KR100696445B1 - LED display device and method for manufacturing same - Google Patents

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KR100696445B1
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강상규
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주식회사 비첼
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Abstract

본 발명은 발광다이오드 디스플레이소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명의 제조 방법은 기판 상부에 N- GaN층, 발광층, P- GaN층을 순차적으로 적층하는 단계와, P- GaN층 및 발광층을 식각하여 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 P- GaN 패턴과 발광 패턴을 형성하는 단계와, N- GaN층을 식각하여 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴을 형성하는 단계와, 결과물 전면에 갭필막을 형성하고, 그 표면을 평탄화하는 단계와, 평탄화된 갭필 절연막 상부에 N- GaN 패턴과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴을 형성하는 단계와, N- GaN 패턴과 투명 전극 패턴에 각각 연결된 다수개의 전극들을 형성하는 단계를 포함한다. The present invention is a light emitting diode display device, and relates to a method of manufacturing the same, in particular, the production method of the present invention is N- GaN layer, light emitting layer, the method comprising: stacking a P- GaN layer, a GaN layer and an emission layer on the substrate P- etching by forming a P- GaN light-emitting pattern and the pattern formed of a plurality of pixel arrays, N- etching the GaN layer to gaeppil and forming a plurality of GaN N- patterns arranged in a stripe form, the resultant front and forming a film, and planarizing the surface thereof, thereby forming a GaN N- pattern with a plurality of vertical transparent electrodes arranged in a stripe pattern shape in a direction intersecting with the upper insulating film and the planarization gaeppil, N- GaN pattern and and forming a plurality of electrodes connected respectively to the transparent electrode pattern. 그러므로 본 발명은 LCD, PDP 등의 평판 디스플레이를 발광 다이오드로 제조하여 발광다이오드 자체의 빠른 응답속도와 낮은 전력소모, 박형화, 색상의 선명도 및 넓은 시야각과 장수명 등의 장점과 더불어 환경친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높은 디스플레이 소자의 구현이 가능하다. The present invention therefore LCD, fast response speed of the produced light-emitting diode itself, a flat panel display such as PDP as a light emitting diode and a low power consumption, reduction in thickness, the clarity of color, and the advantages and environmentally friendly, with such a wide viewing angle and a long life, yet energy savings it is possible to implement a high display element.
발광다이오드, 디스플레이소자, 어레이 A light emitting diode, display element, the array

Description

발광다이오드 디스플레이소자 및 그 제조 방법{LED display device and method for manufacturing same} Light emitting diode display device and a method of manufacturing {LED display device and method for manufacturing same}

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 발광다이오드 디스플레이소자를 나타낸 사시도, Figures 1a and 1b is a perspective view showing a light emitting diode display device according to the invention,

도 2a 내지 도 2s는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 디스플레이 소자의 제조 방법을 순차적으로 설명하기 위한 공정 순서도. Figure 2a to 2s are process flowcharts for sequentially illustrating a method of manufacturing a light emitting diode display device according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

10 : 사파이어 기판 12a : N- GaN 패턴 10: sapphire substrate 12a: N- GaN pattern

14a : 발광 패턴 16a : P- GaN 패턴 14a: light emission pattern 16a: P- GaN pattern

본 발명은 발광다이오드 디스플레이소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 다수개의 어레이로 구성된 발광다이오드 디스플레이소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The invention as a light emitting diode display device, and relates to a method of manufacturing the same, and more particularly to a light emitting diode display device and a method of manufacturing consisting of a plurality of arrays.

현재 전자수첩, 노트북 컴퓨터, 모니터 등에 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이소자로서 많은 소자가 제안되고 있는데, 지금까지는 각 디스플레이의 기술적 특성에 따라 시장이 분화됨으로써 주로 대형 디스플레이는 PDP(Plasma Display Panel), 중소형은 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), 그리고, 소형은 OLED(Organic Light Emitting Device)로 개발되고 있으나, 기술적 제한으로 대형화와 박형화가 한계에 있으며, 수요의 고급화에 대한 넓은 시야각 확보와 색상의 선명도 그리고 수명의 한계에 대한 극복이 필요하다. Current electronic notebook, a laptop computer, there are many devices as flat panel display devices that widely used in the monitor and suggestions, market differentiation, depending on the technical characteristics of each display so far being mostly large display (Plasma Display Panel) PDP, small and medium-sized the TFT -LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), and, although small is being developed by (Organic Light Emitting Device) OLED, larger and thinner to technical limitations and the limitations, of securing a wide viewing angle and color on high-end demand the overcoming of the limits of sharpness and service life are required.

한편, 발광다이오드는 자체적으로 발광하는 반도체 소자로써 빠른 응답속도와 낮은 전력소모 등의 장점뿐만 아니라 넓은 시야각 및 색상의 선명도와 반영구적으로 사용이 가능하며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 방전용 가스, 수소 등의 물질을 포함하지 않아 환경친화적이면서도 에너지 절약효과가 높다. On the other hand, the light emitting diode is capable of fast response speed and contrast with semi-permanent use with a wide viewing angle, and color, as well as the advantages, such as low power consumption as the semiconductor device itself emits light, and there is no yuhaepa release, such as ultraviolet, mercury, and discharge does not include substances such as gas, hydrogen is high, yet environmentally friendly energy saving effect. 더욱이 90년대 중반 이후 GaN 청색의 발광다이오드가 개발되면서 총 천연색 디스플레이가 가능하게 되었다. In addition, as developed by the light emitting diode of GaN blue since the mid-1990s has become possible that full-color display. 이러한 발광다이오드는 P형과 N형 반도체의 접합으로 이뤄져 있으며 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭(band gap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 소자이다. These light emitting diodes are devices that emit energy in the form of light yirwojyeo the P-type and N-type junction of semiconductor and Applying a voltage corresponding to the combination of electrons and holes in the semiconductor band gap (band gap).

최근에는 질화물 반도체 계열(InGaN 등)의 청색 및 녹색 발광다이오드와 InGaAlP를 이용한 적색 발광다이오드의 발광 효율이 급속히 증가되었다. In recent years, nitride semiconductor based light-emitting efficiency of the red light-emitting diode using a blue and green light emitting diodes and the InGaAlP (InGaN, etc.) have been increasing rapidly.

하지만, 아직까지 발광다이오드를 LCD, PDP, OLED와 같이 다수개의 어레이로 구성된 디스플레이소자의 제조 공정은 개발, 연구 중에 있다. However, the manufacturing process of the display device consisting of a plurality of arrays, as yet LCD, PDP, OLED light emitting diodes to the are under development, and research.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발광다이오드의 N- GaN, 발광층, P- GaN을 다수개의 픽셀 어레이 형태로 구성함으로써 LCD, PDP 등과 같은 평판 디스플레이소자로 사용할 수 있는 발광다이오드 디스플레이소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is a light emitting device that can be used as a flat panel display such as LCD, PDP by forming the N- GaN, the light-emitting layer, GaN P- of the light emitting diode into a plurality of pixel array pattern in order to solve the problems of the prior art to provide a diode display device and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발광다이오드가 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 디스플레이 소자에 있어서, 기판 상부에 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴과, N- GaN 패턴 위에 각각 픽셀 단위로 스택 형태로 구성되며 순차 적층된 발광 패턴 및 P- GaN 패턴과, 결과물에서 P- GaN 패턴 사이의 내부 공간에 채워진 평탄화된 갭필막과, 갭필막 상부에 N- GaN 패턴과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴과, N- GaN 패턴과 투명 전극 패턴과 각각 연결된 다수개의 전극들을 포함한다. The present invention to attain the object is a light emitting diode according to a plurality of display elements consisting of a pixel array, each stack in the upper pixels and the plurality of GaN N- patterns arranged in a stripe shape on the substrate, on the N- type GaN pattern the configuration is the form of stripes with a flattened gap pilmak filled in the internal space between the P- GaN pattern in a sequential stacked light-emitting pattern and P- GaN pattern, and the result, the direction intersecting with N- GaN pattern and perpendicular to the upper gap pilmak It includes a plurality of transparent electrode pattern and a plurality of electrodes each associated with N- GaN pattern and the transparent electrode pattern arranged.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발광다이오드가 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 디스플레이 소자의 제조 방법에 있어서, 기판 상부에 N- GaN층, 발광층, P- GaN층을 순차적으로 적층하는 단계와, P- GaN층 및 발광층을 식각하여 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 P- GaN 패턴과 발광 패턴을 형성하는 단계와, N- GaN층을 식각하여 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴을 형성하는 단 계와, 결과물 전면에 갭필막을 형성하고, 그 표면을 평탄화하는 단계와, 평탄화된 갭필 절연막 상부에 N- GaN 패턴과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴을 형성하는 단계와, N- GaN 패턴과 투명 전극 패턴과 각각 연결된 다수개의 전극들을 형성하는 단계를 포함한다. The method comprising the steps of the present invention is a light emitting diode is a method of manufacturing a display device formed of a plurality of pixel arrays, the upper stacking a N- GaN layer, light emitting layer, GaN layer in the P- substrate in order to achieve the above another object, P - step for forming a P- GaN light-emitting pattern and the pattern formed of a plurality of pixel arrays by etching the GaN layer and the light emitting layer, by etching the GaN layer to form a plurality of N- N- GaN patterns arranged in a stripe form and a film is formed on the resultant gaeppil front, the surface of the planarizing and forming a plurality of transparent electrodes arranged in a stripe pattern shape in a cross pattern in the upper part of the planarized GaN N- gaeppil insulating film and the vertical direction and , it includes forming a plurality of electrodes each associated with N- GaN pattern and the transparent electrode pattern.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, self skilled Illustrated in greater detail to be easily performed in the technical field of the invention with reference to the annexed drawings the preferred embodiments of the present invention.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 발광다이오드 디스플레이소자를 나타낸 사시도이다. Figures 1a and 1b is a perspective view showing a light emitting diode display device according to the present invention.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광다이오드 디스플레이소자는 사파이어(Al2O3) 기판(10) 위에 스트라이프(stripe) 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴(12a)이 형성되고, 각 N- GaN 패턴(12a) 위에 마이크로(㎛) 사이즈를 갖는 픽셀 어레이 형태의 발광 패턴(14a)과 P- GaN 패턴(16a)이 순차 적층된다. As shown in Figure 1a, the light emitting diode display device of the present invention, a sapphire (Al2O3) substrate having a plurality of GaN N- pattern (12a) arranged in (10) above the stripes (stripe) shape is formed, and each GaN N- pattern (12a) on the micro (㎛) pixel array in the form of light emission patterns (14a) and P- GaN pattern (16a) having a size are sequentially stacked. 여기서, 발광 패턴(14a)은 InGaN 또는 GaN 양자우물(quantum well)층으로 형성된다. Here, the light emission pattern (14a) is formed of InGaN or GaN quantum well (quantum well) layer. 그리고 발광 패턴(14a) 및 P- GaN 패턴(16a)은 서로 분리된 스택 패턴으로 구성된다. And the light emission pattern (14a) and P- GaN pattern (16a) is composed of a stack which are separated from each other pattern.

도 1b에 도시된 바와 같이, N- GaN 패턴(12a)과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴(28a)이 형성된다. As shown in Figure 1b, the N- GaN pattern (12a) and in a vertical direction intersecting with a plurality of transparent electrode pattern (28a) arranged in a stripe form are formed. 여기서, 투명 전극 패턴(28a)은 Ni/Au의 조합이나 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 형성된다. Here, the transparent electrode pattern (28a) is formed of such combinations or ITO (Indium Tin Oxide) of Ni / Au.

N- GaN 패턴(12a)과 투명 전극 패턴(28a) 사이의 공간에는 평탄화된 갭필막 (26a)이 채워진다. The space between the N- GaN pattern (12a) and the transparent electrode pattern (28a) is filled with a planarizing pilmak gap (26a). 그리고 사파이어 기판(10) 상부에는 N- GaN 패턴(12a)과 각각 연결되는 다수개의 N 전극(40)이 형성되며 평탄화된 갭필막(26a) 상부에는 투명 전극 패턴(28a)과 각각 연결되는 다수개의 P 전극(42)이 형성된다. And a plurality of connected sapphire substrate 10, the upper GaN N- pattern (12a) and the plurality of N electrodes (40) is formed and the planarized gap pilmak (26a), the upper transparent electrode pattern (28a) connected to each respective the P electrode 42 are formed.

본 발명의 디스플레이소자는 N- GaN 패턴(12a), 발광 패턴(14a), P- GaN 패턴(16a)이 서로 적층된 부분이 하나의 발광다이오드로 구성되며 하나의 발광다이오드 영역이 디스플레이소자의 한 픽셀 영역에 해당한다. Display device of the present invention is a GaN N- pattern (12a), the light emission pattern (14a), P- GaN pattern (16a) is consists of a single light emitting diode portion laminated to each other one of the LED region of the display device It corresponds to the pixel area.

이에 따라 N 전극(40) 및 P 전극(42)에 기설정된 전압이 공급되면, 본 발명에 따른 발광다이오드 디스플레이소자는 임의의 픽셀에 대응하는 투명 전극 패턴(28a)을 통해 P- GaN 패턴(16a)과 N- GaN 패턴(12a)에서 정공(hole)과 전자(electron)가 결합하며 이로 인해 이들 패턴(16a, 12a) 사이의 발광 패턴(14a)에서 적색, 녹색, 청색 등의 빛이 발광하게 된다. Accordingly, when a predetermined voltage is applied to the N electrode 40 and the electrode P 42, a light emitting diode display device according to the invention is P- GaN patterns (16a through the transparent electrode pattern (28a) corresponding to an arbitrary pixel ) N- and the GaN pattern (12a) a hole (hole) and electron (electron) in the coupling, which causes the light from the red, and green, and blue light emission in the light emission pattern (14a) between these patterns (16a, 12a) do.

도 2a 내지 도 2s는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 디스플레이 소자의 제조 방법을 순차적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다. Figure 2a to 2s is a process flow diagram sequentially illustrating a method of manufacturing a light emitting diode display device according to an embodiment of the present invention. 이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 공정은 다음과 같이 진행된다. Referring to these drawings, the manufacturing process of the light-emitting diode display device according to the invention proceeds as follows.

도 2a에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판(10) 위에 유기금속 화학기상증착법(MOCVD : Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)으로 N- GaN층(12)을 형성하고, 그 위에 발광층(14)과 P- GaN층(16)을 순차적으로 적층한다. As it is shown in Figure 2a, a sapphire substrate 10 over metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD: Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) with N- GaN layer 12 in the formation, and emission layer 14 thereon and P- and laminating a GaN layer 16 in sequence. 여기서, N- GaN층(12)은 GaN층에 N형 도펀트(예를 들어, Si, P, As)가 저농도로 도핑되어 있으며 P- GaN층에 P형 도펀트(예를 들어, Mg, B, BF)가 저농도로 도핑되어 있다. Here, N- GaN layer 12 has N-type dopants into the GaN layer is doped at a low concentration (for example, Si, P, As) which contains a P-type dopant (for example, a P- GaN layer, Mg, B, the BF) is doped at a low concentration. 발광층 (14)은 InGaN 또는 GaN 양자우물층으로 형성된다. Layer 14 is formed of InGaN or GaN quantum well layer.

도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, P- GaN층(16) 상부에 스핀 코팅 장비를 이용하여 포토레지스트(18)를 1차로 도포하고, 다수개의 픽셀 어레이 영역(20a)이 정의된 포토마스크(20)를 이용한 노광 공정으로 포토레지스트(18)를 노광한다. As shown in Figure 2b and Figure 2c, P- GaN layer 16, a photoresist is applied (18) by using a spin-coating device on the top drive 1, and a plurality of pixel array region (20a) is defined, the photomask and exposing the photoresist 18 to the exposure process using a 20. 계속해서 도 2d에 도시된 바와 같이, 노광된 포토레지스트(18)를 현상 공정으로 진행하여 다수개의 픽셀 어레이 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(18a)을 형성한다. Subsequently, as shown in Fig 2d, the process proceeds to the exposed photoresist (18) to a developing process to form a photoresist pattern (18a) to define a plurality of pixel array region.

그 다음 도 2e에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(18a)에 의해 드러난 P- GaN층 및 발광층을 건식 식각하여 다수개의 픽셀 어레이로 구성되며 스택 형태를 갖는 P- GaN 패턴(16a)과 발광 패턴(14a)을 형성한다. Then, as illustrated in Fig. 2e, a photoresist to the P- GaN layer and the light emitting layer exposed by the pattern (18a) consists of a dry-etching a plurality of pixel array P- GaN pattern (16a) and the light emitting pattern having the form of a stack of to form (14a). 예를 들어, 건식 식각 공정은 Cl2, BCl3 등의 반응성 가스를 이용하는 ICP(Inductive Coupled Plasma) 식각 공정을 이용한다. For example, a dry etching process (Inductive Coupled Plasma) ICP using a reactive gas such as Cl2, BCl3 is used for the etching process.

도 2f에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정으로 포토레지스트 패턴을 제거한다. As shown in Figure 2f, the photoresist pattern is removed by ashing (ashing) process. 이에 따라 N- GaN층(12) 상부에 마이크로 사이즈를 갖는 다수개의 픽셀 어레이 형태의 P- GaN 패턴(16a)과 발광 패턴(14a)이 형성된다. Whereby the N- GaN layer 12, a plurality of the pixel array of the P- type GaN pattern (16a) and the light emission pattern (14a) having a micro size on the top is formed.

계속해서 도 2g에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 전면에 스핀 코팅 장비를 이용하여 포토레지스트(22)를 2차로 도포한다. Subsequently, as shown in Fig 2g, and second drive applied to the photoresist 22 using the spin-coating device on the resultant surface. 이에 P- GaN 패턴(16a) 상부면과 N- GaN층(12) 상부면에 포토레지스트(22)가 도포된다. As a result, the photoresist 22 is coated on the upper surface pattern P- GaN (16a) upper surface and N- GaN layer 12. 그리고 도 2h 및 도 2i에 도시된 바와 같이, 다수개의 스트라이프 영역(24a)이 정의된 포토마스크(24)를 이용한 노광 공정으로 포토레지스트(22)를 노광하고, 노광된 포토레지스트(22)를 현상 공정으로 진행하여 다수개의 스트라이프 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴 (22a)을 형성한다. And Fig. 2h, and as shown in Figure 2i, developing a plurality of stripe regions (24a) is an exposure process using a photomask (24) defining the photoresist 22 is exposed, and the exposed photoresist 22, a proceeds to process to form a photoresist pattern (22a) to define a plurality of striped regions. 이에 P- GaN 패턴(16a) 상부면과 N- GaN층(12) 상부면에 스트라이프 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(22a)이 형성된다. The P- GaN pattern (16a) a photo-resist pattern (22a) defining a top surface and N- GaN layer 12, the stripe region in the top surface is formed.

그 다음 도 2j에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(22a)에 의해 드러난 N- GaN층을 건식 식각하여 스트라이프 형태로 배열된 N- GaN 패턴(12a)을 형성한다. Then also to form a photoresist pattern (22a) N- GaN layer by the dry etching are arranged in a stripe-shaped GaN N- pattern (12a) exposed by, as shown in 2j. 이때 건식 식각 공정은 Cl2, BCl3 등의 반응성 가스를 이용하는 ICP 식각 공정을 이용한다. The dry etching process is used in the ICP etching process using a reactive gas such as Cl2, BCl3.

도 2k에 도시된 바와 같이, 에슁 공정으로 포토레지스트 패턴을 제거한다. As it is shown in Figure 2k, and remove the photoresist pattern as eswing process. 이에 사파이어 기판(10) 상부에 행 또는 열 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴(12a)이 형성되며 스트라이프 형태의 N- GaN 패턴(12a) 상부에 다수개의 픽셀 어레이 형태를 갖는 발광 패턴(14a)과 P- GaN 패턴(16a) 순차 적층된다. The sapphire substrate 10, the upper plurality of GaN N- pattern (12a) arranged in a stripe form in the row or column direction is formed in the light having a plurality of pixel array pattern on the top of the stripe-shaped GaN N- pattern (12a) pattern (14a) and P- GaN pattern (16a) are sequentially laminated.

그 다음 도 2l에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 전면에 갭필막(gap-fill layer)(26)을 증착한다. Then as shown in Figure 2l, to deposit a pilmak gap (gap-fill layer) (26) on the resultant surface. 이에 N- GaN 패턴(12a) 사이의 공간인 사파이어 기판(10)과, N- GaN 패턴(12a) 및 P- GaN 패턴(16a) 상부에 갭필막(26)이 증착된다. The GaN pattern is N- (12a) area of ​​the sapphire substrate 10, GaN N- pattern (12a) and P- GaN pattern (16a) pilmak gap 26 between the upper part of the deposited. 여기서, 갭필막(26)은 SiO2, Si3N4, SiO2와 Si3N4의 조합, 폴리아미드(polyamide), ZrO2/SiO2, HfO2/SiO2 등의 절연 물질을 사용한다. Here, the gap pilmak 26 uses an insulating material such as SiO2, Si3N4, a combination of SiO2 and Si3N4, polyamide (polyamide), ZrO2 / SiO2, HfO2 / SiO2. 이러한 갭필막(26)은 각 픽셀에 대응되는 N- GaN 패턴(12a) 내지 P- GaN 패턴(16a) 사이의 공간을 절연하면서 후속 열처리에 대해 열적으로 안정적일 뿐만 아니라, 공기보다 굴절율이 높아 발광 빛의 프레넬(fresnel) 손실을 감소시키는 역할을 한다. This gap pilmak 26 while insulating the space between the N- GaN pattern (12a) to P- GaN pattern (16a) corresponding to each pixel as well as a thermally stable for the subsequent heat treatment, the higher the index of refraction than air, the light emitting serve to reduce Fresnel (fresnel) losses of light.

도 2m에 도시된 바와 같이, 상기 갭필막 상부에 투명 전극층을 증착하기 위 하여 갭필막 표면을 평탄화하는데, 화학적기계적 연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 공정으로 P- GaN 패턴(16a) 표면이 드러날 때까지 갭필막 표면을 연마한다. As shown in Figure 2m, to the above said gap pilmak depositing a transparent electrode layer on the upper surface of flattening the gap pilmak, chemical mechanical polishing (CMP: Chemical Mechanical Polishing) process, when a P- GaN pattern (16a) surface revealed It is polished to a gap pilmak surface. 이에 따라 평탄화된 갭필막(26a)에 의해 상기 결과물 상부면이 균일한 표면을 가지게 된다. This will have a uniform surface is the top surface, the resultant by a gap pilmak (26a) in accordance with the flattening. 한편, 평탄화 공정은 갭필막 상부에 희생막, 예를 들어, Si3N4, 포토레지스트 등을 추가 형성한 후에 건식 식각(전면 식각)하는 방식을 이용할 수도 있다. On the other hand, the planarization process may use a sacrificial layer, for example, dry etching (over etching), after adding to form a Si3N4, photoresist, such as the way that the upper gap pilmak.

도 2n에 도시된 바와 같이, 평탄화된 절연막(26a) 상부에 투명 전극층(28)을 형성한다. Also to form a transparent electrode layer 28, on top of the flattened insulating film (26a) as shown in 2n. 여기서, 투명 전극층(28)은 NiO/Au의 조합이나 ITO 등으로 형성된다. Here, the transparent electrode layer 28 is formed of ITO or the like or a combination of NiO / Au.

그리고 도 2o 및 도 2p에 도시된 바와 같이, 투명 전극(28) 상부 전면에 스핀 코팅 장비를 이용하여 포토레지스트(30)를 3차로 도포하고, 다수개의 스트라이프 영역(32a)이 정의된 포토마스크(32)를 이용한 노광 공정으로 포토레지스트(30)를 노광한다. And Fig. 2o and the transparent electrode 28, the application of the photoresist 30 by using a spin-coating device on the upper front of the car 3, and a plurality of stripe regions (32a) is defined, the photomask as shown in 2p ( using 32) and exposing the photoresist 30 in the exposure process. 이때, 스트라이프 영역(32a)은 N- GaN 패턴(12a)과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태가 배열된다. At this time, the stripe region (32a) has the form of stripes are arranged in a direction crossing perpendicularly with N- GaN pattern (12a). 도 2q에 도시된 바와 같이, 노광된 포토레지스트를 현상 공정으로 진행하여 다수개의 스트라이프 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(30a)을 형성한다. As it is shown in Figure 2q, to ​​form defining a plurality of stripe regions advances the exposed photoresist in the developing step the photoresist pattern (30a). 이에 투명 전극층(28a) 상부면에 N- GaN 패턴(12a)과 수직으로 교차되는 스트라이프 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴(30a)이 형성된다. The transparent electrode layer (28a) a photo-resist pattern (30a) to define a stripe area that intersects perpendicularly with N- GaN pattern (12a) on the upper surface is formed.

그리고나서 도 2r 및 도 2s에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(30a)에 의해 드러난 투명 전극층을 건식 식각하여 N- GaN 패턴(12a)과 수직으로 교차되는 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴(28a)을 형성한 후에 포토레지 스트 패턴(30a)을 제거한다. Then, Fig. 2r and a photoresist pattern (30a) by dry-etching the transparent electrode layer exposed by the arrangement in the form of stripes that cross the vertical GaN pattern and N- (12a) a plurality of transparent electrode pattern as shown in 2s after the formation of the (28a) to remove the photoresist pattern host (30a).

이후 도면에 도시되지는 않았지만, 금속 배선 공정을 진행하여 도 1b와 같이 사파이어 기판 상부에 N- GaN 패턴(12a)에 각각 연결되는 다수개의 N 전극(미도시됨)을 형성하며 갭필막(26a) 상부에 투명 전극 패턴(28a)과 각각 연결되는 다수개의 P 전극(미도시됨)을 형성한다. Although not shown in the drawings since, forming a plurality of N electrodes (not shown) which are respectively connected to the N- GaN pattern (12a) on the upper sapphire substrate, as shown in FIG. 1b advances the metal wiring process, and pilmak gap (26a) to form a transparent electrode pattern (28a) and a plurality of electrodes P are connected, respectively (not shown) thereon.

한편, 본 발명은 N- GaN층, 발광층, P- GaN층을 순차적으로 적층되며 이들 층이 식각되어 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 발광다이오드 디스플레이의 구조 및 그 제조 방법에 대해서만 설명하였지만, 상기 발광다이오드 디스플레이에서 발광층을 서로 보색관계(청색 및 적색)에 있는 두 개 이상의 디스플레이소자를 접합하여 백색광의 다수개 픽셀 어레이 주로의 발광다이오드 디스플레이를 제조할 수도 있다. On the other hand, the present invention is N- GaN layer, light emitting layer, and laminating the P- GaN layer in sequence has been described only for a structure and a manufacturing method of the LED display composed of a plurality of pixel arrays are etching these layers, the LED display in bonding the two or more display elements in mutually complementary relation with the light-emitting layer (blue and red) it can be produced a plurality of white light emitting diode display of one pixel array mainly. 예를 들어, N-GaN층, 청색 또는 녹색 발광층, P-GaN층으로 구성된 에피웨이퍼와 N-GaAs층, 적색 발광층, AlGaInP(또는 GaP 에피층)층으로 구성된 에피웨이퍼를 접합한 후에, 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 청색 또는 녹색 빛을 내는 제 1발광다이오드 디스플레이와 보색의 적색 빛을 내는 제 2발광다이오드 디스플레이 소자를 제조할 수도 있다. For example, N-GaN layer, a blue or green light emitting layer, P-GaN layer epitaxial wafer and the N-GaAs layer consisting of a red light emitting layer, AlGaInP (or GaP epitaxial layer) layer after bonding the epitaxial wafer consisting of a plurality of can also be prepared for the second light emitting diode display device that the red color light of the first light emitting diode display and complementary color to blue or green light that consists of a pixel array.

즉, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다. That is, the present invention is capable of various modifications by those skilled in the art within the spirit and scope of the invention defined by the claims below rather than being limited to the embodiments described above.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 LCD, PDP 등의 평판 디스플레이를 발광 다이오드로 제조하여 발광다이오드 자체의 빠른 응답속도와 낮은 전력소모, 박형화, 색상의 선명도 및 넓은 시야각과 장수명 등의 장점과 더불어 환경친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높은 디스플레이 소자의 구현이 가능하다. As described above, the present invention provides LCD, fast response time of the PDP, such as flat panel display manufacturing the light emitting diode itself, the light emitting diode of the low power consumption, reduction in thickness, the clarity of colors, and a wide viewing angle and a friendly environment, with the advantages of long-life, etc. yet it is possible to implement a high energy-saving effect is the display element.

Claims (11)

  1. 발광다이오드가 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 디스플레이 소자에 있어서, In the display device the light emitting diode is formed of a plurality of pixel arrays,
    기판 상부에 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴; Arranged in a stripe shape above the substrate a plurality of GaN N- pattern;
    상기 N- GaN 패턴 위에 각각 픽셀 단위로 스택 형태로 구성되며 순차 적층된 발광 패턴 및 P- GaN 패턴; The N- GaN pattern is composed of pixels, each in the form of a stack of successively stacked on the light emitting pattern and P- GaN pattern;
    상기 결과물에서 상기 P- GaN 패턴 사이의 내부 공간에 채워진 평탄화된 갭필막; A flattened gap filled in the internal space between the P- GaN pattern in the resultant pilmak;
    상기 갭필막 상부에 상기 N- GaN 패턴과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴; The gap pilmak arranged in a stripe shape on the top in a direction intersecting with the N- GaN pattern with a plurality of vertical transparent electrode pattern; And
    상기 N- GaN 패턴과 상기 투명 전극 패턴과 각각 연결된 다수개의 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자. Light-emitting diode display element comprising: a plurality of electrodes respectively coupled to the N- GaN pattern and the transparent electrode pattern.
  2. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 발광 패턴은 InGaN 또는 GaN 양자우물층인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자. The light emitting pattern is a light emitting diode display device, it characterized in that the InGaN layer or a GaN quantum well.
  3. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 갭필막은 SiO2, Si3N4, SiO2와 Si3N4의 조합, 폴리아미드(polyamide), ZrO2/SiO2, HfO2/SiO2 중에서 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자. Light-emitting diode display element, characterized in that is formed by any one among the gaeppil film is SiO2, Si3N4, a combination of SiO2 and Si3N4, polyamide (polyamide), ZrO2 / SiO2, HfO2 / SiO2.
  4. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 투명 전극 패턴은 Ni/Au의 조합 또는 ITO로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자. Light-emitting diode display element, characterized in that the transparent electrode pattern is formed of a combination of ITO or Ni / Au.
  5. 제 1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 평탄화된 갭필막은 상기 P- GaN 패턴의 높이까지 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자. Light-emitting diode display element, characterized in that formed to the height of the flattened film gaeppil the P- GaN pattern.
  6. 발광다이오드가 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 디스플레이 소자에 있어서, In the display device the light emitting diode is formed of a plurality of pixel arrays,
    기판 상부에 N- GaN층, 발광층, P- GaN층을 순차적으로 적층하는 단계; Further comprising: an upper stacking a N- GaN layer, light emitting layer, P- GaN layer on a substrate;
    상기 P- GaN층 및 발광층을 식각하여 상기 다수개의 픽셀 어레이로 구성된 P- GaN 패턴과 발광 패턴을 형성하는 단계; A step of etching the GaN layer and the light emitting layer to form a P- P- GaN light-emitting pattern and the pattern composed of the plurality of the pixel array;
    상기 N- GaN층을 식각하여 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 N- GaN 패턴 을 형성하는 단계; A step of etching the GaN layer to form a plurality of N- N- GaN patterns arranged in a stripe shape;
    상기 결과물 전면에 갭필막을 형성하고, 그 표면을 평탄화하는 단계; Gaeppil step of forming a film on the resulting front and planarizing its surface;
    상기 평탄화된 갭필 절연막 상부에 상기 N- GaN 패턴과 수직으로 교차하는 방향으로 스트라이프 형태로 배열된 다수개의 투명 전극 패턴을 형성하는 단계; Forming a planarizing a plurality of transparent electrode pattern arranged on the upper gaeppil insulating film into a stripe shape in a direction intersecting perpendicularly the N- GaN patterns; And
    상기 N- GaN 패턴과 상기 투명 전극 패턴과 각각 연결된 다수개의 전극들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 방법. Method of manufacturing a light-emitting diode display element comprising the steps of forming a plurality of electrodes associated with each of the GaN N- pattern and the transparent electrode pattern.
  7. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 발광 패턴은 InGaN 또는 GaN 양자우물층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 방법. The emission pattern A method of manufacturing a light-emitting diode display element, characterized in that formed of InGaN or GaN quantum well layer.
  8. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 갭필막은 SiO2, Si3N4, SiO2와 Si3N4의 조합, 폴리아미드(polyamide), ZrO2/SiO2, HfO2/SiO2 중에서 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 방법. Method of manufacturing a light-emitting diode display element, characterized in that is formed by any one among the gaeppil film is SiO2, Si3N4, a combination of SiO2 and Si3N4, polyamide (polyamide), ZrO2 / SiO2, HfO2 / SiO2.
  9. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 투명 전극 패턴은 Ni/Au의 조합 또는 ITO로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 방법. Method of manufacturing a light-emitting diode display element, characterized in that the transparent electrode pattern is formed of a combination of ITO or Ni / Au.
  10. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 갭필막을 평탄화하는 단계는, 화학적기계적연마 공정으로 상기 P- GaN 패턴의 높이까지 평탄화하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 방법. Wherein gaeppil flattening film, a method of manufacturing a light-emitting diode display element, characterized in that flattening the height of the P- GaN pattern in a chemical mechanical polishing process.
  11. 제 6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 갭필막을 평탄화하는 단계는, 상기 갭필막 상부에 희생막을 추가하며 상기 희생막 및 갭필막을 상기 P- GaN 패턴의 높이까지 건식 식각하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 디스플레이소자의 제조 방법. Planarizing the film gaeppil, the gap more upper sacrificial layer on pilmak and method of manufacturing a light-emitting diode display element, characterized in that the dry etching to the height of the P- GaN film, the sacrificial film pattern and gaeppil.
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