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KR102812676B1 - 마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법 - Google Patents

마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법 Download PDF

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KR102812676B1
KR102812676B1 KR1020220077668A KR20220077668A KR102812676B1 KR 102812676 B1 KR102812676 B1 KR 102812676B1 KR 1020220077668 A KR1020220077668 A KR 1020220077668A KR 20220077668 A KR20220077668 A KR 20220077668A KR 102812676 B1 KR102812676 B1 KR 102812676B1
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KR
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micro
transfer film
adhesive
transfer
groove
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황보윤
김상민
윤성욱
김정엽
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 마이크로 소자의 점착력을 향상시킬 수 있는 마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법에 관한 것으로, 상기 마이크로 소자용 전사필름은 굴곡 변형 가능하고 투명한 재질의 베이스부와, 상기 베이스부의 일면에 구비되어 마이크로 소자가 점착되고 마이크로 소자가 점착되는 부분에서 상기 마이크로 소자보다 작은 크기의 관통홈이 형성된 점착부를 포함한다. 이러한 구성으로, 점착부에 관통홈을 형성하고 마이크로 소자 주위 공기의 온도 변화를 통해 마이크로 소자의 점착력을 향상시켜 간단한 구조 및 방법으로 마이크로 소자의 점착력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법{TRANSFER FILM FOR MICRO DEVICE, APPARATUS AND METHOD FOR TRANSFERRING MICRO DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 소자의 점착력을 향상시킬 수 있는 마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법에 관한 것이다.
LED와 같은 마이크로 소자를 사용한 디스플레이는 기존의 디스플레이를 대체할 차세대 첨단 디스플레이로 각광받고 있다. 이러한 디스플레이를 만들기 위해서는 각각의 LED 소자를 모듈화된 회로기판에 전사하는 기술이 핵심이 된다.
크기가 크고 두꺼운 소자들은 진공척(vacuum chuck)을 이용하여 전사시킬 수 있으나, 마이크로/나노 크기를 갖는 작고 얇은 소자의 경우, 진공척에서 발생하는 압력으로 인해 소자가 파손될 수 있기 때문에 수십 ㎛ 이하의 마이크로 소자에는 진공척을 사용하기 어렵다.
다른 방법으로 정전척(electrostatic chuck) 기술을 이용하여 소자를 전사하는 방법이 있지만, 두께가 얇은 소자에 적용할 경우 정전기에 의한 소자 파손이 발생될 수 있으며, 소자의 표면이 오염물에 영향을 받아 전사 능력이 저하되는 단점이 있다.
위와 같은 이유로 두께가 매우 얇은 박막 형태의 소자는 마이크로/나노 스케일에서 작용하는 점착력을 이용하여 연속적으로 전사시키는 기술이 널리 사용되고 있다.
일반적으로 점착력을 이용하여 마이크로 소자를 전사하는 방식은 소스기판에 배열된 마이크로 소자 어레이를 전사필름에 점착시키고, 타깃기판의 전극에 도포된 솔더에 점착시켜 마이크로 소자를 타깃기판에 전사시킨다.
한국공개특허 제2021-0092225호(이하, 특허문헌 1이라 지칭)에서는 마이크로 소자 이송 장치 및 이의 제조방법을 개시하고 있다. 특허문헌 1에서는 복수의 통공을 가지는 탄성 흡착 헤드와 지지판을 구비하고, 상기 복수의 통공으로 마이크로 소자를 진공 흡착할 수 있도록 개시되어 있다.
하지만, 특허문헌 1의 마이크로 소자 이송 장치는 진공흡착 패드, 진공챔버, 진공펌프 등 진공 흡착을 위하여 다양한 고가의 장비를 구비해야 하는 문제가 있다.
또한, 마이크로 소자는 매우 작은 크기이므로 기판과의 정확한 얼라인이 필요하다. 일반적으로, 마이크로 소자를 점착하는 전사필름을 투명한 재질로 제작후 전사필름을 투과하여 기판과 다이렉트로 정렬하고 있다. 하지만, 진공흡착 패드를 이용하는 경우에는 복잡한 구조로 인하여 상단을 투과하여 기판과의 정확한 정렬을 할 수 없는 문제가 있다.
한국공개특허 제2021-0092225호 (2021.07.23)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 마이크로 소자 주위 공기의 온도를 변화시켜 점착력을 향상시킬 수 있는 마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 소자용 전사필름은, 굴곡 변형 가능하고, 투명한 재질의 베이스부; 및 상기 베이스부의 일면에 구비되어 마이크로 소자가 점착되고, 마이크로 소자가 점착되는 부분에서 상기 마이크로 소자보다 작은 크기의 관통홈이 형성된 점착부;를 포함한다.
여기서, 상기 점착부는, 상기 관통홈이 마이크로 소자의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자에 가압되어 마이크로 소자가 압입되면서 점착되게 이루어진다.
또한, 상기 점착부는, 원형 또는 다각형 형태로 형성되는 상기 관통홈에서 상기 베이스부가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성되되, 마이크로 소자의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자에 가압되는 연장홈;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 소자 전사장치는, 마이크로 소자용 전사필름; 마이크로 소자가 구비된 소스기판에 상기 전사필름을 가압하여 상기 점착부에 마이크로 소자를 점착시키는 가압부; 마이크로 소자 주위의 공기를 가열하는 히터부; 및 마이크로 소자가 점착된 상기 전사필름을 타겟기판에 밀착시킨 후 상기 전사필름을 굴곡 변형시켜 마이크로 소자를 상기 타겟기판에 전사하는 롤러부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 히터부에 의해 마이크로 소자 주위의 공기가 팽창된 상태에서 상기 가압부에 의해 상기 전사필름이 가압되면 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 제1 점착력에 의해 점착되게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전사필름에 부착된 마이크로 소자를 상기 소스기판에서 분리시키면 상기 관통홈 내부의 공기가 냉각되면서 수축하여 마이크로 소자에 제2 점착력이 추가되게 이루어진다.
그리고, 상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면서 상기 관통홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되게 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 점착부는, 원형 또는 다각형 형태로 형성되는 상기 관통홈에서 상기 베이스부가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성되되, 마이크로 소자의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자에 가압되는 연장홈;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면서 상기 연장홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되게 이루어질 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 소자 전사방법은, 마이크로 소자 주위의 공기를 팽창시키도록 히터부가 가열하는 가열단계; 마이크로 소자용 전사필름의 관통홀이 마이크로 소자의 내측에 위치하도록 상기 전사필름을 마이크로 소자 상에 위치시키는 전사필름 위치단계; 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 점착되게 가압부가 상기 전사필름을 가압하는 가압단계; 상기 전사필름을 이동시켜 소스기판에서 마이크로 소자를 분리시키는 소자 피킹단계; 마이크로 소자를 타겟기판에 안착하는 소자 안착단계; 및 롤러부를 통하여 상기 전사필름을 굴곡 변형시키면서 상기 점착부에서 마이크로 소자를 분리시켜 상기 타겟기판에 전사하는 소자 플레이싱단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 가열단계는, 마이크로 소자 주위의 공기를 50~80℃로 가열하여 공기를 팽창시키도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 가압단계는, 마이크로 소자 주위의 공기가 팽창된 상태에서 상기 가압부에 의해 상기 전사필름이 가압되면 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 제1 점착력에 의해 점착되게 이루어질 수도 있다.
상기 소자 피킹단계는, 상기 전사필름에 부착된 마이크로 소자를 상기 소스기판에서 분리시키면 상기 관통홈 내부의 공기가 냉각되면서 수축하여 마이크로 소자에 제2 점착력이 추가되게 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 소자 플레이싱단계는, 상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면서 상기 관통홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 소자 플레이싱단계는, 상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면 상기 관통홈에서 상기 베이스부가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성된 연장홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되게 이루어질 수도 있다.
본 발명에 의한 마이크로 소자용 전사필름 및 이를 이용한 마이크로 소자 전사장치와 전사방법에 따르면, 점착부에 관통홈을 형성하고 마이크로 소자 주위 공기의 온도 변화를 통해 마이크로 소자의 점착력을 향상시켜 간단한 구조 및 방법으로 마이크로 소자의 점착력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 점착부에 점착되는 마이크로 소자의 점착력을 향상시킬 수 있어 보다 안전하게 마이크로 소자를 전사할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름을 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름을 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름의 점착부에 형성된 관통홈의 다양한 실시예를 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름에서 연장홈이 추가로 형성된 것을 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름에서 연장홈이 추가로 형성된 것을 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사장치를 이용하여 마이크로 소자를 피킹하는 것을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사장치를 이용하여 마이크로 소자를 플레이싱하는 것을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름을 개략적으로 도시해 보인 단면도 및 평면도이고, 도 3은 상기 마이크로 소자용 전사필름의 점착부에 형성된 관통홈의 다양한 실시예를 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 4 및 도 5는 상기 마이크로 소자용 전사필름에서 연장홈이 추가로 형성된 것을 개략적으로 도시해 보인 단면도 및 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자용 전사필름(100)은 굴곡 변형 가능하고 투명한 재질의 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)의 일면에 구비되어 마이크로 소자(30)가 점착되는 점착부(120)를 포함하여 이루어진다. 특히, 상기 점착부(120)는 상기 마이크로 소자(30)가 점착되는 부분에서 상기 마이크로 소자(30)보다 작은 크기의 관통홈(121)이 형성되는 것이 특징이다.
상기 베이스 필름(110)은 상기 점착부(120)의 관통홈(121)이 상기 마이크로 소자(30)의 중심에 위치하도록 얼라인(align)하기 위하여 투명한 재질로 구비된다.
그리고, 상기 베이스부(110)은 상기 점착부(120)에 점착된 마이크로 소자(30)를 타겟기판에 플레이싱(Placing)하기 위하여 굴곡 변형될 수 있는 재질로 구비된다.
일 예로, 이러한 상기 베이스 필름(110)은 PET(polyethylene terephthalate)로 제작될 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니고 투명하면서 굴곡 변형될 수 있다면 공지의 다양한 소재가 사용될 수 있다.
상기 점착부(120)는 상기 베이스부(110)의 일면에 구비되어 있고, 상기 점착부(120)가 상기 마이크로 소자(30)에 접촉한 상태에서 상기 베이스부(110)가 가압되면 상기 마이크로 소자(30)는 상기 점착부(120)에 압입되면서 점착되어 상기 마이크로 소자(30)를 소스기판(10)에서 피킹(Picking)할 수 있도록 구비된다.
일 예로, 상기 점차부(120)는 PDMS(polydimethyl siloxane)로 제작될 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니고 마이크로 소자(30)가 점착된 상태에서 일정 가압력에 의해 마이크로 소자(30)를 점착하여 소스기판(10)에서 피킹할 수 있다면 공지의 다양한 소재가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 점착부(120)는 상기 관통홈(121)이 마이크로 소자(30)의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자(30)에 가압되어 마이크로 소자(30)가 압입되면서 점착되게 이루어진다. 즉, 상기 관통홈(121)은 상기 마이크로 소자(30)의 크기보다 작게 형성된다.
일 예로, 상기 관통홈(121)은 도 2에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 관통홈(121)의 직경은 상기 마이크로 소자(30)의 가로 및 세로 길이 보다는 작게 형성된다. 즉, 상기 관통홈(121)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 마이크로 소자(30)의 내측에 위치하도록 배치된 상태에서 상기 마이크로 소자(30)가 상기 점착부(120)에 점착되게 이루어진다.
또는, 상기 관통홈(121)은 도 3에 도시된 바와 같이 삼각형, 사각형, 육각형, 사다리꼴 등 다양한 형태의 다각형으로 이루어질 수 있다. 물론, 상기 관통홈(121)은 도면에 도시하지는 않았지만 타원형으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 관통홈(121)은 상기 마이크로 소자(30)의 가로 및 세로 길이 보다는 작게 형성되어 상기 마이크로 소자(30)의 내측에 위치할 수 있다면 어떠한 형태로도 이루어질 수 있다.
이러한, 상기 관통홈(121)은 상기 점착부(120)에 상기 마이크로 소자(30)가 점착된 상태에서 주위 공기의 온도가 낮아지게 되면 상기 관통홈(121) 내부의 공기가 수축하게 되면서 상기 관통홈(121) 내부가 진공 상태가 되어 상기 마이크로 소자(30)를 상기 점착부(120)에 점착하는 점착력을 더 강화하도록 기능한다.
그리고, 상기 마이크로 소자(30)를 타겟기판에 플레이싱하는 공정에서 상기 베이스부(110)와 상기 점착부(120)가 절곡 변형되면 상기 관통홈(121)의 일부가 외부로 노출되면서 외부의 공기가 순간적으로 상기 관통홈(121)에 채워지면서 진공에 의한 점착력은 해제되어 마이크로 소자(30)를 보다 쉽게 분리할 수 있다.
상기 점착부(120)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 관통홈(121)에서 상기 베이스부(110)가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성되되, 마이크로 소자(30)의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자(30)에 가압되는 연장홈(122)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 연장홈(122)은 상기 관통홈(121)에서 연장되되, 상기 마이크로 소자(30)의 내측에 위치하는 크기로 형성된다.
이러한, 상기 연장홈(122)은 상기 관통홈(121)과 함께 진공 상태로 상기 마이크로 소자(30)를 점착하고 있고, 상기 마이크로 소자(30)를 타겟기판에 플레이싱하는 공정에서 상기 베이스부(110)와 상기 점착부(120)가 절곡 변형되면 최우선으로 상기 연장홈(122)이 외부로 노출되면서 외부의 공기가 순간적으로 상기 연장홈(122)과 상기 관통홈(121)에 채워지면서 진공이 해제되어 보다 쉽게 마이크로 소자(30)를 분리할 수 있다.
즉, 상기 베이스부(110)와 상기 점착부(120)가 절곡 변형될 때 상기 관통홈(121)까지 변형되지 않고, 상기 연장홈(122)이 형성된 부분까지만 절곡되어도 상기 연장홈(122)을 통하여 순간적으로 외부의 공기가 채워지므로 상기 관통홈(121)이 형성된 실시예보다 빨리 진공에 의한 점착력을 해제할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 상기 마이크로 소자용 전사필름을 이용한 마이크로 전사장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사장치를 이용하여 마이크로 소자를 피킹하는 것을 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 7 및 도 8은 상기 마이크로 소자 전사장치를 이용하여 마이크로 소자를 플레이싱하는 것을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사장치(100)는 마이크로 소자용 전사필름(100)과, 마이크로 소자(30)가 구비된 소스기판(10)에 상기 전사필름(100)을 가압하여 상기 점착부(120)에 마이크로 소자(30)를 점착시키는 가압부(210)와, 마이크로 소자(30) 주위의 공기를 가열하는 히터부(220), 그리고 마이크로 소자(30)가 점착된 상기 전사필름(100)을 타겟기판(20)에 밀착시킨 후 상기 전사필름(100)을 굴곡 변형시켜 마이크로 소자(30)를 상기 타겟기판(20)에 전사하는 롤러부(230)를 포함하여 이루어진다.
상기 전사필름은 상기 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 마이크로 소자용 전사필름(100)을 사용하였다. 즉, 상기 마이크로 소자용 전사필름(100)은 굴곡 변형 가능하고 투명한 재질의 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)의 일면에 구비되어 마이크로 소자(30)가 점착되고 상기 마이크로 소자(30)가 점착되는 부분에서 상기 마이크로 소자(30)보다 작은 크기의 관통홈(121)이 형성된 점착부(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 가압부(210)는 상기 전사필름(100)이 상기 마이크로 소자(30)에 가압될 수 있다면 플레이트, 롤러 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
상기 히터부(220)는 상기 소스기판(10)의 하부 또는 측면 등에 위치하여 상기 마이크로 소자(30) 주위의 공기가 팽창할 수 있도록 가열한다. 여기서, 상기 히터부(220)는 공기를 가열할 수 있다면 어떠한 가열장치도 적용될 수 있다.
이러한 구성으로, 상기 마이크로 소자(30) 주위의 공기가 상기 히터부(220)에 의해 가열되어 팽창된 상태에서 상기 가압부(210)에 의해 상기 전사필름(100)이 가압되면 팽창된 공기가 상기 관통홈(121)에 저장된 상태에서 상기 점착부(120)에 마이크로 소자(30)가 압입되면서 제1 점착력에 의해 점착된다.
그리고, 상기 전사필름(100)에 부착된 마이크로 소자(30)를 상기 소스기판(10)에서 분리시켜서 상기 히터부(220)가 없는 위치로 이동시키면 상기 관통홈(121) 내부의 공기가 냉각되면서 수축하여 상기 관통홈(121) 내부가 진공 상태가 되어 마이크로 소자(30)에 제2 점착력이 추가된다.
즉, 별도의 진공 장비 없이 상기 관통홈(121) 내부에 저장된 공기의 온도 변화를 통하여 상기 관통홈(121)의 내부를 진공 상태로 만들어서 상기 마이크로 소자(30)를 상기 점착부(120)에 점착하는 점착력을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 전사필름(100)에 점착되어 이동된 마이크로 소자(30)는 타겟기판(20)에 전사된다.
일 예로, 도 7을 참조하면, 상기 타겟기판(20)에 금속전극(21)이 형성되고 있고, 상기 금속전극(21)에 솔더(22)가 도포된 상태에서 상기 솔더(22) 위에 상기 마이크로 소자(30)가 안착되도록 정렬한다. 여기서, 상기 솔더(22)는 금속전극(21)과 마이크로 소자(30) 간의 점착력을 향상시키기 위하여 금속전극(21) 위에 도포된다. 그리고, 상기 금속전극(21)은 마이크로 소자(30)에 전원을 공급하기 위해 상기 타겟기판(20)에 형성된다.
그리고, 상기 타겟기판(20)에 상기 마이크로 소자(30)가 안착된 상태에서 상기 롤러부(230)를 통하여 상기 전사필름(100)을 굴곡 변형시키면서 상기 점착부(120)에서 마이크로 소자(30)를 분리시켜 상기 타겟기판(20)에 마이크로 소자(30)를 전사한다.
이때, 상기 롤러부(230)에 의해 상기 전사필름(100)이 굴곡 변형되면 마이크로 소자(30)는 단부에서부터 상기 점착부(120)와 분리되기 시작하고, 상기 관통홈(121)이 외부로 노출되면 상기 관통홈(121)에 공기가 유입되면서 상기 제2 점착력이 해제된다.
그리고, 상기 점착부(120)에는 상기 관통홈(121)에서 상기 베이스부(110)가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성되는 연장홈(122)이 형성될 수 있다. 상기 연장홈(122)은 마이크로 소자(30)의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자(30)에 가압된다. 즉, 상기 연장홈(122)은 상기 관통홈(121)에서 연장되되, 상기 마이크로 소자(30)의 내측에 위치하는 크기로 형성되어 도 8에 도시된 바와 같이 상기 마이크로 소자(30)가 점착된다.
이러한, 상기 연장홈(122)은 상기 관통홈(121)과 함께 진공 상태로 상기 마이크로 소자(30)를 점착하여 마이크로 소자(30)를 이동하고, 도 8에 도시된 바와 같이 타겟기판(20)의 금속전극(21)에 도포된 솔더(22) 위에 마이크로 소자(30)가 안착되도록 정렬한다.
그리고, 상기 타겟기판(20)에 상기 마이크로 소자(30)가 안착된 상태에서 상기 롤러부(230)를 통하여 상기 전사필름(100)을 굴곡 변형시키면 마이크로 소자(30)는 단부에서부터 상기 점착부(120)와 분리되기 시작하고, 최우선으로 상기 연장홈(122)이 외부로 노출되면서 외부의 공기가 순간적으로 상기 연장홈(122)과 상기 관통홈(121)에 채워지면서 진공이 해제된다.
즉, 상기 베이스부(110)와 상기 점착부(120)가 절곡 변형될 때 상기 관통홈(121)까지 변형되지 않고, 상기 연장홈(122)이 형성된 부분까지만 절곡되어도 상기 연장홈(122)을 통하여 순간적으로 외부의 공기가 채워지므로 상기 관통홈(121)이 형성된 실시예보다 빠르게 진공에 의한 제2 점착력을 해제할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 상기 마이크로 소자용 전사필름을 이용한 마이크로 전사방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 소자 전사방법은 마이크로 소자 주위의 공기를 팽창시키도록 히터부가 가열하는 가열단계(S110)와, 마이크로 소자용 전사필름의 관통홀이 마이크로 소자의 내측에 위치하도록 상기 전사필름을 마이크로 소자 상에 위치시키는 전사필름 위치단계(S120)와, 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 점착되게 가압부가 상기 전사필름을 가압하는 가압단계(S130)와, 상기 전사필름을 이동시켜 소스기판에서 마이크로 소자를 분리시키는 소자 피킹단계(S140)와, 마이크로 소자를 타겟기판에 안착하는 소자 안착단계(S150), 그리고 롤러부를 통하여 상기 전사필름을 굴곡 변형시키면서 상기 점착부에서 마이크로 소자를 분리시켜 상기 타겟기판에 전사하는 소자 플레이싱단계(S160)를 포함한다.
상기 가열단계(S110)는 상기 가압단계(S130)가 이루어지기 전에 마이크로 소자 주위의 공기를 팽창시킨 후 상기 소자 피킹단계(S140)에서 상기 관통홈 내부의 공기가 냉각되면 진공에 의한 압력이 제공되도록 공기를 가열하는 단계이다.
일 예로, 상기 가열단계(S110)는 50~80℃로 마이크로 소자 주위의 공기를 가열하여 공기를 팽창시키도록 이루어질 수 있다.
상기 가압단계(S130)는 상기 가열단계(S110)에 의해 마이크로 소자 주위의 공기가 팽창된 상태에서 상기 가압부에 의해 상기 전사필름이 가압되면 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 제1 점착력에 의해 점착되는 단계이다. 이때, 상기 관통홈에는 가열 팽창된 공기가 채워진다.
상기 소자 피킹단계(S140)는 상기 전사필름에 부착된 마이크로 소자를 상기 소스기판에서 분리시키면 상기 관통홈 내부의 공기가 냉각되면서 수축하여 마이크로 소자에 제2 점착력이 추가되는 단계이다. 즉, 상기 관통홈의 내부에 가열 팽창된 공기가 저장된 상태에서 상기 소자 피킹단계(S140)에 의해 마이크로 소자가 가열부가 없는 다른 위치로 이동하게 되면 주위의 온도가 낮아지면서 상기 관통홈 내부의 공기도 냉각되면서 수축하여 진공에 의한 압력이 발생하게 된다. 이렇게 발생된 진공압은 마이크로 소자를 흡착하게 되어 상기 제1 점착력 이외에 제2 점착력을 추가로 제공하게 된다.
상기 소자 플레이싱단계(S160)는 상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면서 상기 관통홈이 외부로 노출되어 상기 관통홈에 공기가 유입되면 진공이 해제되어 상기 제2 점착력이 해제된다.
또한, 상기 관통홈에서 상기 베이스부가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 연장홈이 관통 형성된 전사필름을 사용하는 경우에는, 상기 소자 플레이싱단계(S160)는 상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면 상기 연장홈이 외부로 노출되면서 상기 연장홈으로 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제된다.
이러한 구성 및 방법을 통하여, 복잡한 장치의 사용 없이 간단한 구조 및 방법으로 점착부에 진공압을 추가로 인가하여 마이크로 소자를 보다 확실하게 점착할 수 있고, 전사필름을 굴곡 변형 보다 쉽게 진공압을 제거할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 마이크로 소자용 전사필름
110 : 베이스부
120 : 점착부
121 : 관통홈
122 : 연장홈
200 : 마이크로 소자 전사장치
210 : 가압부
220 : 히터부
230 : 롤러부

Claims (15)

  1. 굴곡 변형 가능하고, 투명한 재질의 베이스부; 및
    상기 베이스부의 일면에 구비되어 마이크로 소자가 점착되고, 마이크로 소자가 점착되는 부분에서 상기 마이크로 소자보다 작은 크기의 관통홈이 형성된 점착부;를 포함하고,
    상기 점착부는,
    상기 관통홈에서 상기 베이스부가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성되되, 마이크로 소자의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자에 가압되는 연장홈;을 더 포함하는 마이크로 소자용 전사필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착부는,
    상기 관통홈이 마이크로 소자의 내측에 위치한 상태로 마이크로 소자에 가압되어 마이크로 소자가 압입되면서 점착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자용 전사필름.
  3. 삭제
  4. 제1항의 마이크로 소자용 전사필름;
    마이크로 소자가 구비된 소스기판에 상기 전사필름을 가압하여 상기 점착부에 마이크로 소자를 점착시키는 가압부;
    마이크로 소자 주위의 공기를 가열하는 히터부; 및
    마이크로 소자가 점착된 상기 전사필름을 타겟기판에 밀착시킨 후 상기 전사필름을 굴곡 변형시켜 마이크로 소자를 상기 타겟기판에 전사하는 롤러부;
    를 포함하는 마이크로 소자 전사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 히터부에 의해 마이크로 소자 주위의 공기가 팽창된 상태에서 상기 가압부에 의해 상기 전사필름이 가압되면 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 제1 점착력에 의해 점착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전사필름에 부착된 마이크로 소자를 상기 소스기판에서 분리시키면 상기 관통홈 내부의 공기가 냉각되면서 수축하여 마이크로 소자에 제2 점착력이 추가되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면서 상기 관통홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면서 상기 연장홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사장치.
  10. 마이크로 소자 주위의 공기를 팽창시키도록 히터부가 가열하는 가열단계;
    제1항의 마이크로 소자용 전사필름의 관통홈 및 연장홈이 마이크로 소자의 내측에 위치하도록 상기 전사필름을 마이크로 소자 상에 위치시키는 전사필름 위치단계;
    상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 점착되게 가압부가 상기 전사필름을 가압하는 가압단계;
    상기 전사필름을 이동시켜 소스기판에서 마이크로 소자를 분리시키는 소자 피킹단계;
    마이크로 소자를 타겟기판에 안착하는 소자 안착단계; 및
    롤러부를 통하여 상기 전사필름을 굴곡 변형시키면서 상기 점착부에서 마이크로 소자를 분리시켜 상기 타겟기판에 전사하는 소자 플레이싱단계;
    를 포함하는 마이크로 소자 전사방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가열단계는,
    마이크로 소자 주위의 공기를 50~80℃로 가열하여 공기를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가압단계는,
    마이크로 소자 주위의 공기가 팽창된 상태에서 상기 가압부에 의해 상기 전사필름이 가압되면 상기 점착부에 마이크로 소자가 압입되면서 제1 점착력에 의해 점착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 소자 피킹단계는,
    상기 전사필름에 부착된 마이크로 소자를 상기 소스기판에서 분리시키면 상기 관통홈 내부의 공기가 냉각되면서 수축하여 마이크로 소자에 제2 점착력이 추가되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 소자 플레이싱단계는,
    상기 롤러부에 의해 상기 전사필름이 굴곡 변형되면 마이크로 소자의 일부가 상기 점착부에서 분리되면 상기 관통홈에서 상기 베이스부가 굴곡 변형되는 방향으로 연장되게 관통 형성된 연장홈에 공기가 유입되어 상기 제2 점착력이 해제되는 것을 특징으로 하는 마이크로 소자 전사방법.
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