KR20200095909A - 마이크로 led 전사헤드 - Google Patents

마이크로 led 전사헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR20200095909A
KR20200095909A KR1020190013879A KR20190013879A KR20200095909A KR 20200095909 A KR20200095909 A KR 20200095909A KR 1020190013879 A KR1020190013879 A KR 1020190013879A KR 20190013879 A KR20190013879 A KR 20190013879A KR 20200095909 A KR20200095909 A KR 20200095909A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
micro led
substrate
transfer head
buffer member
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020190013879A
Other languages
English (en)
Inventor
안범모
박승호
변성현
Original Assignee
(주)포인트엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)포인트엔지니어링 filed Critical (주)포인트엔지니어링
Priority to KR1020190013879A priority Critical patent/KR20200095909A/ko
Priority to CN202010069577.3A priority patent/CN111524844A/zh
Priority to US16/777,794 priority patent/US20200251373A1/en
Publication of KR20200095909A publication Critical patent/KR20200095909A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/30—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations
    • H10P72/34—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H10P72/3408—Docking arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/78—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using vacuum or suction, e.g. Bernoulli chucks
    • H01L21/67144—
    • H01L21/67712—
    • H01L21/67721—
    • H01L21/6838—
    • H01L33/00—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408—Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409—Sucking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0446—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/30—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations
    • H10P72/32—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H10P72/3206—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrate being handled substantially vertically
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/30—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations
    • H10P72/32—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H10P72/3212—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrates to be conveyed not being semiconductor wafers or large planar substrates, e.g. chips or lead frames
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/30—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations
    • H10P72/34—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H10P72/3411—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading involving loading and unloading of wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로 LED를 제1기판에서 제2기판으로 이송하는 마이크로 LED 전사헤드에 관한 것으로서, 특히, 마이크로 LED 전사헤드의 하강 위치를 제한할 수 있는 마이크로 LED 전사헤드에 관한 것이다.

Description

마이크로 LED 전사헤드{TRANSFER HEAD FOR MICRO LED}
본 발명은 마이크로 LED를 제1기판에서 제2기판으로 이송하는 마이크로 LED 전사헤드에 관한 것이다.
현재 디스플레이 시장은 아직은 LCD가 주류를 이루고 있는 가운데 OLED가 LCD를 빠르게 대체하며 주류로 부상하고 있는 상황이다. 디스플레이 업체들의 OLED 시장 참여가 러시를 이루고 있는 상황에서 최근 Micro LED(이하,‘마이크로 LED’라 함) 디스플레이가 또 하나의 차세대 디스플레이로 부상하고 있다. 마이크로 LED는, 성형한 수지 등으로 덮인 패키지 타입의 것이 아닌, 결정 성장에 이용한 웨이퍼에서 잘라낸 상태의 것을 의미한다. LCD와 OLED의 핵심소재가 각각 액정(Liquid Crystal), 유기재료인데 반해 마이크로 LED 디스플레이는 1~100마이크로미터(㎛) 단위의 LED 칩 자체를 발광재료로 사용하는 디스플레이다.
Cree사가 1999년에 "광 적출을 향상시킨 마이크로-발광 다이오드 어레이"에 관한 특허를 출원하면서(등록특허공보 등록번호 제0731673호), 마이크로 LED 라는 용어가 등장한 이래 관련 연구 논문들이 잇달아 발표되면서 연구개발이 이루어지고 있다. 마이크로 LED를 디스플레이에 응용하기 위해 해결해야 할 과제로 마이크로 LED 소자를 Flexible 소재/소자를 기반으로 하는 맞춤형 마이크로 칩 개발이 필요하고, 마이크로 미터 사이즈의 LED 칩의 전사(transfer)와 디스플레이 픽셀 전극에 정확한 실장(Mounting)을 위한 기술이 필요하다.
특히, 마이크로 LED 소자를 표시 기판에 이송하는 전사(transfer)와 관련하여, LED 크기가 1~100 마이크로미터(㎛) 단위까지 작아짐에 따라 기존의 픽앤플레이스(pick & place) 장비를 사용할 수 없고, 보다 고정밀도로 이송하는 전사 헤드기술이 필요하게 되었다. 이러한 전사 헤드 기술과 관련하여, 이하에서 살펴보는 바와 같은 몇 가지의 구조들이 제안되고 있다.
미국의 Luxvue사는 정전헤드(electrostatic head)를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 공개번호 제2014-0112486호, 이하 ‘선행발명1’이라 함). 선행발명1의 전사원리는 실리콘 재질로 만들어진 헤드 부분에 전압을 인가함으로써 대전현상에 의해 마이크로 LED와 밀착력이 발생하게 하는 원리이다. 이 방법은 정전 유도시 헤드에 인가된 전압에 의해 대전 현상에 의한 마이크로 LED 손상에 대한 문제가 발생할 수 있다.
미국의 X-Celeprint사는 전사 헤드를 탄성이 있는 고분자 물질로 적용하여 웨이퍼 상의 마이크로 LED를 원하는 기판에 이송시키는 방법을 제안하였다(공개특허공보 공개번호 제2017-0019415호, 이하 ‘선행발명2’라 함). 이 방법은 정전헤드 방식에 비해 마이크로 LED 손상에 대한 문제점은 없으나, 전사 과정에서 목표기판의 접착력 대비 탄성 전사 헤드의 접착력이 더 커야 안정적으로 마이크로 LED를 이송시킬 수 있으며, 전극 형성을 위한 추가 공정이 필요한 단점이 있다. 또한, 탄성 고분자 물질의 접착력을 지속적으로 유지하는 것도 매우 중요한 요소로 작용하게 된다.
한국광기술원은 섬모 접착구조 헤드를 이용하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(등록특허공보 등록번호 제1754528호, 이하 ‘선행발명3’이라 함). 그러나 선행발명3은 섬모의 접착구조를 제작하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
한국기계연구원은 롤러에 접착제를 코팅하여 마이크로 LED를 전사하는 방법을 제안하였다(등록특허공보 등록번호 제1757404호, 이하 ‘선행발명4’라 함). 그러나 선행발명4는 접착제의 지속적인 사용이 필요하고, 롤러 가압 시 마이크로 LED가 손상될 수도 있는 단점이 있다.
삼성디스플레이는 어레이 기판이 용액에 담겨 있는 상태에서 어레이 기판의 제1,2전극에 마이너스 전압을 인가하여 정전기 유도 현상에 의해 마이크로 LED를 어레이 기판에 전사하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 제10-2017-0026959호, 이하 ‘선행발명5’라 함). 그러나 선행발명 5는 마이크로 LED를 용액에 담가 어레이 기판에 전사한다는 점에서 별도의 용액이 필요하고 이후 건조공정이 필요하다는 단점이 있다.
엘지전자는 헤드홀더를 복수의 픽업헤드들과 기판 사이에 배치하고 복수의 픽업 헤드의 움직임에 의해 그 형상이 변형되어 복수의 픽업 헤드들에게 자유도를 제공하는 방법을 제안하였다(공개특허공보 제10-2017-0024906호, 이하 ‘선행발명6’이라 함). 그러나 선행발명 6은 복수의 픽업헤드들의 접착면에 접착력을 가지는 본딩물질을 도포하여 마이크로 LED를 전사하는 방식이라는 점에서, 픽업헤드에 본딩물질을 도포하는 별도의 공정이 필요하다는 단점이 있다.
위와 같은 선행 발명들의 문제점을 해결하기 위해서 마이크로 LED를 전사하는 전사헤드에 마이크로 LED에 대한 흡착력이 발생되는 홀을 구비하는 것을 고려해볼 수 있다. 상기한 홀은 전사헤드를 구성하는 흡착부에 형성될 수 있다. 전사헤드는 흡착부의 홀에 발생되는 흡착력으로 마이크로 LED를 흡착할 수 있다. 이 경우, 흡착부는 제품 변형을 방지하기 위하여 높은 경도의 특성을 갖는 재질로 구성될 수 있다.
위와 같은 전사헤드는 실리콘 재질의 기판(101, 예를 들어, 성장 기판(101) 또는 캐리어 기판)상에 칩핑된 마이크로 LED(100)를 흡착할 수 있다. 이러한 기판(101)은 고온 상태의 공정 수행 과정에서 열변형으로 인해 휨(warpage) 현상이 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명의 착상이 된 배경 기술을 개략적으로 도시한 도이다. 도 1에 도시된 h는 제1기판(101)의 휘어진 높이를 의미한다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 기판(101)은 크라잉(crying, ∩) 형태의 휨 현상 또는 도 1(b)에 도시된 바와 같이 스마일(smile, ∪) 형태의 휨 현상이 발생할 수 있다.
기판(101)의 휨 현상으로 인해 기판(101)상의 칩핑된 각각의 마이크로 LED(100)의 높이가 달라질 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED(100) 흡착 시 각각의 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위한 흡착부(2)의 접촉위치가 달라지면서 마이크로 LED(100)의 파손을 유발할 수 있다.
도 1(a)를 참조하여 설명하면, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 전사헤드(1000)가 크라잉 형태의 휨 현상이 발생한 기판(101)의 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 하강한다. 크라잉 형태의 휨 현상이 발생한 기판(101)은 도 1(a)의 도면상 상방향으로 볼록하게 휘어진 형태일 수 있다. 흡착부(2)의 흡착면에는 기판(101)의 볼록한 부위에 위치한 마이크로 LED(100)가 가장 먼저 접촉될 수 있다. 그런 다음 전사헤드(1000)는 제1기판(101)상의 마이크로 LED(100) 전체를 흡착하기 위해 하강할 수 있다. 이 경우, 흡착면에 먼저 접촉된 마이크로 LED(100)가 흡착부(2)에 의해 과도하게 가압되면서 파손될 수 있다. 흡착부(2)의 경우, 높은 경도의 특성을 갖는 재질로 구성되므로 마이크로 LED(100)와의 접촉시 마이크로 LED 파손 문제를 더욱 쉽게 유발할 수 있다.
또한, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 전사헤드(1000)가 스마일 형태의 휨 현상이 발생한 기판(101)의 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 하강한다. 스마일 형태의 휨 현상이 발생한 기판(101)은 도 1(b)의 도면상 하방향으로 오목하게 휘어진 형태일 수 있다. 흡착부(2)의 흡착면에는 기판(101)의 휨 현상으로 인해 도 1(b)의 도면상 기판(101)상에서 가장 높은 위치에 위치한 마이크로 LED(100)가 먼저 접촉될 수 있다. 그런 다음 전사헤드(1000)는 비접촉된 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 점차 하강할 수 있다. 이 때 흡착부(2)는 먼저 접촉된 마이크로 LED(100)를 가압하면서 하강하게 된다. 이로 인해 마이크로 LED(100)를 파손시키는 문제가 발생하게 된다.
이처럼 제품 변형 방지를 위해 높은 경도를 갖는 재질로 구성되는 흡착부(2)를 구비하는 전사헤드(1000)는 기판(101)의 휨 현상이 발생할 경우, 각각의 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위한 접촉위치가 달라질 수 있다. 이로 인해 흡착부(2)에 먼저 흡착되는 마이크로 LED(100)를 과도하게 가압하여 마이크로 LED(100)의 파손 문제가 유발된다. 이에 본 발명의 출원인은 위와 같은 선행기술들의 문제점을 개선하고, 본 발명의 착상의 배경이 된 기술의 단점을 보완할 수 있는 방식을 제안하고자 한다.
등록특허공보 등록번호 제0731673호 공개특허공보 공개번호 제2014-0112486호 공개특허공보 공개번호 제2017-0019415호 등록특허공보 등록번호 제1754528호 등록특허공보 등록번호 제1757404호 공개특허공보 제10-2017-0026959호 공개특허공보 제10-2017-0024906호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판의 휨 현상이 발생하더라도 마이크로 LED 흡착시 마이크로 LED의 파손을 방지할 수 있는 마이크로 LED 전사헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 마이크로 LED 전사헤드는, 제1기판의 마이크로 LED를 흡착하여 제2기판으로 전사하는 마이크로 LED 전사헤드에 있어서, 상기 마이크로 LED를 흡착하는 흡착부; 및 상기 흡착부의 주변에 구비되며 상기 흡착부보다 하부로 돌출되는 완충부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부재는 상기 흡착부의 주변에 불연속적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부재는 상기 흡착부의 주변에 연속적으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부재는 PDMS인 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 마이크로 LED 전사헤드는 탄성 변형 가능한 재질로 구성된 부재를 통해 마이크로 LED 전사헤드의 하강 위치를 제한하여 마이크로 LED 전사헤드의 과도한 하강으로 인한 마이크로 LED 파손 문제를 방지할 수 있고, 마이크로 LED 전사헤드의 하강 시 마이크로 LED가 칩핑된 기판의 휨 현상 완화 및 평탄도 조절이 가능하여 마이크로 LED 흡착 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 착상의 배경이 된 기술을 개략적으로 도시한 도.
도 2는 본 발명의 실시 예의 이송 대상이 되는 마이크로 LED를 도시한 도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의해 표시기판에 이송되어 실장된 마이크로 LED 구조체의 도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드를 개략적으로 도시한 도.
도 5는 도 4를 아래에서 바라보고 도시한 도.
도 6은 도 4의 동작순서를 개략적으로 도시한 도.
도 7은 본 발명의 제1변형 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드를 개략적으로 도시한 도.
도 8은 도 7을 아래에서 바라보고 도시한 도.
도 9는 본 발명의 제2변형 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드를 개략적으로 도시한 도.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 및 구멍들의 지름 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 도면에 도시된 마이크로 LED의 개수는 예시적으로 일부만을 도면에 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
다양한 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 실시예가 다르더라도 편의상 동일한 명칭 및 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 또한, 이미 다른 실시예에서 설명된 구성 및 작동에 대해서는 편의상 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)의 이송 대상이 되는 복수의 마이크로 LED(100)를 도시한 도면이다. 마이크로 LED(100)는 성장 기판(101) 위에서 제작되어 위치한다.
성장 기판(101)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 성장 기판(101)은 사파이어, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
마이크로 LED(100)는 제1 반도체층(102), 제2 반도체층(104), 제1 반도체층(102)과 제2 반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1 컨택전극(106) 및 제2 컨택전극(107)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(102), 활성층(103), 및 제2 반도체층(104)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
제1 반도체층(102)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제2 반도체층(104)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함하여 형성될 수 있다. n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InNInAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 제1 반도체층(102)이 n형 반도체층을 포함하고, 제2 반도체층(104)이 p형 반도체층을 포함할 수도 있다.
활성층(103)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다. 활성층(103)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.
제1 반도체층(102)에는 제1 컨택전극(106)이 형성되고, 제2 반도체층(104)에는 제2 컨택전극(107)이 형성될 수 있다. 제1 컨택 전극(106) 및/또는 제2 컨택 전극(107)은 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 금속, 전도성 산화물 및 전도성 중합체들을 포함한 다양한 전도성 재료로 형성될 수 있다.
성장 기판(101) 위에 형성된 복수의 마이크로 LED(100)를 커팅 라인을 따라 레이저 등을 이용하여 커팅하거나 에칭 공정을 통해 낱개로 분리하고, 레이저 리프트 오프 공정으로 복수의 마이크로 LED(100)를 성장 기판(101)으로부터 분리 가능한 상태가 되도록 할 수 있다.
도 2에서‘p’는 마이크로 LED(100)간의 피치간격을 의미하고, ‘s’는 마이크로 LED(100)간의 이격 거리를 의미하며, ‘w’는 마이크로 LED(100)의 폭을 의미한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)에 의해 표시 기판(301)으로 이송되어 실장됨에 따라 형성된 마이크로 LED 구조체를 도시한 도면이다.
표시 기판(301)은 다양한 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 기판(301)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 표시 기판(301)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 투명한 플라스틱 재질로 형성되어 가용성을 가질 수 있다. 플라스틱 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
화상이 표시 기판(301)방향으로 구현되는 배면 발광형인 경우에 표시 기판(301)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 표시 기판(301)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형인 경우에 표시 기판(301)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 표시 기판(301)을 형성할 수 있다.
금속으로 표시 기판(301)을 형성할 경우 표시 기판(301)은 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 기판(301)은 버퍼층(311)을 포함할 수 있다. 버퍼층(311)은 평탄면을 제공할 수 있고, 이물 또는 습기가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(311)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 알루미늄나이트라이드, 티타늄옥사이드 또는 티타늄나이트라이드 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 함유할 수 있고, 예시한 재료들 중 복수의 적층체로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(310), 게이트 전극(320), 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)을 포함할 수 있다.
이하에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 활성층(310), 게이트 전극(320), 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)이 순차적으로 형성된 탑 게이트 타입(top gate type)인 경우를 설명한다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 바텀 게이트 타입(bottom gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터(TFT)가 채용될 수 있다.
활성층(310)은 반도체 물질, 예컨대 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly crystalline silicon)을 포함할 수 있다. 그러나 본 실시예는 이에 한정되지 않고 활성층(310)은 다양한 물질을 함유할 수 있다. 선택적 실시예로서 활성층(310)은 유기 반도체 물질 등을 함유할 수 있다.
또 다른 선택적 실시예로서, 활성층(310)은 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있다. 예컨대, 활성층(310)은 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge) 등과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(313:gate insulating layer)은 활성층(310) 상에 형성된다. 게이트 절연막(313)은 활성층(310)과 게이트 전극(320)을 절연하는 역할을 한다. 게이트 절연막(313)은 실리콘산화물 및/또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(320)은 게이트 절연막(313)의 상부에 형성된다. 게이트 전극(320)은 박막 트랜지스터(TFT)에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결될 수 있다.
게이트 전극(320)은 저저항 금속 물질로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(320)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 전극(320)상에는 층간 절연막(315)이 형성된다. 층간 절연막(315)은 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)과 게이트 전극(320)을 절연한다. 층간 절연막(315)은 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예컨대 무기 물질은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
층간 절연막(315) 상에 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)이 형성된다. 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 소스 전극(330a) 및 드레인 전극(330b)은 활성층(310)의 소스 영역과 드레인 영역에 각각 전기적으로 연결된다.
평탄화층(317)은 박막 트랜지스터(TFT) 상에 형성된다. 평탄화층(317)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT)로부터 비롯된 단차를 해소하고 상면을 평탄하게 한다. 평탄화층(317)은 유기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 유기 물질은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 또한, 평탄화층(317)은 무기 절연막과 유기절연막의 복합 적층체로 형성될 수도 있다.
평탄화층(317)상에는 제1 전극(510)이 위치한다. 제1 전극(510)은 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(510)은 평탄화층(317)에 형성된 컨택홀을 통하여 드레인 전극(330b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(510)은 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예를 들면 아일랜드 형태로 패터닝되어 형성될 수 있다. 평탄화층(317)상에는 픽셀 영역을 정의하는 뱅크층(400)이 배치될 수 있다. 뱅크층(400)은 마이크로 LED(100)가 수용될 오목부를 포함할 수 있다. 뱅크층(400)은 일 예로, 오목부를 형성하는 제1 뱅크층(410)를 포함할 수 있다. 제1 뱅크층(410)의 높이는 마이크로 LED(100)의 높이 및 시야각에 의해 결정될 수 있다. 오목부의 크기(폭)는 표시 장치의 해상도, 픽셀 밀도 등에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 뱅크층(410)의 높이보다 마이크로 LED(100)의 높이가 더 클 수 있다. 오목부는 사각 단면 형상일 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않고, 오목부는 다각형, 직사각형, 원형, 원뿔형, 타원형, 삼각형 등 다양한 단면 형상을 가질 수 있다.
뱅크층(400)은 제1 뱅크층(410) 상부의 제2 뱅크층(420)를 더 포함할 수 있다. 제1 뱅크층(410)와 제2 뱅크층(420)는 단차를 가지며, 제2 뱅크층(420)의 폭이 제1 뱅크층(410)의 폭보다 작을 수 있다. 제2 뱅크층(420)의 상부에는 전도층(550)이 배치될 수 있다. 전도층(550)은 데이터선 또는 스캔선과 평행한 방향으로 배치될 수 있고, 제2 전극(530)과 전기적으로 연결된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2 뱅크층(420)는 생략되고, 제1 뱅크층(410) 상에 전도층(550)이 배치될 수 있다. 또는, 제2 뱅크층(420) 및 전도층(500)을 생략하고, 제2 전극(530)을 픽셀(P)들에 공통인 공통전극으로서 기판(301) 전체에 형성할 수도 있다. 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 광의 적어도 일부를 흡수하는 물질, 또는 광 반사 물질, 또는 광 산란물질을 포함할 수 있다. 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 가시광(예를 들어, 380nm 내지 750nm 파장 범위의 광)에 대해 반투명 또는 불투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰, 폴리비닐부티랄, 폴리페닐렌에테르, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 노보넨계(norbornene system) 수지, 메타크릴 수지, 환상 폴리올레핀계 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 우레탄 수지, 아크릴수지, 비닐 에스테르 수지, 이미드계 수지, 우레탄계 수지, 우레아(urea)수지, 멜라민(melamine) 수지 등의 열경화성 수지, 혹은 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트 등의 유기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로, 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx 등의 무기산화물, 무기질화물 등의 무기 절연 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 제1뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 블랙 매트릭스(black matrix) 재료와 같은 불투명 재료로 형성될 수 있다. 절연성 블랙 매트릭스 재료로는 유기 수지, 글래스 페이스트(glass paste) 및 흑색 안료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예컨대 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들어, 크롬 산화물), 또는 금속 질화물 입자(예를 들어, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 변형례에서 제1 뱅크층(410) 및 제2 뱅크층(420)는 고반사율을 갖는 분산된 브래그 반사체(DBR) 또는 금속으로 형성된 미러 반사체일 수 있다.
오목부에는 마이크로 LED(100)가 배치된다. 마이크로 LED(100)는 오목부에서 제1 전극(510)과 전기적으로 연결될 수 있다.
마이크로 LED(100)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 파장을 가지는 빛을 방출하며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 백색광도 구현이 가능하다. 마이크로 LED(100)는 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 의 크기를 갖는다. 마이크로 LED(100)는 개별적으로 또는 복수 개가 본 발명의 실시예에 따른 전사헤드에 의해 성장 기판(101) 상에서 픽업(pick up)되어 표시 기판(301)에 전사됨으로써 표시 기판(301)의 오목부에 수용될 수 있다.
마이크로 LED(100)는 p-n 다이오드, p-n 다이오드의 일측에 배치된 제1 컨택 전극(106) 및 제1 컨택 전극(106)과 반대측에 위치한 제2 컨택 전극(107)을 포함한다. 제1 컨택 전극(106)은 제1 전극(510)과 접속하고, 제2 컨택 전극(107)은 제2 전극(530)과 접속할 수 있다.
제1 전극(510)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄징크옥사이드(AZO;aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
패시베이션층(520)은 오목부 내의 마이크로 LED(100)를 둘러싼다. 패시베이션층(520)은 뱅크층(400)과 마이크로 LED(100) 사이의 공간을 채움으로써, 오목부 및 제1 전극(510)을 커버한다. 패시베이션층(520)은 유기 절연물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(520)은 아크릴, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 벤조사이클로부텐(BCB), 폴리이미드, 아크릴레이트, 에폭시 및 폴리에스테르 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
패시베이션층(520)은 마이크로 LED(100)의 상부, 예컨대 제2 컨택 전극(107)은 커버하지 않는 높이로 형성되어, 제2 컨택 전극(107)은 노출된다. 패시베이션층(520) 상부에는 마이크로 LED(100)의 노출된 제2 컨택 전극(107)과 전기적으로 연결되는 제2 전극(530)이 형성될 수 있다.
제2 전극(530)은 마이크로 LED(100)와 패시베이션층(520)상에 배치될 수 있다. 제2 전극(530)은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)에 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)를 개략적으로 도시한 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)는 마이크로 LED(100)를 흡착하는 흡착부(2) 및 흡착부(2)의 주변에 구비되는 완충부재(3)를 포함하여 구성된다.
마이크로 LED 전사헤드(1)는 진공 흡입력으로 마이크로 LED(100)를 흡착할 수 있다. 따라서 흡착부(2)에 형성되는 마이크로 LED(100)에 대한 흡착력은 진공 흡입력일 수 있다. 마이크로 LED 전사헤드(1)는 진공 흡입력으로 제1기판(예를 들어, 성장기판(101))의 마이크로 LED(100)를 제2기판(예를 들어, 표시 기판(301))으로 전사할 수 있다.
마이크로 LED(100)를 흡착하는 흡착부(2)는 기공을 갖는 다공성 부재로 구성될 수 있다. 흡착부(2)는 다공성 부재의 기공에 진공을 가하거나 기공에 가해진 진공을 해제하여 마이크로 LED(100)를 흡착하거나 탈착할 수 있다.
흡착부(2)의 상부에는 진공 챔버가 구비될 수 있다. 진공 챔버는 진공을 공급하거나 진공을 해제하는 진공 포트에 연결된다. 진공 챔버는 진공 포트의 작동에 따라 다공성 부재의 다수의 기공에 진공을 가하거나 기공에 가해진 진공을 해제하는 기능을 한다. 진공 챔버를 다공성 부재에 결합하는 구조는 다공성 부재에 진공을 가하거나 가해진 진공을 해제함에 있어서 다른 부위로의 진공의 누설을 방지하는데 적절한 구조라면 이에 대한 한정은 없다.
마이크로 LED(100)의 진공 흡착 시, 진공 챔버에 가해진 진공은 다공성 부재의 다수의 기공에 전달되어 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착력이 발생한다. 이로 인해 다공성 부재의 하면은 마이크로 LED(100)를 흡착하는 흡착면이 될 수 있다.
한편, 마이크로 LED(100)의 탈착 시에는 진공 챔버에 가해진 진공이 해제됨에 따라 다공성 부재의 다수의 기공에도 진공이 해제되어 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착력이 제거된다.
다공성 부재는 기공이 일정 배열로 형성되는 양극산화막을 포함한다. 양극산화막은 모재인 금속을 양극산화하여 형성된 막을 의미하고, 기공은 금속을 양극산화하여 양극산화막을 형성하는 과정에서 형성되는 구멍을 의미한다. 예컨대, 모재인 금속이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금인 경우, 모재를 양극산화하면 모재의 표면에 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막이 형성된다. 위와 같이 형성된 양극산화막은 내부에 기공이 형성되지 않은 배리어층과, 내부에 기공이 형성된 다공층으로 구분된다. 배리어층은 모재의 상부에 위치하고, 다공층은 배리어층의 상부에 위치한다. 이처럼 배리어층과 다공층을 갖는 양극산화막의 표면에 형성된 모재에서, 모재를 제거하게 되면, 양극산화알루미늄(Al2O3) 재질의 양극산화막만이 남게 된다.
양극산화막은, 지름이 균일하고, 수직한 형태로 형성되면서 규칙적인 배열을 갖는 기공을 갖게 된다. 따라서, 배리어층을 제거하면, 기공은 상, 하로 수직하게 관통된 구조를 갖게 되며, 이를 통해 수직한 방향으로 진공압을 형성하는 것이 용이하게 된다.
양극산화막의 내부는 수직 형상의 기공에 의해 수직한 형태로의 공기 유로를 형성할 수 있게 된다. 기공의 내부 폭은 수 nm 내지 수 백nm의 크기를 갖는다. 예를 들어, 진공 흡착하고자 하는 마이크로 LED의 사이즈가 30μm x 30μm인 경우이고 기공의 내부 폭이 수 nm인 경우에는 대략 수 천만개의 기공을 이용하여 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다.
한편, 진공 흡착하고자 하는 마이크로 LED(100)의 사이즈가 30μm x 30μm인 경우이고 기공의 내부 폭이 수 백 nm인 경우에는 대략 수 만개의 기공을 이용하여 마이크로 LED(100)를 진공 흡착할 수 있게 된다. 마이크로 LED(100)의 경우에는 기본적으로 제1 반도체층(102), 제2 반도체층(104), 제1 반도체층(102)과 제2 반도체층(104) 사이에 형성된 활성층(103), 제1 컨택전극(106) 및 제2 컨택전극(107)만으로 구성됨에 따라 상대적으로 가벼운 편이므로 양극산화막의 수만 내지 수 천만개의 기공을 이용하여 진공 흡착하는 것이 가능한 것이다.
이러한 양극산화막에 홀(2a)이 형성될 수 있다. 홀(2a)은 전술한 양극산화막을 수직방향으로 에칭함으로써 형성될 수 있다. 홀(2a)은 제1기판(101)의 마이크로 LED(100) 각각에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 홀(2a)은 양극산화막의 상면과 하면을 관통하도록 형성된다. 홀(2a)의 직경은 양극산화막의 기공의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 기공의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 홀(2a)이 형성되는 구성에 의하여 기공만으로 마이크로 LED(100)를 흡착하는 구성에 비해, 마이크로 LED(100)에 대한 진공 흡착 면적을 키울 수 있게 된다.
다공성 부재는 형상의 측면에서 분말, 코팅막, 벌크가 가능하고, 분말의 경우 구형, 중공구형, 화이버, 튜브형등 다양한 형상이 가능하며, 분말을 그대로 사용하는 경우도 있지만, 이를 출발물질로 코팅막, 벌크 형상을 제조하여 사용하는 것도 가능하다.
다공성 부재의 기공이 무질서한 기공구조를 갖는 경우에는, 다공성 부재의 내부는 다수의 기공들이 서로 연결되면서 다공성 부재의 상, 하를 연결하는 공기 유로를 형성하게 된다. 한편, 다공성 부재의 기공이 수직 형상의 기공구조를 갖는 경우에는, 다공성 부재의 내부는 수직 형상의 기공에 의해 다공성 부재의 상, 하로 관통되면서 공기 유로를 형성할 수 있도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 흡착부(2)의 주변에는 완충부재(3)가 구비될 수 있다. 완충부재(3)는 흡착부(2)의 주변에 흡착부(2)보다 하부로 돌출되게 구비될 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 마이크로 LED 전사헤드(1)가 하강할 경우 가장 먼저 제1기판(101)의 상면에 접촉될 수 있다.
완충부재(3)는 탄성 변형할 수 있는 재질로 구성될 수 있다. 완충부재(3)는 스펀지, 고무, 실리콘, 발포체를 포함할 수 있고, 바람직하게는 PDMS(Polydimethysiloxane)일 수 있다. 다만, 완충부재(3)는 위와 같은 구성에 한정되지 않는다.
위와 같은 완충부재(3)는 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강에 의해 최대로 수축되었을 때 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)의 높이보다 큰 길이를 갖도록 구비될 수 있다. 이는 완충부재(3)를 구성하는 재료의 수축률을 고려하여 완충부재(3)를 구비함으로써 구현될 수 있다. 따라서, 완충부재(3)의 최대 수축 길이는 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)의 높이보다 클 수 있다. 예컨대, 제1기판(101)에 칩핑된 복수개의 마이크로 LED(100)의 높이가 각각 다를 경우, 완충부재(3)의 최대 수축 길이는 제1기판(101)상의 가장 높은 높이를 갖는 마이크로 LED(100)의 높이보다 클 수 있다.
위와 같은 완충부재(3)는 최대 수축 길이까지 탄성 변형함으로써 마이크로 LED 전사헤드(1)의 과도한 하강 및 마이크로 LED(100) 파손 문제를 방지할 수 있게 된다.
구체적으로 설명하면, 본 발명의 착상의 배경이 된 전사헤드(1000)는 휨 현상이 발생한 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 각각의 마이크로 LED(100)에 대해 다른 하강 위치를 갖고 하강할 수 있다. 이 경우, 전사헤드(1000)는 제1기판(101)의 휨 현상으로 인해 제1기판(101)의 가장 높은 위치의 마이크로 LED(100)를 먼저 흡착하게 된다. 그런 다음 비흡착된 제1기판(101)상의 다른 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 더욱 하강하게 된다. 이 때 흡착부(2)에 먼저 흡착된 마이크로 LED(100)는 전사헤드(1000)의 하강에 의해 과도하게 가압되게 된다. 이로 인해 마이크로 LED(100) 파손 문제가 발생하게 된다.
하지만 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)는 흡착부(2)의 주변에 흡착부(2)보다 돌출되도록 완충부재(3)를 구비하여 완충부재(3)의 최대 수축 길이까지만 하강할 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강 위치가 제한될 수 있다. 그 결과 휨 현상이 발생한 제1기판(101)상의 마이크로 LED(100)를 파손시키지 않고 흡착할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 완충부재(3)는 최대 수축 길이까지 수축되면서 휨 현상이 발생된 제1기판(101)을 가압하여 변형시킬 수 있다. 이 경우, 완충부재(3)의 탄성계수는 제1기판(101)의 탄성계수보다 낮을 수 있다.
제1기판(101)의 경우, 크라잉 형태 또는 스마일 형태로 휨 현상이 발생할 때 제1기판(101)상에 존재하는 마이크로 LED 존재영역측으로 휘어질 수 있다. 완충부재(3)는 흡착부(2)의 주변이면서 제1기판(101)상의 마이크로 LED 존재영역의 바깥부분과 대응되는 위치에 구비되어 제1기판(101)을 눌러서 변형시키면서 제1기판(101)의 편평도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해 제1기판(101)의 휨 현상으로 인해 각각 다른 높이를 갖는 마이크로 LED(100)의 흡착 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 완충부재(3)는 최대 수축 길이까지 수축된 후에 제1기판(101)을 가압하여 변형시킬 수도 있다.
본 발명은 위와 같은 완충부재(3)를 구비하여 제1기판(101)의 워피지(warpage)를 완화시키면서 마이크로 LED(100)를 보다 효율적으로 일괄 흡착할 수 있는 환경을 조성할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)를 아래에서 바라보고 도시한 도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 완충부재(3)는 흡착부(2)의 주변에 불연속적으로 구비될 수 있다. 이 경우, 도 5에서는 도 5의 도면상 흡착부(2)의 좌, 우, 상, 하 주변에 각각 하나의 완충부재(3)가 구비되는 것으로 도시하였지만, 흡착부(2)의 주변에 불연속적으로 구비되는 완충부재(3)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
완충부재(3)는 흡착부(2)의 주변에 불연속적으로 구비될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 완충부재(3)는 도면상 흡착부(2)의 좌, 우, 상, 하측 주변에 불연속적으로 구비되어 흡착부(2)의 주변에 복수개 구비될 수 있다.
완충부재(3)는 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강으로 제1기판(101)에 상면에 접촉되어 수축될 수 있다. 이러한 완충부재(3)는 흡착부(2)의 주변에 불연속적으로 구비되되 도면상 흡착부의 좌, 우, 상, 하측 주변에 구비되어 제1기판(101)의 휨 현상을 균일하게 완화시킬 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)의 마이크로 LED(100) 흡착 과정에서 제1기판(101)의 마이크로 LED 존재영역 중 일부의 마이크로 LED(100)가 과도하게 가압되는 문제를 방지하여 마이크로 LED(100) 파손 발생률이 감소될 수 있게 된다. 그 결과 마이크로 LED(100) 흡착 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 완충부재(3)는 흡착부(2) 주변에 연속적으로 구비될 수 있다. 완충부재(3)는 흡착부(2)의 둘레를 따라 주변에 연속적으로 구비되는 형태일 수 있다. 예컨대, 흡착부(2)가 직사각형의 단면을 갖는 형태로 구비될 경우, 완충부재(3)는 직사각형 둘레를 따라 주변에 연속적으로 구비되는 형태일 수 있다. 또는 흡착부(2)가 원형 단면을 갖는 형태로 구비될 경우, 완충부재(3)는 원형의 둘레를 따라 주변에 연속적으로 구비되는 형태일 수 있다. 이는 완충부재(3)의 하나의 예시적인 형태이므로 완충부재(3)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 완충부재(3)는 흡착부(2) 주변에 적합한 형태로 연속적으로 구비될 수 있다.
흡착부(2)의 주변에 연속적으로 구비되는 완충부재(3)는 휨 현상이 발생된 제1기판(101)의 테두리를 균일하게 가압하여 변형시킬 수 있다. 여기서 제1기판(101)의 테두리는 제1기판(101)상에 존재하는 마이크로 LED 존재영역의 바깥부분일 수 있다.
제1기판(101)에 발생하는 크라잉 형태의 휨 현상 또는 스마일 형태의 휨 현상은 제1기판(101)의 마이크로 LED 존재영역측으로 휘어지면서 발생할 수 있다. 흡착부(2) 주변에 연속적으로 구비되는 완충부재(3)는 위와 같은 제1기판(101)의 마이크로 LED 존재영역의 바깥부분을 균일하게 눌러서 변형시킬 수 있다. 이로 인해 제1기판(101)의 휨 현상이 보다 효과적으로 완화될 수 있다. 그 결과 제1기판(101)의 휨 현상으로 인해 제1기판(101)의 마이크로 LED 존재영역의 일부가 과도하게 가압되어 마이크로 LED(100)를 파손시키는 문제를 방지할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)의 동작 순서를 개략적으로 도시한 도이다.
도 6(a)는 마이크로 LED 전사헤드(1)가 휨 현상이 발생한 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)를 흡착하기 전 상태를 도시한 도이다. 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 흡착부(2)의 주변에 완충부재(3)가 구비될 수 있다. 완충부재(3)는 흡착부(2)보다 하부로 돌출되는 형태로 구비될 수 있다.
그런 다음 마이크로 LED 전사헤드(1)는 마이크로 LED(100)를 흡착하기 위해 하강할 수 있다. 도 6(b)는 마이크로 LED 전사헤드(1)가 하강하여 완충부재(3)의 하면이 제1기판(101)의 상면에 접촉된 상태를 도시한 도이다. 이 경우, 완충부재(3)는 수축되기 전일 수 있다. 제1기판(101)의 상면과 접촉된 완충부재(3)는 완충부재(3)와 제1기판(101)의 접촉 이후 더 하강하는 마이크로 LED 전사헤드(1)로 인해 수축될 수 있다. 완충부재(3)는 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강으로 인해 가압되어 수축되면서 휨현상이 발생된 제1기판(101)을 눌러서 변형시킬 수 있다. 여기서 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강으로 인해 수축된 완충부재(3)가 수축되면서 휨 현상이 발생된 제1기판(101)을 눌러서 변형시킬 경우, 완충부재(3)의 탄성계수는 제1기판(101)의 탄성계수보다 낮을 수 있다.
마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강으로 완충부재(3)는 최대 수축 길이까지 수축될 수 있다. 도 6(c)는 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강에 의해 완충부재(3)가 최대 수축 길이까지 수축된 상태를 도시한 도이다. 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 완충부재(3)는 마이크로 LED 전사헤드(1)의 가압으로 최대 수축 길이에 도달하여 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강위치를 제한할 수 있다. 최대 수축 길이에 도달한 완충부재(3)는 더이상 수축되지 않음으로써 마이크로 LED 전사헤드(1)의 과도한 하강을 방지할 수 있다. 완충부재(3)는 휨 현상이 발생된 제1기판(101)을 눌러서 변형시키면서 최대 수축 길이까지 수축될 수 있다. 완충부재(3)에 의해 하강 위치가 제한된 마이크로 LED 전사헤드(1)는 제1기판(101)의 마이크로 LED(100) 파손 문제를 유발하지 않을 수 있다.
도 6(c)에서는 완충부재(3)에 의해 하강 위치가 제한된 마이크로 LED 전사헤드(1)가 마이크로 LED(100)상면과 이격되어 마이크로 LED(100)를 흡착하는 것으로 도시하였으나, 마이크로 LED 전사헤드(1)는 마이크로 LED(100)상면과 접촉되어 마이크로 LED(100)를 흡착할 수도 있다. 다시 말해, 완충부재(3)는 마이크로 LED 전사헤드(1)와 마이크로 LED(100) 사이에 이격거리를 형성하며 최대 수축 길이까지 수축될 수 있고, 또는 마이크로 LED 전사헤드(1)의 흡착부(2)의 흡착면과 마이크로 LED(100) 상면이 접촉되도록 최대 수축 길이까지 수축될 수도 있다.
완충부재(3)가 도 6(c)와 같이 마이크로 LED 전사헤드(1)와 마이크로 LED(100) 사이에 이격거리를 형성하며 수축될 경우, 마이크로 LED 파손 방지 측면에서 효과적일 수 있다.
한편, 완충부재(3)가 흡착면과 마이크로 LED(100) 상면이 접촉되도록 수축될 경우, 마이크로 LED 흡착 측면에서 보다 효과적일 수 있다. 완충부재(3)는 흡착면과 마이크로 LED(100)를 접촉시킬 수 있을 높이로 수축되어 완충 기능을 수행하면서 마이크로 LED 전사헤드(1)의 마이크로 LED(100) 흡착이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
도 6(d)는 마이크로 LED(100)를 흡착한 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)의 상승 상태를 도시한 도이다. 도 6(c)에서 완충부재(3)에 의해 하강 위치가 제한된 마이크로 LED 전사헤드(1)에 흡착된 마이크로 LED(100)는 LLO(Laser-lift-off)공정이 수행될 수 있다. LLO공정이 수행되어 마이크로 LED(100)가 탈착될 경우, 제1기판(101)은 성장 기판(101)일 수 있다. 한편, 제1기판(101)이 캐리어 기판일 경우, 열 또는 전자기파를 이용하여 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)에 대한 접착력을 상실시켜 마이크로 LED(100)를 탈착시킬 수 있다. 도 6(d)와 같이 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)를 흡착한 마이크로 LED 전사헤드(1)는 제2기판에 마이크로 LED(100)를 전사할 수 있다.
본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)는 도 4 및 도 6에 도시된 휨 현상이 발생된 제1기판(101) 외에 낮은 평탄도를 갖는 제1기판의 마이크로 LED도 효과적으로 흡착할 수 있다.
마이크로 LED가 칩핑된 제1기판의 평탄도가 낮을 경우, 본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)는 완충부재(3)를 통해 제1기판의 평탄도를 조절할 수 있다. 완충부재(3)의 적어도 일부는 평탄도가 낮은 제1기판(101)의 상면에 접촉될 수 있다. 제1기판(101)에 먼저 접촉된 완충부재(3)의 적어도 일부는 수축되면서 접촉된 제1기판(101)을 눌러서 변형시킬 수 있다. 먼저 접촉된 적어도 일부의 완충부재(3)에 의해 제1기판(101)의 평탄도가 조절되면서 비접촉된 나머지 일부의 완충부재(3)와 제1기판(101)이 접촉될 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)가 낮은 평탄도를 갖는 제1기판(101)의 마이크로 LED(100)를 효율적으로 흡착할 수 있는 환경이 조성될 수 있다.
본 발명의 마이크로 LED 전사헤드(1)는 탄성 변형 가능한 재질로 구성된 완충부재(3)를 흡착부(2) 주변에 구비한다. 본 발명은 위와 같은 완충부재(3)의 눌림량을 제어함으로써 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강 위치를 제한할 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)의 과도한 하강이 방지되어 마이크로 LED(100)를 파손시키는 문제가 방지될 수 있게 된다.
또한, 완충부재(3)는 휨 현상이 발생된 제1기판(101)의 편평도를 향상시키면서 수축되므로 마이크로 LED(100)를 파손시키지 않고 효율적으로 흡착할 수 있는 환경이 조성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1변형 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)를 개략적으로 도시한 도이다. 제1변형 예는 완충부재(3) 주변에 완충부재(3)의 눌림량을 제한할 수 있는 정지부재(4)가 구비된다는 점에서 제1실시 예와 차이가 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1변형 예의 마이크로 LED 전사헤드(1)는 흡착부(2), 완충부재(3) 및 정지부재(4)를 포함해서 구성될 수 있다.
완충부재(3)는 흡착부(2)의 주변에 흡착부(2)보다 하부로 돌출되도록 구비될 수 있다. 이러한 완충부재(3)의 주변에 완충부재(3)의 눌림량을 제한할 수 있는 정지부재(4)가 구비될 수 있다.
정지부재(4)는 완충부재(3)보다 낮은 높이로 구비될 수 있다. 다시 말해, 완충부재(3)는 정지부재(4)보다 하부로 돌출되게 구비될 수 있다. 정지부재(4)가 완충부재(3)보다 낮은 높이로 구비됨으로써, 완충부재(3)와 정지부재(4) 간에 높이차가 존재할 수 있다. 정지부재(4)는 완충부재(3)보다 낮은 높이로 구비되어 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강 시 제1기판(101)의 상면에 가장 먼저 접촉되는 완충부재(3)의 눌림량을 제한할 수 있다.
정지부재(4)는 완충부재(3)보다 낮은 탄성계수를 갖는 재질로 구성될 수 있다. 완충부재(3)는 정지부재(4)와 반대로 높은 탄성계수를 갖는 재질로 구성될 수 있다. 다시 말해, 정지부재(4)는 외력에 의해 쉽게 변형되지 않는 특성을 갖는 반면에 완충 부재(3)는 외력에 의해 상대적으로 쉽게 변형될 수 있는 특성을 가진다. 이 경우, 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강시 제1기판(101)의 상면에 정지부재(4)보다 먼저 접촉된 완충부재(3)가 정지부재(4)와의 높이차만큼 수축될 수 있다. 정지부재(4)와의 높이차만큼 수축된 완충부재(3)로 인해 정지부재(4)의 하면은 제1기판(101)에 접촉될 수 있다. 이 때 정지부재(4)는 낮은 탄성계수를 갖는 특성으로 인해 거의 수축되지 않으므로 완충부재(3)의 수축을 정지할 수 있게 된다. 다시 말해, 낮은 탄성계수로 구성된 정지부재(4)는 완충부재(3)의 눌림량을 제한할 수 있게 된다.
정지부재(4)는 완충부재(3)의 눌림량을 제한함으로써 마이크로 LED 전사헤드(1)의 하강 위치를 제한할 수 있게 된다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)의 과도한 하강으로 마이크로 LED(100)가 파손되는 문제를 방지할 수 있게 된다.
또한, 정지부재(4)는 완충부재(3)의 제1기판(101)의 휨 현상 완화 및 평탄도 조절의 기능이 보다 효과적으로 수행될 수 있도록 기여할 수 있다. 완충부재(3)는 수축되면서 제1기판(101)의 휨 현상을 완화하거나 평탄도를 조절할 수 있다. 완충부재(3)는 정지부재(4)와의 높이차만큼 수축되면서 1차적으로 제1기판(101)의 휨 현상 완화 및 평탄도를 조절할 수 있다. 완충부재(3)가 정지부재(4)와의 높이차만큼 수축되고 난 후, 정지부재(4)는 제1기판(101)의 상면에 접촉되어 2차적으로 제1기판(101)의 휨 현상 완화 및 평탄도를 조절할 수 있다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)는 보다 효과적으로 마이크로 LED(100)를 흡착할 수 있는 환경에서 공정을 수행할 수 있게 된다. 그 결과 마이크로 LED(100)의 흡착 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 8은 제1변형 예의 마이크로 LED 전사헤드(1)를 아래에서 바라보고 도시한 도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 정지부재(4)는 완충부재(3)의 주변에 완충부재(3)의 둘레를 따라 연속적으로 구비될 수 있다. 도 8에서는 사각 단면을 갖는 완충부재(3)의 주변에 원형 단면을 갖는 정지부재(4)가 완충부재(3)의 둘레를 따라 연속적으로 구비되는 것으로 도시하였지만, 정지부재(4)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
한편, 정지부재(4)는 완충부재(3)의 주변에 불연속적으로 구비될 수 있다. 정지부재(4)는 완충부재(3)의 주변에 불연속적으로 구비될 경우, 바람직하게는 적어도 두개 이상 구비될 수 있다. 완충부재(3)의 주변에 불연속적으로 적어도 두개 이상 구비되는 정지부재(4)는 도 8의 도면상 완충부재(3)의 좌, 우측 또는 상, 하측에 하나씩 구비될 수 있다. 이로 인해 완충부재(3)가 정지부재(4)와의 높이차만큼 수축되었을 때 완충부재(3)의 눌림량을 보다 효과적으로 제한할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 제2변형 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)를 개략적으로 도시한 도이다. 제2변형 예는 흡착부(2) 주변에 구비되는 완충부재(3)가 변형부(3a) 및 지지부(3b)로 구성된다는 점에서 제1실시 예와 차이가 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2변형 예에 따른 마이크로 LED 전사헤드(1)는 흡착부(2) 주변에 흡착부(2)보다 돌출되게 완충부재(3)가 구비된다.
완충부재(3)는 높은 탄성계수를 갖는 재질로 이루어진 변형부(3a) 및 낮은 탄성계수의 특성을 갖는 재질로 이루어진 지지부(3b)로 구성될 수 있다. 도 9에서는 변형부(3a)가 제1변형 포스트 및 제2변형 포스트로 구성되는 것으로 도시하였다. 변형부(3a)를 구성하는 변형 포스트의 개수는 이에 한정되지 않는다.
변형부(3a)는 탄성 변형 가능한 재질로 이루어진 변형 포스트로 구성될 수 있다. 완충부재(3)는 휨 현상 완화 및 낮은 평탄도의 제1기판(101)에 접촉되었을 때, 변형부(3a)에 의해 완충의 기능을 수행하며 제1기판(101)을 눌러서 변형시킬 수 있게 된다.
지지부(3b)는 낮은 탄성계수를 갖는 재질로 구성되어 변형부(3a)의 하부에 결합될 수 있다. 지지부(3b)는 변형부(3a)를 상면에서 지지할 수 있다. 지지부(3b)는 변형부(3a)의 하부에 결합되어 제1기판(101)의 상면에 직접적으로 접촉될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 9의 도면상 흡착부(2)의 흡착면보다 하부로 돌출되는 완충부재(3)의 높이는 제1기판(101)상의 마이크로 LED(100)보다 클 수 있다. 이로 인해 변형부(3a)가 최대 수축 길이까지 변형되었을 경우, 흡착면이 마이크로 LED(100)를 과도하게 가압하면서 파손시키는 문제를 방지할 수 있다.
변형부(3a)가 최대 수축 길이까지 변형될 때 지지부(3b)는 제1기판(101)의 휨 현상 완화 및 평탄도를 조절할 수 있다. 지지부(3b)의 경우, 낮은 탄성계수의 특성으로 인해 제1기판(101)의 휨 현상 완화 및 평탄도 조절을 보다 효과적으로 수행할 수 있다.
완충부재(3)는 변형부(3a) 및 지지부(3b)로 구성되어 탄성 및 강성의 특성을 동시에 구비할 수 있게 된다. 이로 인해 마이크로 LED 전사헤드(1)의 완충 기능과 마이크로 LED 전사헤드(1)의 물리적 하강 위치 제한을 보다 효과적으로 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
1: 마이크로 LED 전사헤드
2: 흡착부 2a: 홀
3: 완충부재
3a: 변형부 3b: 지지부
4: 정지부재
100: 마이크로 LED 101: 제1기판

Claims (4)

  1. 제1기판의 마이크로 LED를 흡착하여 제2기판으로 전사하는 마이크로 LED 전사헤드에 있어서,
    상기 마이크로 LED를 흡착하는 흡착부; 및
    상기 흡착부의 주변에 구비되며 상기 흡착부보다 하부로 돌출되는 완충부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는 상기 흡착부의 주변에 불연속적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는 상기 흡착부의 주변에 연속적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는 PDMS인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 전사헤드.
KR1020190013879A 2019-02-01 2019-02-01 마이크로 led 전사헤드 Ceased KR20200095909A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190013879A KR20200095909A (ko) 2019-02-01 2019-02-01 마이크로 led 전사헤드
CN202010069577.3A CN111524844A (zh) 2019-02-01 2020-01-21 微发光二极管转移头
US16/777,794 US20200251373A1 (en) 2019-02-01 2020-01-30 Micro led transfer head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190013879A KR20200095909A (ko) 2019-02-01 2019-02-01 마이크로 led 전사헤드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200095909A true KR20200095909A (ko) 2020-08-11

Family

ID=71835769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190013879A Ceased KR20200095909A (ko) 2019-02-01 2019-02-01 마이크로 led 전사헤드

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200251373A1 (ko)
KR (1) KR20200095909A (ko)
CN (1) CN111524844A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4179856A1 (en) * 2020-08-31 2023-05-17 Io Tech Group Ltd. Systems and methods for inkjet or laser based pick and place machine at high speed
CN113437195B (zh) * 2021-06-04 2022-07-05 季华实验室 一种微型器件转移装置及转移方法
CN113471062A (zh) * 2021-06-30 2021-10-01 中国科学技术大学 Iii族氧化物薄膜制备方法及其外延片
CN114220828B (zh) * 2021-12-13 2023-10-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Micro-LED芯片的巨量转移方法和用于该方法的转移载体
CN114695624B (zh) * 2022-03-24 2024-12-27 Tcl华星光电技术有限公司 Micro LED芯片的转移装置及转移方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100731673B1 (ko) 1999-12-03 2007-06-25 크리, 인코포레이티드 광 적출을 향상시킨 마이크로-발광 다이오드 어레이
KR20140112486A (ko) 2011-11-18 2014-09-23 럭스뷰 테크놀로지 코포레이션 전기 절연 층을 갖는 마이크로 led 구조체 및 마이크로 led 구조체들의 어레이를 형성하는 방법
KR20170019415A (ko) 2014-06-18 2017-02-21 엑스-셀레프린트 리미티드 트랜스퍼가능한 반도체 구조체들의 방출을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들
KR20170024906A (ko) 2015-08-26 2017-03-08 엘지전자 주식회사 마이크로 디바이스의 픽업 헤드유닛
KR20170026959A (ko) 2015-08-31 2017-03-09 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 표시장치의 제조방법
KR101754528B1 (ko) 2016-03-23 2017-07-06 한국광기술원 건식 접착구조를 갖는 ｌｅｄ 구조체 어레이의 전사체와 이를 이용한 ｌｅｄ 구조체 어레이의 이송방법 및 ｌｅｄ 구조체
KR101757404B1 (ko) 2015-07-24 2017-07-12 한국기계연구원 점착력 제어 필름 기반 선택적 연속 전사 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004025084D1 (de) * 2003-01-29 2010-03-04 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd Vakuum saugkopf
KR102426709B1 (ko) * 2016-02-23 2022-07-29 삼성디스플레이 주식회사 발광 다이오드를 트랜스퍼하는 장치 및 방법
US10217729B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-26 Intel Corporation Apparatus for micro pick and bond
CN106953156B (zh) * 2017-04-06 2019-10-15 京东方科技集团股份有限公司 天线结构及其制作方法和通讯装置
CN107680983B (zh) * 2017-10-30 2022-03-29 厦门乾照光电股份有限公司 Micro LED阵列器件、拾取装置及相关制作方法、转运方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100731673B1 (ko) 1999-12-03 2007-06-25 크리, 인코포레이티드 광 적출을 향상시킨 마이크로-발광 다이오드 어레이
KR20140112486A (ko) 2011-11-18 2014-09-23 럭스뷰 테크놀로지 코포레이션 전기 절연 층을 갖는 마이크로 led 구조체 및 마이크로 led 구조체들의 어레이를 형성하는 방법
KR20170019415A (ko) 2014-06-18 2017-02-21 엑스-셀레프린트 리미티드 트랜스퍼가능한 반도체 구조체들의 방출을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들
KR101757404B1 (ko) 2015-07-24 2017-07-12 한국기계연구원 점착력 제어 필름 기반 선택적 연속 전사 장치
KR20170024906A (ko) 2015-08-26 2017-03-08 엘지전자 주식회사 마이크로 디바이스의 픽업 헤드유닛
KR20170026959A (ko) 2015-08-31 2017-03-09 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 표시장치의 제조방법
KR101754528B1 (ko) 2016-03-23 2017-07-06 한국광기술원 건식 접착구조를 갖는 ｌｅｄ 구조체 어레이의 전사체와 이를 이용한 ｌｅｄ 구조체 어레이의 이송방법 및 ｌｅｄ 구조체

Also Published As

Publication number Publication date
US20200251373A1 (en) 2020-08-06
CN111524844A (zh) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI784104B (zh) 微led轉移頭
US10615064B2 (en) Transfer head for micro LED
US10889009B2 (en) Transfer head
KR20190114372A (ko) 마이크로 led 전사 시스템
KR102517784B1 (ko) 마이크로 led 흡착체
KR20200095909A (ko) 마이크로 led 전사헤드
KR20200129751A (ko) 마이크로 led 흡착체 및 이를 이용한 마이크로 led 디스플레이 제작 방법 및 마이크로 led 디스플레이
KR20190131311A (ko) 마이크로 led 흡착체
KR20200015082A (ko) 마이크로 led 구조체 및 이의 제조방법
KR20190131305A (ko) 마이크로 led 전사 시스템
KR20200005235A (ko) 마이크로 led 전사헤드
KR102527139B1 (ko) 마이크로 led 전사헤드 및 마이크로 led 전사 스테이지
CN110349899A (zh) 微发光二极管吸附体
KR20190131309A (ko) 마이크로 led 전사 시스템
KR20200020208A (ko) 마이크로 led 전사 시스템
KR20200005237A (ko) 마이크로 led 전사 헤드 및 이를 이용한 마이크로 led 전사 시스템
KR102498112B1 (ko) 마이크로 led 전사 헤드
KR20220021173A (ko) 미소 소자 이송체 및 이를 포함하는 미소 소자 전사 시스템 및 미소 소자가 실장되는 전자 제품의 제조 방법
KR20200001323A (ko) 마이크로 led 전사헤드
KR102643764B1 (ko) 마이크로 led 전사헤드
US11049759B2 (en) Micro LED transfer head
KR20190114371A (ko) 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 led 흡착방법
KR20190135858A (ko) 마이크로 led 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 led 전사 시스템
KR20210025217A (ko) 마이크로 led 전사헤드 및 이를 이용한 마이크로 led 디스플레이 제조 방법
KR20190124920A (ko) 소자 전사 헤드

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000