
미소 소자(10)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용될 때에, 미소 소자(10)의 제1,2단자(11a, 11b) 방향을 고려하여 미소 소자(10) 각각이 상면(11a)과 하면(11b) 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 방향이 어느 한 방향으로 방향 정렬이 될 수 있도록, 미소 소자(10)는 평면도 외형을 가지며, 수용부(21) 역시 미소 소자(10)의 평면도 외형과 동일한 형상의 홈으로 형성된다. 미소 소자(10)는 성장 기판 상에서 제조된 후 식각 공정을 통해 특정한 평면도 외형을 가지도록 형성될 수 있다.
바람직하게는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 상면(10a)과 하면(10b)의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는 형상으로 형성될 수 있다. 여기서 평면도 외형이 서로 동일 모양이 된다는 것은, 평면도 외형이 동일 면적의 크기가 되는 것을 포함한다.
또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 점대칭 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다.
또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다.
여기서 서로 동일 모양이 되지 않는다거나, 대칭 형상이 되지 않는다거나 겹쳐지는 형상이 되지 않는다는 것은, 면 정렬 및/또는 방향 정렬될 수 있는 범위 내에서 치수의 차이를 포함한다.
도 4를 참조하면, 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용된 미소 소자(10)는 면 정렬과 방향 정렬이 된 미소 소자(10)이고, 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되지 않는 미소 소자(10)는 면 정렬과 방향 정렬 중 어느 하나의 정렬이 제대로 되지 않은 미소 소자(10)이다. 도 4에서는 제1,2단자(11a, 11b)의 표현을 생략하였다. 도 4에서, 1열에 위치하는 미소 소자(10)들은 방향 정렬이 제대로 되지 않아 수용부(21)에 수용되지 못한 미소 소자(10)들이다. 도 4에서 4열에 위치하는 미소 소자(10)들은 면 정렬이 제대로 되지 않아 수용부(21)에 수용되지 못한 미소 소자(10)들이다. 도 4에서 2,3,5,6열에 위치하는 미소 소자(10)들은 수용부(21)에 수용된 미소 소자(10)들로서, 면 정렬 및 방향 정렬이 된 미소 소자(10)들로서 면 정렬 및 방향 정렬이 된 미소 소자(10)들만이 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용된다. 이처럼 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용된 미소 소자(10)는 면 정렬과 방향 정렬이 된 미소 소자(10)들이며, 정렬부(20)에서 면 정렬과 방향 정렬이 된 미소 소자(10)들을 다음 단계로 이송할 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 도 5에 도시된 미소 소자(10)들은 면 정렬 및 방향 정렬 중 어느 하나의 정렬이 될 수 없는 미소 소자(10)들이다. 우선적으로 미소 소자(10)의 평면도 외형이 정다각형이거나 원형인 경우에는 미소 소자(10)들이 수용부(21)에 수용되더라도 일괄적으로 면 정렬 및 방향 정렬이 될 수 없기 때문에 제외되어야 한다.
도 5(a), (b), (e), (f)에 도시된 미소 소자(10)는 면 정렬 및 방향 정렬이 될 수 없는 미소 소자(10)들이다. 도 5(a), (b), (e), (f)에 도시된 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 상면(10a)과 하면(10b)의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되고, 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되는 형상이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이고, 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이고, 그 평면도 외형이 점대칭 외형이다. 이러한 형상을 가진 미소 소자(10)들은 수용부(21)에 수용되더라도 면 정렬 및 방향 정렬이 될 수 없기 때문에 제외되어야 한다.
도 5(c), (h)에 도시된 미소 소자(10)들은 방향 정렬이 될 수 없는 미소 소자(10)들이다. 도 5(c), (h)에 도시된 미소 소자(10)들은 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되는 형상이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 점대칭 외형이다. 이러한 형상을 가진 미소 소자(10)들은 수용부(21)에 수용되더라도, 미소 소자(10)들의 제1,2단자(11a, 11b)단자 방향이 통일되지 않아 방향 정렬이 될 수 없기 때문에 제외되어야 한다.
도 5(d), (g)에 도시된 미소 소자(10)들은 면 정렬이 될 수 없는 미소 소자(10)들이다. 도 5(d), (g)에 도시된 미소 소자(10)들은 그 평면도 외형이 상면(10a)과 하면(10b)의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되는 형상이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이다. 이러한 형상을 가진 미소 소자(10)들은 수용부(21)에 수용되더라도, 미소 소자(10)의 제1,2단자(11a, 11b)가 구비된 면이 통일되지 않아 면 정렬이 될 수 없기 때문에 제외되어야 한다.
도 6을 참조하면, 도 6(a) 내지 도 6(f)에 도시된 미소 소자(10)들은, 미소 소자(10)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되면, 면 정렬 및 방향 정렬될 수 있는 미소 소자(10)들이다. 도 6(a) 내지 도 6(f)에 도시된 미소 소자(10)들은, 그 평면도 외형이 상면(10a)과 하면(10b)의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는 형상이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 점대칭 외형이 아닌 형상이다. 또는 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌 형상이다. 이러한 형상을 가진 미소 소자(10)들은 수용부(21)에 수용되면, 미소 소자(10)의 제1,2단자(11a, 11b)가 구비된 면과 방향이 통일적으로 정렬될 수 있다. 다시 말해 수용부(21)에 수용된 미소 소자(10)는, 제1,2단자(11a, 11b)가 구비된 면 또는 그 반대면 중 어느 하나의 면으로 면 방향이 통일되고, 제1,2단자(11a, 11b)의 방향이 모두 동일 방향이 되도록 방향이 통일된다.
본 발명의 바람직한 제1실시예 따른 미소 소자(10)의 정렬 방법은, (i)상면(10a)과 하면(10b) 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자(10)를 마련하는 단계 및 (ii)복수 개의 미소 소자(10)가 각각 수용가능한 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(20)를 이용하여 수용부(21)에 미소 소자(10)가 수용되도록 하되, 수용부(21)에 수용되는 미소 소자(10) 각각은 상면(10a)과 하면(10b) 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 미소 소자(10)의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함한다.
비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자(10)를 마련하는 단계는 양품의 미소 소자(10)만을 대상으로 수행될 수 있다. 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자(10)를 마련하는 단계는 지지 기판(50) 상에 복수 개의 미소 소자(10)가 비 정렬 상태로 구비되거나 유체의 표면 또는 그 내부에 복수 개의 미소 소자(10)가 비 정렬 상태로 구비될 수 있다.
비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자(10)를 마련하는 단계는, 미소 소자(10)들의 발광 특성의 비균일화를 해소할 수 있고, 양품의 미소 소자(10)만을 이용할 수 있다는 점에서 균일화를 위한 별도의 공정이 필요없고 리페어를 위한 공정을 필요치 않게 한다는 점에서 장점을 가진다.
구체적으로, 성장 기판에서 제작되는 미소 소자(10)들은 휘도 등과 같은 발광 특성이 균일하지 않다. 성장 기판에서 제작된 미소 소자(10)들의 배열을 그대로 유지한 채 배선 기판(45)까지 전달할 경우에는 디스플레이 장치의 휘도 역시 성장기판에서의 휘도 분포가 반영되므로 전체적인 휘도 분포가 균일하지 못하게 되는 문제가 발생하게 된다. 따라서 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자(10)를 마련하는 단계는 성장 기판에서의 배열을 그대로 따르지 않고, 흐트러지 상태인 것이 바람직하다.
또한 성정 기판에서 제작된 미소 소자(10)들은 제작 과정에서 불량품을 포함할 수 있다. 이러한 불량품을 제거하지 않으면 배선 기판(45)까지 전달되는 공정 중 또는 배선 기판(45)에 전달 이후 공정에서 불량품을 리페어 하기 위한 공정이 필요하게 된다. 따라서 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자(10)를 마련하는 단계는 성장 기판에서 제작된 이후에 검사 단계를 통해 양품인 것으로 판정된 미소 소자(10)만을 대상으로 하는 것이 바람직하다.
방향 정렬이 되는 정렬 단계는 비 정렬 상태의 복수개의 미소 소자(10)들을 면 정렬 및 방향 정렬 하는 단계로서, 수용부(21)가 구비된 정렬부(20)를 포함하는 미소 소자 정렬장치(100)를 이용하여 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 미소 소자 정렬 장치(100)는 픽커헤드(30)를 포함한다. 정렬부(20)는 상승 및 하강이 가능한 픽커헤드(30)에 구비될 수 있다. 여기서의 정렬부(20)와 미소 소자(10)는 미소 소자(10)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되면 미소 소자(10)의 면 정렬 및 방향 정렬이 되는 구성을 가진다.
픽커헤드(30)는 상승 및 하강이 가능하고, 또한 회전 가능하며 수평 이동이 가능한 구조로 구비될 수 있다. 미소 소자(10)들은 지지 기판(50)상에 위치할 수 있다. 여기서 지지 기판(50)은 미소 소자(10)들을 지지하는 기능을 수행하는 부재라면 그 형상 및 재질에는 한정이 없다. 지지 기판(50) 상에 위치하는 미소 소자(10)들은 비 정렬 상태의 양품의 미소 소자(10)들일 수 있다.
픽커헤드(30)는 상승,하강, 회전, 수평 이동 중 적어도 어느 하나의 이동을 일회적, 반복적 또는 순차적으로 수행하면서 진공 흡입력으로 정렬부(20)의 수용부(21)에 미소 소자(10)가 수용되도록 한다. 이를 통해 면 정렬 및 방향 정렬이 되는 미소 소자(10)들만이 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되고 면 정렬 및 방향 정렬이 되지 않는 미소 소자(10)들은 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되지 않는다.
이처럼 픽커헤드(30)에 흡착된 미소 소자(10)들은 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 미소 소자(10)들이기 때문에, 배선 기판(45) 실장시 리페어 공정이 필요없는 미소 소자(10)의 실장이 가능하다.
도 8을 참조하면, 미소 소자 정렬 장치(100)는 수용 챔버(60)를 포함한다. 수용 챔버(60)에는 양품인 다수의 미소 소자(10)들이 수용된다. 픽커헤드(30)는 수용 챔버(60)의 바닥으로부터 이격된 거리에서 미소 소자(10)들을 흡착한다. 여기서의 이격된 거리는 픽커헤드(30)의 진공 흡입력에 의해 미소 소자(10)들이 수용 챔버(60)의 바닥으로부터 소정의 높이로 부양된 상태가 된 이후에 픽커헤드(30)에 흡착될 수 있는 거리이다. 이 경우에도 픽커헤드(30)는 상승,하강, 회전, 수평 이동 중 적어도 어느 하나의 이동을 일회적, 반복적 또는 순차적으로 수행하면서 진공 흡입력으로 정렬부(20)의 수용부(21)에 미소 소자(10)가 수용되도록 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 미소 소자 정렬 장치(100)는 유체가 수용된 수용 챔버(60)를 포함한다. 유체는 물을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 유체의 비중은 그 조절이 가능하며, 미소 소자(10)들은 친수성 또는 소수성 표면 처리가 가능하다. 수용 챔버(60)의 내부에는 양품의 미소 소자(10)들이 투입된다. 미소 소자(10)들은 유체로 인해 비 정렬 상태가 된다. 미소 소자(10)들은 유체와의 비중 차이로 적어도 일부가 유체에 의해 유체 표면으로 부유될 수 있다. 이 상태에서 픽커헤드(30)는 상승,하강, 회전, 수평 이동 중 적어도 어느 하나의 이동을 일회적, 반복적 또는 순차적으로 수행하면서 진공 흡입력으로 정렬부(20)의 수용부(21)에 미소 소자(10)가 수용되도록 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 픽커헤드(30)는 수용 챔버(60)의 유체 표면으로부터 이격된 거리에서 미소 소자(10)들을 흡착한다. 여기서의 이격된 거리는 픽커헤드(30)의 진공 흡입력에 의해 미소 소자(10)들이 유체 표면으로부터 소정의 높이로 부양된 상태가 된 이후에 픽커헤드(30)에 흡착될 수 있는 거리이다. 이 경우에도 픽커헤드(30)는 상승,하강, 회전, 수평 이동 중 적어도 어느 하나의 이동을 일회적, 반복적 또는 순차적으로 수행하면서 진공 흡입력으로 정렬부(20)의 수용부(21)에 미소 소자(10)가 수용되도록 할 수 있다.
도 11을 참조하면 픽커헤드(30)는 수용 챔버(60)의 유체 내부에 위치할 수 있다. 이 경우에도 픽커헤드(30)는 상승,하강, 회전, 수평 이동 중 적어도 어느 하나의 이동을 일회적, 반복적 또는 순차적으로 수행하면서 정렬부(20)의 수용부(21)에 미소 소자(10)가 수용되도록 할 수 있다.
유체가 수용된 수용 챔버(60)에는 진동 발생부(70)가 구비될 수 있다. 진동 발생부(70)는 유체에 진동을 가할 수 있다. 진동 발생부(70)는 초음파 진동자를 포함하여 유체에 진동을 가할 수 있는 수단이라면 이에 대한 한정은 없다.
이를 통해 수용 챔버(60)내에서 서로 뭉쳐있는 미소 소자(10)들간의 뭉침을 해체하거나 미소 소자(10)들의 면 및/또는 방향이 변경될 수 있도록 한다. 또한 진동 발생부(70)를 통해 유체에 진동을 인가함으로써 미소 소자(10)들이 정렬부(20)의 수용부(21)에 보다 쉽게 수용될 수 있도록 한다.
유체가 수용된 수용 챔버(60)에는 흐름 발생부(80)가 구비될 수 있다. 흐름 발생부(80)는 유체 분사기 또는 유체 흡입기 등을 포함하여 수용 챔버(60) 내의 유체에 흐름을 발생할 수 있도록 하는 구성된다. 흐름 발생부(80)를 통해 미소 소자(10)들이 어느 한 방향에 위치하지 않고 유체 내에서 이동하거나 방향 전환 또는 면 전환할 수 있도록 한다. 또한 미소 소자(10)가 수용부(21)에 제대로 수용되지 않고 걸쳐진 상태에 있는 경우 흐름 발생부(80)를 통해 완벽한 수용을 유도하거나 수용부(21) 주변에서 제거되도록 할 수 있다.
도 12를 참조하면, 미소 소자 정렬 장치(100)는 임시 기판(40) 상에 구비되는 정렬부(20)를 포함하여 구성된다. 도 12a를 참조하면, 임시 기판(40) 상에 정렬부(20)가 구비된다. 정렬부(20)는 임시 기판(40)에 안착된다. 임시 기판(40)은 미소 소자(10)에 대한 흡착력을 가진다. 흡착력은 정전기력, 진공흡입력, 반데르발스력 등을 포함하며, 미소 소자(10)에 자성체가 구비된 경우에는 자기력을 포함한다. 정렬부(20)는 임시 기판(40)에 상대 이동 가능하게 구비될 수 있다. 정렬부(20)를 임시 기판(40)과는 상대적인 수직 또는 수평 이동시킴으로써 정렬부(20)의 수용부(21)에 제대로 수용되지 않고 수용부(21)에 걸쳐진 미소 소자(10)들은 수용부(21)내로 수용될 수 있도록 한다.
도 12a를 참조하면, 정렬부(20)는 임시 기판(40)상에 안착된다. 이후 도 12b에 도시된 바와 같이, 정렬부(20) 위쪽으로 미소 소자(10)를 투입한다. 미소 소자(10)들은 양품의 미소 소자(10)만으로 구성될 수 있다. 수용부(21)에 수용된 미소 소자(10)들은 면 정렬 및 방향 정렬된 미소 소자(10)들이다. 미소 소자(10)가 수용부(21)에 보다 쉽게 수용될 수 있도록 임시기판(40) 및/또는 정렬부(20)에는 진동발생부(70)를 이용하여 진동을 인가할 수 있다. 또는 흐름 발생부(80)를 통해 공기를 주입하거나 배기하여 미소 소자(10)가 수용부(21)에 보다 쉽게 수용될 수 있도록 한다.
도 12c를 참조하면, 정렬부(20)와 이송장치(90)간의 간섭을 방지하기 위하여 정렬부(20)는 임시 기판(40)으로부터 분리되어 제거될 수 있다. 다만, 정렬부(20)가 이송장치(90)와 간섭되지 않는 경우라면 정렬부(20)는 임시 기판(40) 상에 그대로 위치하여도 무방하다.
도 12d를 참조하면, 이송장치(90)를 흡착력을 이용하여 미소 소자(10)를 흡착한다. 여기서 흡착력은 정전기력, 진공흡입력, 반데르발스력 등을 포함하며, 미소 소자(10)에 자성체가 구비된 경우에는 자기력을 포함한다.
도 12e를 참조하면, 이송장치(90)는 제1전극패드(45a)와 제2전극패드(45b)가 구비된 배선기판(45)측으로 미소 소자(10)를 전사한다. 배선기판(45)에는 미소 소자(10)의 제1단자(11a)와 접속되는 제1전극패드(45a)가 구비되고, 미소 소자의 제2단자(11b)와 접속되는 제2전극패드(45b)가 구비된다.
도 12f를 참조하면, 이송장치(90)에 흡착된 미소 소자(10)들은 이미 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 상태이기 때문에, 이송장치(90)에 흡착된 미소 소자(10)들을 배선기판(45)에 실장하면 추가적인 정렬이 필요없게 된다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따르면, 배선 기판 또는 캐리어 기판 등과 같은 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되도록 하는 것이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 제2 내지 제5실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예들은 제1실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제1실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 생략한다. 제2 내지 제5실시예에서의 미소 소자 정렬장치 및 정렬방법에 관한 구성은 제1실시예의 구성을 적용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 차이가 나는 구성 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 제2 내지 제5실시예에 따른 미소 소자는, 미소 소자(10)에 추가형상부(210)를 구비하여 미소 소자부(200)를 구성한다는 점에서 제1실시예에 따른 미소 소자(10)의 구성과 차이가 있다. 제1실시예에서는 미소 소자(10) 자체의 평면도 외형 구성을 통해 면 정렬과 방향 정렬을 하는 것인 반면에, 제2 내지 제5실시예에서는 미소 소자(10)에 추가형상부(210)를 구비한 미소 소자부(200)의 구성을 통해 면 정렬과 방향 정렬을 한다는 점에서 차이가 있다. 이하에서 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 제2실시예
이하, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 대해 살펴본다.
도 13(a)는 미소 소자부(200)의 평면도를 도시한 도면이고, 도 13(b)는 도 13(a)의 A-A'단면도를 도시한 도면이며, 도 13(c)는 미소 소자 정렬장치(100)에 구비되는 정렬부(20)의 저면도를 도시한 도면이고, 도 13(d)는 정렬부(20)의 수용부(21)에 미소 소자부(200)가 수용된 상태를 저면도 형태로 도시한 도면이며, 도 14는 다양한 형상을 가지는 추가형상부(210)를 구비한 미소 소자부(200)를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자(10)는 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자(10)를 대상으로 한다.
이를 위해 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자부(200)는 미소 소자(10)와 추가형상부(210)를 포함한다. 미소 소자부(200)는 미소 소자(10)에 추가형상부(210)를 구비하여 구성된다.
미소 소자(10)는 상면 및 하면 중 어느 한 면에 2개의 단자(미도시)가 모두 구비될 수 있다. 미소 소자(10)는 플립 칩 타입의 발광소자일 수 있다.
추가형상부(210)는 미소 소자(10)를 제작하는데 사용되는 물질과는 별도의 물질로 형성될 수 있다. 추가형상부(210)는 포토레지스트일 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 절연물질 또는 패터닝 가능한 물질로 구성될 수 있다. 또한 추가형상부(21)는 미소 소자(10)와는 별도로 제거한 물질로 구성되며, 추가형상부(210)는 미소 소자부(200)를 목표기판에 전사한 이후에 제거될 수 있다.
도 14를 참조하면, 추가형상부(210)는 미소 소자(10)의 측면에 구비되어 미소 소자부(200)를 구성한다. 미소 소자(10)는 그 평면도 외형이 일례로 사각형일 수 있다. 미소 소자(10)는 성장 기판에서 제작된 이후에 식각 공정 등을 이용하여 개별화된다. 개별화된 미소 소자(10)의 측면에 추가형상부(210)를 형성함으로써, 제2실시예에 따른 미소 소자부(200)의 외형을 이루게 된다.
미소 소자부(200)는, 그 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 미소 소자부(200)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다. 또는, 미소 소자부(200)의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 미소 소자부(200)의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다. 또는 미소 소자부(200)의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 미소 소자부(200)의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
도 14에 도시된 미소 소자부(200)의 평면도 외형은, 미소 소자부(200)가 면 정렬과 방향 정렬을 동시에 달성할 수 있는 평면도 외형을 예시적으로 도시한 것이다. 따라서 면 정렬과 방향 정렬을 동시에 달성할 수 있는 평면도 외형은 이에 한정되는 것은 아니다. 복수개의 미소 소자부(200)들이 면 정렬 및 방향 정렬이 되면, 그 결과로서 미소 소자(10) 역시 면 정렬 및 방향 정렬이 되는 것이다.
도 13(c), (d)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자 정렬 장치(100)는, 복수개의 미소 소자부(200)가 각각 수용되는 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(21)를 포함한다.
수용부(21)는 그 평면도 외형이 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 그 평면도의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 수용부(21)는 그 평면도 외형이 선대칭 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 점대칭 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다. 또는 수용부(21)는 그 평면도 외형이 대칭축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌 형상으로 형성될 수 있다.
수용부(21)는 미소 소자부(200)의 평면도 외형과 대응되는 형상으로 형성된다. 수용부(21)는 미소 소자부(200)의 평면도 외형의 크기보다 크게 형성되어 미소 소자부(200)가 수용부(21)의 홈 구조 안에 수용될 수 있도록 함이 바람직하다. 다만 이 경우, 미소 소자부(200)와 수용부(21)의 홈의 크기 차이는, 수용부(21)의 홈 안에 수용된 미소 소자부(200)가 홈 안에서 회전하지 않도록 할 정도의 여유 공간의 차이일 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 미소 소자부(200)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되면, 복수개의 미소 소자부(200)들은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 복수개의 미소 소자부(200)들은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 된다.
도 15는 미소 소자부(200)의 제조방법을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자의 제조방법은, 기판(300) 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 미소 소자(10)를 구비하는 단계 및 기판(300) 상의 미소 소자(10)에 추가형상부(210)를 구비하여 미소 소자부(200)를 제작하는 단계를 포함하되, 미소 소자부(200)를 제작하는 단계는, 미소 소자부(200)가 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 미소 소자부(200)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않도록 한다. 또는 미소 소자부(200)를 제작하는 단계는, 추가형상부(210)가 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 추가형상부(210)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않도록 한다.
도 15a 내지 도 15d에서 (i)는 평면도이고, (ii)는 단면도이다. 도 15a를 참조하면, 미소 소자(10)는 서로가 이격된 채로 기판(300)상에 배치된다. 여기서 기판(300)은 미소 소자(10)를 성장시켜 제작하는 성장기판일 수 있고, 성장기판에서 제작된 미소 소자(10)를 성장기판에서 분리하여 전사시켜 놓은 임시 기판일 수 있다. 미소 소자(10)들은 가로 및 세로 방향으로 서로 이격되어 이격 공간이 마련된다.
그 다음, 도 15b를 참조하면, 기판(300) 상에 추가형상부 물질(220)를 도포한다. 추가형상부 물질(220)은 포토레지스트일 수 있으나 이에 ㅎ한정되는 것은 아니다. 추가형상부 물질(220)은 미소 소자(10)의 높이와 동일하거나 낮은 높이로 형성될 수 있다. 그 다음, 도 15c를 참조하면, 추가형상부 물질(220)을 노광 및 현상하여 패터닝함으로써 미소 소자(10)의 측면에 추가형상부(210)를 구비하여 미소 소자부(200)를 얻게 된다. 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)들은, 추가형상부(210)가 구비되더라도 서로 간에 분리된 상태를 유지한다. 그 다음, 도 15d를 참조하면, 미소 소자부(200)를 기판(300)으로부터 분리한다.
이후에 제1실시예에 따른 미소 소자 정렬 장치 및 정렬 방법을 이용하여, 미소 소자부(200)를 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용시켜 복수개의 미소 소자부(200)들을 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬시킴과 동시에 복수개의 미소 소자부(200)들은 어느 한 방향으로 방향 정렬시킨다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자 정렬장치(100)는 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 복수개의 미소 소자를 면 정렬 및 방향 정렬하기 위한 미소 소자 정렬 장치일 수 있으며, 미소 소자 정렬장치(100)는 복수 개의 미소 소자(10)의 적어도 일부가 각각 수용되는 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(20)를 포함하고, 수용부(21)에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부(200)는 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 미소 소자부(200)의 단자의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 된다.
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 미소 소자 정렬 방법은, 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부(200)를 마련하는 단계 및 복수 개의 미소 소자부(200)의 적어도 일부가 각각 수용가능한 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(20)를 이용하여 수용부(21)에 미소 소자(10)의 적어도 일부가 수용되도록 하되, 수용부(21)에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부(200) 각각은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 미소 소자부(200)의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함한다.
한편, 미소 소자부(200)의 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 이후에는, 추가형상부(200)는 제거될 수 있다. 이 경우 추가형상부(200)의 제거 과정에서 미소 소자(10)가 손상되지 않도록, 추가형상부(200)만을 선택적으로 제거하는 것이 바람직하다.
도 16을 참조하면, 미소 소자(10)는 발광소자일 수 있으며, 바람직하게는 마이크로 LED일 수 있다. 마이크로 LED는 적색 마이크로 LED(10R), 녹색 마이크로 LED(10G), 청색 마이크로 LED(10B)를 포함하며, 추가형상부(210)가 구비된 적색, 녹색, 청색 마이크로 LED부(500a, 500b, 500c)의 평면도 외형은 서로 다른 외형을 가진다. 또한 각각의 적색, 녹색, 청색 마이크로 LED부(500a, 500b, 500c)는 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다. 또는, 각각의 적색, 녹색, 청색 마이크로 LED부(500a, 500b, 500c)의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다. 또는 각각의 적색, 녹색, 청색 마이크로 LED부(500a, 500b, 500c)의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 점대칭 외형이 아니다.
이를 통해, 적색 마이크로 LED(10R), 녹색 마이크로 LED(10G), 청색 마이크로 LED(10B)들을 각각 구분하여 면 정렬 및 방향 정렬시킬 수 있게 된다.
이상과 같이, 미소 소자(10)와는 별도로 추가형상부(210)를 구비함으로써, 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)의 면 정렬 및 방향 정렬을 동시에 달성할 수 있도록 한다. 추가형상부(210)는 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 이후에는 미소 소자(10)로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 다만 이와는 다르게 추가형상부(210)는 미소 소자(10)에 그대로 남겨진 채로 디스플레이 장치에 구비될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 제3실시예
이하, 본 발명의 바람직한 제3실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예들은 앞선 제2실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제2실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 생략한다. 제2실시예에서의 미소 소자부(200)의 제조방법은 제3실시예에서도 적용될 수 있으므로, 이하에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 17(a)는 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 평면도 외형보다 작게 형성된 것을 도시된 평면도이고, 도 17(b)는 도 17(a)의 A-A'단면도이다. 도 17(c)는 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 평면도 외형과 동일 크기로 형성된 것을 도시한 평면도이고, 17(d)는 도 17(c)의 A-A'의 단면도이다.
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자는, 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 상면에 구비되어 미소 소자부(200)를 구성한다는 점에서 제2실시예에 따른 미소 소자부(200)의 구성과 차이가 있다.
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자(10)는 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자(10)를 대상으로 한다.
이를 위해 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자부(200)는, 추가형상부(210)의 평면도 외형이 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 추가형상부(210)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다. 또는, 추가형상부(210)의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 추가형상부(210)의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다. 또는 추가형상부(210)의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 추가형상부(210)의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
도 18 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자 정렬 장치(100)는, 복수개의 미소 소자부(200)가 각각 수용되는 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(21)를 포함하며, 수용부(21)는 추가형상부(210)의 평면도 외형과 대응되는 형상으로 형성된다.
본 발명의 바람직한 제3실시예에 따른 미소 소자 정렬 방법은, 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부(200)를 마련하는 단계 및 복수 개의 미소 소자부(200)의 추가형상부(210)가 각각 수용가능한 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(20)를 이용하여 수용부(21)에 미소 소자(10)의 추가형상부(210)가 적어도 일부가 수용되도록 하되, 수용부(21)에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부(200) 각각은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 미소 소자부(200)의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함한다.
미소 소자부(200)의 추가형상부(210)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되면, 복수개의 미소 소자부(200)들은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 복수개의 미소 소자부(200)들은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 된다.
이상과 같이, 미소 소자(10)와는 별도로 추가형상부(210)를 구비함으로써, 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)의 면 정렬 및 방향 정렬을 동시에 달성할 수 있도록 한다. 추가형상부(210)는 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 이후에는 미소 소자(10)로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 다만 이와는 다르게 추가형상부(210)는 미소 소자(10)에 그대로 남겨진 채로 디스플레이 장치에 구비될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 제4실시예
이하, 본 발명의 바람직한 제4실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예들은 앞선 제2, 3실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제2, 3실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 생략한다. 제2실시예에서의 미소 소자부(200)의 제조방법은 제4실시예에서도 적용될 수 있으므로, 이하에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 19(a)는 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 상면 및 측면에 구비된 것을 도시된 평면도이고, 도 19(b)는 도 19(a)의 A-A'단면도이다.
본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 미소 소자는, 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 상면 및 측면에 구비된다는 점에서 제3실시예에 따른 미소 소자부(200)의 구성과 차이가 있다. 미소 소자부(200)는 미소 소자(10)와 추가형상부(210)를 포함한다. 추가형상부(210)은 미소 소자(10)의 상면 및 측면에 구비된다. 추가형상부(210)는 미소 소자(10)의 상면을 전체적으로 덮지는 않으며, 미소 소자(10)의 상면 중 적어도 일부가 노출된다.
본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 미소 소자(10)는 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자(10)를 대상으로 한다.
이를 위해 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 미소 소자부(200)는, 추가형상부(210)의 평면도 외형이 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 추가형상부(210)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다. 또는, 추가형상부(210)의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 추가형상부(210)의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다. 또는 추가형상부(210)의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 추가형상부(210)의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
도 18 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제4실시예에 따른 미소 소자 정렬 장치(100)는, 복수개의 미소 소자부(200)가 각각 수용되는 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(21)를 포함하며, 수용부(21)는 추가형상부(210)의 평면도 외형과 대응되는 형상으로 형성된다.
미소 소자부(200)의 추가형상부(210)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되면, 복수개의 미소 소자부(200)들은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 복수개의 미소 소자부(200)들은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 된다.
이상과 같이, 미소 소자(10)와는 별도로 추가형상부(210)를 구비함으로써, 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)의 면 정렬 및 방향 정렬을 동시에 달성할 수 있도록 한다. 추가형상부(210)는 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 이후에는 미소 소자(10)로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 다만 이와는 다르게 추가형상부(210)는 미소 소자(10)에 그대로 남겨진 채로 디스플레이 장치에 구비될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 제5실시예
이하, 본 발명의 바람직한 제5실시예에 대해 살펴본다. 단, 이하 설명되는 실시예들은 앞선 제2, 3, 4실시예와 비교하여 특징적인 구성요소들을 중심으로 설명하겠으며, 제2, 3, 4실시예와 동일하거나 유사한 구성요소들에 대한 설명은 생략한다. 제2실시예에서의 미소 소자부(200)의 제조방법은 제5실시예에서도 적용될 수 있으므로, 이하에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 21(a)는 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 하나의 면(하면)을 제외하고 미소 소자(10)의 측면 및 상면에 모두 구비되어 미소 소자(10)를 감싸는 것을 도시된 평면도이고, 도 21(b)는 도 21(a)의 A-A'단면도이다.
본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 미소 소자는, 추가형상부(210)가 미소 소자(10)의 하나의 면(하면)을 제외하고 미소 소자(10)의 측면 및 상면에 모두 구비되어 미소 소자(10)를 감싸는 구성이라는 점에서, 미소 소자(10)의 상면의 일부가 노출되는 제3실시예에 따른 미소 소자부(200)의 구성과 차이가 있다.
미소 소자부(200)는 미소 소자(10)와 추가형상부(210)를 포함한다. 추가형상부(210)은 미소 소자(10)의 하나의 면(하면)을 제외하고 미소 소자(10)의 측면 및 상면에 모두 구비되어 미소 소자(10)를 감싼다. 이를 통해 미소 소자(10)의 하면만이 추가형상부(210)가 형성되지 않고 미소 소자(10)의 5면 모두에 추가형상부(210)가 형성된다.
본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 미소 소자(10)는 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 기판에 실장 시 미소 소자(10)가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자(10)를 대상으로 한다.
이를 위해 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 미소 소자부(200)는, 그 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 미소 소자부(200)의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는다. 또는, 미소 소자부(200)의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 미소 소자부(200)의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아니다. 또는 미소 소자부(200)의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 미소 소자부(200)의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아니다.
도 22 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제5실시예에 따른 미소 소자 정렬 장치(100)는, 복수개의 미소 소자부(200)가 각각 수용되는 수용부(21)가 복수 개 구비된 정렬부(21)를 포함하며, 수용부(21)는 미소 소자부(200)의 평면도 외형과 대응되는 형상으로 형성된다.
미소 소자부(200)가 정렬부(20)의 수용부(21)에 수용되면, 복수개의 미소 소자부(200)들은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 복수개의 미소 소자부(200)들은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 된다.
이상과 같이, 미소 소자(10)와는 별도로 추가형상부(210)를 구비함으로써, 추가형상부(210)가 구비된 미소 소자부(200)의 면 정렬 및 방향 정렬을 동시에 달성할 수 있도록 한다. 추가형상부(210)는 면 정렬 및 방향 정렬이 완료된 이후에는 미소 소자(10)로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 다만 이와는 다르게 추가형상부(210)는 미소 소자(10)에 그대로 남겨진 채로 디스플레이 장치에 구비될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
10: 미소 소자 20: 정렬부
200: 미소 소자부 210: 추가형상부

Claims (23)

  1. 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되,
    상기 미소 소자부는, 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 미소 소자부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는, 미소 소자.
  2. 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되,
    상기 미소 소자부의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 상기 미소 소자부의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌, 미소 소자.
  3. 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되,
    상기 미소 소자부의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 상기 미소 소자부의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아닌, 미소 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 측면에 구비되는, 미소 소자.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 상면에 구비되는, 미소 소자.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 하나의 면을 제외하고 상기 미소 소자의 측면 및 상면에 모두 구비되어 상기 미소 소자를 감싸는, 미소 소자.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미소 소자는, 능동소자인, 미소 소자.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미소 소자는, 수동소자인, 미소 소자.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미소 소자는, 2개의 단자가 상기 미소 소자의 상면 및 하면 중 어느 한 면에 모두 구비되는 발광소자인, 미소 소자.
  10. 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되,
    상기 추가형상부는, 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 추가형상부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는, 미소 소자.
  11. 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되,
    상기 추가형상부의 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 상기 추가형상부의 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌, 미소 소자.
  12. 기판에 실장 시 미소 소자가 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 되어야 함과 동시에 상기 기판에 실장 시 상기 미소 소자가 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되어야 하는 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 구성하되,
    상기 추가형상부의 평면도 외형은 선대칭 외형이 아님과 동시에 상기 추가형상부의 평면도 외형은 점대칭 외형이 아닌, 미소 소자.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가형상부는 상기 미소 소자의 상면에 구비되는, 미소 소자.
  14. 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 미소 소자를 구비하는 단계; 및
    상기 기판 상의 미소 소자에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 제작하는 단계;를 포함하되,
    상기 미소 소자부를 제작하는 단계는, 상기 미소 소자부가 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 미소 소자부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않도록 하는, 미소 소자의 제조방법.
  15. 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 미소 소자를 구비하는 단계; 및
    상기 기판 상의 미소 소자의 상면에 추가형상부를 구비하여 미소 소자부를 제작하는 단계;를 포함하되,
    상기 미소 소자부를 제작하는 단계는, 상기 추가형상부가 상면과 하면의 반전 전, 후의 각각의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않음과 동시에 상기 추가형상부의 중심점을 기준으로 180도 회전 시 회전 전,후의 평면도 외형이 서로 동일 모양이 되지 않는, 미소 소자의 제조방법.
  16. 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 포함하는 미소 소자 정렬장치에 있어서,
    상기 수용부는 미소 소자부의 평면도 외형과 동일한 형상으로 형성되되, 상기 수용부는 그 평면도 외형이 수평축을 따라 접었을 때 겹쳐지는 외형이 아님과 동시에 상기 수용부는 그 평면도 외형이 중심적을 기준으로 180도 회전하였을 때 겹쳐지는 외형이 아닌, 미소 소자 정렬 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 정렬부는 금속을 양극 산화하여 형성된 양극산화막으로 구성되는, 미소 소자 정렬 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 정렬부는 상승 및 하강이 가능한 픽커 헤드에 구비되는, 미소 소자 정렬 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 정렬부는 임시 기판에 상대이동 가능하게 구비되는, 미소 소자 정렬장치.
  20. 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 복수개의 미소 소자를 면 정렬 및 방향 정렬하기 위한 미소 소자 정렬 장치에 있어서,
    복수 개의 미소 소자의 적어도 일부가 각각 수용되는 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 포함하고,
    상기 수용부에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부는 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 상기 미소 소자부의 단자의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는, 미소 소자 정렬장치.
  21. 추가형상부가 구비된 미소 소자부의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부를 마련하는 단계; 및
    복수 개의 미소 소자부의 적어도 일부가 각각 수용가능한 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 이용하여 상기 수용부에 상기 미소 소자의 적어도 일부가 수용되도록 하되, 상기 수용부에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부 각각은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 상기 미소 소자부의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함하는, 미소 소자 정렬 방법.
  22. 추가형상부가 구비된 미소 소자부의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬되지 않음과 동시에 어느 한 방향으로 방향 정렬되지 않은 비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부를 마련하는 단계; 및
    복수 개의 미소 소자부의 추가형상부가 각각 수용가능한 수용부가 복수 개 구비된 정렬부를 이용하여 상기 수용부에 상기 미소 소자의 추가형상부가 적어도 일부가 수용되도록 하되, 상기 수용부에 적어도 일부가 수용되는 미소 소자부 각각은 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로 면 정렬이 됨과 동시에 상기 미소 소자부의 방향은 어느 한 방향으로 방향 정렬이 되는 정렬 단계를 포함하는, 미소 소자 정렬 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    비 정렬 상태의 복수 개의 미소 소자부를 마련하는 단계는 양품의 미소 소자만으로 구성되는 단계인, 미소 소자 정렬 방법.
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