KR20230127458A - Vertical alignment assembly of light emitting device and method of vertically aligning light emitting device - Google Patents
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Abstract
발광소자 수직 정렬 어셈블리는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층, 및 자성체층을 포함하는 LED칩, 상기 LED칩이 결합되는 정렬기판 제1 방향의 자기장을 형성하는 자석, 및 유체층에 배치되는 한 쌍의 격벽을 포함할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 한 쌍의 격벽 내부로 공급되고, 상기 제1 방향의 균일한 자기장에 의해 상기 정렬기판에 안착되고, 상기 정렬기판과 접합을 형성하여 상기 정렬기판에 결합될 수 있다.
발광소자 수직 정렬 어셈블리는 LED칩과 정렬기판을 포함하는 유체층에 자석을 이용하여 자기장을 형성함으로써, LED칩을 자기장에 의해 정렬기판 상에 빠르고 정확하게 전사할 수 있다.The light emitting device vertical alignment assembly includes an LED chip including a first conductivity-type semiconductor layer, an active layer, a second conductivity-type semiconductor layer, and a magnetic layer, an alignment substrate to which the LED chip is coupled, a magnet forming a magnetic field in a first direction, and It may include a pair of barrier ribs disposed in the fluid layer. The LED chip may be supplied into the pair of barrier ribs, seated on the alignment substrate by the uniform magnetic field in the first direction, and bonded to the alignment substrate by forming a junction with the alignment substrate.
The light emitting device vertical alignment assembly forms a magnetic field using a magnet in the fluid layer including the LED chip and the alignment substrate, so that the LED chip can be quickly and accurately transferred onto the alignment substrate by the magnetic field.
Description
본 발명은 발광소자를 수직 정렬하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기장을 이용한 발광소자 수직 정렬 어셈블리, 및 자기장을 이용한 발광소자 수직 정렬 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for vertically aligning light emitting devices, and more particularly, to a light emitting device vertical alignment assembly using a magnetic field and a method for vertically aligning light emitting devices using a magnetic field.
미국 애플사에서는 2014년 마이크로 발광소자 전문업체인 Ruxvue Technology를 인수하였고, 일본 Sony와 중국 Baco사의 마이크로 발광소자 픽셀 TV 시제품 출시로 인한 마이크로 발광소자의 디스플레이 적용 가능성 현실화되고 있다. 향후 고속 전사 공정/장비가 개발된다면 마이크로 발광소자를 능가하는 차세대 플렉시블 조명 및 디스플레이가 될 것으로 기대되고 있다.Apple of the United States acquired Ruxvue Technology, a company specializing in micro light emitting devices in 2014, and the possibility of applying micro light emitting devices to displays is being realized due to the release of micro light emitting device pixel TV prototypes by Sony of Japan and Baco of China. If a high-speed transfer process/equipment is developed in the future, it is expected to become a next-generation flexible lighting and display that surpasses micro light emitting devices.
이러한 디스플레이에 사용되는 마이크로/나노 마이크로 발광소자는 화학적으로 안정되고 bio-compatible 하여 인체에 부착하거나 체내에 삽입하여 세포자극, 광유전학 치료, 상처치료 및 진단 등의 다양한 바이오 메디컬 분야에 적용 가능하다. 또한 스마트 섬유, 바이오 콘택 렌즈, head mounted display, 의료용 패치뿐만 아니라 생체조직과 일체화된 전자장치에 이식되어 웨어러블 광 보조 장치로 활용이 가능하다.The micro/nano micro light emitting devices used in these displays are chemically stable and bio-compatible, and can be attached to or inserted into the body to be applied to various biomedical fields such as cell stimulation, optogenetic treatment, wound treatment and diagnosis. In addition, it can be used as a wearable optical assist device by being implanted in smart textiles, bio contact lenses, head mounted displays, medical patches, as well as electronic devices integrated with biological tissues.
플렉시블 마이크로/나노 마이크로 발광소자를 제작하기 위해는 분리된 마이크로 발광소자 칩을 원하는 배열로 기판에 전사하는 공정이 필수이다. 현재 Ruxvue Technology사가 개발한 정전기 픽업 방식과 UIUC 대학의 Rogers 그룹에서 보고한 탄성 고분자 재료를 프린터 헤드로 사용한 픽업 방식이 주된 개발 방향이지만, 칩 손상 및 낮은 throughput 문제점이 내재되어 pick-and-place 방식은 근본적 한계가 있다. 또한, 무기물 GaN 기반의 마이크로 발광소자 전사공정을 양산수준으로 상용화한 기업은 세계적으로 전무하다.In order to manufacture a flexible micro/nano micro light emitting device, a process of transferring separated micro light emitting device chips to a substrate in a desired arrangement is essential. Currently, the main development direction is an electrostatic pickup method developed by Ruxvue Technology and a pickup method using an elastic polymer material as a printer head reported by the Rogers group of UIUC University, but the pick-and-place method has problems with chip damage and low throughput. There are fundamental limitations. In addition, there is no company in the world that has commercialized the inorganic GaN-based micro light emitting device transfer process at a mass production level.
본 발명의 일 목적은 자기장을 이용하여 LED칩을 정렬기판 상에 빠르고 정확하게 전사하는 발광소자 수직 정렬 어셈블리를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a light emitting device vertical alignment assembly that quickly and accurately transfers LED chips onto an alignment substrate using a magnetic field.
본 발명의 다른 목적은 LED칩을 정렬기판 상에 빠르고 정확하게 전사하기 위한 LED칩 구조, 및 정렬기판 구조를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an LED chip structure and an alignment substrate structure for quickly and accurately transferring the LED chips onto an alignment substrate.
본 발명의 다른 목적은 자기장을 이용하여 LED칩을 정렬기판 상에 빠르고 정확하게 전사하는 발광소자 수직 정렬 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for vertically aligning light emitting devices that quickly and accurately transfers LED chips onto an alignment substrate using a magnetic field.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and may be expanded in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층, 및 자성체층을 포함하는 LED칩, 상기 LED칩이 결합되는 정렬기판, 제1 방향의 자기장을 형성하는 자석, 및 유체층에 배치되는 한 쌍의 격벽을 포함할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 한 쌍의 격벽 내부로 공급되고, 상기 제1 방향의 균일한 자기장에 상기 정렬기판에 안착되고, 상기 정렬기판과 접합을 형성하여 상기 정렬기판에 결합될 수 있다.In order to achieve one object of the present invention, a light emitting device vertical alignment assembly according to embodiments of the present invention is an LED chip including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, a second conductivity type semiconductor layer, and a magnetic layer, the It may include an alignment substrate to which the LED chip is coupled, a magnet forming a magnetic field in a first direction, and a pair of barrier ribs disposed in the fluid layer. The LED chip may be supplied into the pair of barrier ribs, seated on the alignment substrate in a uniform magnetic field in the first direction, and bonded to the alignment substrate by forming a junction with the alignment substrate.
일 실시예에서, 상기 자석은 상기 정렬기판의 하부에 배치되고, 상기 제1 방향의 자기장을 형성함으로써 상기 LED칩이 하부로 이동하도록 유도하는 단일 자석일 수 있다.In one embodiment, the magnet may be a single magnet that is disposed below the alignment substrate and induces the LED chip to move downward by forming a magnetic field in the first direction.
일 실시예에서, 상기 자석은 상부 자석 및 하부 자석을 포함할 수 있다. 상기 상부 자석 및 상기 하부 자석은 평행하게 배치될 수 있다. 상기 상부 자석의 N극 및 상기 하부 자석의 S극은 상기 제1 방향의 자기장을 형성할 수 있다.In one embodiment, the magnet may include an upper magnet and a lower magnet. The upper magnet and the lower magnet may be disposed in parallel. The N pole of the upper magnet and the S pole of the lower magnet may form a magnetic field in the first direction.
일 실시예에서, 상기 한 쌍의 격벽 사이의 거리는 상기 자석의 폭보다 짧을 수 있다. 상기 한 쌍의 격벽은 상기 LED칩이 상기 제1 방향의 균일한 자기장 영역 외부로 이동되는 것을 차단함으로써, 상기 LED칩을 상기 정렬기판에 정확히 안착시킬 수 있다.In one embodiment, a distance between the pair of barrier ribs may be shorter than a width of the magnet. The pair of barrier ribs blocks the LED chip from moving outside the uniform magnetic field region in the first direction, so that the LED chip can be accurately seated on the alignment substrate.
일 실시예에서, 상기 정렬기판은 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 정렬기판이 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 정렬 기판의 결합부에 순차적으로 결합될 수 있다.In one embodiment, the alignment substrate may move in a horizontal direction. The LED chips may be sequentially coupled to coupling parts of the alignment substrate as the alignment substrate moves in a horizontal direction.
일 실시예에서, 상기 자석 및 상기 한 쌍의 격벽은 수평 방향으로 이동할 수 있다. 상기 LED칩은 상기 자석 및 상기 한 쌍의 격벽이 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 정렬기판의 결합부에 순차적으로 결합될 수 있다.In one embodiment, the magnet and the pair of barrier ribs may move in a horizontal direction. The LED chip may be sequentially coupled to the coupling portion of the alignment substrate as the magnet and the pair of barrier ribs move in a horizontal direction.
일 실시예에서, 상기 LED칩은 ICP 에칭 공정에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층으로 갈수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 형상을 가질 수 있다.In one embodiment, the LED chip may have a first shape in which a width gradually increases toward the first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer according to an ICP etching process.
일 실시예에서, 상기 LED칩을 상기 유체층으로 공급하는 공급 노즐을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a supply nozzle supplying the LED chip to the fluid layer may be further included.
일 실시예에서, 상기 LED칩이 공급되는 상기 유체층은 제1 유체 및 제2 유체를 포함할 수 있다. 상기 제1 유체는 소수성 유체이고, 상기 제2 유체는 친수성 유체이고, 상기 제1 유체는 상기 제2 유체의 상부에 위치할 수 있다.In one embodiment, the fluid layer to which the LED chip is supplied may include a first fluid and a second fluid. The first fluid may be a hydrophobic fluid, the second fluid may be a hydrophilic fluid, and the first fluid may be positioned above the second fluid.
일 실시예에서, 상기 LED칩에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층은 친수성 물질로 코팅될 수 있다.In one embodiment, as the LED chip is subjected to surface treatment, the first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer are coated with a hydrophobic material, and the magnetic layer is coated with a hydrophilic material. can
일 실시예에서, 상기 LED칩은 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 경계면에서, 상기 소수성 물질로 코팅된 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 유체에 놓이도록 회전하고, 상기 친수성 물질로 코팅된 상기 자성체층은 상기 제2 유체에 놓이도록 회전함으로써, 수직 정렬될 수 있다.In one embodiment, in the LED chip, the first conductivity-type semiconductor layer coated with the hydrophobic material, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer are formed at the interface between the first fluid and the second fluid. By rotating to be placed in the first fluid, and the magnetic layer coated with the hydrophilic material is rotated to be placed in the second fluid, it can be vertically aligned.
일 실시예에서, 상기 정렬기판은 상기 LED칩이 결합되는 결합부, 경사면을 포함하는 결합 유도부, 상기 LED칩과 유텍틱 접합을 형성하는 접합 금속을 포함할 수 있다.In one embodiment, the alignment substrate may include a coupling portion to which the LED chips are coupled, a coupling guide portion including an inclined surface, and a bonding metal forming a eutectic junction with the LED chips.
일 실시예에서, 상기 결합 유도부는 상기 LED칩의 제1 형상과 형상 특이성을 가지는 제2 형상을 가질 수 있다. 상기 LED칩은 상기 결합 유도부의 상기 제2 형상에 의해 상기 결합부 상에 수직 정렬될 수 있다.In one embodiment, the coupling inducer may have a second shape having a shape specificity with the first shape of the LED chip. The LED chip may be vertically aligned on the coupling portion by the second shape of the coupling guide portion.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 방법은 LED칩을 제작하는 단계, 상기 LED칩에 표면 처리를 수행하는 단계, 상기 LED칩을 유체 안에서 수직 정렬하는 단계, 접합 금속을 공융 용융하는 단계, 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 정렬기판에 안착시키는 단계, 및 상기 LED칩과 상기 접합 금속 사이에 유텍틱 접합을 형성하여 상기 LED칩을 상기 정렬기판에 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 정렬기판에 안착시키는 단계는 제1 방향의 자기장을 형성하고, 상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 상기 제1 방향으로 이동시킴으로써, 상기 LED칩을 상기 정렬기판에 안착시킬 수 있다.In order to achieve another object of the present invention, a method for vertically aligning light emitting devices according to embodiments of the present invention includes manufacturing an LED chip, performing surface treatment on the LED chip, and vertically aligning the LED chip in a fluid. eutectic melting of the bonding metal, seating the LED chip on the alignment substrate using a magnetic field, and forming a eutectic junction between the LED chip and the bonding metal to attach the LED chip to the alignment substrate. It may include a bonding step. In the step of seating the LED chip on the alignment substrate using the magnetic field, a magnetic field in a first direction is formed and the LED chip is moved in the first direction using the magnetic field in the first direction, thereby moving the LED chip in the first direction. It may be seated on the alignment substrate.
본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리 및 발광소자 수직 정렬 방법은 LED칩과 정렬기판을 포함하는 유체층에 자석을 이용하여 자기장을 형성할 수 있다. LED칩은 자기장에 의해 정렬기판 상에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.In the light emitting device vertical alignment assembly and the light emitting device vertical alignment method according to embodiments of the present invention, a magnetic field may be formed by using a magnet in a fluid layer including an LED chip and an alignment substrate. The LED chip can be quickly and accurately transferred onto the alignment substrate by the magnetic field.
따라서, 본 발명에 의하면, 마이크로 발광소자칩 손상 및 낮은 throughput 문제점을 내재하고 있는 pick-and-place 전사방식의 근본적 한계를 극복할 수 있고, 전사 후 전극 연결을 위한 공정이 추가적으로 필요하지 않아 공정시간을 단축하고 불량 화소를 간단하게 리페어 할 수 있으며, 무기물 GaN 기반의 마이크로 발광소자 전사공정을 양산수준으로 상용화하여 마이크로/나노 마이크로 발광소자 조명 및 디스플레이를 실현할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to overcome the fundamental limitations of the pick-and-place transfer method, which has problems with damage to the micro light emitting device chip and low throughput, and it is possible to overcome the process time required for electrode connection after transfer. can be shortened and defective pixels can be simply repaired, and micro/nano micro light emitting device lighting and displays can be realized by commercializing the inorganic GaN-based micro light emitting device transfer process to the level of mass production.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and may be variously extended within a range that does not deviate from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 발광소자 수직 정렬 어셈블리를 위에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 수직 정렬 어셈블리의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 순서도에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 LED칩의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 LED칩이 유체층에서 수직 정렬되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 자기장을 형성하는 자석 및 자기장을 차폐하는 한 쌍의 격벽을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 정렬기판의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 LED칩이 정렬기판에 순차적으로 결합되는 제1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10은 LED칩이 정렬기판에 순차적으로 결합되는 제2 실시예를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a light emitting device vertical alignment assembly according to embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a top plan view of the light emitting device vertical alignment assembly of FIG. 1 .
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the light emitting device vertical alignment assembly of FIG. 1 .
FIG. 4 is a view for explaining each step of the light emitting device vertical alignment assembly according to the flowchart of FIG. 3 .
5 is a view showing an embodiment of the LED chip of the present invention.
6 is a view showing a process of vertically aligning LED chips in a fluid layer.
7 is a view showing a pair of barrier ribs that shield a magnet and a magnetic field that forms a magnetic field.
8 is a view showing an embodiment of an alignment substrate of the present invention.
9 is a view showing a first embodiment in which LED chips are sequentially coupled to an alignment substrate.
10 is a view showing a second embodiment in which LED chips are sequentially coupled to an alignment substrate.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only illustrated for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention These may be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and can have various forms, so the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosures, and includes modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle. Expressions describing the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "directly adjacent to" should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these examples. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 발광소자 수직 정렬 어셈블리를 위에서 바라본 평면도이다.FIG. 1 is a view showing a light emitting device vertical alignment assembly according to embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a top plan view of the light emitting device vertical alignment assembly of FIG. 1 .
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 LED칩(100), 상기 LED칩(100)이 결합되는 정렬기판(200), 상기 LED칩(100)을 유체층에 공급하는 공급 노즐(300), 자기장을 형성하는 자석(400), 및 자기장을 차폐하는 한 쌍의 격벽(500)을 포함할 수 있다.1 and 2, the light emitting device vertical alignment assembly according to embodiments of the present invention includes an
LED칩(100)은 유체층에 공급되고, 자기장에 의해 이동함으로써 정렬기판(200)에 결합될 수 있다.The
예를 들어, LED칩(100)은 유체층에서 밀도 차이에 의해 수직 정렬될 수 있다. For example, the
예를 들어, LED칩(100)은 정렬기판(200)과 유텍틱 접합을 형성함으로써 정렬기판(200)에 결합될 수 있다.For example, the
정렬기판(200)은 LED칩(100)이 결합되는 결합부(210), 경사면을 포함하는 결합 유도부(220), 및 LED칩(100)과 유텍틱 접합을 형성하는 접합 금속(230)을 포함할 수 있다.The
예를 들어, 정렬기판(200)은 경사면을 이용하여 LED칩(100)이 정확하게 안착되도록 유도할 수 있다.For example, the
예를 들어, 정렬기판(200)은 LED칩(100)과 유텍틱 접합을 형성함으로써 LED칩(100)을 결합시킬 수 있다.For example, the
공급 노즐(300)은 유체층에 LED칩(100)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 공급 노즐(300)은 복수의 공급 라인을 통해 복수의 LED칩(100)들을 유체층으로 공급할 수 있다.The
LED칩(100)이 공급되는 유체층은 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)를 포함할 수 있다. 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)는 서로 밀도가 다른 유체일 수 있다. The fluid layer to which the
LED칩(100)은 제1 유체(FL1) 및 제2 유체(FL2)의 경계면에서 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다.The
자석(400)은 제1 방향의 자기장을 형성하고, 상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 상기 LED칩(100)을 상기 제1 방향으로 이동시킬 수 있다.The
예를 들어, 자석(400)은 전자석(Electro Magnet)일 수 있다. 예를 들어, 자석(400)은 영구자석(Permanent Magnet)일 수 있다.For example, the
자석(400)은 단일 자석(Single Magnet)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 자석(400)은 정렬기판(200)의 하부에 배치되고, 상기 제1 방향의 자기장을 형성함으로써 상기 LED칩(100)이 하부로 이동하도록 유도하는 단일 자석일 수 있다.The
자석(400)은 상부 자석(410) 및 하부 자석(420)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 자석(410)은 상기 LED칩(100)이 공급되는 유체층 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하부 자석(420)은 상기 LED칩(100)이 공급되는 유체층 하부에 배치될 수 있다.The
상기 상부 자석(410) 및 상기 하부 자석(420)은 상호 평행하게 배치될 수 있다. 상부 자석(410) 및 하부 자석(420) 사이에 제1 방향의 자기장이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 LED칩(100)이 정렬기판(200)에 정확하게 안착되기 위한 방향일 수 있다.The
한 쌍의 격벽(500)은 유체층에 수직 방향으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 격벽(500) 사이의 거리는 자석(400)의 폭보다 짧을 수 있다.A pair of
한 쌍의 격벽(500)은 LED칩(100)이 제1 방향의 균일한 자기장 영역 외부로 이동되는 것을 차단함으로써, 상기 LED칩(100)을 상기 정렬기판(200)에 정확히 안착시킬 수 있다. The pair of
또한, 한 쌍의 격벽(500)은 LED칩(100)이 자화되어 서로 뭉치는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the pair of
예를 들어, 한 쌍의 격벽(500)은 상기 제1 방향과 다른 방향의 자기장이 LED칩(100)에 미치는 영향을 최소화함으로써, LED칩(100)이 제1 방향의 자기장에 따라 정렬기판(200)에 안착할 수 있도록 유도할 수 있다.For example, the pair of
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 LED칩(100)과 정렬기판(200)을 포함하는 유체층에 자석(400)을 이용하여 자기장을 형성함으로써, LED칩(100)을 자기장에 의해 정렬기판(200) 상에 빠르고 정확하게 전사할 수 있다.In this way, the light emitting device vertical alignment assembly according to embodiments of the present invention forms a magnetic field in the fluid layer including the
도 3은 도 1의 발광소자 수직 정렬 어셈블리의 동작을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 3의 순서도에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리의 각 단계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the light emitting device vertical alignment assembly of FIG. 1 , and FIG. 4 is a diagram for explaining each step of the light emitting device vertical alignment assembly according to the flow chart of FIG. 3 .
도 5는 본 발명의 LED칩(100)의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 6은 LED칩(100)이 유체층에서 수직 정렬되는 과정을 나타내는 도면이며, 도 7은 자기장을 형성하는 자석(400) 및 자기장을 차폐하는 한 쌍의 격벽(500)을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 정렬기판(200)의 일 실시예를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an embodiment of the
도 3 및 4를 참조하면, 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 LED칩(100)을 제작(S100)하고, 상기 LED칩(100)에 표면 처리를 수행(S200)하며, 상기 LED칩(100)을 유체층 안에서 수직 정렬(S300)하고, 접합 금속(230)을 공융 용융(S400)하며, 자기장을 이용하여 상기 LED칩(100)을 정렬기판(200)에 안착(S500)시키고, 상기 LED칩(100)과 상기 접합 금속(230) 사이에 유텍틱 접합을 형성하여 상기 LED칩(100)을 상기 정렬기판(200)에 결합(S600)할 수 있다.3 and 4, the light emitting device vertical alignment assembly manufactures the LED chip 100 (S100), performs surface treatment on the LED chip 100 (S200), and turns the
일 실시예에서, 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 LED칩(100)을 제작(S100)할 수 있다. 구체적으로, LED칩(100)은 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2 도전형 반도체층(130), 및 자성체층(140)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the light emitting device vertical alignment assembly may manufacture the LED chip 100 (S100). Specifically, the
제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 GaN, AlGaN, InGaN 등의 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, n형 불순물로 Si, Ge, Se, Te 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, p형 불순물로 Mg, Zn, Be 등이 사용될 수 있다. The first conductivity-
제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 MOCVD, MBE, HVPE 공정을 통해 형성될 수 있다.The first conductivity-
활성층(120)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 활성층(120)은 InGaN 등의 단일 물질로 이루어진 층일 수 있다. 다른 예를 들어, 활성층(120)은 양자장벽층과 양자우물층이 서로 교대로 배치된 다중 양자우물(MQW) 구조로 형성될 수 있다.The
자성체층(140)은 자성을 띠는 금속으로 구성될 수 있다. 자성체층(140)은 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성될 수 있다. 자성체층(140)은 자화되어 LED칩(100)을 이동시킬 수 있다.The
예를 들어, 자성체층(140)은 자기장의 방향으로 LED칩(100)을 이동시킴으로써, LED칩(100)이 정렬기판(200)에 안착되도록 유도할 수 있다.For example, the
도 5를 참조하면, LED칩(100)은 ICP 에칭 공정에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(110), 상기 활성층(120), 및 상기 제2 도전형 반도체층(130)으로 갈수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
제1 형상은 경사면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 형상은 사다리꼴 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1 형상은 피라미드 형상일 수 있다.The first shape may include an inclined surface. For example, the first shape may be a trapezoidal shape. For example, the first shape may be a pyramid shape.
LED칩(100)은 ICP 에칭 공정에 따라 제1 형상을 가짐으로써, 정렬기판(200)에 정확하고 빠르게 안착될 수 있다.Since the
일 실시예에서, 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 상기 LED칩(100)에 표면 처리를 수행(S200)하며, 상기 LED칩(100)을 유체층 안에서 수직 정렬(S300)할 수 있다. 구체적으로, LED칩(100)은 유체층의 밀도 차이에 의해 자성체층(140)이 정렬기판(200) 방향을 향하도록 수직 정렬될 수 있다.In one embodiment, the light emitting device vertical alignment assembly may perform surface treatment on the LED chip 100 (S200), and vertically align the
LED칩(100)이 공급되는 유체층은 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)를 포함할 수 있다. 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)는 서로 밀도가 다른 유체일 수 있다. The fluid layer to which the
제1 유체(FL1)는 소수성(hydrophobic) 유체이고, 제2 유체(FL2)는 친수성(hydrophilic) 유체일 수 있다. 예를 들어, 제1 유체(FL1)는 기름(Oil) 성분을 포함하고, 제2 유체(FL2)는 물(Water) 성분을 포함할 수 있다.The first fluid FL1 may be a hydrophobic fluid, and the second fluid FL2 may be a hydrophilic fluid. For example, the first fluid FL1 may include an oil component, and the second fluid FL2 may include a water component.
유체층 내부에서 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)의 밀도 차이에 따라, 소수성의 제1 유체(FL1)는 상층부에, 친수성의 제2 유체(FL2)는 하층부에 형성될 수 있다. According to the density difference between the first fluid FL1 and the second fluid FL2 in the fluid layer, the hydrophobic first fluid FL1 may be formed in the upper layer and the hydrophilic second fluid FL2 may be formed in the lower layer. .
LED칩(100)은 소수성 물질 및 친수성 물질로 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, LED칩(100)에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층(110), 상기 활성층(120), 및 상기 제2 도전형 반도체층(130)은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층(140)은 친수성 물질로 코팅될 수 있다.The surface of the
LED칩(100)은 상기 제1 유체(FL1) 및 상기 제2 유체(FL2)의 경계면에서 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다. 구체적으로, LED칩(100)은 상층부의 제1 유체(FL1)에서 하층부의 제2 유체(FL2)로 이동하는 과정에서, 제1 유체(FL1)와 제2 유체(FL2)의 밀도 차이에 따라 수직 정렬될 수 있다.도 6을 참조하면, 친수성 물질로 코팅된 자성체층(140)은 제2 유체(FL2)에 놓이도록 회전하고, 소수성 물질로 코팅된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)은 제1 유체(FL1)에 놓이도록 회전할 수 있다.The
예를 들어, 유체층 내에서 자성체층(140)은 정렬기판(200) 방향으로 향하고, 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)은 정렬기판(200)의 반대 방향으로 향할 수 있다.For example, in the fluid layer, the
이에 따라, LED칩(100)은 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 경계면에서 스스로 수직 정렬될 수 있다.Accordingly, the
일 실시예에서, 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 접합 금속(230)을 공융 용융(S400)할 수 있다. 구체적으로, 정렬기판(200)의 접합 금속(230)은 공융 용융(Eutectic melting)됨으로써, LED칩(100)과 접합을 형성할 수 있다.In one embodiment, the light emitting device vertical alignment assembly may eutectic melt the bonding metal 230 (S400). Specifically, the
접합 금속(230)은 정렬기판(200)의 결합부(210) 상에 형성될 수 있다. 접합 금속(230)은 주석(Sn), 납(Pb), 구리(Cu), 금(Au), 실리콘(Si) 등을 포함할 수 있다. The
예를 들어, 접합 금속(230)은 주석, 납, 구리, 금, 실리콘, 및 이들의 결합으로 구성됨으로써, LED칩(100)와 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성할 수 있다.For example, the
일 실시예에서, 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 자기장을 이용하여 상기 LED칩(100)을 정렬기판(200)에 안착(S500)시킬 수 있다.In one embodiment, the light emitting device vertical alignment assembly may seat the
구체적으로, 자석(400)은 제1 방향의 자기장을 형성하고, 상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 상기 LED칩(100)을 상기 제1 방향으로 이동시킴으로써, 상기 LED칩(100)을 상기 정렬기판(200)에 안착시킬 수 있다.Specifically, the
예를 들어, 자석(400)은 전자석(Electro Magnet)일 수 있다. 예를 들어, 자석(400)은 영구자석(Permanent Magnet)일 수 있다.For example, the
자석(400)은 상부 자석(410) 및 하부 자석(420)을 포함할 수 있다. 상기 상부 자석(410) 및 상기 하부 자석(420)은 평행하게 배치될 수 있다. The
상부 자석(410) 및 하부 자석(420) 사이에는 자기장이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 자석(410)의 N극 및 상기 하부 자석(420)의 S극은 상기 제1 방향의 자기장을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 LED칩(100)이 정렬기판(200)에 정확하게 안착되기 위한 방향일 수 있다.A magnetic field may be formed between the
LED칩(100)은 자성체층(140)을 포함하므로, 제1 방향의 자기장에 따라 자성체층(140)이 정렬기판(200) 근처로 이동될 수 있다. 따라서, LED칩(100)은 자기장의 영향으로 정렬기판(200) 상에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.Since the
한편, 상부 자석(410)과 하부 자석(420) 사이에는 제1 방향의 자기장 이외에, 다른 방향의 자기장이 형성될 수 있다. 제1 방향과 다른 방향의 자기장은 LED칩(100)을 제1 방향 이외의 방향으로 이동시키거나, LED칩(100)을 자화시켜 서로 뭉치게 하는 등 LED칩(100)의 전사에 악영향을 미칠 수 있다.Meanwhile, a magnetic field in another direction may be formed between the
도 7을 참조하면, 한 쌍의 격벽(500)은 유체층에 수직 방향으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 격벽(500) 사이의 거리는 자석(400)의 폭보다 짧을 수 있다. 한 쌍의 격벽(500)은 LED칩(100)이 수직 정렬되는데 불필요한 자기장을 차폐할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a pair of
한 쌍의 격벽(500)은 LED칩(100)이 제1 방향의 균일한 자기장 영역 외부로 이동되는 것을 차단함으로써, 상기 LED칩(100)을 상기 정렬기판(200)에 정확히 안착시킬 수 있다. The pair of
또한, 한 쌍의 격벽(500)은 LED칩(100)이 자화되어 서로 뭉치는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the pair of
한 쌍의 격벽(500)은 상기 제1 방향과 다른 방향의 자기장이 LED칩(100)에 미치는 영향을 최소화함으로써, LED칩(100)이 제1 방향의 자기장에 따라 정렬기판(200)에 안착할 수 있도록 유도할 수 있다. The pair of
예를 들어, 한 쌍의 격벽(500)은 상기 상부 자석(410) 및 상기 하부 자석(420) 사이에 형성된 자기장을 상기 제1 방향의 균일한 자기장으로 필터링하여, 내부로 공급된 LED칩(100)이 제1 방향으로 이동하도록 유도할 수 있다.For example, the pair of
일 실시예에서, 발광소자 수직 정렬 어셈블리는 상기 LED칩(100)과 상기 접합 금속(230) 사이에 유텍틱 접합을 형성하여 상기 LED칩(100)을 상기 정렬기판(200)에 결합(S600)할 수 있다. In one embodiment, the light emitting device vertical alignment assembly forms a eutectic junction between the
도 8을 참조하면, 정렬기판(200)은 LED칩(100)이 결합되는 결합부(210), 경사면을 포함하는 결합 유도부(220), 및 LED칩(100)과 유텍틱 접합을 형성하는 접합 금속(230)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
결합부(210)는 정렬기판(200) 중 LED칩(100)이 실질적으로 결합되는 부분일 수 있다. 결합부(210) 상에 결합 유도부(220) 및 접합 금속(230)이 형성될 수 있다.The
결합 유도부(220)는 상기 LED칩(100)의 제1 형상과 형상 특이성을 가지는 제2 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 결합 유도부(220)는 LED칩(100)의 제1 형상의 경사면이 슬라이딩되어 결합부(210)로 삽입될 수 있도록 유도하는 제2 형상을 가질 수 있다.The
따라서, 상기 LED칩(100)은 상기 결합 유도부(220)의 상기 제2 형상에 의해 상기 결합부(210) 상에 수직 정렬될 수 있다.Accordingly, the
접합 금속(230)은 공융 용융(Eutectic melting)됨으로써, LED칩(100)과 접합을 형성할 수 있다. 예를 들어, 접합 금속(230)은 LED칩(100)와 유텍틱 접합(eutectic bonding)을 형성할 수 있다.The
도 9는 LED칩(100)이 정렬기판(200)에 순차적으로 결합되는 제1 실시예를 나타내는 도면이다.9 is a view showing a first embodiment in which the
도 9를 참조하면, 상기 정렬기판(200)은 수평 방향으로 이동할 수 있다. 이 때, 자석(400) 및 한 쌍의 격벽(500)은 위치가 고정되어 있으므로, LED칩(100)은 수직 아래 방향으로 순차적으로 하강할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
상기 LED칩(100)은 상기 정렬기판(200)이 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 정렬 기판의 결합부(210)에 순차적으로 결합될 수 있다. The
즉, 정렬기판(200)이 수평 방향으로 이동함에 따라, LED칩(100)이 서로 겹치지 않고 정렬기판(200) 상에 고르게 결합될 수 있다.That is, as the
도 10은 LED칩(100)이 정렬기판(200)에 순차적으로 결합되는 제2 실시예를 나타내는 도면이다.10 is a view showing a second embodiment in which the
도 10을 참조하면, 상기 자석(400) 및 상기 한 쌍의 격벽(500)은 수평 방향으로 이동할 수 있다. LED칩(100)은 자석(400) 및 한 쌍의 격벽(500)이 수평 방향으로 이동함에 따라, 수직 아래 방향 및 수평 방향으로 이동할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the
이 때, 정렬기판(200)은 위치가 고정되어 있으므로, 상기 LED칩(100)은 상기 자석(400) 및 상기 한 쌍의 격벽(500)이 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 정렬기판(200)의 결합부(210)에 순차적으로 결합될 수 있다. At this time, since the position of the
즉, 자석(400) 및 한 쌍의 격벽(500)이 수평 방향으로 이동함에 따라, LED칩(100)이 서로 겹치지 않고 정렬기판(200) 상에 고르게 결합될 수 있다.That is, as the
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광소자 수직 정렬 어셈블리 및 발광소자 수직 정렬 방법은 LED칩(100)과 정렬기판(200)을 포함하는 유체층에 자석(400)을 이용하여 자기장을 형성할 수 있다. 따라서, LED칩(100)은 자기장에 의해 정렬기판(200) 상에 빠르고 정확하게 전사될 수 있다.As such, in the light emitting device vertical alignment assembly and the light emitting device vertical alignment method according to embodiments of the present invention, a magnetic field is formed by using a
본 발명에 의하면, 마이크로 발광소자칩 손상 및 낮은 throughput 문제점을 내재하고 있는 pick-and-place 전사방식의 근본적 한계를 극복할 수 있고, 전사 후 전극 연결을 위한 공정이 추가적으로 필요하지 않아 공정시간을 단축하고 불량 화소를 간단하게 리페어 할 수 있으며, 무기물 GaN 기반의 마이크로 발광소자 전사공정을 양산수준으로 상용화하여 마이크로/나노 마이크로 발광소자 조명 및 디스플레이를 실현할 수 있다.According to the present invention, it is possible to overcome the fundamental limitations of the pick-and-place transfer method, which has problems with micro light emitting device chip damage and low throughput, and shortens the process time by not requiring an additional process for connecting electrodes after transfer. and simple repair of defective pixels, and commercialization of inorganic GaN-based micro light emitting device transfer process to mass production level to realize micro/nano micro light emitting device lighting and display.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The devices described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
100: LED칩
110: 제1 도전형 반도체층
120: 활성층
130: 제2 도전형 반도체층
140: 자성체층
200: 정렬기판
210: 결합부
220: 결합 유도부
230: 접합 금속
300: 공급 노즐
400: 자석
410: 상부 자석
420: 하부 자석
500: 한 쌍의 격벽
FL1: 제1 유체
FL2: 제2 유체100: LED chip 110: first conductivity type semiconductor layer
120: active layer 130: second conductivity type semiconductor layer
140: magnetic layer 200: alignment substrate
210: coupling unit 220: coupling induction unit
230: bonding metal 300: supply nozzle
400: magnet 410: upper magnet
420: lower magnet 500: a pair of bulkheads
FL1: first fluid FL2: second fluid
Claims (14)
상기 LED칩이 결합되는 정렬기판;
제1 방향의 자기장을 형성하는 자석; 및
유체층에 배치되는 한 쌍의 격벽을 포함하고,
상기 LED칩은,
상기 한 쌍의 격벽 내부로 공급되고, 상기 제1 방향의 균일한 자기장에 의해 상기 정렬기판에 안착되고, 상기 정렬기판과 접합을 형성하여 상기 정렬기판에 결합되는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.An LED chip including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, a second conductivity type semiconductor layer, and a magnetic layer;
an alignment substrate to which the LED chip is coupled;
a magnet forming a magnetic field in a first direction; and
Including a pair of partition walls disposed in the fluid layer,
The LED chip,
characterized in that it is supplied to the inside of the pair of barrier ribs, is seated on the alignment substrate by the uniform magnetic field in the first direction, and is coupled to the alignment substrate by forming a junction with the alignment substrate,
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 자석은 상기 정렬기판의 하부에 배치되고, 상기 제1 방향의 자기장을 형성함으로써 상기 LED칩이 하부로 이동하도록 유도하는 단일 자석인 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
Characterized in that the magnet is a single magnet disposed below the alignment substrate and inducing the LED chip to move downward by forming a magnetic field in the first direction.
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 자석은 상부 자석 및 하부 자석을 포함하고,
상기 상부 자석 및 상기 하부 자석은 평행하게 배치되고,
상기 상부 자석의 N극 및 상기 하부 자석의 S극은 상기 제1 방향의 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
The magnet includes an upper magnet and a lower magnet,
The upper magnet and the lower magnet are disposed in parallel,
Characterized in that the N pole of the upper magnet and the S pole of the lower magnet form a magnetic field in the first direction,
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 한 쌍의 격벽 사이의 거리는 상기 자석의 폭보다 짧고,
상기 한 쌍의 격벽은 상기 LED칩이 상기 제1 방향의 균일한 자기장 영역 외부로 이동되는 것을 차단함으로써, 상기 LED칩을 상기 정렬기판에 정확히 안착시키는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 2 or 3,
The distance between the pair of barrier ribs is shorter than the width of the magnet,
The pair of barrier ribs blocks the LED chip from moving outside the uniform magnetic field region in the first direction, so that the LED chip is accurately seated on the alignment substrate.
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 정렬기판은 수평 방향으로 이동하고,
상기 LED칩은 상기 정렬기판이 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 정렬 기판의 결합부에 순차적으로 결합되는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
The alignment substrate moves in a horizontal direction,
Characterized in that the LED chip is sequentially coupled to the coupling part of the alignment substrate as the alignment substrate moves in the horizontal direction.
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 자석 및 상기 격벽은 수평 방향으로 이동하고,
상기 LED칩은 상기 자석 및 상기 한 쌍의 격벽이 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 정렬기판의 결합부에 순차적으로 결합되는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
The magnet and the barrier rib move in a horizontal direction,
Characterized in that the LED chip is sequentially coupled to the coupling part of the alignment substrate as the magnet and the pair of barrier ribs move in a horizontal direction.
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 LED칩은 ICP 에칭 공정에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층으로 갈수록 폭이 점진적으로 넓어지는 제1 형상을 가지는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
Characterized in that the LED chip has a first shape in which a width gradually widens toward the first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer according to an ICP etching process.
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 LED칩을 상기 유체층으로 공급하는 공급 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
Characterized in that it further comprises a supply nozzle for supplying the LED chip to the fluid layer,
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 LED칩이 공급되는 상기 유체층은 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고,
상기 제1 유체는 소수성 유체이고,
상기 제2 유체는 친수성 유체이고,
상기 제1 유체는 상기 제2 유체의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
The fluid layer to which the LED chip is supplied includes a first fluid and a second fluid,
The first fluid is a hydrophobic fluid,
The second fluid is a hydrophilic fluid,
Characterized in that the first fluid is located on top of the second fluid,
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 LED칩에 표면 처리가 됨에 따라, 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 소수성 물질로 코팅되고, 상기 자성체층은 친수성 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 9,
As the LED chip is subjected to surface treatment, the first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer are coated with a hydrophobic material, and the magnetic layer is coated with a hydrophilic material.
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 LED칩은 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 경계면에서,
상기 소수성 물질로 코팅된 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층, 및 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 유체에 놓이도록 회전하고, 상기 친수성 물질로 코팅된 상기 자성체층은 상기 제2 유체에 놓이도록 회전함으로써, 수직 정렬되는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 10,
The LED chip is at the interface between the first fluid and the second fluid,
The first conductivity-type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity-type semiconductor layer coated with the hydrophobic material are rotated to be placed in the first fluid, and the magnetic layer coated with the hydrophilic material is rotated to be placed in the second fluid. Characterized in that it is vertically aligned by rotating to be placed on
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 정렬기판은,
상기 LED칩이 결합되는 결합부;
경사면을 포함하는 결합 유도부; 및
상기 LED칩과 유텍틱 접합을 형성하는 접합 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 1,
The alignment substrate,
Coupling part to which the LED chip is coupled;
Coupling inducer including an inclined surface; and
Characterized in that it comprises a bonding metal forming a eutectic junction with the LED chip,
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 결합 유도부는 상기 LED칩의 제1 형상과 형상 특이성을 가지는 제2 형상을 가지고,
상기 LED칩은 상기 결합 유도부의 상기 제2 형상에 의해 상기 결합부 상에 수직 정렬되는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 어셈블리.According to claim 12,
The coupling induction unit has a second shape having a shape specificity with the first shape of the LED chip,
Characterized in that the LED chip is vertically aligned on the coupling portion by the second shape of the coupling induction portion,
Light emitting element vertical alignment assembly.
상기 LED칩에 표면 처리를 수행하는 단계;
상기 LED칩을 유체 안에서 수직 정렬하는 단계;
접합 금속을 공융 용융하는 단계;
자기장을 이용하여 상기 LED칩을 정렬기판에 안착시키는 단계; 및
상기 LED칩과 상기 접합 금속 사이에 유텍틱 접합을 형성하여 상기 LED칩을 상기 정렬기판에 결합하는 단계를 포함하고,
상기 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 정렬기판에 안착시키는 단계는,
제1 방향의 자기장을 형성하고, 상기 제1 방향의 자기장을 이용하여 상기 LED칩을 상기 제1 방향으로 이동시킴으로써, 상기 LED칩을 상기 정렬기판에 안착시키는 것을 특징으로 하는,
발광소자 수직 정렬 방법.
Manufacturing an LED chip;
performing a surface treatment on the LED chip;
vertically aligning the LED chips in a fluid;
eutectic melting the joining metal;
seating the LED chip on an alignment substrate using a magnetic field; and
Forming a eutectic junction between the LED chip and the bonding metal to couple the LED chip to the alignment substrate;
The step of seating the LED chip on the alignment substrate using the magnetic field,
Characterized in that the LED chip is seated on the alignment substrate by forming a magnetic field in a first direction and moving the LED chip in the first direction using the magnetic field in the first direction.
A method for vertically aligning light emitting devices.
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---|---|---|---|
KR1020220024772A KR20230127458A (en) | 2022-02-25 | 2022-02-25 | Vertical alignment assembly of light emitting device and method of vertically aligning light emitting device |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102127559B1 (en) | 2018-05-04 | 2020-06-26 | 고려대학교 산학협력단 | A magnetic transfer Apparatus and a fabrication Method of a semiconductor light emitting diode by using the magnetic transfer Apparatus |
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