WO2019160241A1 - 압착 장치 및 이를 이용한 광원 모듈의 제조방법 - Google Patents

압착 장치 및 이를 이용한 광원 모듈의 제조방법 Download PDF

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WO2019160241A1
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pressing
support member
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이윤석
곽도영
박상무
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present disclosure relates to a compaction apparatus with improved precision and a method of manufacturing a light source module using the same.
  • a display device for displaying an image is a device for displaying an image using a display panel and is used in various devices such as a television, a computer monitor, and a smartphone.
  • a general display device does not emit light by itself and thus requires a backlight unit having a separate light source, which is disposed behind the display panel.
  • the backlight unit is a direct-lit type in which a light source module emitting light is disposed at the rear of the display panel to directly irradiate light to the display panel, and a light source module is lighted to the side of the light guide plate disposed at the rear of the display panel.
  • the light guide plate may be classified into an edge-lit type for guiding light incident to the light guide plate and uniformly guiding light incident on the light guide plate to the display panel.
  • the light source module applied to the display device has a structure in which a plurality of light emitting devices are coupled to a substrate extending along a length direction or a width direction of the display device, and the plurality of light emitting devices include light emitting diodes (LEDs) and cold cathode fluorescent lamps. It may be configured as a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL), an External Electrode Fluorescent Lamp (EEFL), or a Laser Diode (LD).
  • CCFL Cold Cathode Fluorescent Lamp
  • EEFL External Electrode Fluorescent Lamp
  • LD Laser Diode
  • Conventional light source modules are generally manufactured through thermocompression bonding for pressing and heating a plurality of light emitting elements temporarily attached to an adhesive layer on a substrate through a compression device.
  • Such a pressing device includes a stage and a pressing member, and attaches the plurality of light emitting elements to the substrate by pressing and heating a plurality of light emitting elements of the substrate disposed on the stage through the pressing member.
  • micrometer-sized micro LEDs having a micrometer size have been applied to a light source module of a display device, and a process of attaching a plurality of micro LEDs to a substrate requires high precision in micrometer ( ⁇ m) units.
  • the light source module that pressurizes and heats the plurality of micro LEDs through the pressing member of the pressing device, it is required to prevent the arrangement and alignment of the plurality of preset micro LEDs from being deformed.
  • An object of the present disclosure is to provide a compression device for attaching a plurality of light emitting elements to a substrate precisely and a method of manufacturing a light source module using the same.
  • the present disclosure for achieving the above object is a stage for supporting a substrate on which a plurality of light emitting elements are disposed on an adhesive layer having a predetermined viscosity, a support member disposed on the stage surrounding at least a portion of the side surface of the substrate and It includes a pressing member for pressing the plurality of light emitting elements, the height of the support member provides a pressing device configured to be equal to or greater than the height of the substrate.
  • the pressing member may descend from an upper side of the plurality of light emitting devices to press the plurality of light emitting devices so that the plurality of light emitting devices and the substrate contact each other.
  • the height of the support member may be the same as the sum of the height of the substrate and the height of the light emitting device.
  • the height of the support member may be smaller than the sum of the height of the substrate, the height of the adhesive layer and the height of the light emitting device.
  • the height of the support member may be greater than or equal to the sum of the height of the substrate and the height of the light emitting device.
  • the support member may be configured to have a height different from that of another part.
  • the support member may surround the entire side portion of the substrate along the circumference of the substrate.
  • the substrate may have a quadrangular shape, and side surfaces of the substrate may include first to fourth side surfaces, and the support members may include a plurality of first to fourth support members respectively surrounding the first to fourth sides. It may include.
  • At least one height of the first to fourth support members may be configured differently.
  • An upper surface of the support member and each upper surface of the plurality of light emitting devices may be disposed in parallel with the pressing surface of the pressing member.
  • At least a portion of the upper surface of the support member may face the pressing surface of the pressing member.
  • the adhesive layer is made of a thermosetting material, and the pressing member may heat the adhesive layer while pressing the plurality of light emitting devices.
  • the thermal conductivity of the support member may be the same as the thermal conductivity of the substrate.
  • the present disclosure for achieving the above object, forming an adhesive layer having a predetermined viscosity on the upper surface of the substrate, disposing a plurality of light emitting elements on the adhesive layer, the substrate on which the plurality of light emitting elements are disposed Arranging on a stage, arranging a support member on at least a portion of the substrate and configured to be equal to or greater than the height of the substrate, and by pressing members descending from the upper side of the plurality of light emitting devices. It can provide a method of manufacturing a light source module comprising the step of pressing a plurality of light emitting elements.
  • the present disclosure for achieving the above object, by pressing the pressure-sensitive sheet disposed on the stage through the pressing member to measure the pressure distribution applied to the stage by the pressing member, a plurality of on the adhesive layer having a predetermined viscosity Disposing a substrate on which the light emitting device is disposed on the stage; arranging a support member on the stage that surrounds at least a portion of the substrate and is configured to be equal to or greater than the height of the substrate; And pressing the plurality of light emitting devices through a pressing member descending from an upper side, wherein the support member measures a portion in which the pressure distribution is measured relatively high and a height of a portion corresponding to the pressure distribution being relatively low.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a compaction apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view showing a substrate disposed on a stage of the crimping apparatus shown in FIG. 1.
  • 3 to 6 are views illustrating a process of manufacturing a light source module through a pressing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 to 13 are views illustrating a process of manufacturing a light source module through a pressing device according to another embodiment of the present disclosure.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a crimping apparatus 10 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a substrate 21 disposed on the stage 11 of the crimping apparatus 10 illustrated in FIG. 1. It is a top view showing.
  • the crimping apparatus 10 described below is to couple the plurality of light emitting elements 23 to the substrate 21 by pressing a plurality of light emitting elements 23 temporarily attached to the adhesive layer 221 of the substrate 21.
  • the crimping device 10 may be a device that presses various types of components and bonds to a substrate in addition to the plurality of light emitting devices 23.
  • the compaction apparatus 10 includes a stage 11, a support member 12, and a pressing member 13.
  • the stage 11 supports the substrate 21 on which the plurality of light emitting elements 23 are disposed on the adhesive layer 221 having a predetermined viscosity.
  • the stage 11 may be composed of a surface plate, and preferably has a shape and a size capable of supporting the substrate 21 of various shapes and sizes.
  • the substrate 21 is disposed on the stage 11 in a state where a plurality of light emitting elements 23 are temporarily attached on the adhesive layer 221.
  • the substrate 21 may have a shape extending along the length direction or the width direction of the display apparatus to which the substrate 21 is applied, and the plurality of light emitting elements 23 are arranged at regular intervals along the length direction of the substrate 21. do.
  • the plurality of light emitting devices 23 may include a light emitting diode (LED), a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), an external electrode fluorescent lamp (EEFL), or a laser diode (Laser diode). LD) or the like.
  • LED light emitting diode
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • EFL external electrode fluorescent lamp
  • Laser diode Laser diode
  • the plurality of light emitting devices 23 may be made of ultra-small micro LED having a height of 5 to 10 micrometers ( ⁇ m).
  • the substrate 21 may be formed of a printed circuit board, or may be formed of a thin film transistor (TFT) substrate.
  • TFT thin film transistor
  • the adhesive layer 221 may be formed of an adhesive material covering the upper surface 21S of the substrate 21.
  • the adhesive layer 221 may be made of a resin material having a predetermined viscosity.
  • the plurality of light emitting devices 23 disposed on the adhesive layer 221 are pressed by the pressing member 13 to be described later, so that the plurality of light emitting devices 23 pass through the adhesive layer 221 and the substrate 21.
  • the adhesive layer 221 may be formed of a non-conductive paste (NCP) or an anisotropic conductive paste (ACP) coupled to the top surface 21S of the substrate 21.
  • the adhesive layer 221 may be composed of a non-conductive adhesive or an anisotropic conductive adhesive applied to the upper surface 21S of the substrate 21, a non-conductive film or anisotropic conductive attached to the upper surface 21S of the substrate 21 Film or the like.
  • the adhesive layer 221 may be made of a thermosetting material. As a result, the adhesive layer 221 is cured by heat while the plurality of light emitting elements 23 are in contact with the substrate 21, thereby fixing the plurality of light emitting elements 23 to the substrate 21.
  • the pressing member 13 is disposed to be movable upward and downward from the upper side of the stage 11, and can press the plurality of light emitting devices 23 by descending toward the plurality of light emitting devices 23.
  • the pressing member 13 may be composed of a surface plate disposed in parallel with the stage (11).
  • the pressing surface 13S of the pressing member 13 contacts the upper surface 23S of the plurality of light emitting elements 23, and in this state, the pressing surface 13S further lowers the plurality of light emitting elements 23. Can be pressurized.
  • the pressing surface 13S and the upper surface 23S of the plurality of light emitting elements 23 are preferably arranged in parallel so that the pressing member 13 can press the plurality of light emitting elements 23 at the same time.
  • the pressing member 13 descends while the pressing surface 13S is kept in parallel with the upper surfaces 23S of the plurality of light emitting elements 23, thereby simultaneously pressing the upper surfaces 23S of the plurality of light emitting elements 23.
  • the pressing member 13 may compress the plurality of light emitting devices 23 to the substrate 21 while maintaining a predetermined position of the plurality of light emitting devices 23.
  • the size of the pressing surface 13S of the pressing member 13 is preferably configured to be larger than the upper surface 12S of the substrate 12.
  • the pressing member 13 descends toward the plurality of light emitting elements 23 and presses the plurality of light emitting elements 23 disposed on the adhesive layer 221 having a predetermined viscosity, thereby pressing the plurality of light emitting elements 23 onto the substrate ( 21).
  • the pressing member 13 may include a separate heater (not shown) capable of heating the adhesive layer 221 in the process of pressing the plurality of light emitting devices 23.
  • the adhesive layer 221 may be cured by heating the adhesive layer 221 made of a thermosetting material while the pressing member 13 presses the plurality of light emitting devices 23.
  • the pressing member 13 may heat the adhesive layer 221 by heating to a temperature of 250 °C to 300 °C
  • the adhesive layer 221 may be made of a thermosetting material that is cured at a temperature of 250 °C to 300 °C. have.
  • the support member 12 is disposed on the stage 11 and surrounds at least a portion of the side portion of the substrate 21.
  • the height of the support member 12 may be configured to be equal to or greater than the height of the substrate 21.
  • the support member 12 is disposed such that at least a portion of the upper surface 12S of the support member 12 faces the pressure surface 13S of the pressure member 13 described later.
  • the support member 12 may support the pressing member 13 in the process of pressing the plurality of light emitting devices 23 by the pressing member 13 is lowered.
  • the support member 12 may have a structure surrounding the entire side portion of the substrate 21 along the circumference of the substrate 21, and may also be a structure surrounding the portion of the side portion of the substrate 21. Can be.
  • the substrate 21 may have a quadrangular shape extending in a horizontal direction, and side surfaces of the substrate 21 may include first to fourth side surfaces 211 to 214. It may include.
  • the substrate 21 may have an approximately rectangular shape, and the first side 211 and the second side 212 of the substrate 21 are parallel to each other, and the third side 213 and the fourth side 214 are parallel to each other. May be arranged parallel to each other.
  • the support member 12 may be configured in plural, and may include first to fourth support members 121 to 124 which respectively surround the first to fourth side surfaces 211 to 214 of the substrate 21. have.
  • the first to fourth supporting members 121 to 124 may be formed in a rectangular bar shape surrounding the first to fourth side surfaces 211 to 214 of the substrate 21, respectively. 121 to 124 may have a structure surrounding the entire side portions 121 to 124 of the substrate 21.
  • first to fourth support members 121 to 124 illustrated in FIG. 2 have an exemplary structure
  • the support member 12 may include the first to fourth support members 121 to 124.
  • the support member 12 may have a structure composed of at least one of the first to fourth support members 121 to 124, and may surround a part of the side portions of the substrate 12 or may be the first to fourth side surfaces 211 to 124. It may have a structure surrounding at least one of the 214.
  • the support member 12 is in contact with the side portion of the substrate 12 in addition to the structure surrounding the side portion of the substrate 12, spaced apart from the side portion of the substrate 12 at regular intervals to be disposed close to the side portion of the substrate 12 Can be.
  • the height of the support member 12 may be configured to be equal to or greater than the height of the substrate 21.
  • the support member 12 may support the pressing member 13 so that the pressing member 13 is horizontally maintained while the pressing member 13 is lowered to press the plurality of light emitting devices 23. .
  • 3 to 6 are views illustrating a process of manufacturing the light source module 20 (refer to FIG. 6) through the pressing device 10 according to the exemplary embodiment of the present disclosure.
  • a plurality of light emitting devices 23 are compressed and attached to the substrate 21 through a pressing device 10 according to an embodiment of the present disclosure to manufacture the light source module 20.
  • a pressing device 10 according to an embodiment of the present disclosure to manufacture the light source module 20.
  • the substrate 21 on which the plurality of light emitting elements 23 are disposed on the adhesive layer 221 is disposed on the stage 11.
  • the substrate 21 is disposed on the stage 11 in a state where a plurality of light emitting elements 23 are temporarily attached on the adhesive layer 221.
  • the substrate 21 is disposed above the stage 11.
  • the adhesive layer 221 is formed to cover the top surface 21S of the substrate 21, and the plurality of light emitting devices 23 disposed on the adhesive layer 221 are not in contact with the substrate 21 to the stage 11. Is placed.
  • the support member 12 may have a structure surrounding a portion of the side portion of the substrate 21 or surrounding the entire side portion of the substrate 21, and may include first to fourth side surfaces of the substrate 21. It may include the first to fourth support members 121 to 124 surrounding the 211 to 214.
  • the substrate 21 having the plurality of light emitting elements 23 disposed on the adhesive layer 221 is disposed inside the support member 12.
  • the height 12H of the support member 12 may be configured to be greater than or equal to the height 21H of the substrate 21, and the upper surface 12S of the support member 12 is the pressure surface of the pressure member 13. It is arranged to face 13S.
  • the support member 12 maintains the inclined pressing member 13 even when the pressing member 13 is inclined.
  • the pressing member 13 can be supported so as to.
  • the pressing member 13 may press the plurality of light emitting devices 23 while the pressing surface 13S is parallel to the top surfaces 23S of the plurality of light emitting devices 23.
  • the support member 12 is in the process of pressing the plurality of light emitting elements 23 by the pressing member 13 is lowered, the pressing member 13 is inclined or flatness (flatness) or horizontal of the pressing member 13 Even in this case, the pressing member 13 can be supported so that the pressure distribution of the pressing member 13 applied to the plurality of light emitting elements 23 becomes uniform.
  • the support member 12 in addition to the cause of the inclination of the pressing member 13, even if the pressure distribution for pressing the plurality of light emitting elements 23 is not uniform due to shaking in the process of lowering the pressing member 13, the support member 12 ) May support the pressing member 13 so that the pressure applied to the plurality of light emitting elements 23 is uniform.
  • the height 12H of the support member 12 is the substrate 21 so that the pressing member 13 can contact the upper surface 23S of the plurality of light emitting elements 23 to press the plurality of light emitting elements 23.
  • the pressing member 13 may simultaneously press the plurality of light emitting devices 23 and the supporting member 12.
  • the height 12H of the support member 12 is equal to the height 21H of the substrate 21 and the height 23H of the plurality of light emitting devices 23. It can be configured equal to the sum.
  • the upper surface 23S of the plurality of light emitting elements 23 is closer to the pressing surface 13S than the upper surface 12S of the support member 12. To be placed.
  • the upper surface 23S of the plurality of light emitting devices 23 is disposed above the upper surface 12S of the support member 12 by the height 221H of the adhesive layer 221.
  • the pressing surface 13S contacts the upper surface 23S of the plurality of light emitting elements 23 than the upper surface 12S of the support member 12, and thus, the plurality of light emitting elements ( 23) can be pressurized.
  • the adhesive layer 221 has a predetermined viscosity
  • the plurality of light emitting devices 23 are pressed by the pressing member 13, so that the substrate passes through the adhesive layer 222 as shown in FIG. 5.
  • the adhesive layer 221 before the plurality of light emitting devices 23 shown in FIG. 4 is denoted by reference numeral 221, and the plurality of light emitting devices 23 shown in FIG. 5 are pressed.
  • An adhesive layer 222 in a state where a plurality of light emitting devices 23 pass through the adhesive layer 222 is indicated by reference numeral 222.
  • the plurality of light emitting devices 23 may be in contact with the substrate 21 by lowering the height 221H of the adhesive layer 221 by pressing the pressing member 13.
  • the plurality of light emitting devices 23 may be configured as micro LEDs.
  • the pressing member 13 presses the plurality of light emitting elements 23 downward while the pressing surface 13S is in contact with the top surfaces 23S of the plurality of light emitting elements 23, and the pressing member 13 is formed by an adhesive layer ( By lowering by the height 221H of 221, the upper surface 12S of the support member 12 can be contacted.
  • the pressing member 13 In the state where the pressing surface 13S of the pressing member 13 is in contact with the top surface 23S of the plurality of light emitting elements 23, the pressing member 13 simultaneously presses the plurality of light emitting elements 23, and the pressing member ( 13 is lowered by the height 221H of the adhesive layer 221 in contact with the top surfaces 23S of the plurality of light emitting devices 23, so that the plurality of light emitting devices 23 pass through the adhesive layer 221 and the substrate 21. ).
  • the pressing member 13 may be inclined while the pressing member 13 presses and lowers the plurality of light emitting devices 23.
  • the pressing member 13 may have a height 221H of the adhesive layer 221. It may be in contact with the support member 12 before descending by).
  • the support member 12 may support a portion inclined downward of the pressing member 13 to maintain the horizontality of the pressing member 13.
  • the pressing member 13 is horizontally maintained by the support member 12 even when the pressing member 13 is tilted in the process of pressing the plurality of light emitting devices 23, thereby applying a uniform pressure to the plurality of light emitting devices 23.
  • the plurality of light emitting devices 23 may be applied with a uniform pressure at the same time through the pressing member 13, and through this, the substrate 21 and the substrate 21 are passed through the adhesive layer 221 while maintaining a predetermined arrangement. Can be contacted.
  • the plurality of light emitting devices 23 may contact the substrate 21 through the adhesive layer 221 to be electrically connected to the connection pads (not shown) of the substrate 21, thereby completing the light source module 20. Can be.
  • the pressing member 13 may include a separate heater, and the adhesive layer 221 is cured by heating the adhesive layer 221 made of a thermosetting material in the process of pressing the plurality of light emitting devices 23. You can.
  • the adhesive layer 222 may be cured to stably fix the plurality of light emitting elements 23.
  • thermal conductivity of the support member 12 may be the same as the thermal conductivity of the substrate 21.
  • the heat of the pressing member 13 is applied to the entire region of the adhesive layer 221 through the support member 12 surrounding the side surface of the substrate 21. This can be delivered uniformly.
  • the pressing member 13 is raised to contact the substrate 21 in a state where the plurality of light emitting elements 23 are fixed to the adhesive layer 222. Can be withdrawn.
  • the plurality of light emitting devices 23 may be made of micro LEDs, and the height of the plurality of light emitting devices 23 made of micro LEDs may be configured to, for example, 7 ⁇ m.
  • the height 221H of the adhesive layer 221 is preferably configured to 1 ⁇ 2 ⁇ m.
  • the plurality of light emitting devices 23 may be contacted with the substrate 21 by lowering 1 to 2 ⁇ m by being pressed by the pressing member 13. In this case, the height of the substrate 21 may be 0.7mm.
  • the plurality of light emitting elements 23 are constituted by micro LEDs
  • the plurality of light emitting elements 23 descend by 1 to 2 ⁇ m, which is a very fine size, by the pressing member 13.
  • the supporting member 12 can be maintained horizontally accurately, and thus, pressing The member 13 may apply uniform pressure to the plurality of ultra-light emitting devices 23. Therefore, the pressing device 10 according to the exemplary embodiment of the present disclosure may easily manufacture the light source module 20 in which a plurality of light emitting elements 23 are coupled on the correct position of the substrate 21.
  • FIG. 7 to 13 are views illustrating a process of manufacturing the light source module 20 through the pressing device 10 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 7 to 13 the manufacturing process of the light source module 20 illustrated in FIGS. 7 to 13 is similar to the manufacturing process of the light source module 20 illustrated in FIGS. 3 to 6, and thus descriptions thereof will be omitted.
  • a pressure sensing sheet 30 is disposed on the stage 11.
  • the pressure reduction sheet 30 is a sheet whose color of the surface changes according to the magnitude of the applied pressure.
  • the pressure-sensitive sheet 30 may include a pressure-sensitive paper coated with ink on one surface and a display paper on which the ink coated on one surface of the pressure-sensitive paper may be displayed on the surface by pressure.
  • the pressure member 13 is lowered to press the pressure reducing sheet 30.
  • the pressing member 13 may be tilted or shaken during the descending process, and thus the pressure distribution applied by the pressing member 13 to the stage 11 may not be constant.
  • the pressure-sensitive sheet 301 before pressing the pressing member 13 is pressed by the pressing member 13 so that the pressure distribution of the pressing member 13 is visualized. It may be indicated by.
  • the pressure member 13 may become uneven in the pressure distribution applied to the stage 11 due to inclination or shaking in the process of descending, and the non-uniform pressure distribution of the pressure member 13 may be visually observed through the pressure reducing sheet 302. It can be confirmed.
  • the substrate 21 on which the plurality of light emitting elements 23 are disposed on the adhesive layer 221 is disposed on the stage 11.
  • the substrate 21 is disposed on the stage 11 in a state where a plurality of light emitting elements 23 are temporarily attached on the adhesive layer 221.
  • the support member 12 ′ surrounding at least a portion of the side surface portion of the substrate 21 based on the pressure distribution of the pressure member 13 identified through the pressure-sensitive sheet 30. ) Is placed on the stage 11, and then the pressing member 13 is lowered to press the plurality of light emitting devices 23 so that the plurality of light emitting devices 23 contact the substrate 21.
  • the support member 12 ′ has a portion where the pressure distribution of the pressure member 13 measured by the pressure reducing sheet 30 is relatively high and the height of the portion corresponding to the portion where the pressure distribution is relatively low and the height of the other portion corresponding to the portion where the pressure distribution is relatively low. It is made larger.
  • the height of at least one of the first to fourth supporting members 121 to 124 may be different depending on the distribution of the pressure applied by the pressing member 13.
  • the pressure applied from the pressing member 13 reduces the pressure of the portion where the pressure is relatively high, whereby the distribution of the pressure applied to the plurality of light emitting elements 23 by the pressing member 13 can be uniformly adjusted.
  • the height 122'H of the second support member 122 ' is configured to be equal to the sum of the height 12H of the substrate 12 and the height 23H of the plurality of light emitting devices 23,
  • the height 121'H of the first support member 121 ' may be larger than the height 122'H of the second support member 122'.
  • the height 121'H of the first support member 121 ' is greater than the sum of the height 21H of the substrate 21 and the height 23H of the light emitting element 23, thereby lowering the pressing member 13.
  • the pressing surface 13S may be supported before the second supporting member 122 '.
  • first to second support members 121 ′ 122 ′ may be integrally formed, and a height of a portion of the support member 12 ′ and a height of another portion may correspond to the pressure distribution of the pressure member 13. Can vary.
  • the first supporting member 121 ′ may move the left portion of the pressing member 13.
  • the relatively large pressing force of the left part of the pressing member 13 can be reduced, and through this, the pressure distribution applied by the pressing member 13 to the plurality of light emitting elements 23 can be uniformly adjusted. .
  • the difference between the height 121'H of the first support member 121 'and the height 122'H of the second support member 122' may be different. Since the height 121'H of the first support member 121 'and the height 122'H of the second support member 122' are different from each other, the pressure member 13 The plurality of light emitting elements 23 may be pressed at a uniform pressure at the same time.
  • the pressing member 13 is raised, so that the light source module 20 which contacts the substrate 21 in a state where the plurality of light emitting elements 23 is fixed to the adhesive layer 222. Can be withdrawn.
  • the structure of the support member 12 ′ shown in FIGS. 7 to 13 is exemplary, and the non-uniformity of the pressure member 13 according to the pressure distribution of the pressure member 13 measured through the pressure reduction sheet 30.
  • the structure of the support member capable of compensating the pressure distribution may be variously changed, and the height of the upper surface of the support member may be changed in various forms according to the pressure distribution of the pressure member 13.
  • the support member 12 disposed on the side of the substrate 21 supports the pressing member 13 so that the pressing member 13 is applied to the plurality of light emitting elements 23.
  • the pressure distribution to be applied can be adjusted more uniformly.
  • the plurality of light emitting devices 23 are made of ultra-small light emitting devices such as micro LEDs, the plurality of light emitting devices 23 may be changed without changing the arrangement of the plurality of light emitting devices 23 in the pressing process through the pressing device 10.
  • Bar 23 can be accurately coupled to a predetermined position of the substrate 21, it is possible to manufacture a highly reliable light source module 20.

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Abstract

압착 장치가 개시된다. 압착 장치는, 소정의 점도를 갖는 접착층 상에 다수의 발광소자가 배치된 기판을 지지하는 스테이지, 스테이지 상에 배치되어 기판의 측면부의 적어도 일부분을 둘러싸는 지지부재 및 다수의 발광소자를 가압하는 가압부재를 포함하고, 지지부재의 높이는 기판의 높이보다 크거나 같게 구성된다.

Description

압착 장치 및 이를 이용한 광원 모듈의 제조방법
본 개시는 정밀성이 개선된 압착 장치 및 이를 이용한 광원 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
영상을 표시하는 디스플레이 장치는 디스플레이 패널을 이용하여 영상을 표시하는 장치로서 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰과 같은 각종 장치들에 사용된다. 하지만, 일반적인 디스플레이 장치는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 별도의 광원을 구비한 백라이트 유닛을 필요로 하며, 이러한 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 후방에 배치된다.
백라이트 유닛은 광을 방출하는 광원 모듈이 디스플레이 패널의 후방에 배치되어 디스플레이 패널로 광을 직접적으로 조사하는 직하형(Direct-lit type)과 디스플레이 패널의 후방에 배치된 도광판의 측면으로 광원 모듈이 광을 조사하고 도광판에 입사된 광을 도광판을 통해 디스플레이 패널에 균일하게 가이드 하는 에지형(Edge-lit type)으로 구분될 수 있다.
디스플레이 장치에 적용되는 광원 모듈은 디스플레이 장치의 길이방향 또는 폭 방향을 따라 연장 형성된 기판에 다수의 발광소자가 결합된 구조로서, 다수의 발광소자는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 또는 레이저다이오드(Laser Diode, LD) 등으로 구성될 수 있다.
종래의 광원 모듈은, 기판 상의 접착층에 임시로 부착된 다수의 발광소자를 압착 장치를 통해 가압 및 가열하는 열압착 본딩을 통해 제조되는 것이 일반적이다.
이러한 압착 장치는, 스테이지(stage) 및 가압부재를 포함하며, 스테이지 상에 배치된 기판의 다수의 발광소자를 가압부재를 통해 가압 및 가열함으로써 다수의 발광소자를 기판에 부착시킨다.
최근에는 마이크로미터(㎛) 크기의 초소형 마이크로 LED가 디스플레이 장치의 광원 모듈에 적용되고 있으며, 다수의 마이크로 LED를 기판에 부착시키는 공정은 마이크로미터(㎛) 단위의 고도의 정밀함이 요구된다.
특히, 압착 장치의 가압부재를 통해 다수의 마이크로 LED를 가압 및 가열하는 광원 모듈의 제조과정에서, 미리 설정된 다수의 마이크로 LED의 배치 및 정렬이 변형되는 것을 방지하는 것이 요구된다.
본 개시의 목적은 다수의 발광소자를 정밀하게 기판에 부착하는 압착 장치 및 이를 이용한 광원 모듈의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 소정의 점도를 갖는 접착층 상에 다수의 발광소자가 배치된 기판을 지지하는 스테이지, 상기 스테이지 상에 배치되어 상기 기판의 측면부의 적어도 일부분을 둘러싸는 지지부재 및 상기 다수의 발광소자를 가압하는 가압부재를 포함하고, 상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이보다 크거나 같게 구성되는 압착 장치를 제공한다.
상기 가압부재는 상기 다수의 발광소자의 상측에서 하강하여 상기 다수의 발광소자와 상기 기판이 접촉하도록 상기 다수의 발광소자를 가압할 수 있다.
상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이와 상기 발광소자의 높이의 합과 동일하게 구성될 수 있다.
상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이와 상기 접착층의 높이와 상기 발광소자의 높이의 합보다 작게 구성될 수 있다.
상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이와 상기 발광소자의 높이의 합보다 크거나 같게 구성될 수 있다.
상기 지지부재는 일부분의 높이가 다른 부분의 높이와 상이하게 구성될 수 있다.
상기 지지부재는 상기 기판의 둘레를 따라 상기 기판의 측면부 전체를 감쌀 수 있다.
상기 기판은 사각형의 형상으로 구성되고, 상기 기판의 측면부는 제1 내지 제4 측면을 포함하며, 상기 지지부재는 다수로 구성되어 상기 제1 내지 제4 측면을 각각 감싸는 제1 내지 제4 지지부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 지지부재 중 적어도 하나의 높이는 상이하게 구성될 수 있다.
상기 지지부재의 상면 및 상기 다수의 발광소자의 각 상면은 상기 가압부재의 가압면과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 지지부재의 상면의 적어도 일부분은 상기 가압부재의 가압면과 마주할 수 있다.
상기 접착층은 열경화성의 소재로 이루어지며, 상기 가압부재는 상기 다수의 발광소자를 가압하면서 상기 접착층을 가열할 수 있다.
상기 지지부재의 열전도율은 상기 기판의 열전도율과 동일할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 기판의 상면에 소정의 점도를 갖는 접착층을 형성하는 단계, 상기 접착층 상에 다수의 발광소자를 배치하는 단계, 상기 다수의 발광소자가 배치된 기판을 스테이지 상에 배치하는 단계, 상기 기판의 적어도 일부분을 둘러싸며 상기 기판의 높이보다 크거나 같게 구성된 지지부재를 상기 스테이지 상에 배치하는 단계 및 상기 다수의 발광소자의 상측에서 하강하는 가압부재를 통해 상기 다수의 발광소자를 가압하는 단계를 포함하는 광원 모듈의 제조방법을 제공할 수 있다.
아울러, 상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 스테이지 상에 배치된 감압시트를 가압부재를 통해 가압하여 상기 가압부재가 상기 스테이지에 가하는 압력분포를 측정하는 단계, 소정의 점도를 갖는 접착층 상에 다수의 발광소자가 배치된 기판을 상기 스테이지 상에 배치하는 단계, 상기 기판의 적어도 일부분을 둘러싸며 상기 기판의 높이보다 크거나 같게 구성된 지지부재를 상기 스테이지 상에 배치하는 단계 및 상기 다수의 발광소자의 상측에서 하강하는 가압부재를 통해 상기 다수의 발광소자를 가압하는 단계를 포함하고, 상기 지지부재는 상기 압력분포가 상대적으로 높게 측정된 부분과 대응하는 일부분의 높이가 상기 압력분포가 상대적으로 낮게 측정된 부분과 대응하는 다른 부분의 높이보다 크게 구성되는 광원 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 압착 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압착 장치의 스테이지 상에 배치된 기판을 나타내는 평면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 일실시예에 따른 압착 장치를 통해 광원 모듈을 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 압착 장치를 통해 광원 모듈을 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 압착 장치(10)를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압착 장치(10)의 스테이지(11) 상에 배치된 기판(21)을 나타내는 평면도이다.
이하에서 설명하는 압착 장치(10)는 기판(21)의 접착층(221)에 임시로 부착된 다수의 발광소자(23)를 가압함으로써 다수의 발광소자(23)를 기판(21)에 결합하는 것을 일 예로서 설명하겠으나, 압착 장치(10)는 다수의 발광소자(23)외에도 다양한 종류의 부품을 가압하여 기판에 본딩(bonding) 하는 장치일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 압착 장치(10)는 스테이지(11, stage), 지지부재(12) 및 가압부재(13)를 포함한다.
스테이지(11)는 소정의 점도를 갖는 접착층(221) 상에 다수의 발광소자(23)가 배치된 기판(21)을 지지한다.
스테이지(11)는 정반(surface plate)으로 구성될 수 있으며, 다양한 형상 및 크기의 기판(21)을 지지할 수 있는 형상 및 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
기판(21)은 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 임시로 부착된 상태에서 스테이지(11) 상에 배치된다.
기판(21)은 기판(21)이 적용되는 디스플레이 장치의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 연장된 형상일 수 있으며, 다수의 발광소자(23)는 기판(21)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 배열된다.
다수의 발광소자(23)는 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED), 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 또는 레이저다이오드(Laser Diode, LD) 등으로 구성될 수 있다.
아울러, 다수의 발광소자(23)는 그 높이가 5 ~ 10 마이크로미터(㎛) 크기의 초소형 마이크로 LED로 이루어질 수 있다.
기판(21)은 인쇄회로기판으로 구성될 수 있으며, 또는 TFT(Thin Film Transistor) 기판으로 구성될 수 있다.
접착층(221)은 기판(21)의 상면(21S)을 덮는 접착 소재로 이루어질 수 있다.
아울러, 접착층(221)은 소정의 점도를 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있다.
이를 통해, 접착층(221) 상에 배치된 다수의 발광소자(23)가 후술하는 가압부재(13)에 의해 가압됨으로써, 다수의 발광소자(23)는 접착층(221)을 통과하여 기판(21)과 접촉할 수 있다.
접착층(221)은 기판(21)의 상면(21S)에 결합된 비전도성 페이스트(NCP; Non Conductive Paste) 또는 이방 전도성 페이스트(ACP; Anisotropic Conductive Paste)로 이루어질 수 있다. 또한, 접착층(221)은 기판(21)의 상면(21S)에 도포된 비전도성 접착제 또는 이방 전도성 접착제로 구성될 수 있으며, 기판(21)의 상면(21S)에 부착된 비전도성 필름 또는 이방 전도성 필름 등으로 구성될 수 있다.
아울러, 접착층(221)은 열경화성 소재로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 다수의 발광소자(23)가 기판(21)과 접촉된 상태에서 접착층(221)이 열에 의해 경화됨으로써, 다수의 발광소자(23)를 기판(21)에 고정시킬 수 있다.
가압부재(13)는 스테이지(11)의 상측에서 상하로 이동 가능하게 배치되며, 다수의 발광소자(23)를 향해 하강함으로써 다수의 발광소자(23)를 가압할 수 있다.
가압부재(13)는 스테이지(11)와 평행하게 배치된 정반으로 구성될 수 있다.
가압부재(13)는 하강함으로써 가압부재(13)의 가압면(13S)이 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 접촉하고, 이 상태에서 더 하강함으로써 다수의 발광소자(23)를 가압할 수 있다.
가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)를 동시에 가압할 수 있도록, 가압면(13S)과 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)은 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 가압부재(13)는 가압면(13S)이 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 평행을 유지한 상태로 하강함으로써 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)을 동시에 가압하는 것이 바람직하며, 이를 통해 가압부재(13)는 다수의 발광소자(23)의 기설정된 위치를 유지한 상태에서 다수의 발광소자(23)를 기판(21)에 압착할 수 있다.
아울러, 가압부재(13)의 가압면(13S)의 크기는 기판(12)의 상면(12S)보다 크게 구성되는 것이 바람직하다.
가압부재(13)는 다수의 발광소자(23)를 향해 하강하여 소정의 점도를 갖는 접착층(221) 위에 배치된 다수의 발광소자(23)를 가압함으로써, 다수의 발광소자(23)를 기판(21)에 접촉시킬 수 있다.
아울러, 가압부재(13)는 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서 접착층(221)을 가열할 수 있는 별도의 히터(미도시)를 구비할 수 있다.
이를 통해, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)를 가압한 상태에서 열경화성 소재로 이루어진 접착층(221)을 가열함으로써 접착층(221)을 경화시킬 수 있다.
예를 들어, 가압부재(13)는 250℃ 내지 300℃의 온도로 가열됨으로써 접착층(221)을 가열할 수 있으며, 접착층(221)은 250℃ 내지 300℃의 온도에서 경화되는 열경화성 소재로 이루어질 수 있다.
지지부재(12)는 스테이지(11) 상에 배치되어 기판(21)의 측면부의 적어도 일부분을 둘러싼다.
지지부재(12)의 높이는 기판(21)의 높이보다 크거나 같게 구성될 수 있다.
지지부재(12)는 지지부재(12)의 상면(12S)의 적어도 일부분이 후술하는 가압부재(13)의 가압면(13S)과 마주하도록 배치된다.
이를 통해, 지지부재(12)는 가압부재(13)가 하강하여 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서 가압부재(13)를 지지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지부재(12)는 기판(21)의 둘레를 따라 기판(21)의 측면부 전체를 감싸는 구조일 수 있으며, 또한, 기판(21)의 측면부의 일부분을 감싸는 구조일 수 있다.
구체적인 예로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(21)은 수평방향으로 연장 형성된 사각형의 형상일 수 있으며, 기판(21)의 측면부는 제1 내지 제4 측면(211 내지 214)을 포함할 수 있다.
기판(21)은 대략적인 직사각형의 형상일 수 있으며, 기판(21)의 제1 측면(211)과 제2 측면(212)은 서로 평행하고, 제3 측면(213)과 제4 측면(214)은 서로 평행하게 배치될 수 있다.
아울러, 지지부재(12)는 다수로 구성될 수 있으며, 기판(21)의 제1 내지 제4 측면(211 내지 214)을 각각 감싸는 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124)는 기판(21)의 제1 내지 제4 측면(211 내지 214)을 각각 감싸는 사각형의 막대 형상으로 구성될 수 있으며, 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124)는 기판(21)의 측면부(121 내지 124) 전체를 감싸는 구조일 수 있다.
다만, 도 2에 도시된 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124)는 예시적인 구조로서, 본 개시의 일실시예에 따른 지지부재(12)는 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124)가 일체로 형성된 구조일 수 있다. 또한, 지지부재(12)는 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124) 중 적어도 하나로 이루어진 구조일 수 있으며, 기판(12)의 측면부 중 일부분을 감싸는 구조이거나 제1 내지 제4 측면(211 내지 214) 중 적어도 하나를 감싸는 구조일 수 있다.
아울러, 지지부재(12)는 기판(12)의 측면부에 접하여 기판(12)의 측면부를 감싸는 구조 외에도, 기판(12)의 측면부와 일정 간격으로 이격되어 기판(12)의 측면부에 근접하게 배치될 수 있다.
지지부재(12)의 높이는 기판(21)의 높이보다 크거나 같게 구성될 수 있다.
이를 통해, 지지부재(12)는 가압부재(13)가 하강하여 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서, 가압부재(13)의 수평이 유지되도록 가압부재(13)를 지지할 수 있다.
압착 장치(10)를 통해 접착층(221) 상에 배치된 다수의 발광소자(23)를 기판(21)에 압착하는 구체적인 과정에 대해서는 후술하기로 한다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 일실시예에 따른 압착 장치(10)를 통해 광원 모듈(20, 도 6 참조)을 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 개시의 일실시예에 따른 압착 장치(10)를 통해 다수의 발광소자(23)를 압착하여 기판(21)에 부착함으로써 광원 모듈(20)을 제조하는 과정을 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 배치된 기판(21)을 스테이지(11) 위에 배치한다.
전술한 바와 같이, 기판(21)은 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 임시로 부착된 상태에서 스테이지(11) 상에 배치된다.
접착층(221) 상에 배치된 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 기설정된 배치 및 배열로서 임시로 부착된 상태에서, 기판(21)은 스테이지(11) 위로 배치된다.
접착층(221)은 기판(21)의 상면(21S)을 덮도록 형성되며, 접착층(221) 상에 배치된 다수의 발광소자(23)는 기판(21)과 비접촉된 상태로 스테이지(11)에 배치된다.
이후, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(21)의 측면부의 적어도 일부분을 둘러싸는 지지부재(12)를 스테이지(11) 상에 배치한 후, 가압부재(13)가 하강함으로써 다수의 발광소자(23)가 기판(21)에 접촉하도록 다수의 발광소자(23)를 가압한다.
전술한 바와 같이, 지지부재(12)는 기판(21)의 측면부의 일부분을 감싸거나, 기판의(21)의 측면부 전체를 감싸는 구조일 수 있으며, 기판(21)의 제1 내지 제4 측면(211 내지 214)을 감싸는 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124)를 포함할 수 있다.
따라서, 지지부재(12)의 내측에는 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 배치된 기판(21)이 배치된다.
아울러, 지지부재(12)의 높이(12H)는 기판(21)의 높이(21H)보다 크거나 같게 구성될 수 있으며, 지지부재(12)의 상면(12S)은 가압부재(13)의 가압면(13S)과 마주하도록 배치된다.
이를 통해, 가압부재(13)가 하강함으로써 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서, 가압부재(13)가 기울어지더라도 지지부재(12)는 기울어진 가압부재(13)가 수평을 유지하도록 가압부재(13)를 지지해 줄 수 있다. 이를 통해, 가압부재(13)는 가압면(13S)이 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 평행을 유지한 상태에서 다수의 발광소자(23)를 가압할 수 있다.
즉, 지지부재(12)는 가압부재(13)가 하강하여 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서, 가압부재(13)가 기울어지거나 가압부재(13)의 평탄도(flatness) 또는 수평이 틀어지는 경우에도, 다수의 발광소자(23)에 인가되는 가압부재(13)의 압력분포가 균일해지도록 가압부재(13)를 지지할 수 있다.
아울러, 가압부재(13)가 기울어지는 원인 외에도, 가압부재(13)가 하강하는 과정에서 흔들리는 등의 원인으로 다수의 발광소자(23)를 가압하는 압력분포가 균일하지 못하더라도, 지지부재(12)는 다수의 발광소자(23)에 가해지는 압력이 균일해지도록 가압부재(13)를 지지할 수 있다.
또한, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 접촉하여 다수의 발광소자(23)를 가압할 수 있도록, 지지부재(12)의 높이(12H)는 기판(21)의 높이(21H)와 접착층(221)의 높이(221H)와 다수의 발광소자(23)의 높이(23H)의 합보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.
아울러, 가압부재(13)는 다수의 발광소자(23) 및 지지부재(12)를 동시에 가압할 수 있다.
보다 구체적인 예로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 지지부재(12)의 높이(12H)는 기판(21)의 높이(21H)와 다수의 발광소자(23)의 높이(23H)의 합과 동일하게 구성될 수 있다.
가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)를 가압하기 이전에는, 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)이 지지부재(12)의 상면(12S)보다 가압면(13S)에 근접하게 배치된다.
가압되기 이전에 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)은 지지부재(12)의 상면(12S)보다 접착층(221)의 높이(221H) 만큼 상측에 배치된다.
가압부재(13)가 하강함으로써 가압면(13S)은 지지부재(12)의 상면(12S)보다 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)에 먼저 접촉하며, 이를 통해, 다수의 발광소자(23)를 가압할 수 있다.
전술한 바와 같이, 접착층(221)은 소정의 점도를 가지므로 다수의 발광소자(23)는 가압부재(13)에 의해 가압됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 접착층(222)을 통과하여 기판(21)과 접촉할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 도 4에 도시된 다수의 발광소자(23)가 가압되기 이전의 접착층(221)을 도면부호 221로 표시하였으며, 도 5에 도시된 다수의 발광소자(23)가 가압됨으로써 다수의 발광소자(23)가 접착층(222)을 통과한 상태의 접착층(222)을 도면부호 222로 표시하였다.
다수의 발광소자(23)는 가압부재(13)의 가압에 의해 접착층(221)의 높이(221H)만큼 하강함으로써 기판(21)과 접촉할 수 있다.
전술한 바와 같이, 다수의 발광소자(23)는 마이크로 LED로 구성될 수 있다.
가압부재(13)는 가압면(13S)이 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 접촉한 상태에서 다수의 발광소자(23)를 하측으로 가압하며, 가압부재(13)는 접착층(221)의 높이(221H)만큼 하강함으로써 지지부재(12)의 상면(12S)과 접촉할 수 있다.
가압부재(13)의 가압면(13S)이 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 접촉한 상태에서 가압부재(13)는 다수의 발광소자(23)를 동시에 가압하며, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 접촉한 상태에서 접착층(221)의 높이(221H)만큼 하강함으로써 다수의 발광소자(23)는 접착층(221)을 통과하여 기판(21)과 접촉한다.
다만, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)를 가압하며 하강하는 과정에서 가압부재(13)가 기울어질 수 있으며, 이러한 경우, 가압부재(13)는 접착층(221)의 높이(221H)만큼 하강하기 전에 지지부재(12)와 접촉할 수 있다.
지지부재(12)는 가압부재(13)의 수평이 유지되도록 가압부재(13)의 하측으로 기울어진 부분을 지지할 수 있다.
이를 통해, 가압부재(13)는 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서 기울어지더라도 지지부재(12)에 의해 수평이 유지됨으로써, 다수의 발광소자(23)에 균일한 압력을 인가할 수 있다.
따라서, 다수의 발광소자(23)는 가압부재(13)를 통해 균일한 압력을 동시에 인가받을 수 있으며, 이를 통해, 기설정된 배치를 유지한 상태에서 접착층(221)을 통과하여 기판(21)과 접촉할 수 있다.
다수의 발광소자(23)는 접착층(221)을 통과하여 기판(21)과 접촉함으로써, 기판(21)의 접속패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 통해 광원 모듈(20)이 완성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 가압부재(13)는 별도의 히터를 포함할 수 있으며, 다수의 발광소자(23)를 가압하는 과정에서 열경화성 소재로 이루어진 접착층(221)을 가열함으로써, 접착층(221)을 경화시킬 수 있다.
따라서, 다수의 발광소자(23)가 기판(21)에 접촉된 상태에서, 접착층(222)은 경화됨으로써 다수의 발광소자(23)를 안정적으로 고정할 수 있다.
아울러, 지지부재(12)의 열전도율은 기판(21)의 열전도율과 동일할 수 있다.
따라서, 가압부재(13)의 열이 접착층(221)에 전달되는 과정에서, 기판(21)의 측면부를 감싸는 지지부재(12)를 통해 접착층(221)의 전 영역에 가압부재(13)의 열이 균일하게 전달될 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 가압부재(13)가 상승함으로써 다수의 발광소자(23)가 접착층(222)에 고정된 상태에서 기판(21)과 접촉하는, 완성된 광원 모듈(20)을 인출할 수 있다.
전술한 바와 같이, 다수의 발광소자(23)는 마이크로 LED로 이루어질 수 있으며, 마이크로 LED로 이루어진 다수의 발광소자(23)의 높이는 예를 들어, 7㎛로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 접착층(221)의 높이(221H)는 1~2㎛로 구성되는 것이 바람직하다. 다수의 발광소자(23)는 가압부재(13)에 의해 가압됨으로써 1~2㎛ 하강하여 기판(21)과 접촉할 수 있다. 이러한 경우, 기판(21)의 높이는 0.7mm로 구성될 수 있다.
이처럼, 다수의 발광소자(23)가 마이크로 LED로 구성되는 경우, 가압부재(13)에 의해 다수의 발광소자(23)는 매우 미세한 크기인 1~2㎛ 하강한다. 이러한 마이크로 LED로 구성된 다수의 발광소자(23)를 가압부재(13)를 통해 가압하는 과정에서, 지지부재(12)를 통해 가압부재(13)의 수평을 정확하게 유지해줄 수 있으며, 이를 통해, 가압부재(13)는 초소형의 다수의 발광소자(23)에 균일한 압력을 가해줄 수 있다. 따라서, 본 개시의 일실시예에 따른 압착 장치(10)는 다수의 발광소자(23)가 기판(21)의 정확한 위치상에 결합된 광원 모듈(20)을 용이하게 제작할 수 있다.
도 7 내지 도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 압착 장치(10)를 통해 광원 모듈(20)을 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 7 내지 도 13을 참조하여, 본 개시의 다른 실시예에 따른 압착 장치(10)를 통해 광원 모듈(20)을 제조하는 과정에 대해 설명한다.
다만, 도 7 내지 도 13에 도시된 광원 모듈(20)의 제조과정은 도 3 내지 도 6에 도시된 광원 모듈(20)의 제조과정과 유사한바 중복되는 설명은 생략하겠으며, 도 3 내지 도 6에 도시된 광원 모듈(20)의 제조과정과 달리 감압시트(30)를 통해 가압부재(13)의 압력분포를 미리 측정한다는 점에서 차이가 있는바, 이를 중심으로 설명한다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 스테이지(11) 상에 감압시트(30; pressure sensing sheet)를 배치한다.
감압시트(30)는 그 표면이 가압되는 경우, 가해진 압력의 크기에 따라 표면의 색상이 변하는 시트이다.
감압시트(30)는 일면에 잉크가 도포된 감압지 및 감압지에 적층되어 감압지의 일면에 도포된 잉크가 압력에 의해 표면에 표시될 수 있는 표시지를 포함할 수 있다.
다만, 감압시트(30)는 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 가압부재(13)가 하강함으로써 감압시트(30)를 가압한다.
전술한 바와 같이, 가압부재(13)는 하강하는 과정에서 기울어지거나 흔들릴 수 있으며, 이를 통해 가압부재(13)가 스테이지(11)에 인가하는 압력분포가 일정하지 않을 수 있다.
도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 가압부재(13)가 가압하기 전의 감압시트(301)는 가압부재(13)에 의해 가압됨으로써 가압부재(13)의 압력분포가 시각적으로 표시될 수 있다.
가압부재(13)는 하강하는 과정에서 기울어지거나 흔들리는 등의 이유로 스테이지(11)에 인가하는 압력분포가 불균일해질 수 있으며, 가압부재(13)의 불균일한 압력분포는 감압시트(302)를 통해 시각적으로 확인될 수 있다.
일 예로서, 도 9의 (b)를 기준으로, 가압부재(13)에 의해 가압된 감압시트(302)의 좌측의 색상이 우측의 색상보다 진하게 표시되는 경우, 가압부재(13)가 인가하는 압력분포가 가압부재(13)의 우측부분이 좌측부분보다 상대적으로 더 높은 것으로 판단할 수 있다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 배치된 기판(21)을 스테이지(11) 위에 배치한다.
기판(21)은 다수의 발광소자(23)가 접착층(221) 상에 임시로 부착된 상태에서 스테이지(11) 상에 배치된다.
이후, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 감압시트(30)를 통해 파악한 가압부재(13)의 압력분포를 바탕으로, 기판(21)의 측면부의 적어도 일부분을 둘러싸는 지지부재(12')를 스테이지(11) 상에 배치한 후, 가압부재(13)가 하강함으로써 다수의 발광소자(23)가 기판(21)에 접촉하도록 다수의 발광소자(23)를 가압한다.
지지부재(12')는 감압시트(30)를 통해 측정된 가압부재(13)의 압력분포가 상대적으로 높은 부분과 대응하는 일부분의 높이가 압력분포가 상대적으로 낮은 부분과 대응하는 다른 부분의 높이보다 크게 구성된다.
즉, 가압부재(13)가 인가하는 압력의 분포에 따라 제1 내지 제4 지지부재(121 내지 124) 중 적어도 하나의 높이는 상이하게 구성될 수 있다.
이를 통해, 가압부재(13)로부터 인가되는 압력이 상대적으로 높은 부분의 압력을 경감시킴으로써, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)에 인가하는 압력의 분포를 균일하게 조정할 수 있다.
구체적인 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 가압부재(13)를 통해 인가되는 압력의 압력분포가 가압부재(13)의 좌측부분이 우측부분보다 상대적으로 높게 측정되는 경우, 지지부재(12')의 좌측부분의 높이를 지지부재(12')의 우측부분의 높이보다 높게 구성함으로써 불균일한 가압부재(13)의 압력분포를 보상할 수 있다.
즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 지지부재(121')의 높이(121'H)를 제2 지지부재(122')의 높이(122'H)보다 높게 구성함으로써, 다수의 발광소자(23)에 가해지는 가압부재(13)의 불균일한 압력분포를 균일하게 조정할 수 있다.
구체적인 예로서, 제2 지지부재(122')의 높이(122'H)는 기판(12)의 높이(12H)와 다수의 발광소자(23)의 높이(23H)의 합과 동일하게 구성하고, 제1 지지부재(121')의 높이(121'H)는 제2 지지부재(122')의 높이(122'H)보다 크게 구성할 수 있다.
제1 지지부재(121')의 높이(121'H)는 기판(21)의 높이(21H)와 발광소자(23)의 높이(23H)의 합보다 크게 구성됨으로써, 하강하는 가압부재(13)의 가압면(13S)을 제2 지지부재(122')보다 먼저 지지할 수 있다.
다만, 제1 내지 제2 지지부재(121' 122')는 일체로 구성될 수 있으며, 지지부재(12')의 일부분의 높이와 다른 부분의 높이가 가압부재(13)의 압력분포에 대응하여 달라질 수 있다.
이를 통해, 가압부재(13)의 좌측부분에서 인가되는 압력이 가압부재(13)의 우측부분에서 인가되는 압력보다 크더라도, 제1 지지부재(121')가 가압부재(13)의 좌측부분을 먼저 지지해줌으로써, 가압부재(13)의 좌측부분의 상대적인 큰 가압력을 경감시킬 수 있으며, 이를 통해, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)에 인가하는 압력분포를 균일하게 조정할 수 있다.
다만, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)의 상면(23S)과 접촉하여 다수의 발광소자(23)를 가압할 수 있도록, 제1 지지부재(121')의 높이(121'H)는 기판(21)의 높이(21H)와 접착층(221)의 높이(221H)와 다수의 발광소자(23)의 높이(23H)의 합보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.
아울러, 다수의 발광소자(23)가 마이크로 LED로 구성되는 경우, 제1 지지부재(121')의 높이(121'H)와 제2 지지부재(122')의 높이(122'H) 차는 수 ㎛ 이내로 구성되는바, 제1 지지부재(121')의 높이(121'H)와 제2 지지부재(122')의 높이(122'H)가 상호 차이가 있더라도, 가압부재(13)에 의해 다수의 발광소자(23)가 동시에 균일한 압력으로 가압될 수 있다.
이후, 도 13에 도시된 바와 같이, 가압부재(13)가 상승함으로써, 다수의 발광소자(23)가 접착층(222)에 고정된 상태에서 기판(21)과 접촉하는 완성된 광원 모듈(20)을 인출할 수 있다.
이처럼, 감압시트(30)를 통해 가압부재(13)의 압력분포를 미리 측정함으로써, 가압부재(13)로부터 인가되는 압력이 상대적으로 높은 측의 지지부재(12)의 높이를 다른 부분보다 상대적으로 높게 구성할 수 있으며, 이를 통해, 다수의 발광소자(23)에 가해지는 압력을 보다 균일하게 조정할 수 있다.
다만, 도 7 내지 도 13에 도시된 지지부재(12')의 구조는 예시적인 것으로서, 감압시트(30)를 통해 측정된 가압부재(13)의 압력분포에 따라 가압부재(13)의 불균일한 압력분포를 보상할 수 있는 지지부재의 구조는 다양하게 변경될 수 있으며, 지지부재의 상면의 높이는 가압부재(13)의 압력분포에 따라 다양한 형성으로 변경될 수 있다.
이처럼, 본 개시의 압착 장치(10)는 기판(21)의 측면에 배치된 지지부재(12)가 가압부재(13)를 지지해 줌으로써, 가압부재(13)가 다수의 발광소자(23)에 가하는 압력분포를 보다 균일하게 조정할 수 있다. 이를 통해, 다수의 발광소자(23)가 마이크로 LED와 같은 초소형의 발광소자로 이루어지더라도, 압착 장치(10)를 통한 압착 과정에서 다수의 발광소자(23)의 배치가 변경됨 없이 다수의 발광소자(23)가 기판(21)의 기설정된 위치에 정확하게 결합될 수 있는바, 신뢰성 높은 광원 모듈(20)의 제작이 가능하다.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 소정의 점도를 갖는 접착층 상에 다수의 발광소자가 배치된 기판을 지지하는 스테이지;
    상기 스테이지 상에 배치되어 상기 기판의 측면부의 적어도 일부분을 둘러싸는 지지부재; 및
    상기 다수의 발광소자를 가압하는 가압부재;를 포함하고,
    상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이보다 크거나 같게 구성되는 압착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압부재는 상기 다수의 발광소자의 상측에서 하강하여 상기 다수의 발광소자와 상기 기판이 접촉하도록 상기 다수의 발광소자를 가압하는 압착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이와 상기 발광소자의 높이의 합과 동일하게 구성되는 압착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이와 상기 접착층의 높이와 상기 발광소자의 높이의 합보다 작게 구성되는 압착 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부재의 높이는 상기 기판의 높이와 상기 발광소자의 높이의 합보다 크거나 같게 구성되는 압착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부재는 일부분의 높이가 다른 부분의 높이와 상이하게 구성되는 압착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 기판의 둘레를 따라 상기 기판의 측면부 전체를 감싸는 압착 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 사각형의 형상으로 구성되고,
    상기 기판의 측면부는 제1 내지 제4 측면을 포함하며,
    상기 지지부재는 다수로 구성되어 상기 제1 내지 제4 측면을 각각 감싸는 제1 내지 제4 지지부재를 포함하는 압착 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 지지부재 중 적어도 하나의 높이는 상이하게 구성되는 압착 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재의 상면 및 상기 다수의 발광소자의 각 상면은 상기 가압부재의 가압면과 평행하게 배치되는 압착 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재의 상면의 적어도 일부분은 상기 가압부재의 가압면과 마주하는 압착 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 열경화성의 소재로 이루어지며,
    상기 가압부재는 상기 다수의 발광소자를 가압하면서 상기 접착층을 가열하는 압착 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재의 열전도율은 상기 기판의 열전도율과 동일한 압착 장치.
  14. 기판의 상면에 소정의 점도를 갖는 접착층을 형성하는 단계;
    상기 접착층 상에 다수의 발광소자를 배치하는 단계;
    상기 다수의 발광소자가 배치된 기판을 스테이지 상에 배치하는 단계;
    상기 기판의 적어도 일부분을 둘러싸며 상기 기판의 높이보다 크거나 같게 구성된 지지부재를 상기 스테이지 상에 배치하는 단계; 및
    상기 다수의 발광소자의 상측에서 하강하는 가압부재를 통해 상기 다수의 발광소자를 가압하는 단계;를 포함하는 광원 모듈의 제조방법.
  15. 스테이지 상에 배치된 감압시트를 가압부재를 통해 가압하여 상기 가압부재가 상기 스테이지에 가하는 압력분포를 측정하는 단계;
    소정의 점도를 갖는 접착층 상에 다수의 발광소자가 배치된 기판을 상기 스테이지 상에 배치하는 단계;
    상기 기판의 적어도 일부분을 둘러싸며 상기 기판의 높이보다 크거나 같게 구성된 지지부재를 상기 스테이지 상에 배치하는 단계; 및
    상기 다수의 발광소자의 상측에서 하강하는 가압부재를 통해 상기 다수의 발광소자를 가압하는 단계;를 포함하고,
    상기 지지부재는 상기 압력분포가 상대적으로 높게 측정된 부분과 대응하는 일부분의 높이가 상기 압력분포가 상대적으로 낮게 측정된 부분과 대응하는 다른 부분의 높이보다 크게 구성되는 광원 모듈의 제조 방법.
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