KR20230090219A - 유체를 마이크로 ｌｅｄ의 소프트 랜딩 매개로 이용하여 마이크로 ｌｅｄ를 디스플레이에 조립하는 방법 - Google Patents
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Abstract
높은 수율로 다수의 마이크로 LED를 디스플레이 패널에 조립하는 방법이 개시된다. 본 발명은 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서, (a1) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 타겟 기판 어셈블리-상기 타겟 기판 어셈블리는 타겟 기판과 상기 타겟 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함함-가 배치되고, 상기 타겟 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계; (b1) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계; 및 (c1) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 수율로 다수의 마이크로 LED를 디스플레이 패널에 조립하는 방법에 관한 것이다.
최근 평판 디스플레이를 활용한 정보화 기기 발전의 요구가 증대됨에 따라 다양한 환경에서 우수한 성능을 갖춘 디스플레이 개발에 대한 요구도 증대되고 있다.
현재 상용화된 평판 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)와 OLED(Organic Light Emitting Diodes)가 있으나, LCD는 백라이트 및 컬러필터 사용에 따라 휘도의 한계와 플렉서블 구현이 어려운 단점이 있고, OLED는 진공 증착 공정에 따른 고비용, 저수율의 문제와 짧은 수명의 단점이 있다.
마이크로 LED는 100 μm 이하의 초소형 무기 발광체를 지칭하며, 인가된 전압을 빛으로 변환시키는 반도체 소자로 전력 소모가 낮고, 10,000니트(nit) 이상의 높은 휘도 구현이 가능하고, 높은 내구성에 따른 고수명 등 다양한 장점을 갖는다.
이러한 작은 크기의 반도체 소자를 이용하여 디스플레이로 구현하기 위해서는 다량의 마이크로 LED를 디스플레이 패널에 안정적으로 전사시키는 기술이 필요하다.
마이크로 LED보다 큰 미니 LED는 픽 앤 플레이스(Pick & Place) 방식의 기술이 사용되고 있으나 마이크로 LED는 작은 크기로 인해 전사 헤드로 대응하는 것이 어렵고, 전사 시간이 길어 제조 비용이 매우 증가하게 된다. 또한 폴리머 계열의 엘라스토머 패드를 사용하여 LED가 성장된 웨이퍼에서 칩을 1차 전사 후 패널에 최종 전사하는 방식이 개발되고 있으나 한번에 전사 가능한 면적에 한계가 있고 엘라스토머 패드의 수명이 짧아 전사 신뢰성이 낮으며 공정 비용이 높고, 불량 발생 시 리페어(repair)가 어려운 문제가 있다.
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 다량의 마이크로 LED를 기판에 안정적으로 전사시키는 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다량의 마이크로 LED를 유체에 부유시켜 기판에 일거에 전사할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유체에 부유하는 다량의 LED를 기판 상의 사전 설정된 장착 위치로 정확하게 전사할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유체에 부유하는 다량의 마이크로 LED를 유체의 수위를 조절하여 기판 상의 사전 설정된 장착 위치로 정확하게 전사할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다량의 마이크로 LED를 유체에 부유시킨 후 그 중 일부의 마이크로 LED를 기판 상의 마이크로 LED 결손 위치로 정확하게 전사할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 조립 방법 또는 보수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마이크로 LED 디스플레이로의 전사를 위한 중간 단계의 전사 기판에도 적용 가능한 마이크로 LED 디스플레이 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서, (a1) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 타겟 기판 어셈블리-상기 타겟 기판 어셈블리는 타겟 기판과 상기 타겟 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함함-가 배치되고, 상기 타겟 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계; (b1) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계; 및 (c1) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 단계 (c1) 이후에, (d1) 상기 마이크로 LED의 부착 상태에서 상기 수조 내의 유체의 수위를 높이는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 이 때, (e1) 상기 마이크로 LED의 부착 상태에서 상기 타겟 기판 어셈블리를 상기 수조로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 단계 (c1) 이후에, (f1) 상기 일부의 마이크로 LED의 부착 상태에서 상기 타겟 기판 어셈블리를 상기 수조로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 유체는 물, 알코올 및 아세톤으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 유체는 물일 수 있고, 물의 표면장력을 제어하기 위한 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 유체는 서로 비중이 다른 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 유체는 물을 포함하고, 상기 제2 유체는 25℃에서 표면장력이 0.071 N/m 미만이고 비중이 1 미만인 액체를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 마이크로 LED는 표면 일부에 소수성 코팅을 포함하는 것일 수 잇다.
본 발명에서 상기 단계 (c1)에서 마이크로 LED는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 타겟 기판에 부착될 수 있다.
본 발명에서 상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 개구부와 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 마스크의 개구부는 하방으로 갈수록 구멍 직경이 감소하는 경사진 측벽을 구비하거나, 하방으로 갈수록 구멍 직경이 감소하는 계단식 측벽을 구비할 수 있다.
본 발명에서 상기 타겟 기판은 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 부착하기 위하여 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 제1 관통홀의 어레이를 포함하는 제1 마스크부; 및 상기 제1 관통홀에 정렬된 제2 관통홀과 상기 제2 관통홀 주위에 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 구비하는 제2 마스크부의 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 디스플레이 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서, (a2) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 전사 기판 어셈블리-상기 전사 기판 어셈블리는 제1 전사 기판과 상기 제1 전사 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 전사 기판 상의 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함함-가 배치되고, 상기 전사 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계; (b2) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계; (c2) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 제1 전사 기판에 부착하는 단계; (d2) 상기 마이크로 LED가 상기 제1 전사 기판에 부착된 상태에서 상기 마스크를 제거하는 단계; 및 (e2) 상기 제1 전사 기판 상의 마이크로 LED를 상기 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 단계 (c2)에서, 상기 제1 전사 기판은 상기 마스크의 개구부에 대응하는 위치에 형성된 제1 전극 구조를 포함하여, 상기 마이크로 LED는 상기 제1 전극 구조에 의해 인가되는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 제1 전사 기판에 부착될 수 있다.
또한, 상기 단계 (e2)는, (e21) 상기 제1 전사 기판 상의 마이크로 LED를 제2 전사 기판에 전사하는 단계; 및 (e22) 상기 제2 전사 기판 상의 마이크로 LED를 상기 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (e21)에서, 상기 제2 전사 기판은 상기 제1 전사 기판의 제1 전극 구조에 대응하는 제2 전극 구조를 포함하고, 상기 마이크로 LED는 제2 전극 구조에 의해 인가되는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 제2 전사 기판에 전사될 수 있다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서, (a3) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 타겟 기판 어셈블리-상기 타겟 기판 어셈블리는 타겟 기판과 상기 타겟 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함하고, 상기 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치들 중 일부는 마이크로 LED가 결손(deficient)됨-가 배치되고, 상기 타겟 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계; (b3) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계; 및 (c3) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판의 사전 설정된 장착 위치 중 결손인 장착 위치에 선별적으로 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 단계 (c3)에서는 상기 타겟 기판의 사전 설정된 장착 위치 중 결손인 장착 위치에 선별적으로 전기장 또는 자기장을 인가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다량의 마이크로 LED를 기판에 안정적으로 전사시키는 LED 디스플레이 조립방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 다량의 마이크로 LED를 유체에 부유시켜 기판 상의 사전 설정된 장착 위치로 일거에 전사할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다량의 마이크로 LED를 유체에 부유시킨 후 그 중 일부의 마이크로 LED를 기판 상의 마이크로 LED 결손 위치로 정확하게 전사하여 리페어 할 수 있는 마이크로 LED 디스플레이 조립 방법 또는 보수 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 조립 방법은 마이크로 LED 디스플레이로의 전사를 위한 중간 단계의 전사 기판에도 적용 가능하다.
도 1a는 디스플레이 장치의 단면 구조의 일부를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 1b는 디스플레이 장치의 픽셀 어레이의 일례를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 마이크로 LED의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 조립 방법에 설명된 타겟 기판 어셈블리의 일례를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 개구부의 다양한 단면 형상을 예시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 마스크의 다른 예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예 공정에서 사용되는 타겟 기판 어셈블리의 단면을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이의 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 타겟 기판 상의 장착 위치 중 일부 위치에 마이크로 LED가 결손되었을 때의 보수 방법을 설명하는 도면이다.
도 1b는 디스플레이 장치의 픽셀 어레이의 일례를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3은 마이크로 LED의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 조립 방법에 설명된 타겟 기판 어셈블리의 일례를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 개구부의 다양한 단면 형상을 예시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 마스크의 다른 예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예 공정에서 사용되는 타겟 기판 어셈블리의 단면을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이의 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 타겟 기판 상의 장착 위치 중 일부 위치에 마이크로 LED가 결손되었을 때의 보수 방법을 설명하는 도면이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상술한다.
본 발명의 명세서에서 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode)란 소자의 면적이 100㎛*100㎛ 이하 또는 가로 세로 크기가 각각 100㎛이하인 LED 소자를 말한다.
본 발명의 명세서에서 디스플레이 장치는 LED 소자에 기반하여 정보를 표시하는 일체의 디스플레이를 포함하며, 예시적으로 TV, 사이니지(signage), 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 자동차용 HUD, 노트북용 BLU, 태블릿, 스마트워치나 가상현실(VR) 기기, 증강현실(AR) 기기 등에 사용되는 웨어러블 디스플레이일 수 있으며, 완성품에 한정되지 않고 디스플레이 패널과 같은 부품이나 반제품을 지칭할 수도 있다.
도 1a는 디스플레이 장치의 단면 구조의 일부를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도시된 바와 같이, 디스플레이 장치는 기판(10), 제1전극(12), 제2전극(14) 및 반도체 발광소자(30A, 30B, 30C)를 구비하고 있다.
상기 기판(10)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(10)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 그 밖에 절연성 및 유연성을 만족하는 임의의 재질 예컨대, PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등이 사용될 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 각각의 반도체 발광소자(30A, 30B, 30C)을 포함하는 평면 상의 소정 영역은 레드(R), 그린(G), 블루(B)에 대응하는 각 서브픽셀(sub-pixel)로 정의될 수 있다. 이들 서브픽셀은 디스플레이 장치의 화면 전체에 걸쳐 반복되어 픽셀 어레이를 형성하고 있다.
본 발명에서, 상기 발광소자(30A, 30B, 30C)의 광 출사측에는 선택적으로 색변환층(50A, 50B, 50C)이 부가될 수 있다. 예컨대, 상기 반도체 발광소자(30A, 30B, 30C)가 청색광을 발하는 발광소자일 경우 색변환층(50A)은 청색 발광소자의 발광 파장에 여기되어 적색광을 발하는 형광체일 수 있고, 색변환층(50B)는 청색 발광소자의 발광 파장에 여기되어 녹색광을 발하는 형광체일 수 있다. 이 때, 상기 색변환층(50C)은 청색 발광소자의 광을 투과하는 임의의 광 투과성 물질로 구현될 수 있다. 이상 색변환층으로 형광체를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 색변환층으로는 양자점(Quantum-dot) 색변환층이 사용될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 발광소자의 광 출사측에 색변환층이 구비되는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 발광소자(30A, 30B, 30C)는 각각 R, G, B와 같이 상이한 파장의 광을 발광하는 LED 소자에 의해 구현될 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 상기 각각의 반도체 발광소자(30A, 30B, 30C)는 개별적으로 제어될 수 있다. 이를 위하여, 상기 기판(10)에는 상기 반도체 발광소자(30A, 30B, 30C)를 구동하기 위한 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)이 배선될 수 있다. 반도체 발광소자(30A, 30B, 30C)가 안착된 안착 공간에는 상기 반도체 발광소자의 소자 전극과 상기 제1 및 제2 전극과의 전기적 연결을 위한 전극 단자가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 장치에서 각 픽셀은 서브픽셀에 불량이 발생할 경우 해당 색상의 반도체 발광소자를 추가할 수 있도록 비어 있는 리페어 영역을 더 구비할 수 있다.
도 1b는 디스플레이 장치의 픽셀 어레이의 일례를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 1b를 참조하면, 디스플레이 장치의 평면에서 하나의 픽셀은 각각 사각형 격자로 정의된 3개의 R, G, B 서브픽셀들 및 리페어 서브픽셀로 구성되어 있으며, 픽셀들은 디스플레이 장치의 평면상에서 2차원의 어레이를 형성하고 있다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 유체(2)가 충전된 수조(1)가 준비된다. 상기 유체 내부 또는 유체 표면에는 복수의 마이크로 LED(30)가 분산되어 있다. 상기 수조(1)의 유체 내부에는 타겟 기판(20)이 배치되어 있다.
본 실시예에서 타겟 기판(20)은 도 1과 관련하여 설명한 디스플레이 기판(10)일 수 있다. 이와 달리, 상기 타겟 기판(20)은 상기 디스플레이 기판(10)으로의 전사를 위한 전사 기판(transfer substrate)일 수 있다.
도면에는 타겟 기판이 유체의 최하부 즉 수조 바닥 근처에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 마이크로 LED 하부의 적절한 위치에 배치될 수 있음은 물론이다.
상기 타겟 기판(20) 위에는 마스크(100)가 적층되어 있다. 본 발명에서 타겟 기판과 마스크의 어셈블리(이하 '타겟 기판 어셈블리'라 함)는 서로 분리 가능하게 적층되는 것이 바람직하다.
상기 마스크는 상기 타겟 기판의 발광소자 장착 위치들에 대응하는 개구부를 구비하고 있다. 상기 타겟 기판이 디스플레이 기판일 경우 상기 마스크는 도 1의 발광소자의 장착을 위한 안착 공간에 대응하는 위치들을 개구하기 위한 개구부들을 구비한다.
한편, 상기 수조의 유체 표면 또는 표면 근처의 하부에는 유체의 부력, 유체와 마이크로 LED 사이의 계면 장력에 의해 마이크로 LED가 집중적으로 분산된 층이 형성될 수 있다. 이 부유층(floating layer)은 상기 타겟 기판으로부터 소정 거리 이격된 위치에 형성될 수 있다. 본 발명에서 부유층의 형성 위치는 사용된 유체와 마이크로 LED의 비중 및/또는 유체와 마이크로 LED 사이의 계면 장력 등에 따라 결정될 수 있다.
본 발명에서 상기 부유층 내에 분산된 복수의 마이크로 LED는 실질적으로 하나의 단일층(mono-layer)을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 부유층은 복수의 마이크로 LED가 둘 이상의 층으로 이루어진 다중층(multi-layer) 구조를 가질 수 있다. 본 발명에서 상기 부유층 내의 인접하는 마이크로 LED들은 적절한 간격을 가지도록 분산되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 부유층에 분산된 마이크로 LED의 분산밀도는 수조 상부에서 부유층을 바라볼 때 기준 면적 내에 존재하는 마이크로 LED의 평균 개수로 정의될 수 있는데, 이 때 부유층의 기준 면적은 서브픽셀(sub-pixel)의 크기로 정의될 수 있다.
이 경우, 상기 마이크로 LED의 분산밀도가 1이라는 것은 서브픽셀 크기에 대응하는 부유층의 평면상 면적에 평균적으로 1개의 마이크로 LED가 분산되어 있는 것을 의미한다. 본 발명에서 상기 마이크로 LED의 분산밀도는 1 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 마이크로 LED의 분산밀도의 상한은 디스플레이 기기에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예컨대, 분산밀도는 1.5 이하, 2 이하, 3 이하, 5 이하, 10 이하, 50 이하, 100 이하의 값을 가질 수 있다. 본 발명에서 마이크로 LED의 분산밀도는 마이크로 LED의 크기에 의존할 수 있다. 예컨대, 분산밀도는 마이크로 LED의 사이즈가 감소할수록 큰 값을 가질 수 있다.
본 발명에서 유체는 액체 상태인 것이 바람직하며, 물, 알코올 및 아세톤과 같은 액체, 또는 이들 액체의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는 상기 유체는 물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유체는 액체의 표면 장력을 제어(감소 또는 증가)하기 위한 첨가제를 포함하는 것일 수 있다. 예컨대, 물은 25℃에서 대략 0.072 N/m이지만, 표면장력을 감소시키는 첨가제(계면활성제)를 포함함으로써 25℃에서의 표면장력이 0.071~0.072 N/m의 값을 가지도록 제어될 수 있다. 예컨대 데실 글루코사이드(Decyl Glucoside) 라우라미도프로필 베타인(Lauramidopropyl Betaine; LMPB)과 같은 첨가제가 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 유체는 서로 섞이지 않는 2종 이상의 액체로 된 다중층 유체일 수 있다. 예컨대, 비중이 1 미만인 제2 유체(예컨대 오일)을 제1 유체(예컨대 물)과 혼합한 형태의 이중층 유체가 사용될 수 있다. 이 때, 상기 제2 유체는 25℃에서 표면장력이 제1 유체인 물 보다 작은 것이 바람직하며, 예컨대 상기 제2 유체는 0.071 N/m 미만, 0.070 N/m, 또는 0.065 N/m 미만의 표면 장력을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 마이크로 LED는 상기 다중층 유체의 계면에 부유층을 형성할 수 있다.
도 3은 마이크로 LED의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 마이크로 LED(30)는 기판으로의 장착면인 제1 표면(32A) 및 상기 제1 표면(32A)과 대향하는 제2 표면(32B)을 구비하고 있다. 상기 마이크로 LED의 제1 표면(32A)에는 마이크로 LED의 구동을 위한 전기적 접점인 소자 전극들(34, 36)이 형성되어 있다. 도 3은 소자 전극들(34, 36)이 장착면인 제1 표면에 형성된 것을 예시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 전극들은 대향면인 제2 표면에 형성될 수도 있을 것이다
본 발명에서 분산된 마이크로 LED들은 특정 표면이 동일한 방향으로 배향되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 마이크로 LED의 배향에는 다양한 방식이 사용될 수 있다. 예컨대, 마이크로 LED의 제2 표면(36)에 소수성 코팅을 형성함으로써, 마이크로 LED가 물과 접촉할 때에 장착면인 제1 표면(34)이 기판을 향하도록 자발적으로 배향되게 할 수 있다. 이 때, 소수성 코팅은 상기 제2 표면(36)의 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 형성된 소수성 코팅은 조립 공정의 적절한 시점에 제거될 수 있다. 예시적으로 마이크로 LED가 타겟 기판에 솔더링 된 후 소수성 코팅이 제거될 수 있다.
이어서, 도 2b 내지 도 2d를 참조하여, 분산된 마이크로 LED를 타겟 기판(20)으로 유도하는 과정을 설명한다.
먼저, 도 2b를 참조하면, 상기 타겟 기판과 마이크로 LED들 사이의 이격 거리를 감소시킴으로써 상기 마이크로 LED를 타겟 기판(20)으로 유도한다. 타겟 기판과 마이크로 LED 사이의 이격 간격은 유체의 수위를 낮추는 방식으로 감소될 수 있다. 이것은 수조 하부에 유체의 배출(drain) 구조를 형성함으로써 구현될 수 있다. 물론, 이와 달리 또는 이와 동시에 타겟 기판을 부유층 방향으로 이동시킴으로써 타겟 기판과 부유층과의 거리를 감소시키는 것도 가능할 것이다. 도 2b의 과정에서 부유층과 타겟 기판의 거리가 가까워지는 것을 제외하면, 수조 내의 마이크로 LED는 부유층 내에서 가급적 분산 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
이어서, 유체의 수위가 더욱 낮아져 마스크(100) 아래로 감소하면, 도 2c에 도시된 바와 같이, 유동층 내의 일부의 마이크로 LED는 마스크의 개구부 내로 포획(capture)되는 반면, 다른 일부의 마이크로 LED는 마스크로 걸러지게 된다. 이와 같이 마스크는 유동층 내에서 마이크로 LED가 배치된 위치에 따라 선별적으로 개구부 내로 유도한다.
이를 위하여 마스크의 개구부의 통과 단면(passage cross section)의 크기가 적절히 설정될 수 있다. 본 발명에서 마스크 개구부의 통과 단면은 마이크로 LED 낙하 방향 임의의 지점에서의 개구부 단면 중 크기가 최소인 단면을 의미한다.
개구부의 단면은 개구부의 위치에 따라 변화할 수 있으며, 마이크로 LED가 통과하기 위해서는 개구부의 최소 단면의 크기(또는 면적)가 마이크로 LED의 단면의 크기(또는 면적) 보다 클 것이 요구된다. 본 발명의 명세서에서 마이크로 LED의 단면이란 임의의 방향에서의 LED 단면 중 크기(또는 면적)가 최대인 단면을 의미하며, 예시적으로 도 3에 도시된 바와 같이 마이크로 LED의 모서리를 대각선 방향으로 절단한 단면일 수 있다.
바람직하게는 상기 마스크의 개구부의 통과 단면의 단면적은 마이크로 LED의 단면적의 1 배, 1.1 배, 1.2 배, 1.3 배, 또는 1.4 배 보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 마스크의 개구부가 형성하는 통과 단면적은 마이크로 LED 단면적의 1.5 배 이하, 1.6 배 이하, 1.7배 이하, 1.8배 이하, 2배 이하, 3배 이하, 또는 4배 이하인 것이 바람직하다.
다음, 도 2d를 참조하면, 개구부 내에 포획된 마이크로 LED를 타겟 기판에 부착한다. 이 과정은 상기 마이크로 LED를 타겟 기판으로 끌어당기는 인력(attractive force)을 제공함으로써 수행될 수 있다. 이 인력은 상기 마이크로 LED 주변에 인가된 전기장, 자기장 또는 전자기장에 의해 기초한 것일 수 있다. 예시적으로, 영구 또는 유도 쌍극자를 가지는 물질이 불균일한 전기장 하에서 전기장의 구배 방향을 따라 힘을 받게 되는 이른 바 유전영동 (dielectrophoresis, DEP) 현상은 인력의 예시이다.
도 4는 도 3의 조립 방법에 설명된 타겟 기판 어셈블리의 일례를 확대 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 타겟 기판(20)의 상부에는 마스크(100)가 적층되어 있다. 상기 마스크는 마스크 본체(110) 및 개구부(130)을 구비하고 있다. 상기 마스크의 개구부(130)는 상기 타겟 기판의 소정 영역을 개구하고 있다. 예컨대, 상기 타겟 기판이 도 1a와 관련하여 설명한 디스플레이 기판인 경우, 상기 개구부는 서브픽셀의 마이크로 LED(30) 장착 위치를 개구한다. 도면은 개구부의 1차원적인 배열만을 나타내지만, 본 발명에서 상기 개구부들(130)은 서브픽셀들에 각각 대응하도록 2차원의 어레이를 구성한다는 것을 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 알 수 있을 것이다.
본 발명에서 마스크(100)는 포획된 마이크로 LED를 타겟 기판에 부착하기 위한 인력을 제공하기 위하여 전극(150)을 구비하고 있다. 상기 전극의 배치 위치는 적절히 선택될 수 있다. 일례로, 상기 전극(150)은 마스크 내 상기 개구부의 하단에 배치될 수 있다.
따로 도시하지는 않았지만, 마스크에는 전극(150)에 전력을 인가하기 위한 전기 배선이 구비될 수 있다.
도 4는 개구부(130)를 형성하는 개구 측벽(132)이 타겟 기판에 대하여 직각을 이루는 경우를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 개구 측벽(132)은 타겟 기판에 대하여 경사질 수 있다. 예시적으로, 상기 마이크로 LED가 타겟 기판으로 원활히 유도되도록 타겟 기판에 가까울수록 개구부의 개구 단면이 점차 감소하도록 설계될 수 있다.
개구부(130)는 마이크로 LED가 통과할 수 있도록 원통형 또는 다면체형의 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는 마이크로 LED가 원통형일 경우 개구부는 원통형 또는 사각기둥 형태로 형성되고, 마이크로 LED가 다면체 형태일 경우 개구부는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 사용 가능한 마스크의 개구부는 계단식 구조를 가질 수 있다. 도 5는 마스크 개구부의 다양한 단면 형상을 예시한 모식도이다.
도시된 바와 같이, 개구부(130)로 진입한 마이크로 LED 칩이 걸러질 수 있도록 마스크의 개구부는 단수 또는 다수의 단(stage)으로 이루어질 수 있고, 각 단은 원통형이나 사각기둥형태를 가지거나 아래로 갈수록 좁아지는 원뿔형 또는 사각뿔형으로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 마스크(100)의 다른 예를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 마스크(100)는 제1 마스크부(110A) 및 제2 마스크부(110B)의 적층 구조로 이루어져 있다.
상기 제1 마스크부(110A)는 제1 관통홀(132A) 어레이를 구비하고, 제2 마스크부(110B)는 제2 관통홀(132B) 어레이를 구비하고 있다. 도시된 바와 같이, 제1 관통홀(132A)의 직경은 제2 관통홀(132B)의 직경보다 크다. 또한, 상기 제1 관통홀(132A) 어레이(132A) 및 제2 관통홀(132B) 어레이는 서로 정렬되어 개구부(130)를 형성한다. 이러한 적층 구조를 적용함으로써 마스크 개구부는 하방으로 갈수록 구멍 직경이 감소하는 계단식 측벽을 구비할 수 있게 된다.
한편, 타겟 기판과 접하게 되는 제1 마스크부(110A)의 하부에는 마이크로 LED와 타겟 기판 사이의 부착력을 제공하는 전극(150)이 형성되어 있으며, 교류 전압을 인가함으로써 전기장 또는 자기장에 의해 마이크로 LED와 기판 사이에는 인력이 작용하게 된다.
다시 도 2e 및 도 2f를 참조하여, 본 발명의 마이크로 LED 조립방법의 부가적 단계를 설명한다.
먼저, 도 2e는 마스크의 개구부에 포획되지 않고 마스크 상부에 걸려진 마이크로 LED를 제거(remove)하는 방식의 일례를 보여준다. 즉, 수조 내의 유체의 수위를 높임으로써 포획되지 않은 마이크로 LED(130)를 마스크로부터 분리해낼 수 있다. 이 때, 마스크의 개구부에 포획된 마이크로 LED를 타겟 기판에 부착된 상태로 유지하기 위하여 상기 마스크의 부착 전극에는 전압이 인가되고 있다.
물론, 도 2e의 제거 방식은 예시적인 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 세척과 같은 다양한 방식이 사용될 수 있음은 물론이다.
이어서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 마이크로 LED가 부착된 상태의 타겟 기판 어셈블리가 수조로부터 분리된다. 이 때, 마스크의 개구부에 포획된 마이크로 LED를 타겟 기판에 부착된 상태로 유지하기 위하여 상기 마스크의 부착 전극에는 전압이 인가되고 있다. 타겟 기판을 수조로부터 분리하는 데에는 다양한 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어 수조에 설치된 개폐 셔터가 구비된 배출구를 통해 기판 어셈블리를 배출할 수 있다.
이상의 과정을 거쳐 분리된 타겟 기판에 대하여 후속 공정이 수행된다. 타겟 기판이 디스플레이 기판인 경우, 도 2f에 도시된 바와 같이, 타겟 기판에 부착된 마이크로 LED는 솔더링 등의 공정에 의해 타겟 기판에 전기적으로 결합될 수 있다. 솔더링이 완료되면, 상기 타겟 기판과 마스크를 분리하여 조립 공정이 완료된다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 7a 내지 도 7c의 절차는 도 2a 내지 도 2c에서 설명한 것과 같다.
도 7d 및 도 7e에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 포획된 마이크로 LED(30)를 타겟 기판에 부착하기 위하여 타겟 기판에 형성된 전극을 이용한다. 이 경우, 마이크로 LED(30)의 부착 직후 마스크가 제거되어도 무방하다. 수조 내의 유체의 수위를 높임으로써 마스크 상부에 걸려진 마이크로 LED를 제거(remove)한 후 마스크가 타겟 기판으로부터 분리된다. 이어서, 타겟 기판의 부착 전극에 전압을 인가한 상태에서 도 7f와 같이 수조로부터 분리될 수 있다.
도 8은 도 7에서 설명한 공정에서 사용되는 타겟 기판 어셈블리의 단면을 모식적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 마스크(100)가 아니라 타겟 기판(20)에 형성된 기판 전극(22)에 전압을 인가함으로써 마이크로 LED를 타겟 기판(20)에 부착한다.
도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 디스플레이의 조립방법을 모식적으로 도시한 도면이다. 전술한 실시예들과 다르게, 본 실시예에서는 타겟 기판으로 임시적 전사 기판을 이용한다.
도 7a 내지 도 7d에서 설명한 것과 마찬가지의 과정을 거쳐, 도 9a와 같이 포획된 마이크로 LED가 제1 전사 기판(20')의 전극에 인가된 전압에 의해 부착된다.
다음, 도 9b에 도시된 바와 같이, 수조 내의 유체의 수위를 높임으로써 마스크(100) 상부에 걸려진 마이크로 LED를 제거하고, 마스크를 제1 전사 기판으로부터 분리한다. 이어서, 제1 전사 기판의 부착 전극에 전압을 인가한 상태에서 도 9c와 같이 수조로부터 제1 전사 기판이 분리될 수 있다.
이어서, 제1 전사 기판(20')으로부터 제2 전사 기판(20'')으로의 전사 과정(도 9d 및 도 9e), 제2 전사 기판(20'')으로부터 디스플레이 기판(10)으로의 전사 과정(도 9f 내지 도 9h)이 수행된다. 이 과정에서 제1 전사 기판(20'), 제2 전사 기판(20'') 및 디스플레이 기판(10)에서의 부착 전극의 구동은 도면에 도시된 바와 같다.
한편, 이상의 실시예는 유체에 부유한 마이크로 LED의 소자 전극이 제1 전사 기판에 대향하도록 배향된 경우를 전제로 한 것으로, 마이크로 LED의 소자 전극이 이와 반대 방향으로 배향된 경우에는 하나의 전사 기판만을 사용하는 것도 가능함은 이 기술분야의 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.
이하에서는 타겟 기판 상의 장착 위치 중 일부 위치에 마이크로 LED가 결손되었을 때의 보수 방법을 도 10a 내지 도 10d를 참조하여 설명한다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 일부 장착 위치(P)에서 마이크로 LED가 결손된 상태의 타겟 기판 어셈블리를 수조 하부에 배치하고, 유체 내에 복수의 마이크로 LED(30)를 부유시킨다.
도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 유체의 수위를 조절함으로써 마스크의 개구부에 마이크로 LED가 포획되도록 한다.
이어서, 도 10d에 도시된 바와 같이, 타겟 기판 상의 결손된 장착 위치에 선별적으로 전압을 인가함으로써 결손된 위치에 포획된 마이크로 LED를 타겟 기판에 부착시킨다. 도면에는 마스크에 부착 전극이 형성된 것을 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 타겟 기판에 형성된 전극을 이용하여 마이크로 LED를 타겟 기판에 부착시키는 것도 가능함은 물론이다.
이후, 유체의 수위를 높임으로써 결손된 장착 위치 이외의 개구부에 포획된 마이크로 LED를 부유시켜 타겟 기판으로부터 제거(remove)할 수 있다.
이후 타겟 기판을 수조로부터 분리하는 데에는 앞서 설명한 방법이 사용될 수 있고, 결손 위치에 부착된 마이크로 LED는 타겟 기판에 솔더링 될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.
1
수조
2 유체
10 디스플레이 기판
20 타겟 기판
20', 20'' 전사 기판
22 기판 전극
30, 30A, 30B, 30C 마이크로 LED
50A, 50B, 50C 색변환층
100 마스크
110A 제1 마스크부
110B 제2 마스크부
130 개구부
132A, 132B 관통홀
150 부착 전극
2 유체
10 디스플레이 기판
20 타겟 기판
20', 20'' 전사 기판
22 기판 전극
30, 30A, 30B, 30C 마이크로 LED
50A, 50B, 50C 색변환층
100 마스크
110A 제1 마스크부
110B 제2 마스크부
130 개구부
132A, 132B 관통홀
150 부착 전극
Claims (25)
- 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서,
(a1) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 타겟 기판 어셈블리-상기 타겟 기판 어셈블리는 타겟 기판과 상기 타겟 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함함-가 배치되고, 상기 타겟 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계;
(b1) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계; 및
(c1) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계 (c1) 이후에,
(d1) 상기 마이크로 LED의 부착 상태에서 상기 수조 내의 유체의 수위를 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제2항에 있어서,
(e1) 상기 마이크로 LED의 부착 상태에서 상기 타겟 기판 어셈블리를 상기 수조로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계 (c1) 이후에,
(f1) 상기 일부의 마이크로 LED의 부착 상태에서 상기 타겟 기판 어셈블리를 상기 수조로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 유체는 물, 알코올 및 아세톤으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 최소한 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 유체는 물과 표면장력을 제어하기 위한 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED의 조립 방법. - 제6항에 있어서,
상기 유체는 서로 비중이 다른 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고,
상기 제1 유체는 물을 포함하고,
상기 제2 유체는 25℃에서 표면장력이 0.071 N/m 미만이고 비중이 1 미만인 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 유체는 물을 포함하고,
상기 마이크로 LED는 표면 일부에 소수성 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제8항에 있어서,
상기 마이크로 LED는 상기 타겟 기판과 부착되는 제1 표면과 상기 제1 표면의 반대면인 제2 표면을 포함하고,
상기 소수성 코팅은 상기 제2 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 표면은 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계 (c1)에서 마이크로 LED는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 타겟 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 개구부와 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제12항에 있어서,
상기 마스크의 개구부는 하방으로 갈수록 구멍 직경이 감소하는 경사진 측벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제12항에 있어서,
상기 마스크의 개구부는 하방으로 갈수록 구멍 직경이 감소하는 계단식 측벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 개구부를 구비하고,
상기 타겟 기판은 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 부착하기 위하여 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 제1 관통홀의 어레이를 포함하는 제1 마스크부; 및
상기 제1 관통홀에 정렬된 제2 관통홀과 상기 제2 관통홀 주위에 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 구비하는 제2 마스크부의 적층 구조인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제1항에 있어서,
(g1) 상기 부착된 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 솔더링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 디스플레이 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서,
(a2) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 전사 기판 어셈블리-상기 전사 기판 어셈블리는 제1 전사 기판과 상기 제1 전사 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 전사 기판 상의 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함함-가 배치되고, 상기 전사 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계;
(b2) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계;
(c2) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 제1 전사 기판에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법.
(d2) 상기 마이크로 LED가 상기 제1 전사 기판에 부착된 상태에서 상기 마스크를 제거하는 단계; 및
(e2) 상기 제1 전사 기판 상의 마이크로 LED를 상기 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제18항에 있어서,
상기 단계 (c2)에서,
상기 제1 전사 기판은 상기 마스크의 개구부에 대응하는 위치에 형성된 제1 전극 구조를 포함하고,
상기 마이크로 LED는 상기 제1 전극 구조에 의해 인가되는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 제1 전사 기판에 부착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제18항에 있어서,
상기 단계 (e2)는,
(e21) 상기 제1 전사 기판 상의 마이크로 LED를 제2 전사 기판에 전사하는 단계; 및
(e22) 상기 제2 전사 기판 상의 마이크로 LED를 상기 디스플레이 기판에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제20항에 있어서,
상기 단계 (e21)에서,
상기 제2 전사 기판은 상기 제1 전사 기판의 제1 전극 구조에 대응하는 제2 전극 구조를 포함하고,
상기 마이크로 LED는 제2 전극 구조에 의해 인가되는 전기장 또는 자기장에 의해 상기 제2 전사 기판에 전사되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치에 마이크로 LED를 조립하는 방법에 있어서,
(a3) 충진된 유체 저부에 마이크로 LED가 조립될 타겟 기판 어셈블리-상기 타겟 기판 어셈블리는 타겟 기판과 상기 타겟 기판의 표면에 적층되어 상기 마이크로 LED가 조립될 상기 사전 설정된 장착 위치들에 대응하는 위치들을 개구하는 복수의 개구부(aperture)를 구비하는 마스크를 포함하고, 상기 타겟 기판 상의 사전 설정된 장착 위치들 중 일부는 마이크로 LED가 결손(deficient)됨-가 배치되고, 상기 타겟 기판 어셈블리 상부의 상기 유체 내부 또는 유체 표면에 복수의 마이크로 LED가 부유(float)된 상태인 수조를 준비하는 단계;
(b3) 상기 수조 내의 유체의 수위를 낮춤으로써 복수의 마이크로 LED의 부유 위치를 낮추어, 상기 복수의 마이크로 LED 중 일부를 상기 마스크의 복수의 개구부 내로 유도하는 단계; 및
(c3) 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판의 사전 설정된 장착 위치 중 결손인 장착 위치에 선별적으로 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제22항에 있어서,
상기 단계 (c3)는,
상기 타겟 기판의 사전 설정된 장착 위치 중 결손인 장착 위치에 선별적으로 전기장 또는 자기장을 인가하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제22항에 있어서,
상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 개구부와 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법. - 제22항에 있어서,
상기 마스크는 상기 사전 설정된 장착 위치에 대응하여, 상기 마이크로 LED를 유도하기 위한 개구부를 구비하고,
상기 타겟 기판은 상기 개구부로 유도된 상기 일부의 마이크로 LED를 상기 타겟 기판에 부착하기 위하여 전기장 또는 자기장을 발생시키기 위한 전극 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 조립 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/KR2022/016150 WO2023113198A1 (ko) | 2021-12-14 | 2022-10-21 | 유체를 마이크로 ｌｅｄ의 소프트 랜딩 매개로 이용하여 마이크로 ｌｅｄ를 디스플레이에 조립하는 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20210178723 | 2021-12-14 | ||
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (5)
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| US6780696B1 (en) * | 2000-09-12 | 2004-08-24 | Alien Technology Corporation | Method and apparatus for self-assembly of functional blocks on a substrate facilitated by electrode pairs |
| KR101707724B1 (ko) | 2012-05-08 | 2017-02-16 | 애플 인크. | 컴플라이언트 마이크로 소자 이송 헤드 |
| KR20200014867A (ko) * | 2020-01-22 | 2020-02-11 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자의 자가조립 장치 및 방법 |
| KR20200026669A (ko) * | 2019-05-22 | 2020-03-11 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자의 자가조립 장치 및 방법 |
| KR20210040684A (ko) * | 2019-10-04 | 2021-04-14 | (주)포인트엔지니어링 | 마이크로 led 디스플레이 제조장치 및 마이크로 led 디스플레이 제조방법 |
-
2022
- 2022-08-04 KR KR1020220097259A patent/KR102626785B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6780696B1 (en) * | 2000-09-12 | 2004-08-24 | Alien Technology Corporation | Method and apparatus for self-assembly of functional blocks on a substrate facilitated by electrode pairs |
| KR101707724B1 (ko) | 2012-05-08 | 2017-02-16 | 애플 인크. | 컴플라이언트 마이크로 소자 이송 헤드 |
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| KR20200014867A (ko) * | 2020-01-22 | 2020-02-11 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자의 자가조립 장치 및 방법 |
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