KR20170079930A - Ｌｅｄ 구조체 및 이의 이송방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하여 타겟 기판으로 전사 가능한 LED 구조체 및 이의 이송방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 지지 기판 접착층을 통해 지지 기판에 접착된 p-n 접합 구조를 갖는 복수의 LED 모듈이 상기 지지 기판으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈이 상기 지지 기판에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 한다. 따라서 본 발명은 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하여 개별 LED 또는 LED 어레이가 픽업되어 타겟 기판으로 전사 가능할 수 있는 장점이 있다.

Description

ＬＥＤ 구조체 및 이의 이송방법{LIGHT EMITTING DIODE ASSEMBLY AND METHOD FOR TRANSFERING THEREOF}
본 발명은 LED 구조체 및 이의 이송방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하여 타겟 기판으로 전사 가능한 LED 구조체 및 이의 이송방법에 관한 것이다.
최근 LED(Light Emitting Diode: 발광소자)로 구성된 조명기구 등은 기존의 백열등 또는 형광등에 비해 수명이 길고 상대적으로 저전력을 소비하며 제조공정에서 오염물질을 배출하지 않는 장점 등으로 인하여 수요가 폭발적으로 증가하고 있으며, LED는 발광을 이용한 표시 장치는 물론이고 조명장치나 LCD 표시장치의 백라이트 소자에도 응용되는 등 적용 영역이 점차 다양해지고 있다.
특히 LED는 비교적 낮은 전압으로 구동이 가능하면서도 높은 에너지 효율로 인해 발열이 낮고 수명이 긴 장점이 있으며, 종래에는 구현이 어려웠던 백색광을 고휘도로 제공할 수 있는 기술이 개발됨에 따라 현재 사용되고 있는 대부분의 광원 장치를 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
통상적인 질화물 반도체 발광소자의 구조는 서브스트레이트 기판상에 순차적으로 형성된 버퍼층, n형 질화물 반도체층, 다중양자우물구조인 활성층 및 p형 질화물 반도체층을 포함하며, 상기 p형 질화물 반도체층과 활성층은 그 일부 영역을 식각 등의 공정으로 제거하여 n형 질화물 반도체층의 일부 상면이 노출된 구조를 갖는다.
상기 노출된 n형 질화물 반도체층 상에는 n형 전극이 형성되고 p형 질화물 반도체층 상에는 오믹 접촉을 형성하기 위하여 투명 전극층이 형성된 후에, p형 본딩전극을 형성한다.
한편, 픽셀 디스플레이 또는 인체 삽입용 의료기기에 적용되는 LED는 일반적으로 100㎛ 이하의 사이지를 가지고 30㎛ 이하의 매우 얇은 두께를 갖는 플렉서블한 기판에 이송하는 공정이 요구된다.
이때, LED 개별 또는 어레이를 이송하기 위해서는 LED를 별도의 지지기판에 부착한 다음 부착된 계면에 열을 조사하여 계면의 상태를 고체에서 액체 상태로 상변화를 유도한 다음 계면의 접착력을 약하게 만들어 LED를 개별 칩으로 이송하는 방법이 사용된다.
이때, 계면에 열을 주어 고체 상태에서 액상으로 만드는 공정은 전체 웨이퍼의 균일성에 문제를 발생시켜 일부 LED가 지지기판에서 분리되지 않는 문제점이 있다.
또한, 지지기판에서 LED가 분리되지 않아 LED를 개별 또는 어레이 단위로 이송하기 어려운 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 공개번호 제10-2014-0111254호(발명의 명칭: 마이크로 발광 다이오드)
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하여 타겟 기판으로 이송 가능한 LED 구조체 및 이의 이송방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지지 기판 접착층을 통해 지지 기판에 접착된 p-n 접합 구조를 갖는 복수의 LED 모듈이 상기 지지 기판으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈이 상기 지지 기판에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 LED 모듈은 수평형 구조, 수직형, 구조, 플립형 구조 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 LED 모듈은 성장 기판이 제거된 에피 구조체와, 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 LED 모듈은 제1 전극, 제2 전극을 갖는 개별 에피 구조체로 분리되고, 상기 분리된 에피 구조체, 제1 전극, 제2 전극 중 적어도 하나는 전체 영역 또는 일부 영역을 보호하는 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 지지 기판으로 조사되는 광은 자외선(UV) 파장 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 지지 기판은 지지 기판 본체가 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 지지 기판은 지지 기판 본체가 플렉서블 재질로 이루어지면, 상기 지지 기판 본체의 휨 변형을 방지하는 제2 지지 기판; 및 상기 지지 기판 본체와 제2 지지 기판을 접착하는 지지 기판 제2 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 지지 기판 제2 접착층의 접착 강도는 지지 기판 접착층의 접착 강도와 동일하거나 낮은 접착 강도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 플렉서블 재질은 PDMS, PI, PET, PO, PVC, PC, PE, PP, PS 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 리지드 재질은 Si, GaAs, 글래스, 사파이어, 플라스틱 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 a) 성장 기판상에 형성한 에피 구조체와, 상기 에피 구조체에 제1 전극과 제2 전극을 형성한 LED 모듈을 제조하는 단계; b) 상기 제조된 LED 모듈이 지지 기판 접착층을 통해 고정되도록 지지 기판과 접착하는 단계; c) 상기 지지 기판에 접착된 LED 모듈로부터 성장 기판을 제거하고, 제1 및 제2 전극을 갖는 개별 에피 구조체로 분리하는 단계; 및 d) 상기 지지 기판으로 광 또는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈이 상기 지지 기판에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되어 캐리어 기판 또는 타겟 기판으로 전사되도록 하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 b)단계는 LED 모듈과 지지 기판의 접착력 증가를 위해 상기 지지 기판을 일정 크기의 압력으로 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 b)단계의 LED 모듈과 지지 기판의 접착은 상온에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 c)단계의 개별 에피 구조체로 분리하는 단계는 상기 분리된 에피 구조체, 제1 전극, 제2 전극 중 적어도 하나의 전체 영역 또는 일부 영역을 보호하는 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 d) 단계의 캐리어 기판은 캐리어 기판 본체가 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐리어 기판 본체는 에피 구조체와 접착력 향상을 위해 임의의 패턴을 형성한 캐리어 기판 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐리어 기판은 LED 모듈과 접착하여 고정되도록 지지하는 캐리어 기판 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐리어 기판은 캐리어 기판 본체가 플렉서블 재질로 이루어지면, 상기 캐리어 기판 본체의 휨 변형을 방지하는 제2 캐리어 기판; 및 상기 캐리어 기판 본체와 제2 캐리어 기판을 접착하는 캐리어 기판 제2 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐리어 기판 제2 접착층의 접착 강도는 캐리어 기판 접착층의 접착 강도와 동일하거나 또는 낮은 접착 강도를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐리어 기판 접착층 또는 캐리어 기판 제2 접착층은 상기 캐리어 기판으로 조사되는 광 또는 상기 캐리어 기판에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 접착력이 약해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 캐리어 기판으로 전사된 LED 모듈은 캐리어 기판 접착층의 접착력이 약해지면, 상기 LED 모듈의 일부 또는 전부가 상기 캐리어 기판에서 분리되어 보조 캐리어 기판 또는 타겟 기판으로 전사되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 d)단계는 LED 모듈이 지지 기판에서 분리되어 캐리어 기판으로 전사된 LED 모듈의 제1 및 제2 전극의 일부가 대기에 노출되도록 하는 포토 패터닝 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 타겟 기판은 디스플레이 기판, BLU 기판, 조명 기판, 인쇄회로기판, 플렉서블 기판 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하고, 개별 LED 또는 LED 어레이가 픽업되어 타겟 기판으로 이송할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 LED 구조체를 나타낸 예시도.
도 2 는 도 1에 따른 LED 구조체의 LED 모듈을 나타낸 예시도.
도 3 은 도 1에 따른 LED 구조체의 지지 기판을 나타낸 예시도.
도 4 는 도 1에 따른 LED 구조체의 LED 모듈과 지지 기판의 접착과정을 나타낸 예시도.
도 5 는 도 1에 따른 LED 구조체에서 LED 모듈의 제조과정을 나타낸 예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 과정을 나타낸 예시도.
도 7 은 도 6에 따른 LED 구조체가 이송되는 캐리어 기판을 나타낸 예시도.
도 8 은 도 6에 따른 LED 구조체를 캐리어 기판으로 이송하는 과정을 나타낸 예시도.
도 9 는 도 6에 따른 LED 구조체를 보조 캐리어 기판으로 이송하는 과정을 나타낸 예시도.
도 10 은 도 6에 따른 LED 구조체가 타겟 기판에 이송된 상태를 나타낸 예시도.
도 11 은 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 다른 실시예를 나타낸 예시도.
도 12 는 도 11에 따른 LED 구조체를 이송하는 과정을 나타낸 예시도.
도 13 은 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 또 다른 실시예를 나타낸 예시도.
도 14 는 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 또 다른 실시예를 나타낸 예시도.
도 15 는 도 14에 따른 LED 구조체를 이송하는 과정을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 구조체 및 이의 이송방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명에 따른 LED 구조체를 나타낸 예시도이고, 도 2는 도 1에 따른 LED 구조체의 LED 모듈을 나타낸 예시도이며, 도 3은 도 1에 따른 LED 구조체의 지지 기판을 나타낸 예시도이고, 도 4는 도 1에 따른 LED 구조체의 LED 모듈과 지지 기판의 접착과정을 나타낸 예시도이며, 도 5는 도 1에 따른 LED 구조체에서 LED 모듈의 제조과정을 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 과정을 나타낸 예시도이며, 도 7은 도 6에 따른 LED 구조체가 전사되는 캐리어 기판을 나타낸 예시도이고, 도 8은 도 6에 따른 LED 구조체를 캐리어 기판으로 이송하는 과정을 나타낸 예시도이며, 도 9는 도 6에 따른 LED 구조체를 보조 캐리어 기판으로 이송하는 과정을 나타낸 예시도이고, 도 10은 도 6에 따른 LED 구조체가 타겟 기판에 전사된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, LED 구조체는 지지 기판 접착층(220)을 통해 지지 기판(200)에 접착된 p-n 접합 구조를 갖는 복수의 LED 모듈(100)이 상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판(200)에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈(100)이 상기 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 구성된다.
상기 LED 모듈(100)은 수평형 구조의 LED 모듈로서, 상기 LED 모듈(100)은 성장 기판(110)이 제거된 에피 구조체(120)와, 상기 에피 구조체(120)에 설치된 제1 전극(140)과 제2 전극(130)과, 제2 전극 패드(150)와, 보호막(160)을 포함하여 구성된다.
즉 상기 LED 모듈(100)은 성장 기판(110) 상에 제1 반도체층(121)과 활성층(122)과, 제2 반도체층(123)이 순차적으로 설치된 p-n 접합 구조의 에피 구조체(120)가 성장된다.
상기 성장 기판(110)은 사파이어 기판 등을 이용할 수 있고, 상기 성장 기판(110)과, 제 1 반도체층(121) 사이에는 버퍼층(미도시)을 형성할 수도 있다.
상기 제1 반도체층(121)은 n형 질화물 반도체층이고, 제2 반도체층(123)은 p형 질화물 반도체층이며, 서로 반대의 질화물 반도체층을 형성할 수도 있다.
또한, 필요에 따라 성장 기판(110) 상에 버퍼층을 형성한 후 n-GaN층을 형성할 수도 있는데, 이러한 버퍼층은 기판과 반도체층의 격자상수 차이를 줄여주기 위한 것으로써, AlInN 구조, InGaN/GaN 초격자구조, InGaN/GaN 적층구조, AlInGaN/InGaN/GaN의 적층구조 중에서 선택되어 형성될 수 있다.
상기 제2 반도체층(123) 상에 일정 간격을 두고 제1 반도체층(121)이 노출될 수 있도록 패터닝과 식각 공정을 수행하여 제1 반도체층(121)의 상면이 노출되면, 상기 제2 반도체층(123)의 상면에 제2 전극(130)을 형성하고, 상기 노출된 일부의 제 1 반도체층(121)에는 제1 전극(140)을 형성하며, 상기 제2 전극(130)은 제2 전극 패드(150)가 설치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(130, 140)은 ITO, InO2, S3O2, Ni, Au, Pd, Ag, Pt, Ti 로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금으로 이루어진다.
상기 보호막(160)은 제1 전극(140)과 제2 전극(130) 및 제2 전극 패드(150)의 쇼트(Short) 발생을 방지하기 위해 설치되고, SiO2, Si3N4, 레진(Resin)수지 중에 선택되는 적어도 하나의 물질이 SOG(Spin on Glass)를 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호막(160)은 제1 전극(140)의 상면과 제2 전극 패드(150)의 상면 전체 영역이 보호되도록 증착되거나 또는 상기 제1 전극(140)과 제2 전극 패드(150)의 일부가 노출되도록 증착될 수 있으며, 상기 제1 전극(140)과 제2 전극 패드(150)의 일부가 노출되도록 하는 구성은 전체 영역에 보호막(160)을 증착한 다음 패터닝을 통해 일부가 노출되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 LED 모듈(100)의 크기는 5㎛ ~ 300㎛ 크기가 되도록 아이솔레이션(170)에 의한 칩 분리 공정을 통해 개별 LED 모듈(100)이 형성되도록 구성하는 것이 바람직하지만, 상기 LED 모듈(100)의 크기는 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 패터닝과 식각 공정, 제2 전극(130) 형성과, 제1 전극(140) 및 제2 전극 패드(150), 보호막(160), 아이솔레이션(170)에 의한 칩 분리 공정은 서로 편의에 따라 공정 순서가 변경될 수 있다.
예를 들면, 제2 전극(130)을 형성한 후 패터닝 및 식각 공정을 수행할 수도 있고, 아이솔레이션(170) 공정후에 보호막(160) 형성공정을 진행할 수도 있으며, 패터닝 및 식각 공정과, 아이솔레이션 공정의 진행 후에 제2 전극(130)과 제1 전극(140), 제2 전극 패드(150)가 형성될 수도 있다.
상기 지지 기판(200)은 LED 모듈(100)과 접착하여 상기 LED 모듈(100)이 고정되도록 지지하고, 상기 고정된 LED 모듈(100)이 분리되도록 일정 파장범위를 갖는 광 또는 열이 공급되면, 상기 고정된 LED 모듈(100)의 접착력이 약해져 상기 지지 기판(200)으로부터 LED 모듈(100)이 개별 단위 또는 어레이 단위로 분리되도록 하는 구성으로서, 지지 기판 본체(210)와, 제2 지지 기판(211)과, 지지 기판 접착층(220)과, 지지 기판 제2 접착층(221)을 포함하여 구성된다.
상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광은 자외선(UV) 파장 범위를 갖는 것이 바람직하고, 투명, 반투명, 불투명하게 구성될 수도 있고, 상기 지지 기판(200)이 LED 모듈(100)과 접착할 경우 LED 모듈(100)과 지지 기판(200)의 접착력 증가를 위해 상기 지지 기판(200)은 일정 크기의 압력으로 상기 LED 모듈(100)로 가압될 수 있다.
상기 지지 기판 본체(210)는 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 하나의 재질로 이루어지고, 바람직하게는 리지드한 재질로 이루어진다.
또한, 상기 지지 기판 본체(210)가 플렉서블 재질로 구성된 경우, 상기 플렉서블 재질은 PDMS, PI, PET, PO, PVC, PC, PE, PP, PS 중 어느 하나로 이루어진다.
또한, 상기 지지 기판 본체(210)가 리지드 재질로 구성된 경우, 상기 리지드 재질은 Si, GaAs, 글래스, 사파이어, 플라스틱 중 어느 하나로 이루어진다.
한편, 상기 지지 기판(200)은 지지 기판 본체(210)가 플렉서블 재질로 이루어진 경우, 상기 지지 기판 본체(210)의 휨 변형을 방지하도록 리지드한 재질로 이루어진 제2 지지 기판(211)을 추가 구성할 수 있으며, 상기 지지 기판 본체(210)의 일측면에는 지지 기판 접착층(220)이 형성되고, 상기 지지 기판 본체(210)의 타측면에는 지지 기판 제2 접착층(221)이 형성되어 상기 제2 지지 기판(211)이 접착될 수 있도록 한다.
즉 상기 제2 지지 기판(211)은 LED 모듈(100)에서 성장 기판(110)을 제거할 때, 에피 구조체(120)의 휨 현상을 개선하여 성장 기판(110)의 제거 공정에서 LED 모듈(100)의 수율이 증가될 수 있도록 한다.
특히 4인치 이상의 대면적을 갖는 성장 기판(110)이 사용되는 경우, 웨이퍼의 보잉이 심하게 발생하는데, 이러한 웨이퍼의 휨 현상을 개선함으로써, 이후에 진행되는 공정에서 LED 모듈(100)의 수율 증가와 함께, 포토 패터닝 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.
또한, 상기 지지 기판 본체(210)는 자외선 파장에 반응하는 광반응제가 형성된 자외선 테이프로 이루어지는 것이 바람직하고, LED 모듈(100)의 개별 칩 분리 공정 후에 상기 자외선 테이프에 예를 들면, 400㎚ 파장 이하의 광이 조사되면, 상기 자외선 테이프 표면에 형성된 광반응제가 반응하여 LED 모듈(100)이 분리되도록 한다.
또한, 상기 제2 지지 기판(211)은 리지드 재질로서, Si, GaAs, 글래스, 사파이어, 플라스틱 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 제2 지지 기판(211)은 LED 모듈(100)로부터 성장 기판(100)이 제거된 후 상기 LED 모듈(100)이 캐리어 기판(300)으로 전사되기 전에 제거된다.
상기 지지 기판 접착층(220)은 지지 기판 본체(210)의 일측에 설치되어 LED 모듈(100)이 지지 기판 본체(210)에 접착되도록 하는 구성으로서, 바람직하게는 자외선(UV) 파장 범위의 광에 반응하여 접착력이 약해지는 광 반응체를 구비한 접착 물질을 포함하고, 바람직하게는 아크릴계 접착 물질이 증착된다.
본 실시예에서는 상기 접착 물질을 아크릴계 접착 물질로 기재하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상온에서 접착 가능한 접착 물질은 모두 사용할 수 있다.
또한, 상기 지지 기판 접착층(220)은 외부에서 가해지는 열을 통해 접착력이 약해지는 접착 물질로 구성될 수도 있어서 열을 통해 접착력이 약해져 LED 모듈(100)이 분리될 수 있도 있다.
또한, 상기 지지 기판 접착층(220)은 지지 기판 본체(210)의 전체 영역에 접착 물질이 증착될 수 있고, 상기 지지 기판 본체(210)의 일부 영역에 임의의 패턴을 갖는 접착층 패턴(220a)이 형성될 수 있도록 구성되어, 상기 지지 기판 본체(210)에 접착되는 LED 모듈(100)이 일정 패턴을 형성하며 지지 기판(200)에 배열될 수 있도록 한다.
상기 지지 기판 본체(210)의 타측면에는 증착되는 지지 기판 제2 접착층(221)은 상기 지지 기판 본체(210)와 제2 지지 기판(211)을 접착하는 구성으로서, 지지 기판 제2 접착층(221)의 접착 강도는 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도와 동일하거나 낮은 접착 강도를 갖도록 구성되어 성장 기판(110)의 제거 공정 후 제2 지지 기판(211)이 지지 기판(200)에서 캐리어 기판(300)으로 이송되기 전에 제거될 수 있도록 한다.
상기 지지 기판(200)에 접착된 LED 모듈(100)은 상기 LED 모듈(100)을 이동시키기 위한 캐리어 기판(300) 또는 상기 LED 모듈(100)이 실장되는 타겟 기판(500)으로 이송될 수 있도록 한다.
상기 캐리어 기판(300)은 LED 모듈(100)을 지지 기판(200)으로부터 전사(轉寫)받아 타겟 기판(500)으로 이동시키기 위한 구성으로서, 캐리어 기판 본체(310)와, 제2 캐리어 기판(311)과, 캐리어 기판 접착층(320)과, 캐리어 기판 제2 접착층(321)을 포함하여 구성된다.
상기 캐리어 기판 본체(310)는 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 하나의 재질로 이루어고, 에피 구조체(120)와 접착이 용이하게 이루어질 수 있으며, 상기 캐리어 기판 본체(310)는 자외선(UV)이 잘 통과할 수 있도록 PI, PET, PO 등을 사용하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 캐리어 기판 본체(310)는 LED 모듈(100)과의 접착력 향상을 위해 상면으로부터 일정 길이 돌출되어 임의의 패턴을 형성한 캐리어 기판 돌기부(310a)가 형성된다.
상기 캐리어 기판 돌기부(310a)는 높이(P1)가 0㎛ ~ 50㎛, 피치(P2)가 0㎛ ~ 300㎛ 사이를 갖도록 형성된다. 여기서 0㎛는 캐리어 기판 돌기부(310a)가 돌출되지 않은 상태일 수 있다.
상기 제2 캐리어 기판(311)은 캐리어 기판 본체(310)가 플렉서블 재질로 이루어진 경우, 상기 캐리어 기판 본체(310)의 휨 변형을 방지하도록 리지드한 재질로 이루어진 기판으로써, 상기 캐리어 기판 본체(310)의 일측면에 도포되는 캐리어 기판 제2 접착층(321)을 통해 상기 캐리어 기판 본체(310)와 접착될 수 있다.
상기 캐리어 기판 접착층(320)은 캐리어 기판 본체(310)에 증착되고, LED 모듈(100)이 접착하여 고정되도록 지지하는 구성으로서, 바람직하게는 자외선(UV) 파장 범위의 광에 반응하여 접착력이 약해지는 광 반응체를 구비한 접착 물질을 포함하고, 바람직하게는 아크릴계 접착 물질이 증착된다.
본 실시예에서는 상기 캐리어 기판 접착응(320)의 접착 물질을 아크릴계 접착 물질로 기재하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상온에서 접착 가능한 접착 물질은 모두 사용할 수 있다.
또한, 상기 캐리어 기판 접착층(320)은 캐리어 기판 본체(310)의 전체 영역에 접착 물질이 증착될 수 있고, 상기 캐리어 기판 본체(310)의 일부 영역에 임의의 패턴을 갖는 접착층 패턴(미도시)이 증착될 수도 있어서, 상기 캐리어 기판 본체(310)에 접착되는 LED 모듈(100)이 임의의 패턴을 형성하며 캐리어 기판(300)에 접착될 수도 있다.
상기 캐리어 기판 제2 접착층(321)은 캐리어 기판 본체(310)와 제2 캐리어 기판(311)을 접착하는 접착 물질로서, 캐리어 기판 접착층(320)과 동일한 접착 물질로 이루어지고, 상기 캐리어 기판 제2 접착층(321)의 접착 강도는 캐리어 기판 접착층(320)의 접착 강도와 동일하거나 또는 낮은 접착 강도를 갖도록 구성된다.
또한, 상기 캐리어 기판 접착층(320) 및 캐리어 기판 제2 접착층(321)은 캐리어 기판(300)으로 조사되는 자외선 파장범위를 갖는 광 또는 상기 캐리어 기판(300)에 가해지는 열을 통해 접착력이 약해지며, 바람직하게는 조사되는 자외선을 통해 접착력이 약해져 LED 모듈(100)이 분리될 수 있도록 한다.
한편, 상기 캐리어 기판(300)에 접착된 LED 모듈(100)이 타겟 기판(500)으로 이동되어 전사될 수 있도록 보조 캐리어 기판(400)을 추가 구성할 수도 있다.
상기 보조 캐리어 기판(400)은 캐리어 기판(300)에 전사된 LED 모듈(100)을 타겟 기판(500)에 전사할 경우 상기 캐리어 기판(300)에서 LED 모듈(100)을 전사받아 타겟 기판(500)으로 이동하는 구성으로서, 보조 캐리어 기판 본체(410)와, 제2 보조 캐리어 기판(411)과, 보조 캐리어 기판 접착층(420)과, 보조 캐리어 기판 제2 접착층(421)을 포함하여 구성된다.
상기 보조 캐리어 기판 본체(410)는 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 하나의 재질로 이루어고, 에피 구조체(120)와 접착이 용이하게 이루어질 수 있으며, 상기 보조 캐리어 기판 본체(410)는 자외선(UV)이 잘 통과할 수 있도록 PI, PET, PO 등을 사용하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 보조 캐리어 기판 본체(410)는 LED (100)과의 접착력 향상을 위해 상면으로부터 일정 길이 돌출되어 임의의 패턴을 형성한 보조 캐리어 기판 돌기부(410a)가 형성된다.
상기 제2 보조 캐리어 기판(411)은 보조 캐리어 기판 본체(410)가 플렉서블 재질로 이루어진 경우, 상기 보조 캐리어 기판 본체(410)의 휨 변형을 방지하도록 리지드한 재질로 이루어진 기판으로써, 상기 캐리어 기판 본체(310)의 일측면에 도포되는 보조 캐리어 기판 제2 접착층(421)을 통해 상기 보조 캐리어 기판 본체(410)와 접착될 수 있다.
상기 보조 캐리어 기판 접착층(420)은 보조 캐리어 기판 본체(410)에 증착되고, LED 모듈(100)이 접착하여 고정되도록 지지하는 구성으로서, 바람직하게는 자외선(UV) 파장 범위의 광에 반응하여 접착력이 약해지는 광 반응체를 구비한 접착 물질을 포함하고, 바람직하게는 아크릴계 접착 물질이 증착되며, 상온에서 접착 가능한 접착 물질은 모두 사용할 수 있다.
또한, 상기 보조 캐리어 기판 접착층(420)은 보조 캐리어 기판 본체(410)의 전체 영역에 접착 물질이 증착될 수 있고, 상기 보조 캐리어 기판 본체(410)의 일부 영역에 임의의 패턴을 갖는 접착층 패턴(미도시)이 증착될 수도 있어서, 상기 보조 캐리어 기판 본체(410)에 접착되는 LED 모듈(100)이 임의의 패턴을 형성하며 보조 캐리어 기판(400)에 접착될 수도 있다.
상기 보조 캐리어 기판 제2 접착층(421)은 보조 캐리어 기판 본체(410)와 제2 보조 캐리어 기판(411)을 접착하는 접착 물질로서, 보조 캐리어 기판 접착층(420)과 동일한 접착 물질로 이루어지고, 상기 보조 캐리어 기판 제2 접착층(421)의 접착 강도는 보조 캐리어 기판 접착층(420)의 접착 강도와 동일하거나 또는 낮은 접착 강도를 갖도록 구성된다.
또한, 상기 보조 캐리어 기판 접착층(420) 및 보조 캐리어 기판 제2 접착층(421)은 보조 캐리어 기판(400)으로 조사되는 자외선 파장범위를 갖는 광 또는 상기 보조 캐리어 기판(400)에 가해지는 열을 통해 접착력이 약해지며, 바람직하게는 조사되는 자외선을 통해 접착력이 약해져 LED 모듈(100)이 분리될 수 있도록 한다.
상기 타겟 기판(500)은 디스플레이 기판, BLU 기판, 조명 기판, 트랜지스터와 같은 기능소자를 갖는 인쇄회로기판, PI, PET 등의 플렉서블 기판 등으로 이루어질 수 있으며, 지지 기판(200), 캐리어 기판(300) 또는 보조 캐리어 기판(400) 등에 접착된 LED 모듈(100)이 전부 또는 일부가 선택적으로 전사되어 상기 타겟 기판(500) 상에 어레이 되면, 와이어 또는 상기 타겟 기판(500)에 형성된 전극 라인(미도시)를 통해 직렬 연결 또는 병렬 연결되어 전기적으로 연결된다.
다음은 본 발명에 따른 LED 구조체와 이의 이송 과정을 설명한다.
LED 모듈(100)은 성장 기판(110) 상에 제1 반도체층(121)과 활성층(122)과, 제2 반도체층(123)이 순차적으로 설치된 에피 구조체(120)를 성장시키고, 상기 제1 반도체층(121)이 노출되도록 일부 영역을 식각하여 메사(Meas)를 형성하며, 메사 식각된 제2 반도체층(123) 상에 제2 전극(130)이 증착되도록 한다.
또한, 제1 반도체층(121) 상에는 제1 전극(140)이 증착되도록 하고, 제2 전극(130)에는 제2 전극 패드(150)를 형성하며, 에피 구조체(120)와, 제1 전극(140)과, 제2 전극 패드(150)를 보호하기 위한 보호막(160)을 형성하고, 아이솔레이션(170)에 의한 칩 분리를 통해 개별 LED 모듈(100)로 분리되도록 한다.
상기 보호막(160)은 개구부(160a)를 형성하여 제1 전극(140)과 제2 전극 패드(150) 상의 일부 영역이 개방될 수 있도록 구성할 수도 있어서 수평형 구조를 갖는 LED 모듈(100)을 제공한다.
상기 제조된 LED 모듈(100)은 보호막(160)이 형성된 상면이 지지 기판 접착층(220)을 통해 지지 기판(200)과 접착하여 상기 지지 기판(200)에 고정된다.
이때, 상기 지지 기판(200)은 LED 모듈(100)과의 접착은 상온에서 이루어지고, 접착력이 증가될 수 있도록 일정 크기의 압력으로 가압하는 공정이 추가될 수 있다.
상기 지지 기판(200)에 LED 모듈(100)의 접착이 완료되면, LED 모듈(100)로부터 성장 기판(110)을 제거하고, 제1 및 제2 전극(130, 140)을 갖는 개별 에피 구조체(120)를 갖는 LED 모듈(100)로 분리한다.
성장 기판(110)이 제거된 LED 모듈(100)은 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)으로 전사하기 위해 지지 기판(200)의 하부에 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)을 배치하고, 상기 지지 기판(200)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 한 다음 추가 포토 패터닝을 위한 이동을 위해 캐리어 기판(300)으로 이송하는 과정을 수행하거나 또는 타겟 기판(500)으로 전사하기 위해 상기 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)과 접착하여 LED 모듈(100a)이 개별 또는 어레이 형태로 전사되게 한다.
상기 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도는 자외선의 조사 전에 예를 들면, 100~300(gf/inch)의 접착 강도를 유지하다가 자외선 빛이 조사된 후에 10~25(gf/inch)가 되면, 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)을 LED 모듈(100)과 접착시켜 상기 LED 모듈(100)이 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리된 후 전사되도록 한다.
또한, 상기 지지 기판 접착층(220)은 외부에서 공급되는 열에 의해 접착 강도가 낮아질 수도 있다.
또한, 지지 기판(200)이 플렉서블한 지지 기판 본체(210)와, 리지드한 제2 지지 기판(211)으로 구성된 경우, 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도를 약하게 만들기 전에 제2 지지 기판(211)하는 공정을 수행할 수 있다.
즉 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도가 제2 지지 기판 접착층(221)의 접착 강도보다 높게 구성하면, 자외선을 조사하여도 제2 지지 기판 접착층(221)의 접착 강도가 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도보다 낮아 제2 지지 기판(211)이 먼저 제거될 수 있다.
이러한 접착 강도의 조절은 접착제의 두께 또는 자외선에 반응하는 감광성 물질량의 조절을 통해 접착 강도를 조절할 수 있다.
한편, 지지 기판(200)에서 LED 모듈(100)을 이송하는 공정에서 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)에는 접착 물질이 증착될 수 있으며, 상기 캐리어 기판(300)과 타겟 기판(500)에 증착된 접착 물질의 접착 강도는 자외선에 의해 접착력이 약해진 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도보다 높기 때문에 LED 모듈(100)이 쉽게 전사될 수 있다.
상기 캐리어 기판(300)으로 LED 모듈(100)이 전사되면, 포토 패터닝 공정을 통해 보호막(160)에 개구부를 형성하여 제1 전극(140)과 제2 전극 패드(150)가 대기에 노출되도록 추가 공정을 수행할 수 있다.
상기 추가 공정을 수행한 다음 캐리어 기판(300)에 전사된 LED 모듈(100)의 이송을 위해 보조 캐리어 기판(400)을 캐리어 기판(300)의 상부에 배치하고, 상기 캐리어 기판(300)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 캐리어 기판 접착층(320)의 접착력이 약해지도록 한 다음 LED 모듈(100)의 이송을 위해 보조 캐리어 기판(400)을 LED 모듈(100)과 접착시켜 상기 LED 모듈(100)이 개별 또는 어레이 형태로 보조 캐리어 기판(400)에 전사되게 하는 공정을 수행한다.
LED 모듈(100)이 보조 캐리어 기판(400)으로 전사되면, 상기 보조 캐리어 기판(400)을 타겟 기판(500)으로 이동시키고, 상기 보조 캐리어 기판(400)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 보조 캐리어 기판 접착층(420)의 접착력이 약해지게 한 후, LED 모듈(100)을 타겟 기판(500)과 접착시켜 상기 LED 모듈(100)이 타겟 기판(500)으로 전사되도록 한다.
상기 타겟 기판(500)으로 전사된 LED 모듈(100)은 와이어(미도시) 또는 전극 라인(미도시) 등을 통해 직렬 연결 또는 병렬 연결시켜 전기적으로 연결되도록 한다.
따라서 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하고, 개별 LED 또는 LED 어레이가 픽업되어 타겟 기판으로 전사될 수 있게 된다.
(제2 실시예)
도 11은 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 다른 실시예를 나타낸 예시도이고, 도 12는 도 11에 따른 LED 구조체를 이송하는 과정을 나타낸 예시도이다.
우선, 제1 실시예에 따른 LED 구조체와 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용한다.
도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, LED 구조체는 복수의 LED 모듈(100a)과, 상기 LED 모듈(100a)과 접착하여 고정되도록 지지하는 지지 기판 접착층(220)을 구비한 지지 기판(200)을 포함하여 구성되고, 상기 LED 모듈(100a)은 상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판(200)에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈(100a)이 상기 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 구성된다.
상기 LED 모듈(100a)은 수직형 구조로서, 성장 기판(110) 상에 제1 반도체층(121)과 활성층(122)과, 제2 반도체층(123)이 순차적으로 설치된 에피 구조체(120)를 성장시키고, 상기 제2 반도체층(123)에는 일정 간격으로 패턴을 이루며 제2 전극(130)이 형성되고, 상기 제2 전극(130)의 외부에는 에피 구조체(120)의 열 방출과, 확산 방지를 위한 제2 전극 연결층(150a)이 설치된다.
상기 제2 전극(130)은 ITO, InO2, S3O2, Ni, Au, Pd, Ag, Pt, Ti 로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금으로 이루어지고, 제2 전극 연결층(150a)은 Ti, Ni, Ab, Pd, Pt, Mo. Au, Cu, ITO, InO2, SnO2로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금으로 이루어진다.
상기 제2 전극 연결층(150a)이 형성되면, 상기 제2 전극 연결층(150a)의 상면이 상온에서 지지 기판(200)과 접착하여 고정되고, 접착력이 증가될 수 있도록 일정 크기의 압력으로 가압하는 공정이 추가될 수 있다.
상기 지지 기판(200)에 LED 모듈(100a)의 접착이 완료되면, LED 모듈(100a)로부터 성장 기판(110)을 제거하고, 에피 구조체(120)를 메사 식각하여 개별 LED 모듈(100a)로 분리한다.
또한, 성장 기판(110)의 제거를 통해 노출된 제1 반도체층(121)에는 제1 전극(140)을 형성하고, 상기 제1 전극(140)의 일부와 식각공정을 통해 노출된 에피 구조체(120)를 보호하기 위한 보호막(160)을 형성함으로써, 수직형 구조를 갖는 LED 모듈(100a)을 제공한다.
또한, 성장 기판(110)이 제거되어 노출된 제1 반도체층(121)의 표면에는 드라이 식각 또는 캐미컬 식각 등의 방법을 이용하여 요철부(121a)가 형성될 수도 있다.
상기 제1 전극(140)이 형성된 LED 모듈(100a)은 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)으로 전사되기 위해 지지 기판(200)의 하부에 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)이 배치되고, 상기 지지 기판(200)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 한 다음 추가 공정 등을 위한 이동을 위해 캐리어 기판(300)으로 이송하는 과정을 수행하거나 또는 타겟 기판(500)으로 전사하기 위해 상기 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)과 접착하여 LED 모듈(100a)이 개별 또는 어레이 형태로 전사되게 한다.
또한, 상기 지지 기판 접착층(220)은 외부에서 공급되는 열에 의해 접착 강도가 낮아질 수도 있다.
따라서 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하고, 개별 LED 또는 LED 어레이가 픽업되어 타겟 기판으로 전사될 수 있게 된다.
(제3 실시예)
도 13은 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 또 다른 실시예를 나타낸 예시도이다.
우선, 제2 실시예에 따른 LED 구조체와 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용한다.
도 13에 나타낸 바와 같이, LED 구조체는 복수의 LED 모듈(100b)과, 상기 LED 모듈(100b)과 접착하여 고정되도록 지지하는 지지 기판 접착층(220)을 구비한 지지 기판(200)을 포함하여 구성되고, 상기 LED 모듈(100b)은 상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판(200)에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈(100b)이 상기 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 구성된다.
상기 LED 모듈(100b)은 성장 기판(110) 상에 제1 반도체층(121)과 활성층(122)과, 제2 반도체층(123)이 순차적으로 설치된 에피 구조체(120)를 성장시키고, 상기 제2 반도체층(123)에는 일정 간격으로 패턴을 이루며 제2 전극(130)이 형성되고, 상기 제2 전극(130)의 외부에는 에피 구조체(120)의 열 방출과, 확산 방지를 위한 제2 전극 연결층(150a)이 설치된다.
상기 제2 전극 연결층(150a)이 형성되면, 상기 제2 전극 연결층(150a)의 상면과 지지 기판(200)이 상온에서 접착하여 고정되도록 하고, 접착력이 증가될 수 있도록 일정 크기의 압력으로 가압하는 공정이 추가될 수 있다.
상기 지지 기판(200)에 LED 모듈(100b)의 접착이 완료되면, LED 모듈(100b)로부터 성장 기판(110)을 제거하고, 에피 구조체(120)를 식각하여 제2 전극 연결층(150a)이 노출되도록 하고, 아이솔레이션을 통해 개별 LED 모듈(100b)로 분리되도록 한다.
상기 성장 기판(110)의 제거를 통해 노출된 제1 반도체층(121)에는 제1 전극(140)을 형성하고, 상기 제2 전극 연결층(150a)의 일부에는 제2 전극 연결 단자(151)를 형성하며, 제1 전극(140)과, 제2 전극 연결 단자(151)의 일부가 노출되도록 하고, 식각공정을 통해 노출된 에피 구조체(120)를 보호하기 위해 보호막(160)을 형성한다.
상기 제1 전극(140)과 제2 전극 연결 단자(151)가 형성된 LED 모듈(100b)은 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)으로 전사되기 위해 지지 기판(200)의 하부에 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)이 배치되고, 상기 지지 기판(200)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 한 다음 추가 공정 등을 위한 이동을 위해 캐리어 기판(300)으로 이송하는 과정을 수행하거나 또는 타겟 기판(500)으로 전사하기 위해 상기 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)과 접착하여 LED 모듈(100b)이 개별 또는 어레이 형태로 전사되게 한다.
또한, 상기 지지 기판 접착층(220)은 외부에서 공급되는 열에 의해 접착 강도가 낮아질 수도 있다.
따라서 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하고, 개별 LED 또는 LED 어레이가 픽업되어 타겟 기판으로 전사될 수 있게 된다.
(제4 실시예)
도 14는 본 발명에 따른 LED 구조체를 이송하는 또 다른 실시예를 나타낸 예시도이고, 도 15는 도 14에 따른 LED 구조체를 이송하는 과정을 나타낸 예시도이다.
우선, 제1 실시예에 따른 LED 구조체와 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 사용한다.
도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, LED 구조체는 복수의 LED 모듈(100c)과, 상기 LED 모듈(100c)과 접착을 통해 고정되도록 지지하는 지지 기판 접착층(220)을 구비한 지지 기판(200)을 포함하여 구성되고, 상기 LED 모듈(100c)은 상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판(200)에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈(100c)이 상기 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 구성된다.
상기 LED 모듈(100c)은 플립형 구조로서, 성장 기판(110) 상에 제1 반도체층(121)과 활성층(122)과, 제2 반도체층(123)이 순차적으로 설치된 에피 구조체(120)를 성장시키고, 상기 제1 반도체층(121)이 노출되도록 일부 영역을 식각하여 메사(Meas)를 형성하며, 메사 식각된 제2 반도체층(123) 상에 제2 전극(130)이 증착되도록 한다.
또한, 제1 반도체층(121) 상에는 제1 전극(140)이 증착되도록 하고, 제2 전극(130)에는 제2 전극 패드(150)를 형성하며, 상기 제1 전극(140)과 전기적으로 연결된 제1 전극 연결 단자(141)와, 제2 전극 패드(150)와 전기적으로 연결된 제2 전극 연결 단자(151)를 형성하며, 상기 제1 및 제 2 전극 연결 단자(141, 151)가 절연되도록 하고, 에피 구조체(120)를 보호하며 상기 에피 구조체(120)에서 발광되는 빛을 반사하는 보호막(160)을 형성하며, 아이솔레이션에 의한 칩 분리를 통해 개별 LED 모듈(100c)로 구분되도록 한다.
상기 보호막(160)은 제1 전극(140)과 제2 전극(130), 제1 전극 연결 단자(141)와 제2 전극 연결 단자(131)의 쇼트(Short) 발생을 방지하고, 하측으로 발광되는 빛이 상방향으로 반사될 수 있도록 SiO2, Si3N4, 레진(Resin)수지 중에 선택되는 적어도 하나의 물질이 SOG(Spin on Glass)를 통해 형성될 수 있으며, Ni, Ti, Pt, Pd, Cu, CuW, Mo, MoW, Ag 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 제조된 LED 모듈(100c)은 보호막(160)이 형성된 상면이 지지 기판 접착층(220)을 통해 지지 기판(200)과 접착하여 상기 지지 기판(200)에 고정된다.
상기 지지 기판(200)은 LED 모듈(100c)과의 접착이 상온에서 이루어지고, 접착력이 증가될 수 있도록 일정 크기의 압력으로 가압하는 공정이 수행될 수 있다.
상기 지지 기판(200)에 LED 모듈(100c)의 접착이 완료되면, LED 모듈(100c)로부터 성장 기판(110)을 제거하여 제1 및 제2 전극 연결 단자(141, 151)를 갖는 플립칩 구조의 LED 모듈(100c)이 형성되도록 한다.
성장 기판(110)이 제거된 LED 모듈(100c)은 캐리어 기판(300)으로 전사하기 위해 지지 기판(200)의 하부에 캐리어 기판(300)을 배치하고, 상기 지지 기판(200)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 한 다음 추가 공정을 위한 이동 또는 타겟 기판(500)으로의 전사를 위해 LED 모듈(100c) 전부 또는 어레이 형태로 캐리어 기판(300)에 이송하는 과정을 수행한다.
상기 캐리어 기판(300)으로 전사된 LED 모듈(100c)은 타겟 기판(500)에 형성된 타겟 기판 전극(520)과 제1 및 제2 전극 연결 단자(141, 151)가 접착하도록 이동되고, 상기 캐리어 기판(300)으로 자외선 파장범위를 갖는 빛을 조사하여 캐리어 기판(300)의 접착력이 약해지도록 한 다음 타겟 기판(500)과 접착되도록 하여 LED 모듈(100c)이 개별 또는 어레이 형태로 전사되게 한다.
또한, 상기 캐리어 기판(300)은 외부에서 공급되는 열에 의해 접착 강도가 낮아지게 하여 LED 모듈(100c)이 타겟 기판(500)으로 전사되게 할 수도 있다.
따라서 개별 LED 또는 LED 어레이를 구비한 LED 구조체를 형성하고, 개별 LED 또는 LED 어레이가 픽업되어 타겟 기판으로 전사될 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100c : LED 모듈
110 : 성장 기판 120 : 에피 구조체
121 : 제1 반도체층 122 : 활성층
123 : 제2 반도체층 130 : 제2 전극
140 : 제 1 전극 141 : 제1 전극 연결 단자
150 : 제2 전극 패드 151 : 제2 전극 연결 단자
160 : 보호막 170 : 아이솔레이션
200 : 지지 기판 210 : 지지 기판 본체
211 : 제2 지지 기판 220 : 지지 기판 접착층
220a : 접착층 패턴 221 : 지지 기판 제2 접착층
300 : 캐리어 기판 310: 캐리어 기판 본체
310a : 캐리어 기판 돌기부 311: 제2 캐리어 기판
320 : 캐리어 기판 접착층 321 : 캐리어 기판 제2 접착층
400 : 보조 캐리어 기판 410 : 보조 캐리어 기판 본체
410a : 보조 캐리어 기판 돌기부 411 : 제2 보조 캐리어 기판
420 : 보조 캐리어 기판 접착층 421 : 보조 캐리어 기판 제2 접착층
500 : 타겟 기판 520 : 타겟 기판 전극

Claims (23)

  1. 지지 기판 접착층(220)을 통해 지지 기판(200)에 접착된 p-n 접합 구조를 갖는 복수의 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)이 상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광 또는 상기 지지 기판(200)에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)이 상기 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되도록 하는 LED 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)은 수평형 구조, 수직형, 구조, 플립형 구조 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)은 성장 기판(110)이 제거된 에피 구조체(120)와, 제1 전극(140)과 제2 전극(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)은 제1 전극(140), 제2 전극(130)을 갖는 개별 에피 구조체(120)로 분리되고, 상기 분리된 에피 구조체(120), 제1 전극(140), 제2 전극(130) 중 적어도 하나는 전체 영역 또는 일부 영역을 보호하는 보호막(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 기판(200)으로 조사되는 광은 자외선(UV) 파장 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 기판(200)은 지지 기판 본체(210)가 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 기판(200)은 지지 기판 본체(210)가 플렉서블 재질로 이루어지면, 상기 지지 기판 본체(210)의 휨 변형을 방지하는 제2 지지 기판(211); 및
    상기 지지 기판 본체(210)와 제2 지지 기판(211)을 접착하는 지지 기판 제2 접착층(221)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지 기판 제2 접착층(221)의 접착 강도는 지지 기판 접착층(220)의 접착 강도와 동일하거나 낮은 접착 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 플렉서블 재질은 PDMS, PI, PET, PO, PVC, PC, PE, PP, PS 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 리지드 재질은 Si, GaAs, 글래스, 사파이어, 플라스틱 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 구조체.
  11. a) 성장 기판(110) 상에 형성한 에피 구조체와, 상기 에피 구조체(120)에 제1 전극(140)과 제2 전극(130)을 형성한 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)을 제조하는 단계;
    b) 상기 제조된 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)이 지지 기판 접착층(220)을 통해 고정되도록 지지 기판(200)과 접착하는 단계;
    c) 상기 지지 기판(200)에 접착된 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)로부터 성장 기판(110)을 제거하고, 제1 및 제2 전극(130, 140)을 갖는 개별 에피 구조체(120)로 분리하는 단계; 및
    d) 상기 지지 기판(200)으로 광 또는 열 중 적어도 하나를 통해 상기 지지 기판 접착층(220)의 접착력이 약해지도록 하여 상기 고정된 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)이 상기 지지 기판(200)에서 개별 또는 어레이 형태로 분리되어 캐리어 기판(300) 또는 타겟 기판(500)으로 전사되도록 하는 단계를 포함하는 LED 구조체의 이송방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 b)단계는 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)과 지지 기판(200)의 접착력 증가를 위해 상기 지지 기판(200)을 일정 크기의 압력으로 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 b)단계의 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)과 지지 기판(200)의 접착은 상온에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 c)단계의 개별 에피 구조체(120)로 분리하는 단계는 상기 분리된 에피 구조체(120), 제1 전극(140), 제2 전극(130) 중 적어도 하나의 전체 영역 또는 일부 영역을 보호하는 보호막(160)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 d) 단계의 캐리어 기판(300)은 캐리어 기판 본체(310)가 유연하게 잘 휘어지는 플렉서블(Flexible) 재질 또는 단단하게 경직되어 잘 휘어지지 않는 리지드(Rigid) 재질 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판 본체(310)는 에피 구조체(120)와 접착력 향상을 위해 임의의 패턴을 형성한 캐리어 기판 돌기부(310a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판(300)은 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)과 접착하여 고정되도록 지지하는 캐리어 기판 접착층(320)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판(300)은 캐리어 기판 본체(310)가 플렉서블 재질로 이루어지면, 상기 캐리어 기판 본체(310)의 휨 변형을 방지하는 제2 캐리어 기판(311); 및
    상기 캐리어 기판 본체(310)와 제2 캐리어 기판(311)을 접착하는 캐리어 기판 제2 접착층(321)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판 제2 접착층(321)의 접착 강도는 캐리어 기판 접착층(320)의 접착 강도와 동일하거나 또는 낮은 접착 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판 접착층(320) 또는 캐리어 기판 제2 접착층(321)은 상기 캐리어 기판(300)으로 조사되는 광 또는 상기 캐리어 기판(300)에 가해지는 열 중 적어도 하나를 통해 접착력이 약해지는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판(300)으로 전사된 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)은 캐리어 기판 접착층(320)의 접착력이 약해지면, 상기 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)의 일부 또는 전부가 상기 캐리어 기판(200)에서 분리되어 보조 캐리어 기판(400) 또는 타겟 기판(500)으로 전사되도록 하는 단계를 더 포함하는 LED 구조체의 이송방법.
  22. 제 11 항에 있어서,
    상기 d)단계는 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)이 지지 기판(200)에서 분리되어 캐리어 기판(300)으로 전사된 LED 모듈(100, 100a, 100b, 100c)의 제1 및 제2 전극(130, 140)의 일부가 대기에 노출되도록 하는 포토 패터닝 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
  23. 제 11 항에 있어서,
    상기 타겟 기판(500)은 임의의 패턴부(510)를 형성한 디스플레이 기판, BLU 기판, 조명 기판, 인쇄회로기판, 플렉서블 기판 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 구조체의 이송방법.
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