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KR102770839B1 - 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치 - Google Patents

마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치 Download PDF

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KR102770839B1
KR102770839B1 KR1020247007264A KR20247007264A KR102770839B1 KR 102770839 B1 KR102770839 B1 KR 102770839B1 KR 1020247007264 A KR1020247007264 A KR 1020247007264A KR 20247007264 A KR20247007264 A KR 20247007264A KR 102770839 B1 KR102770839 B1 KR 102770839B1
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magnet
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semiconductor light
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정임덕
최봉운
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 실시예는 챔버 내에 수용된 칩 트레이; 복수의 엘이디칩이 수용되는 칩 배스; 엘이디칩을 자력에 의해 흡착/분리하는 마그넷 헤드 및; 마그넷 헤드를 칩 배스의 제1위치와 칩 트레이의 제2위치로 이송하는 헤드 이송기구을 포함하고, 마그넷 헤드는, 마그넷이 수용된 마그넷 하우징와, 마그넷 하우징을 승강시키는 승강부재와, 승강부재를 승강시키는 구동원 및 엘이디칩이 흡착, 분리되는 글래스를 포함한다.

Description

마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치
본 발명은 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 엘이디 디스플레이를 제조하는 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.
그러나, LCD의 경우, 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 존재하고, AMOLED의 경우, 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않다는 취약점이 존재한다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광 소자를 이용하여 디스플레이(즉, 엘이디 디스플레이)를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트 기반의 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전력 소모, 우수한 초기 구동 특성, 및 높은 진동 저항 등의 다양한 장점을 갖는다.
한편, 최근에는 일반 발광 다이오드(LED) 칩 보다 길이가 10분의 1, 면적은 100분의 1 정도인 10 ~ 100 마이크로미터(μm) 크기의 마이크로 엘이디(μLED)가 점차 증대되고 있다.
이러한 마이크로 엘이디(μLED)는 기존　LED에 비해 반응 속도가 빠르고, 낮은 전력, 높은 휘도를 지원하며, 디스플레이에 적용할 경우 휘어질 때 깨지지 않는 장점을 갖는다.
상기 마이크로 엘이디(μLED)를 적용한 디스플레이의 경우 마이크로 엘이디를 기판 또는 인터포저(interposer)에 전사한 후 마이크로 엘이디의 발광을 테스트하는 발광 검사를 행할 수 있다.
본 발명은 다량의 엘이디칩을 신속하고, 정량으로 운반가능한 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 실시 예에 따른 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 챔버 내에 수용된 칩 트레이; 복수의 엘이디칩이 수용되는 칩 배스; 엘이디칩을 자력에 의해 흡착/분리하는 마그넷 헤드 및; 마그넷 헤드를 칩 배스의 제1위치와 칩 트레이의 제2위치로 이송하는 헤드 이송기구을 포함하고, 마그넷 헤드는, 마그넷이 수용된 마그넷 하우징과, 마그넷 하우징을 승강시키는 승강부재와, 승강부재를 승강시키는 구동원 및 엘이디칩이 흡착, 분리되는 글래스를 포함한다.
마그넷 헤드는 마그넷 하우징 및 승강부재가 수용되는 공간이 형성된 헤드 하우징을 포함하고, 글래스는 헤드 하우징의 하면에 배치될 수 있다.
구동원은 헤드 하우징의 상면에 배치될 수 있다.
승강부재는 마그넷 하우징의 상면에 고정된 고정바디와, 고정바디의 상면에 고정된 승강축을 포함할 수 있고, 헤드 하우징은 승강축이 관통되는 통공이 형성될 수 있다.
칩 배스는 챔버 내에 형성될 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 챔버에 칩 배스와 이격되게 배치되고, 칩 트레이가 안착되는 안착바디가 형성된 칩 트레이 서포터를 더 포함할 수 있다.
칩 트레이 서포터는 안착바디에 연결된 연결바디를 포함하고, 연결바디는 챔버의 테두리부의 내측면과, 상단 및 외측면을 둘러쌀 수 있다.
칩 트레이 서포터는 복수개가 서로 이격되게 배치될 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 칩 트레이 서포터를 챔버의 장방향으로 이동시키는 구동기구를 더 포함할 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 챔버가 안착되는 테이블을 더 포함할 수 있고, 구동기구 및 헤드 이송기구는 테이블에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 칩 배스에 수용된 복수의 엘이디칩을 마그넷 헤드가 신속하고 신뢰성 높게 칩 트레이로 ?ケ? 수 있다.
또한, 엘이디칩이 헤드 하우징의 하면에 배치된 글래스에 흡착되어, 마그넷 하우징 또는 헤드 하우징의 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 칩 배스가 칩 트레이와 함께 챔버 내에 형성되어, 마그넷 헤드의 이송거리가 최소화될 수 있다.
또한, 칩 트레이가 칩 트레이 서포터에 안착되므로, 칩 트레이 및 챔버의 손상을 최소화할 수 있고, 챔버의 수명이 장기화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치의 사시도이다.
도 11은 본 실시예에 따른 마그넷 헤드의 내부가 도시된 단면도이다.
도 12은 본 실시예에 따른 구동기구가 도시된 측면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다.
디스플레이의 일 예는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 구부리거나, 접을 수 있거나 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 플렉서블 디스플레이가 될 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다.
디스플레이의 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
상기 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
이하, 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 디스플레이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이며, 도 4는 도 3a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다.
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함한다.
기판(110)의 일 예는 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(110)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 기판(110)에 절연층(160)이 적층된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 상기 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광 소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서, 절연층(160) 상에 위치하고, 제1전극(120)의 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극홀(171)은 비아 홀에 도전물질이 채워짐에 의하여 형성될 수 있다.
본 도면들을 참조하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층(130)이 형성되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130)의 사이에 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성되거나, 절연층(160)이 없이 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 상기 전도성 접착층(130)에서는 전도성을 가지는 물질과 접착성을 가지는 물질이 혼합될 수 있다. 또한 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플렉서블 기능을 가능하게 한다.
이러한 예로서, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 상기 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 Z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 X-Y 방향으로는 전기절연성을 가지는 레이어로서 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 Z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하 '전도성 접착층'이라 한다).
상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분만 이방성 전도매질에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이하, 상기 이방성 전도성 필름에는 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도성 필름이 부분적으로 전도성을 가지기 위하여 다른 방법도 가능하다. 이러한 방법은, 예를 들어 상기 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화 등이 될 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도매질은 예를 들어, 도전볼이나 전도성 입자가 될 수 있다. 도시에 의하면, 본 예시에서 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정부분만 도전볼에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있으며, 이 경우에 열 및 압력이 가해진 부분이 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 Z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성된다.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 열 및 압력이 가해진 부분이 전도성 물질이 변형되어(눌러 붙어서) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 Z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하다. 이 경우에, 전도성 물질은 뽀족한 단부를 가질 수 있다.
도시에 의하면, 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도성 필름(fixed array ACF)이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연성 베이스부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스부재의 바닥부분에 집중적으로 배치되며, 상기 베이스부재에서 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형됨에 따라 수직방향으로 전도성을 가지게 된다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태나, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 particle 혹은 nano 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.
다시 도면을 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격하여 절연층(160)에 위치한다. 즉, 상기 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다.
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광 소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 발광 소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 보조전극(170)과 전도성 접착층(130)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광 소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광 소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광 소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광 소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광 소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광 소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.
또한, 복수의 반도체 발광 소자(150)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 발광 소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다.
발광 소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광 소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광 소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광 소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광 소자들은 상기 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 반도체 발광 소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광 소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광 소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광 소자일 수 있다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광 소자(150)의 사이에 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 이 경우에, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우, 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)를 증가시킬 수 있다.
형광체층(180)은 반도체 발광 소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자고, 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층될 수 있다. 따라서, 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광 소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.
또한, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(191)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광 소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.
이 경우, 반도체 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 반도체 발광 소자는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광 소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광 소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.
도 5c를 참조하면, 자외선 발광 소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광 소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광 소자의 형태로 확장될 수 있다.
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광 소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광 소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다. 따라서, 단위 화소의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광 소자의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다. 따라서, 이러한 경우, HD화질 이상의 고화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
상기에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
본 도면을 참조하면, 먼저, 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 상기 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 이 경우에, 제1전극(120)과 제2전극(140)은 상호 직교 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위하여 절연층(160)이 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.
다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광 소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광 소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광 소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.
상기 반도체 발광 소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.
그 다음에, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head 를 적용하여 열압착될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140)의 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 이를 통하여 전극들과 반도체 발광 소자(150)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때에, 반도체 발광 소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.
그 다음에, 상기 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판(112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광 소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 반도체 발광 소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광 소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광 소자도 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.
또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광 소자(250)를 포함한다.
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(220)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시 예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광 소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광 소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이, 이방성 전도성 필름에서 열 및 압력이 가해지면 부분적으로 두께방향으로 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서, 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분과 전도성을 가지지 않는 부분으로 구획된다.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광 소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.
이와 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(250)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
상기 반도체 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.
수직형 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광 소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 제1전극(220)과 전도성 접착층(230)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광 소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.
다시 도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우에, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광 소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다.
개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치될 수 있다.
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극은 오믹(ohmic) 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광 소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다.
만약 반도체 발광 소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시키기 위하여는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용한다면, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 발광 소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(290)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로서, 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다.
만일 제2전극(240)이 반도체 발광 소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광 소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광 소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 도시에 의하면, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(291)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
상기 설명과 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
한편, 상기와 같은 디스플레이 장치의 예들은 마이크로미터(μm) 크기의 엘이디를 적용한 마이크로 엘이디 디스플레이일 수 있다. 마이크로 엘이디 디스플레이의 제조 공정은 반도체 발광소자(150)(250)를 구성하는 칩을 인터포저(미도시)에 올리는 공정과, 인터포저(미도시)를 이용하여 기판(110)(210)으로 옮기는 공정을 포함할 수 있다.
이하, 반도체 발광소자(150)(250)을 엘이디칩(250)으로 칭하여 설명하고, 인터포져나 기판을 칩 트레이(300)로 칭하여 설명하다.
도 10은 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치의 사시도이고, 도 11은 본 실시예에 따른 마그넷 헤드의 내부가 도시된 단면도이다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 챔버(310)와, 테이블(320)을 포함할 수 있다.
챔버(310)는 패널 제조용 챔버일 수 있다. 챔버(310)는 테이블(320) 위에 배치될 수 있고, 지면에서 소정 높이에 위치될 수 있다.
챔버(310)는 상면이 개방될 수 있고, 전체적으로 박스 형상일 수 있다. 챔버(310)는 테이블(310) 위에 배치되는 하판부(312)과, 하판(312)의 테두리에서 돌출된 테두리부(314)를 포함할 수 있다. 테두리부(314)는 총 4개 형성될 수 있고, 4개의 테두리부(314)의 내측에는 공간(S)이 형성될 수 있다. 공간(S)은 하판부(312)의 상측에 형성될 수 있다.
공간(S)에는 물 등의 유체가 채워질 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이를 구성하는 패널(미도시)은 챔버(310)의 상단에 공간(S)을 덮도록 배치될 수 있고, 챔버(310) 내의 엘이디칩(250)은 패널에 조립될 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 칩 트레이(330)와, 칩 배스(340)와, 마그넷 헤드(350) 및 헤드 이송기구(410)를 포함할 수 있다.
칩 트레이(330)는 챔버(310) 내에 수용될 수 있다. 칩 트레이(330)는 챔버(310)의 공간(S) 보다 작게 형성될 수 있고, 챔버(310)의 공간(S) 일부 영역에 위치될 수 있다.
칩 트레이(330)의 일 예는 엘이디칩(250)이 패널로 ?グ保側? 돕는 인터포져일 수 있다.
칩 배스(340)에는 복수의 엘이디칩(250)이 수용될 수 있다. 칩 배스(340)는 챔버(310) 내에 형성될 수 있다. 칩 배스(340)는 공간(S) 보다 크기가 작을 수 있고, 공간(S)에 위치될 수 있다. 칩 배스(340)는 챔버(310)의 공간(S)에 칩 트레이(330)와 이격될 수 있다. 칩 배스(340)는 챔버(310)의 장방향으로 칩 트레이(330)와 이격될 수 있다.
칩 배스(340)는 챔버(330)의 네 테두리부(314) 중 어느 하나에 근접하게 형성될 수 있다. 칩 배스(340)는 챔버(310)의 하판부(312)에서 상향 돌출된 리브와, 챔버(310)의 네 테두리부(314) 중 어느 하나에 의해 형성될 수 있다.
마그넷 헤드(350)는 엘이디칩(250)을 자력에 의해 흡착,분리할 수 있다. 마그넷 헤드(350)는 챔버(310)의 하판부(312) 상측에서 이동될 수 있다. 마그넷 헤드(350)는 칩 배스(340)에 놓인 엘이디칩(250)을 칩 트레이(330)의 상면으로 ?ケ? 수 있다. 마그넷 헤드(350)는 칩 배스(340)의 상측으로 이동된 후 칩 배스(340)에 놓인 엘이디칩(250)을 마그넷(362)의 자력으로 흡착할 수 있고, 칩 트레이(330)의 상측으로 이동된 후, 흡착된 엘이디칩(250)을 마그넷 헤드(350)에서 분리할 수 있다.
마그넷 헤드(350)는 마그넷(362, 도 11 참조)의 높이를 가변시킬 수 있고, 마그넷(362)의 높이에 따라, 엘이디칩(250)을 흡착하거나 분리할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 마그넷(362)이 제1높이(H1)로 하강되면, 칩 배스(340)에 위치하는 엘이디칩(250)는 마그넷(362)의 인력에 의해 상승될 수 있고, 마그넷(362)이 제2높이(H2)로 상승되면, 엘이디칩(250)은 마그넷(362)의 인력이 작용하는 거리 이상으로 마그넷(362)과 이격될 수 있고, 마그넷(362)의 인력이 작용하지 않기 때문에, 중력에 의해 자유 낙하될 수 있다.
제1높이(H1)는 마그넷(362)의 인력이 엘이디칩(250)에 작용될 수 있는 흡착 높이로 정의될 수 있다.
제2높이(H2)는 Z축(Z) 방향으로 제1높이(H1) 보다 높을 수 있다. 제2높이(H2)는 마그넷(362)의 인력이 엘이디칩(250)에 작용하지 않는 분리 높이로 정의될 수 있다.
마그넷 헤드(350)의 상세 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
마그넷 헤드(350)는 도 11에 도시된 바와 같이, 마그넷 하우징(360), 승강부재(370), 구동원(380) 및 글래스(390)를 포함할 수 있다. 마그넷 헤드(350)는 헤드 하우징(340)을 더 포함할 수 있다.
마그넷 하우징(360)에는 마그넷(362)이 수용될 수 있다. 마그넷 하우징(360)의 내부에는 마그넷(362)이 수용되는 마그넷 공간(364)이 형성될 수 있다.
마그넷(362)은 마그넷 하우징(360)의 내부에 복수개 배치될 수 있다. 복수개의 마그넷(362)은 수직방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
마그넷(362)는 텐션 자석(362a)과, 텐선 자석(362a) 아래의 조립 자석(362b)과, 조립 자석(362b) 아래의 픽업 자석(362c)를 포함할 수 있고, 텐션 자석(362a)과 조립 자석(362b)과, 픽업 자석(362c)는 한 셋트를 구성할 수 있다.
승강부재(370)는 마그넷 하우징(360)을 승강시킬 수 있다. 승강부재(370)는 마그넷 하주징의 상면에 고정된 고정바디(372)와, 고정바디(372)의 상면에 고정된 승강축(374)을 포함할 수 있다. 승강축(372)의 상부는 구동원(380)에 연결될 수 있다.
구동원(380)은 승강부재(370)를 승강시킬 수 있다. 구동원(390)은 헤드 하우징(400)의 상면에 배치될 수 있다. 구동원(380)은 헤드 하우징(400)의 상측에서 승강축(374)을 승강시킬 수 있다.
헤드 하우징(400)은 내부에 마그넷 하우징(360)이 승강될 수 있는 승강공간(402)이 형성될 수 있다. 헤드 하우징(400)은 마그넷 하우징(360)의 내측에서 마그넷 하우징(360)을 보호할 수 있다. 헤드 하우징(400)는 글래스(390)가 고정되는 글래스 하우징일 수 있다.
글래스(390)에는 엘이디칩(250)이 흡착, 분리될 수 있다. 글래스(390)는 헤드 하우징(400)의 하면에 배치될 수 있다. 글래스(390)의 상면은 헤드 하우징(400)의 하면에 고정될 수 있다. 글래스(390)의 하면은 엘이디칩(250)이 접촉, 분리되는 접촉면일 수 있다.
글래스(390)는 친수화를 위해 SiO2가 증착된 SiO2 글래스일 수 있다. 글래스(390)는 투명 재질로 형성될 수 있고, 글래스(390)의 상면에는 탄성층이 형성될 수 있다.
글래스(390)는 픽업 자석(362c)과 엘이디칩(250) 사이의 이격층으로 정의될 수 있고, 엘이디칩(250)은 픽업 자석(362c)의 인력에 의해 이끌려, 글래스(390)의 저면에 접촉될 수 있다.
헤드 하우징(400)에는 마그넷 하우징(400) 및 승강부재(370)가 수용되는 공간(402)이 형성될 수 있다. 헤드 하우징(400)의 상부에는 승강부재(370)의 승강축(374)가 관통되는 통공(404)가 형성될 수 있다.
헤드 이송기구(410)는 도 10에 도시된 바와 같이, 마그넷 헤드(350)를 칩 배스(340)의 제1위치(P1)와 칩 트레이(330)의 제2위치(P2)로 이송할 수 있다. 헤드 이송기구(410)의 일 예는 로봇일 수 있다.
헤드 이송기구(410)는 X축 구동부(412), Y축 구동부(414) 및 Z축 구동부(416)를 포함할 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 칩 트레이 서포터(420)(421)를 더 포함할 수 있다.
칩 트레이 서포터(420)(421)는 챔버(310)에 칩 배스(330)와 이격되게 배치될 수 있다. 칩 트레이 서포터(420)(421)는 챔버(310)에 복수개 배치될 수 있고, 복수개 칩 트레이 서포터(420)(421)는 이격될 수 있다. 복수개 칩 트레이 서포터(420)(421)는 X 방향(X)으로 이격될 수 있다. 복수개 칩 트레이 서포터(420)(421)는 동일한 구조일 수 있고, 이하, 설명의 편의를 위해 하나의 칩 트레이 서포터(420)에 설명한다.
칩 트레이 서포터(420)에는 칩 트레이(330)가 안착되는 안착바디(422)가 형성될 수 있다.
칩 트레이 서포터(420)는 안착바디(422)에 연결된 연결바디(424)를 포함할 수 있다.
연결바디(424)는 챔버(310)의 테두리부(314)를 감싸는 형상으로 배치될 수 있고, 테두리부(314)의 내측면과, 상단 및 외측면을 둘러쌀 수 있다.
마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치는 구동기구(430)를 더 포함할 수 있다.
구동기구(430)는 칩 트레이 서포터(420)를 Z축 방향으로 승강시키거나 챔버(310)의 장방향(X축 방향)으로 이동시킬 수 있다. 구동기구(430)는 모터나 실린더 등의 구동원을 포함할 수 있다.
구동기구(430)는 동력전달부재(432)를 통해 칩 트레이 서포터(420)와 연결될수 있고, 구동기구(430)와 동력전달부재(432)는 챔버(310)의 외부에 배치된 상태에서, 칩 트레이 서포터(420)를 승강시키거나 이동시킬 수 있다
헤드 이송기구(410) 및 구동기구(430)는 테이블(320)에 배치될 수 있다.
도 12은 본 실시예에 따른 구동기구가 도시된 측면도이다.
동력전달부재(432)의 일 예는 챔버(310)의 테두리부(314) 주변에서 X축 방향으로 전진되거나 후퇴되는 슬라이더(432)를 포함할 수 있고, 구동기구(430)는 슬라이더(432)에 연결될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 동력전달부재와 슬라이더에 대해 동일 부호를 사용하여 설명한다.
슬라이더(432)의 상면에는 구배부(434)가 형성될 수 있고, 칩 트레이 서포터(420) 특히, 연결바디(424)의 하단에는 구배부(434)의 상면에 안착되는 롤러 등의 접촉 바디(436)가 제공될 수 있다.
구배부(434)는 슬라이더(432)의 상면에 돌출될 수 있고, 구배부(434)의 상면에는 수평면에 대해 경사방향으로 기울어진 경사면이 형성될 수 있다.
슬라이더(432)는 캠 기구과 같은 기능을 할 수 있고, 슬라이더(432)는 캠축일 수 있고, 구배부(434)는 캠축에 돌출된 캡일 수 있다.
슬라이더(432)의 저면에는 리니어 가이드(438)가 제공될 수 있다. 리니어 가이드(438)는 테이블(320) 상면에 배치될 수 있다.
슬라이더(432)가 전진되면, 칩 트레이 서포터(420)는 하강되고, 슬라이더(434)가 후퇴되면, 칩 트레이 서포터(420)는 상승될 수 있다.
구동기구(430)의 일 예는 슬라이더(432)의 일단에 연결된 진퇴축(440)과, 진퇴축(440)을 진퇴시키는 실린더(450)와, 실린더(450)에 연결된 모터(460)을 포함할 있다. 구동기구(430)는 슬라이더(432)를 직선 이동시킬 수 있으면, 다양한 예가 적용 가능하다.
실린더(450)에는 실린더 하우징 내부에 모터(460)의 축에 연결되어 회전되는 스크류가 내장될 수 있고, 진퇴축(440)에는 스크류를 따라 직선 안내되는 너트 등의 진퇴부재가 배치될 수 있다.
동력전달부재(432)의 다른 예는 칩 트레이 서포터(420) 특히, 연결바디(424)가 결합된 슬라이더인 것도 가능하고, 이 경우, 구동기구(430)가 슬라이더를 진퇴시키면, 트레이 서포터(420)는 슬라이더와 함께 진퇴될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 챔버 내에 수용된 칩 트레이;
    복수의 엘이디칩이 수용되는 칩 배스;
    엘이디칩을 자력에 의해 흡착/분리하는 마그넷 헤드; 및
    상기 마그넷 헤드를 칩 배스의 제1위치와 칩 트레이의 제2위치로 이송하는 헤드 이송기구을 포함하고,
    상기 마그넷 헤드는
    마그넷이 수용된 마그넷 하우징;
    상기 마그넷 하우징을 승강시키는 승강부재;
    상기 승강부재를 승강시키는 구동원;
    상기 마그넷 하우징 및 승강부재가 수용되는 공간이 형성된 헤드 하우징; 및
    상기 엘이디칩이 흡착, 분리되는 글래스를 포함하고,
    상기 구동원은 상기 헤드 하우징의 상면에 배치되고,
    상기 승강부재는
    상기 마그넷 하우징에 고정된 고정바디와,
    상기 고정바디의 상면에 고정된 승강축을 포함하고,
    상기 헤드 하우징은 상기 승강축이 관통되는 통공이 형성된 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 글래스는 상기 헤드 하우징의 하면에 배치된 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정바디는 상기 마그넷 하우징의 상면에 고정된 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 칩 배스는 상기 챔버 내에 형성된 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버에 상기 칩 배스와 이격되게 배치되고, 상기 칩 트레이가 안착되는 안착바디가 형성된 칩 트레이 서포터를 더 포함하는 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치
  7. 챔버 내에 수용된 칩 트레이;
    복수의 엘이디칩이 수용되는 칩 배스;
    엘이디칩을 자력에 의해 흡착/분리하는 마그넷 헤드; 및
    상기 마그넷 헤드를 칩 배스의 제1위치와 칩 트레이의 제2위치로 이송하는 헤드 이송기구을 포함하고,
    상기 마그넷 헤드는,
    마그넷이 수용된 마그넷 하우징;
    상기 마그넷 하우징을 승강시키는 승강부재;
    상기 승강부재를 승강시키는 구동원 및
    상기 엘이디칩이 흡착, 분리되는 글래스를 포함하고,
    상기 챔버에 상기 칩 배스와 이격되게 배치되고, 상기 칩 트레이가 안착되는 안착바디가 형성된 칩 트레이 서포터를 더 포함하고,
    상기 칩 트레이 서포터는 상기 안착바디에 연결된 연결바디를 포함하고,
    상기 연결바디는 상기 챔버의 테두리부의 내측면과, 상단 및 외측면을 둘러싸며,
    상기 챔버 외부에 배치되고, 상기 칩 트레이 서포터를 이동시키는 구동기구를 더 포함하는
    마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 칩 트레이 서포터는 복수개가 서로 이격되게 배치된 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  9. 챔버 내에 수용된 칩 트레이;
    복수의 엘이디칩이 수용되는 칩 배스;
    엘이디칩을 자력에 의해 흡착/분리하는 마그넷 헤드; 및
    상기 마그넷 헤드를 칩 배스의 제1위치와 칩 트레이의 제2위치로 이송하는 헤드 이송기구을 포함하고,
    상기 마그넷 헤드는,
    마그넷이 수용된 마그넷 하우징;
    상기 마그넷 하우징을 승강시키는 승강부재;
    상기 승강부재를 승강시키는 구동원 및
    상기 엘이디칩이 흡착, 분리되는 글래스를 포함하고,
    상기 챔버에 상기 칩 배스와 이격되게 배치되고, 상기 칩 트레이가 안착되는 안착바디가 형성된 칩 트레이 서포터;
    상기 챔버 외부에 배치되고 동력전달부재를 통해 칩 트레이 서포터와 연결되며, 상기 칩 트레이 서포터를 이동시키는 구동기구를 더 포함하고,
    상기 동력전달부재는 상면에 구배부가 형성된 슬라이더를 포함하는
    마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버가 안착되는 테이블을 더 포함하고,
    상기 구동기구 및 헤드 이송기구는 상기 테이블에 배치된 마이크로 엘이디 디스플레이 제조 장치.
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