KR20210011136A - 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 발광 소자를 디스플레이 패널에 신속하고 효율적으로 전사할 수 있는 디스플레이 장치의 제조 방법과 이에 의해 제조된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 전사 프레임에 어레이 형태로 배열된 다수의 개구마다 다수의 발광 소자를 포함하는 픽셀 CSP를 형성하여 상기 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계; 상기 픽셀 CSP 어레이를 상기 전사 프레임으로부터 캐리어 기판으로 전사하는, 1차 전사 단계; 및 상기 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는, 2차 전사 단계;를 포함한다.

Description

디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치{METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY APPARATUS AND DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 발광 소자를 디스플레이 패널에 신속하고 효율적으로 전사할 수 있는 디스플레이 장치의 제조 방법과 이에 의해 제조된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
마이크로 발광 다이오드(μ-LED)의 크기는 1 ~ 100μm 수준으로 매우 작고, 40 인치(inch)의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 대략 2,500만개 이상의 픽셀이 요구된다. 따라서, 40 인치의 디스플레이 장치를 하나 만드는데 단순한 픽앤플레이스(Pick & Place) 방법으로는 시간적으로 최소 한달이 소요되는 문제가 있다.
기존의 마이크로 발광 다이오드(μ-LED)는 사파이어 기판 상에 다수개로 제작된 후, 기계적 전사(Transfer) 방법인, 픽 앤 플레이스(pick & place)에 의해, 마이크로 발광 다이오드가 하나씩 유리 혹은 유연성 기판 등에 전사된다. 마이크로 발광 다이오드를 하나씩 하나씩 픽업(pick-up)하여 전사하므로, 1:1 픽 앤 플레이스 전사 방법이라고 지칭한다.
그런데, 사파이어 기판 상에 제작된 마이크로 발광 다이오드 칩의 크기는 작고 두께가 얇기 때문에, 마이크로 발광 다이오드 칩을 하나씩 하나씩 전사하는 픽 앤 플레이스 전사 공정 중에 상기 칩이 파손되거나, 전사가 실패하거나, 칩의 얼라인먼트(Alignment)가 실패되거나, 또는 칩의 틸트(Tilt)가 발생되는 등의 문제가 발생되고 있다. 또한, 전사 과정에 필요한 시간이 너무 오래 걸리는 문제가 있다.
본 발명은, 다수의 발광 소자를 신속하게 디스플레이 패널로 전사할 수 있는 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 대면적의 디스플레이 장치를 신속하게 제조할 수 있는 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 디스플레이 장치의 제조 방법에 의해 제조된 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 전사 프레임에 어레이 형태로 배열된 다수의 개구마다 다수의 발광 소자를 포함하는 픽셀 CSP를 형성하여 상기 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계; 상기 픽셀 CSP 어레이를 상기 전사 프레임으로부터 캐리어 기판으로 전사하는, 1차 전사 단계; 및 상기 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는, 2차 전사 단계;를 포함한다.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 제1 전사 매체에 다수의 발광 소자를 포함하는 다수의 픽셀 CSP를 형성하고, 상기 다수의 픽셀 CSP 각각은 보호층에 의해 분리되며, 상기 제1 전사 매체와 상기 보호층 간에는 제1 접착력을 갖는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계; 상기 픽셀 CSP 어레이를 상기 제1 전사 매체로부터 상기 제1 접착력 보다 큰 제2 접착력을 갖는 제2 전사 매체로 전사하는, 1차 전사 단계; 및 상기 제2 전사 매체에 전사된 상기 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널에 도포된 상기 제2 접착력 보다 큰 제3 접착력을 갖는 제3 전사 매체로 전사하는, 2차 전사 단계;를 포함한다.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치는 앞서 상술한 디스플레이 장치의 제조 방법에 의해서 제조된 것일 수 있다.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 다수의 발광 소자를 신속하고 효율적으로 디스플레이 패널로 전사할 수 있는 이점이 있다. 특히, 마이크로급 또는 미니급의 발광 소자를 하나하나 제어하지 않고, 다수의 발광 소자를 한꺼번에 디스플레이 패널로 신속히 전사할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치의 제조 비용과 시간을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 정전기적 인력 등의 물리적 힘 혹은 접착력을 제어하는 방법이 아니라 전사 매체들 간의 접착력의 큰 차이를 이용하기 때문에 전사 성공률을 극대화 시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 발광 다이오드 칩의 발광영역의 크기가 100um 이하 일 경우, 다이싱 등에 의한 에피 손상으로 광효율이 급격히 떨어진다. 반면에 본 발명은 발광 다이오드 칩 단위가 아닌 픽셀 CSP 단위로 전사하기 때문에 광효율이 저하되지 않는 이점이 있다. 좀 더 구체적으로, 다이싱 공정을 진행할 경우, 레이저에 의해 손상이 생길 수 있다. 발광 다이오드의 발광영역(Epi)의 크기에 따라 발광영역에서 손상된 부분이 차지하는 퍼센트(%)가 다르다. 즉, 면적대비 표면둘레의 길이의 비율이 발광영역의 크기가 감소함에 따라 증가한다. 예를 들어, 발광영역의 사이즈가 300x300um 경우, 면적대비 표면비율이 1이라면, 50x50um의 경우 6정도로 6배 크다. 따라서 표면의 결함등의 영향이 최소 6배이상 클 수 있다. 그로 인해 발광효율이 급격하게 떨어진다. 반면, 본 발명은 칩 단위의 다이싱이 아니라 픽셀 단위로 EPI 영역과는 상관없이 외부에서의 다이싱이다. 그래서 픽셀 단위에서 광효율 감소는 거의 없는 장점이 있다.
또한, 대면적의 디스플레이 장치를 제조할 경우 상기 전사방법을 위치를 변경하며 반복적으로 실행하여 신속하게 제조할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에서 사용되는 전사 프레임(200)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 7은 도 1에 도시된 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는 단계(110)를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 내지 도 10은 도 1에 도시된 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계(130)를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 내지 도 15는 도 1에 도시된 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계(150)를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
실시 형태의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이(Pixel CSP Array)를 형성하는 단계(110), 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계(130) 및 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계(150)를 포함한다. 110 단계, 130 단계 및 150 단계를 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에서 사용되는 전사 프레임(200)을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 (a)는 전사 프레임(200)의 사시도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에서 일부를 확대한 평면도이고, 도 2의 (c)는 도 2의 (b)의 단면도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 전사 프레임(200)은 판 형상을 가지며, 상면과 하면 및 다수의 측면들을 포함한다. 전사 프레임(200)은 평평한 판 형상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 소정의 곡률을 갖는 판 형상일 수도 있다. 전사 프레임(200)이 평평한 판 형상을 가질 경우, 전사 프레임(200)을 수평 프레임이라 명명될 수 있다.
전사 프레임(200)은 다수의 개구(210)를 갖는다. 각 개구(210)는 전사 프레임(200)의 상면과 하면을 관통하도록 형성되며, 다수의 개구(210)는 다수의 행과 열 방향으로 전사 프레임(200)에 어레이 형태로 배열될 수 있다. 다수의 개구(210) 사이의 간격(picth)은, 후술할 디스플레이 패널 상에 형성된 픽셀 CSP 어레이(Pixel CSP Array)의 간격과 동일할 수 있다.
전사 프레임(200)의 개구(210)의 크기는, 픽셀 CSP(Pixel CSP) 크기와 대응될 수 있다. 예를 들어, 전사 프레임(200)의 개구(210)의 가로(W)*세로(h)*두께(t)는 30*30*10 (μm) ~ 1000*1000*500 (μm)일 수 있다.
전사 프레임(200)의 개구(210)의 상부 개구와 하부 개구의 형상은 사각형일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 원, 타원, 다각형일 수 있다. 또한, 상부 개구와 하부 개구의 형상이 서로 다를 수도 있으며, 크기도 서로 다를 수 있다.
전사 프레임(200)의 개구(210)의 입체 구조는 육면체 형상의 빈 공간일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 개구(210)의 형상이 원통 형상의 빈 공간일 수도 있고, 타원통 형상의 빈 공간일 수도 있으며, 다각통 형상의 빈 공간일 수 있고, 다면체 형상의 빈 공간일 수도 있다.
전사 프레임(200)의 재질은 단단한 재질로서, 예를 들어, 금속(Metal), 세라믹(Ceramic), 레진(resin), 플라스틱(Plastic) 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
전사 프레임(200)의 두께(t)는 10 (μm) ~ 500 (μm) 일 수 있다.
도 3 내지 도 7은 도 1에 도시된 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는 단계(110)를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 도 2에 도시된 전사 프레임(200)의 다수의 개구(210) 중 어느 하나의 단면도를 개략적으로 그린 것이다.
도 3을 참조하면, 전사 프레임(200)의 상면과 하면 중 어느 일 면(도 3에서는 하면)에 기판(300)을 형성한다. 전사 프레임(200) 아래에 기판(300)이 형성됨에 따라, 개구(210)의 하부 개구가 기판(300)에 의해 막히게 된다. 개구(210)와 기판(300)에 의해 픽셀 CSP가 형성될 수 있는 공간이 마련된다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 개구(210) 내부의 기판(300) 상에 다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B)를 배치한다. 여기서, 다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B) 각각의 패드가 기판(300)의 상면에 접촉되도록 배치할 수 있다.
다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B)는 제1 발광 소자(400R), 제2 발광 소자(400G) 및 제3 발광 소자(400B)를 포함할 수 있다. 제1 발광 소자(400R)은 적색 광을 방출하는 적색 발광 칩일 수 있고, 제2 발광 소자(400G)는 녹색 광을 방출하는 녹색 발광 칩일 수 있으며, 제3 발광 소자(400B)는 청색 광을 방출하는 청색 발광 칩일 수 있다.
각 발광 소자(400R, 400G, 400B)는 와이어가 불필요한 플립 칩 구조를 가질 수 있다. 각 발광 소자(400R, 400G, 400B)는 각자가 특정 파장의 광을 방출할 수도 있고, 내부에 포함된 형광물질 또는 퀀텀닷에 의해 상기 특정 파장의 광이 방출될 수도 있다.
또한, 각 발광 소자(400R, 400G, 400B)는 CSP(Chip Scale Package)일 수 있다. CSP(Chip Scale Package)는 칩 크기에 가까운 소형 패키지를 총칭하는 것으로서, 칩 외형을 보호하는 리드프레임과 전기적 연결을 위한 와이어가 존재하지 않는 베어 칩에 가까운 크기의 패키지이다. 각 발광 소자(400R, 400G, 400B)가 CSP일 경우, 특정 파장의 광을 방출하는 플립 칩과 플립 칩을 덮는 형광체으로 구성될 수도 있다. 플립 칩에서 방출되는 광이 형광체를 여기시켜 특정 파장의 광이 방출될 수 있다.
개구(210) 내부에 배치된 다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B)는 하나의 픽셀 CSP(400)에 포함될 수 있다. 하나의 픽셀 CSP(400)는 후술할 디스플레이 패널에서 다양한 색상을 방출하는 하나의 픽셀로 기능할 수 있다. 하나의 픽셀 CSP(400)는 다수의 CSP를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 하나의 픽셀 CSP(400)는 적색 CSP, 녹색 CSP 및 청색 CSP를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 개구(210) 내부에 보호층(500)을 충진하고, 보호층(500)을 경화시킨다. 하나의 픽셀 CSP(400)는 보호층(500)을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 픽셀 CSP(400)는 다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B)와 다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B)를 인캡슐레이션하는 보호층(500)을 포함할 수 있다.
경화된 보호층(500)의 형상 또는 하나의 픽셀 CSP(400)의 형상은 전사 프레임(200)의 개구(210)의 형상에 대응된다. 따라서, 보호층(500)의 형상 또는 하나의 픽셀 CSP(400)의 형상은 전사 프레임(200)의 개구(210)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 보호층(500)의 형상 또는 하나의 픽셀 CSP(400)의 형상으로부터 전사 프레임(200)의 개구(210)의 형상을 이해할 수 있고, 이를 통해 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 추정할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 보호층(500)이 경화되면, 기판(300)을 전사 프레임(200)과 보호층(500)으로부터 분리한다. 기판(300)이 분리되면, 픽셀 CSP(400)의 다수의 패드(410R, 410G, 410B)가 외부로 노출될 수 있다. 다수의 패드(410R, 410G, 410B)는 하나의 픽셀 CSP(400)에 포함된 발광 소자의 개수에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들어, 하나의 픽셀 CSP(400)에 포함된 발광 소자의 개수가 3개이면, 각 발광 소자 당 2개의 패드가 요구되므로, 총 6개의 패드가 형성될 수 있거나 (+)전극이 공통전극일 경우 총 4개의 패드가 형성될 수 있다.
전사 프레임(200)의 다수의 개구(210) 각각에 픽셀 CSP(400)를 형성하고, 다수의 개구(210) 별로 보호층(500)을 충진 및 경화시킨 후, 도 5에 도시된 바와 같이 기판(300)을 전사 프레임(200), 다수의 발광 소자(400R, 400G, 400B) 및 보호층(500)으로부터 제거하면, 도 7에 도시된 바와 같이 전사 프레임(200)의 다수의 개구(210)에 다수의 픽셀 CSP(400)을 포함하는 픽셀 CSP 어레이가 형성될 수 있다.
한편, 전사 프레임(200)은 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 전사 매체로 명명될 수도 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 전사 매체에 다수의 발광 소자를 포함하는 다수의 픽셀 CSP를 형성하여 픽셀 CSP 어레이를 형성할 수 있다. 여기서, 다수의 픽셀 CSP 각각은 보호층에 의해 분리되며, 제1 전사 매체와 보호층 간에는 제1 접착력을 갖는다.
도 8 내지 도 10은 도 1에 도시된 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계(130)를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다. 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 전사하는 단계(130)를 '1차 전사'로 명명할 수도 있다.
도 8은 도 7에서 3개의 발광 소자를 인캡슐레이션하는 보호층(500P1, 500P2, 500P3)을 포함하는 3개의 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)과 전사 프레임(200)의 일 부분에 대한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 픽셀 CSP(400P1)는 제1 보호층(500P1)에 의해 전사 프레임(200)의 제1 개구에 인캡슐레이션되어 있고, 제2 픽셀 CSP(400P2)는 제2 보호층(500P2)에 의해 전사 프레임(200)의 제2 개구에 인캡슐레이션되어 있으며, 제3 픽셀 CSP(400P3)는 제3 보호층(500P3)에 의해 전사 프레임(200)의 제3 개구에 인캡슐레이션되어 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 전사 프레임(200)의 상면과 제1 내지 제3 보호층(500P1, 500P2, 500P3)의 상면에 캐리어 기판(900)를 부착한다. 여기서, 캐리어 기판(900)는 각 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)를 인캡슐레이션한 해당 보호층(500P1, 500P2, 500P3)을 전사 프레임(200)의 다수의 개구(210)로부터 추출하기 위한 것이다. 여기서, 캐리어 기판(900)는 '전사 접착 부재'로도 명명될 수 있다. 캐리어 기판은 전사 접착 부재로도 불릴 수 있으며, PET, PP, PE, PS 수지 판 등과 이러한 재료들에 접착제나 점착가 도포되어 있거나 또는 이러한 재료들이 테이프의 형태로 얇은 두께를 가지면서 그 한 면에 접착제나 점착제가 도포될 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 전사 프레임(200)을 제거한다. 캐리어 기판(900)와 각 보호층(500P1, 500P2, 500P3) 사이의 접착력이 전사 프레임(200)과 각 보호층(500P1, 500P2, 500P3) 사이의 접착력보다 더 크면, 전사 프레임(200)만을 캐리어 기판(900)와 다수의 보호층(500P1, 500P2, 500P3)으로부터 떼어낼 수 있다. 따라서, 캐리어 기판(900)는, 전사 프레임(200)과 각 보호층(500P1, 500P2, 500P3) 사이의 접착력보다 더 큰 접착력을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 캐리어 기판(900)는 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 제2 전사 매체로 명명될 수 있다. 제2 전사 매체와 보호층 간에는 상기 제1 접착력보다 큰 제2 접착력을 갖는다. 따라서, 앞서 상술한 1차 전사 단계는, 제1 전사 매체에 형성된 픽셀 CSP 어레이를 제1 전사 매체로부터 제1 접착력 보다 큰 제2 접착력을 갖는 제2 전사 매체로 전사하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제2 접착력은 제1 접착력보다 수 백배 더 클 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 접착력은 5 gf/25mm ~ 15 gf/25mm 이고, 제2 접착력은 2,000 gf/25mm ~ 4,000 gf/25mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1 접착력은 10 gf/25mm 이고, 제2 접착력은 3,000 gf/25mm 일 수 있다.
도 11 내지 도 15는 도 1에 도시된 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는 단계(150)를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 디스플레이 패널(1100)의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 11의 (a)는 디스플레이 패널(1100)의 일 부분을 확대한 평면도이고, 도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 일 측면도이다.
도 11을 참조하면, 디스플레이 패널(1100)은 도 10에 도시된 다수의 픽셀 CSP의 각 패드(410P1, 410P2, 410P3)와 전기적으로 연결되는 패드(1150)를 다수로 포함한다.
다수의 패드(1150)는 디스플레이 패널(1100)의 상면에 배열될 수 있다. 다수의 패드(1150)는 복수의 패드 그룹 별로 행과 열 방향을 따라 배열된다. 각 패드 그룹은 하나의 픽셀 CSP와 전기적으로 연결되는 다수개의 패드들을 포함한다. 여기서, 다수개의 패드들의 개수는 6개일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 하나의 픽셀 CSP에 형성된 패드의 개수에 따라 다수개의 패드들의 개수가 달라질 수 있다. 여기서, 복수의 패드 그룹 간 간격(pitch)는 도 2에 도시된 전사 프레임(200)의 다수의 개구(210)간 간격과 동일할 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 디스플레이 패널(1100)의 다수의 패드(1150) 상에 솔더 페이스트(Solder Paste, 1200)를 도포한다. 솔더 페이스트(1200)는 디스플레이 패널(1100)의 다수의 패드(1150) 상에 스크린 프린팅, 디스펜싱, 젯팅 등의 여러 방법을 통해 도포될 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하면, 도 10에서 제조된 캐리어 기판(900)와 캐리어 기판(900)에 부착되고 내부에 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)을 구비한 다수의 보호층(500P1, 500P2, 500P3)을 디스플레이 패널(1100) 상으로 옮기고, 각 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)의 패드(410P1, 410P2, 410P3)를 디스플레이 패널(1100)의 패드(1150) 상에 도포된 솔더 페이스트(1200)에 접촉시킨다.
솔더 페이스트(1200)를 통해 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)의 패드(410P1, 410P2, 410P3)와 디스플레이 패널(1100)의 패드(1150)가 접촉된 후, 예를 들어, 자기 정렬 페이스트(Self Align Paste, SAP) 솔더링 방법을 사용하여 소정의 열을 가하면, 솔더 페이스트(1200) 내부에 포함된 솔더 파티클(Solder paricle)이 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)의 패드(410P1, 410P2, 410P3)와 디스플레이 패널(1100)의 패드(1150) 사이로 자기조립(self-assembly)될 수 있다. 한편, 솔더 페이스트(1200) 내부에 포함된 열경화성 수지는 열에 의해 경화될 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하면, 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)의 패드(410P1, 410P2, 410P3)와 디스플레이 패널(1100)의 패드(1150)가 솔더링되면, 캐리어 기판(900)를 다수의 보호층(500P1, 500P2, 500P3)으로부터 떼어낸다. 여기서, 픽셀 CSP(400P1, 400P2, 400P3)의 패드(410P1, 410P2, 410P3)와 디스플레이 패널(1100)의 패드(1150) 사이의 솔더링 접착력이 캐리어 기판(900)와 각 보호층(500P1, 500P2, 500P3) 사이의 접착력보다 훨씬 크기 때문에, 캐리어 기판(900) 만을 쉽게 분리시킬 수 있다.
도 15는 도 14에 도시된 하나의 픽셀 CSP을 인캡슐레이션한 다수의 보호층들(500P1, 500P2, 500P3)이 디스플레이 패널(1100)에 다수의 행과 열 방향을 따라 전사된 것을 보여주는 평면도이다.
한편, 솔더 페이스트(1200)는 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 제3 전사 매체로 명명될 수 있다. 제3 전사 매체와 픽셀 CSP의 패드 간 솔더링 접착력인 제3 접착력은 상기 제2 접착력보다 크다. 따라서, 앞서 상술한 2차 전사 단계는, 제2 전사 매체에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널에 도포된 상기 제2 접착력 보다 큰 제3 접착력을 갖는 제3 전사 매체로 전사하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제3 접착력은 제2 접착력보다 수천배 더 클 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제2 접착력은 2,000 gf/25mm ~ 4,000 gf/25mm 이고, 제3 접착력은 800,000 gf/25mm ~ 1,200,000 gf/25mm 일 수 있다. 더욱 바람직하게는 제2 접착력은 3,000 gf/25mm이고, 제3 접착력은 1,000,000 gf/25mm 일 수 있다.
제3 접착력은 제2 접착력 보다 제2 접착력은 제1 접착력 보다 수백에서 수천배의 큰 상당한 접착력을 갖도록 하여 모든 픽셀 CSP에 대한 동시 전사가 완전하게 이루어질 수 있도록 구현하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제이며, 이는 정전기적 인력 등의 물리적 힘 혹은 접착력을 제어하여 전사하는 개념이 아닌 접착력 자체의 결합력을 그대로 이용하여 전사 성공율을 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. 여기서, 접착력을 제어한다는 의미는 노광, 온도, 열 등 어떤 특정 조건을 조절하여 접착력을 제어하는 것이고, 본 발명의 실시 형태에서는 접착력을 제어하는 것이 아니라, 전사 매체들 간의 접착력의 차이를 이용하는 것이다.
도 2에 도시된 전사 프레임(200)의 개구(210)의 개수와 도 15에 도시된 디스플레이 패널(1100)에 형성된 픽셀 CSP(400)의 개수가 서로 대응되도록 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 대면적의 디스플레이 패널을 제조하기 위해서, 하나의 대면적의 디스플레이 패널에 전사 프레임(200)을 두 번 이상 반복적으로 사용할 수도 있다. 이를 통해 대면적의 디스플레이 패널을 빠른 시간에 제조할 수 있는 이점이 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 도 1에 도시하지 않았지만, 리웍(rework) 단계를 더 포함할 수 있다. 리웍 단계는, 도 15에 도시된 디스플레이 패널(1100)에 형성된 픽셀 CSP들 중에서 오작동하거나 불량으로 판정된 픽셀 CSP를 제거하고 새로운 픽셀 CSP를 제거된 픽셀 CSP 자리에 위치시키는 단계이다. 픽 앤 플레이스 장비(미도시)를 이용하여 정상적으로 동작하는 새로운 픽셀 CSP을 위치시킬 수 있다. 리웍 단계를 더 진행함으로서, 오작동 또는 불량 픽셀 CSP를 제거하고, 디스플레이 패널에서 불량 픽셀 CSP가 위치해야 했던 자리에 새로운 픽셀 CSP를 채우기 때문에, 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 제조 방법과 비교하여 디스플레이 패널(1100)의 불량을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 전사 프레임
300: 기판
400: 픽셀 CSP
500: 보호층
900: 캐리어 기판
1100: 디스플레이 패널

Claims (12)

  1. 전사 프레임에 어레이 형태로 배열된 다수의 개구마다 다수의 발광 소자를 포함하는 픽셀 CSP를 형성하여 상기 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계;
    상기 픽셀 CSP 어레이를 상기 전사 프레임으로부터 캐리어 기판으로 전사하는, 1차 전사 단계; 및
    상기 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 전사하는, 2차 전사 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전사 프레임의 다수의 개구 간 간격은, 상기 디스플레이 패널에 전사된 상기 픽셀 CSP 어레이 간 간격과 동일한, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀 CSP는 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 픽셀 CSP 어레이 형성 단계는,
    상기 전사 프레임 아래에 기판을 배치하여 상기 다수의 개구 각각의 하부 개구를 막는 단계;
    상기 다수의 개구 내부의 상기 기판 상에 상기 다수의 발광 소자를 배치하는 단계;
    상기 다수의 발광 소자를 인캡슐레이션하는 보호층을 상기 다수의 개구 내부에 충진 및 경화시키는 단계; 및
    상기 기판을 상기 전사 프레임, 상기 다수의 발광 소자 및 상기 보호층으로부터 제거하는 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다수의 발광 소자는 플립 칩이고,
    상기 다수의 개구 내부의 상기 기판 상에 상기 다수의 발광 소자를 배치하는 단계는, 상기 다수의 개구 내부의 상기 기판의 상면에 상기 플립 칩의 패드가 접촉되도록 배치시키는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 전사 단계는,
    상기 전사 프레임과 상기 픽셀 CSP 어레이에 상기 캐리어 기판을 부착하는 단계; 및
    상기 캐리어 기판을 상기 전사 프레임으로부터 떼어내어 상기 픽셀 CSP 어레이가 상기 캐리어 기판에 부착된 상태로 상기 전사 프레임의 다수의 개구로부터 분리되는 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캐리어 기판과 상기 픽셀 CSP 간 접착력은, 상기 전사 프레임과 상기 픽셀 CSP 간 접착력보다 큰, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 전사 단계는,
    디스플레이 패널의 다수의 패드 상에 솔더 페이스트를 도포하는 단계;
    상기 캐리어 기판에 전사된 상기 픽셀 CSP 어레이의 패드를 도포된 상기 솔더 페이스트에 접촉시켜 솔더링하는 단계; 및
    상기 캐리어 기판을 상기 픽셀 CSP 어레이로부터 분리시키는 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 솔더링 단계는,
    상기 디스플레이 패널의 패드, 상기 솔더 페이스트 및 상기 픽셀 CSP 어레이의 패드에 소정의 열을 가하는 단계; 및
    상기 솔더 페이스트 내부의 솔더 파티클이 상기 디스플레이 패널의 패드와 상기 픽셀 CSP 어레이의 패드 사이로 자기조립되는 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 전사된 픽셀 CSP 어레이 중 불량 픽셀 CSP을 새로운 픽셀 CSP로 교체하는 리웍 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제1 전사 매체에 다수의 발광 소자를 포함하는 다수의 픽셀 CSP를 형성하고, 상기 다수의 픽셀 CSP 각각은 보호층에 의해 분리되며, 상기 제1 전사 매체와 상기 보호층 간에는 제1 접착력을 갖는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계;
    상기 픽셀 CSP 어레이를 상기 제1 전사 매체로부터 상기 제1 접착력 보다 큰 제2 접착력을 갖는 제2 전사 매체로 전사하는, 1차 전사 단계; 및
    상기 제2 전사 매체에 전사된 상기 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널에 도포된 상기 제2 접착력 보다 큰 제3 접착력을 갖는 제3 전사 매체로 전사하는, 2차 전사 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 의해 제조된 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 전사 프레임의 개구의 형상은, 상기 디스플레이 패널에 전사된 픽셀 CSP의 외부 형상과 대응되는, 디스플레이 장치.
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