KR101817799B1 - 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치 및 그 제조방법이 개시된다. 기판 상에 함몰된 형태의 영역들이 형성되고, 기판의 평면과 수평한 방향으로 발광 구조체들은 수평 성장된다. 이를 통해 기판의 표면으로부터 함몰된 영역에 각각의 화소들은 형성될 수 있다. 또한, 기판과 발광 구조체 사이에는 파장 변환을 위한 양자점이 도입되어 다양한 컬러를 구현한다.

Description

발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법{Display of using Light Emitting Diode and Method of forming the same}
본 발명은 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 컬러를 형성하는 발광 다이오드들로 각각의 화소가 구현된 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드는 조명장치로 이용되어져 왔으며, 최근에는 미세 공정 및 증착 공정의 발전으로 인해 고휘도가 구현되고 있다. 특히, 청색광을 형성하는 GaN 기반의 발광 다이오드는 형광체의 도입을 통해 백색광을 구현하고 있다. 이를 통해 일반 조명으로 그 사용처가 확대되고 있는 상황이다.
발광 다이오드를 조명장치로 사용하는 경우, 높은 휘도가 요구되며, 발생되는 열을 외부로 빠르게 방출해야하는 기술적 과제가 나타난다. 이를 해결하기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 다양한 분야에 활발히 적용이 이루어지고 있다.
또한, 최근에는 발광 다이오드를 디스플레이용으로 사용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 즉, 발광 다이오드를 수 마이크로 내지 수십 마이크로 사이즈의 화소로 사용하고자 하는 시도가 진행되고 있다. 발광 다이오드의 제조공정상 적새, 녹색 및 청색의 컬러를 구현하는 화소를 하나의 기판에 동일 공정으로 형성할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 적색 컬러의 광을 형성하기 위해서는 GaAs 기판이 사용되어야 한다. GaAs 기판은 면심 입방 구조를 가지며, 적색광을 형성하기 위해 그 상부에 GaP 및 AlInGaP이 증착되어야 한다.
반면, 녹색광 및 청색광을 생성하기 위해서는 사파이어 기판이 사용되며, 그 상부에는 GaN 기반의 화합물 반도체 및 다중양자우물 구조가 채용되어야 한다. 따라서, 단일 기판 상에 3가지 컬러의 광을 형성하기 위한 발광 다이오드를 형성하는 것은 매우 곤란한 것으로 알려져 있다.
이를 해결하기 위해 최근에 시도되고 있는 기술은 개별적으로 형성된 다른 컬러의 발광 다이오드들을 새로운 기판 상에 이식하는 것이다. 미국등록특허 제8,809,875호는 마이크로 LED의 제조방법을 개시한다. 마이크로 LED는 디스플레이에 사용되는 발광 다이오드이며, 마이크로 사이즈를 가지는 발광 다이오드를 지칭한다. 상기 특허에서는 사파이어 기판 상에 MOCVD 등을 통해 화합물 반도체를 성장한 다음, 이를 케리어 기판에 이식한다. 이후에 사파이어 기판 등의 성장용 기판을 제거하고, 에칭 등을 통해 마이크로 LED를 형성한다. 최종적으로는 마이크로 LED를 이송 헤드를 이용하여 개별적으로 이동하여 디스플레이 패널을 형성한다.
다만, 상술한 바와 같이 이송 헤드를 이용한 마이크로 LED를 이용한 디스플레이는 이송시의 정확도가 문제가 될 수 있다. 즉, 이송 헤드를 통한 마이크로 LED의 이송은 정전기력을 이용하나, 부착과 이탈시의 동작이 원활하지 못하는 문제가 있다.
또한, 정해진 위치로 마이크로 LED를 이송하는 점 또한 기술적 문제로 인식되고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 과제는 성장용 기판 상에 직접 형성된 발광 다이오드 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제2 과제는 상기 제1 과제를 달성하기 위해 사용되는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 제1 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 기판 상에 형성되고, 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 돌출부; 상기 돌출부를 매립하며, 각각 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역 상에 형성된 화소들; 상기 화소들 및 돌출부 상에 형성된 층간 절연막; 및 상기 층간 절연막 상에 형성된 반사막을 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 제1 기술적 과제는, 기판 상에 형성되고, 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 돌출부; 상기 돌출부에 의해 정의된 상기 제1 영역에 형성되고, 제1 광을 형성하는 제1 화소; 상기 돌출부에 의해 정의된 상기 제2 영역에 형성되고, 제1 광의 파장을 변환하는 제2 화소; 상기 돌출부에 의해 정의된 상기 제3 영역에 형성되고, 제1 광의 파장을 변환하는 제3 화소; 상기 화소들 및 돌출부 상에 형성된 층간 절연막; 및 상기 층간 절연막 상에 형성된 반사막을 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제공을 통해서도 달성된다.
상술한 제2 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 기판 상에 측면이 극성면인 C 평면인 돌출부를 형성하여 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 단계; 상기 제3 영역에 노출된 상기 기판 상에 파장 변환층을 형성하고, 상기 기판 상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 영역을 정의하는 상기 돌출부의 측면에 형성된 상기 절연층의 일부를 식각하여 상기 돌출부의 측면을 노출시키는 단계; 상기 노출된 돌출부의 측면을 근거로 측면 결정성장을 통해 상기 제1 영역을 매립하는 제1 발광 구조체를 형성하는 단계; 상기 제1 발광 구조체의 성장을 차폐한 다음, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역을 정의하는 상기 돌출부의 측면을 개방하는 단계; 및 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역의 개방된 돌출부를 근거로 한 결정성장을 통해 제2 영역을 충진하는 제2 발광 구조체를 형성하고, 상기 제2 영역을 충진하는 제3 발광 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 상기 제2 기술적 과제는, 기판 상에 측면이 극성면인 C 평면인 돌출부를 형성하여 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 단계; 상기 제2 영역에 노출된 상기 기판 상에 제1 파장 변환층을 형성하고, 상기 제3 영역에 노출된 상기 기판 상에 제2 파장 변환층을 형성하는 단계; 상기 제1 파장 변환층, 상기 제2 파장 변환층 및 상기 제1 영역 상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역을 정의하는 상기 돌출부의 측면에 형성된 상기 절연층의 일부를 식각하여 상기 돌출부의 측면을 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 돌출부의 측면을 근거로 측면 결정성장을 통해 상기 제1 영역을 매립하는 제1 발광 구조체, 상기 제2 영역을 매립하는 제2 발광 구조체 및 상기 제3 영역을 매립하는 발광 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법의 제공을 통해서도 달성된다.
상술한 본 발명에 따르면, 마이크로 LED의 이송 공정없이 기판 상에 직접 마이크로 사이즈의 화소가 구현될 수 있다. 이를 통해 복잡한 이송공정 및 이송공정에서 발생되는 불량률은 저감될 수 있으며, 기판 상에 직접 화소를 형성함에 따라 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 화소가 형성하는 광의 컬러를 적절히 변경하여 다양한 수요자들의 요구를 만족시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 상기 도 1의 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 다른 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따라 상기 도 8의 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(100), 돌출부(200), 돌출부(200)에 의해 정의된 영역들에 형성된 3개의 화소들(210, 220, 230), 상기 화소들(210, 220, 230) 상에 형성된 층간 절연막(300) 및 상기 층간 절연막(300) 상에 형성된 반사막(400)을 가진다.
기판(100)은 사파이어, GaN 또는 AlN 등의 재질을 가질 수 있다. 다만, 상기 기판(100)은 화소들(210, 220, 230)의 형성이 용이한 격자 상수와 결정 구조를 가짐이 바람직하다.
또한, 상기 기판(100)은 임의의 기판 상에 형성된 특정의 막질일 수 있다. 예컨대, 사파이어 기판 상에 형성된 GaN층이 상기 기판(100)으로 사용될 수 있다.
상기 기판(100) 상에는 돌출부(200)가 형성된다. 상기 돌출부(200)는 기판(200)과 동일 재질이거나 다른 재질로 구성될 수 있다. 만일, 상기 돌출부(200)가 기판(100)과 다른 재질이라면, 기판(100)은 사파이어로 구성되고, 돌출부(200)는 GaN을 포함할 수 있다. 또한, 상기 돌출부(100)는 상기 기판(100)과 수직한 방향인 제1 방향으로는 비극성면 또는 반극성면이 배치되며, 상기 제1 방향과 수직이고, 상기 기판(100)과 수평한 방향인 제2 방향으로는 극성면이 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 방향으로 돌출부(200)는 C면이 노출될 수 있다. 따라서, 돌출부(200)가 가지는 결정 구조로 인해 상기 화소들(210, 220, 230)은 제1 방향과 평행한 수직 성장보다는 제2 방향에 평행한 수평 성장이 우월해진다.
돌출부(200)에 의해 정의된 영역에는 화소들(210, 220, 230)이 구비된다. 상기 화소들(210, 220, 230)은 기판(100)과 수평한 방향으로 인접하여 형성되며, 제1 영역 상에 형성된 제1 화소(210), 제2 영역 상에 형성된 제2 화소(220) 및 제3 영역 상에 형성된 제3 화소(230)를 가진다.
제1 영역 내지 제3 영역은 기판(100) 상에 정의되고, 돌출부(200)로부터 함몰된 형태로 제공된다.
또한, 제1 화소(210)는 기판(100)의 표면과 돌출부(200)의 일부 측벽 상에 형성된 제1 절연층(212), 돌출부(200)의 노출된 측벽으로부터 순차적으로 형성된 제1 발광 구조체를 가지며, 상기 제1 발광 구조체는 제1 n형 반도체층(213), 제1 활성층(214) 및 제1 p형 반도체층(215)을 가진다. 또한, 제1 n형 반도체층(213) 상에는 제1 음극(216)이 형성되고, 제1 p형 반도체층(215) 상에는 제1 양극(217)이 형성된다. 따라서, 제1 절연층(212) 상에는 제1 영역을 충진하는 제1 발광 구조체가 형성되며, 제1 발광 구조체는 기판과 평행한 방향으로 성장된 구조를 가진다.
제2 화소(220)는 기판(100)의 표면과 돌출부(200)의 일부 측벽 상에 형성된 제2 절연층(222), 돌출부(200)의 노출된 측벽으로부터 순차적으로 형성된 제2 발광 구조체를 가진다. 상기 제2 발광 구조체는 제2 n형 반도체층(223), 제2 활성층(224) 및 제2 p형 반도체층(225)을 가진다. 또한, 제2 n형 반도체층(223) 상에는 제2 음극(226)이 형성되고, 제2 p형 반도체층(225) 상에는 제2 양극(227)이 형성된다.
또한, 제3 화소(230)는 기판(100)의 표면 상에 형성된 파장 변환층(231), 파장 변환층(231) 및 돌출부(200)의 일부 측벽 상에 형성된 제3 절연층(232), 돌출부(200)의 노출된 측벽으로부터 순차적으로 형성된 제3 발광 구조체를 가지며, 상기 제3 발광 구조체는 제3 n형 반도체층(233), 제3 활성층(234) 및 제3 p형 반도체층(235)을 가진다. 또한, 제3 n형 반도체층(233) 상에는 제3 음극(236)이 형성되고, 제3 p형 반도체층(235) 상에는 제3 양극(237)이 형성된다.
각각의 음극들(216, 226, 236)과 양극들(217, 227, 237)은 서로 대향하며 형성되며, 다양한 패턴의 형태로 제공될 수 있다.
특히, 상기 제3 화소(230)의 제3 활성층(234)에서 형성되는 광의 컬러는 상기 제2 화소(220)의 제2 활성층(224)에서 형성되는 광의 컬러와 동일함이 바람직하다. 제3 활성층(234)에서 형성되는 광은 파장 변환층(231)에 의해 장파장으로 변경된다.
제1 활성층(214)은 제1 광을 형성하며, 이는 청색광일 수 있다. 청색광은 상용화 공정을 통해 GaN과 InGaN의 양자우물구조를 통해 형성될 수 있다. 또한, 제2 활성층(224)은 제2 광을 형성하며, 이는 녹색광일 수 있다. 녹색광은 GaN 또는 InGaN의 장벽층과 상대적으로 높은 분율의 In이 함유된 InGaN의 우물층으로 구성된 양자우물구조를 통해 형성될 수 있다. 또한, 제3 활성층(234)은 실질적으로 제2 활성층(224)과 동일한 물질의 조성을 가지며, 녹색광을 형성할 수 있다. 다만, 제3 활성층(234)에서 형성된 녹색광은 하부에 형성된 파장 변환층(231)에 의해 적색광으로 변환된다. 또한, 실시의 형태에 따라 상기 제3 활성층(234)은 제1 활성층(214)과 동일한 조성을 가질 수 있다. 즉, 청색의 제3 광을 형성하며, 파장 변환층(231)을 통해 적색광으로 생성될 수 있다.
또한, 제3 영역 상에 형성되는 파장 변환층(231)은 양자점으로 구성됨이 바람직하다. 즉, 1nm 내지 100nm의 직경을 가지는 층으로 2-6족 또는 3-5족의 나노 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예컨대, 파장 변환층(231)은 CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, InAs, InP 또는 GaAs를 가질 수 있다. 이외에도 코어/쉘 구조의 양자점이 사용될 수 있다.
화소들(210, 220, 230) 및 돌출부(200) 상부에는 층간 절연막(300)이 형성된다. 상기 층간 절연막(300)은 투명 재질의 부도체의 특성을 가지며, 화소부에서 형성되는 광의 흡수가 최소화되는 재질로 선택된다. 예컨대 상기 층간 절연막(300)은 SiO2 재질을 가짐이 바람직하다.
계속해서 층간 절연막(300) 상에는 반사막(400)이 형성된다. 상기 반사막(400)은 Cr, Ag 또는 이들이 합금이 될 수 있다. 반사막(400)은 화소들(210, 220, 230)의 활성층들(214, 224, 234)에서 형성되는 광을 기판 방향으로 반사한다. 또한, 상기 반사막(400)은 패턴화된 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 도 1에서는 반사막(400)이 층간 절연막(300) 전면에 도포되는 것으로 도시되나, 실시의 형태에 따라 각각의 화소(210, 220, 230)에 상응하는 위치에 패턴화된 형태로 배치될 수 있다.
또한, 실시의 형태에 따라 각각의 화소(210, 220, 230)를 정의하는 돌출부(200)에는 광차단층이 형성될 수 있다. 광차단층은 화소(210, 220, 230)를 둘러싸는 양상으로 형성될 수 있으며, 이를 통해 각각의 화소(210, 220, 230)에서 형성된 광은 인접한 화소로 전달되는 컬러의 혼색 현상이 방지될 수 있다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따라 상기 도 1의 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 돌출부(200)가 형성된다.
돌출부(200)가 기판(100)과 동일 재질인 경우, 돌출부(200)는 기판(100)에 대한 식각을 통해 형성될 수 있다. 즉, 기판(100) 상에 포토리소그래피 공정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성하고, 노출된 기판(100)의 표면에 대한 식각을 통해 돌출부(200)를 잔류시킬 수 있다.
또한, 돌출부(200)는 기판(100) 상에 별도의 재질에 대한 성장을 통해 형성할 수 있다. 즉, 기판(100) 상에 하드 마스크 등의 성장 방해용 막질을 형성하고, 기판(100) 상에 대한 선택적 성장을 통해 돌출부(200)를 형성할 수 있다. 기판(100)이 사파이어인 경우, 상기 돌출부(200)는 GaN 재질을 가짐이 바람직하다.
돌출부(200)를 통해 제1 영역(201), 제2 영역(202) 및 제3 영역(203)이 정의된다. 즉, 각각의 영역(201, 202, 203)의 저면은 기판(100)의 표면이 노출될 수 있으며, 각각의 영역들을 정의하는 물질과 동일 물질이 영역의 저면을 형성할 수 있다. 또한, 제1 영역(201) 내지 제3 영역(203)의 측면은 C축 성장이 유리한 (0001)면을 형성함이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 도 2의 구조물의 제3 영역(203)의 저면에 파장 변환층(231)을 형성한다. 상기 파장 변환층(231)은 양자점으로 구성됨이 바람직하며, 녹색광을 적색광으로 변환할 수 있는 물질 또는 청색광을 적색광으로 변환할 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 파장 변환층(231)의 형성은 통상의 용액 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 양자점으로 구성된 파장 변환층(231)은 제3 영역(203)의 저면 및 이를 정의하는 돌출부(200)의 측벽에도 형성될 수 있다.
계속해서 절연층(204)이 형성된다. 절연층(204)은 기판(100)의 노출 부위, 파장 변환층(231) 및 돌출부(200)의 전면에 걸쳐 형성된다. 상기 절연층(204)은 MOCVD 공정을 통해 GaN층의 성장이 억제되고, 형성되는 광의 흡수가 최소화될 수 있는 재질로 선택된다. 예컨대, 상기 절연층(204)은 SiO2 또는 SiN을 가질 수 있다.
이어서, 제2 영역(202) 및 제3 영역(203)에 식각용 포토레지스트 패턴(205)이 형성되고, 이를 통해 제1 영역(201)의 일부는 노출된다. 또한, 경사 식각을 통해 제1 영역(201)을 정의하는 돌출부(200)의 측벽의 일부는 노출된다. 즉, 돌출부(200)의 측벽을 차폐하는 절연층은 식각되어, 돌출부(200)의 측벽의 일부는 노출된다. 또한, 제2 영역(202) 및 제3 영역(203)의 내부는 절연층(204)으로 차폐된다.
도 4를 참조하면, 도 3의 구조물에 대해 MOCVD 공정을 통한 화합물 반도체의 성장이 개시된다. 제1 영역(201)을 정의하는 돌출부(200)의 측벽은 노출되고, C축 방향의 성장이 가능하므로, MOCVD 공정을 통해 제1 n형 반도체층(213), 제1 활성층(214) 및 제1 p형 반도체층(215)의 성장이 순차적으로 수행된다. 각각의 반도체층들(213, 215)과 제1 활성층(214)은 GaN 기반의 물질로 구성되며, 바람직하게는 청색광을 생성하도록 구비된다. 특히, 제1 p형 반도체층(215)의 성장은 제1 영역을 정의하는 측벽의 표면에 형성된 제1 절연층(212)에 의해 차단된다. 따라서, C축 성장이 주도적인 상황에서 제1 영역을 매립하는 제1 n형 반도체층(213), 제1 활성층(214) 및 제1 p형 반도체층(215)이 형성된다.
또한, 제2 영역(202) 및 제3 영역(203)의 전면은 절연층(222, 232)으로 차폐된 상태이므로 GaN 기반의 화합물 반도체의 성장은 이루어지지 않는다.
도 5를 참조하면, 도 4의 구조물에서 측면 식각을 통해 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 돌출부(200)의 측면을 식각하여 절연층의 일부를 제거한다. 이를 통해 돌출부(200)의 측면은 노출된다. 또한, 제1 영역을 매립하면 형성된 제1 n형 반도체층(213), 제1 활성층(214) 및 제1 p형 반도체층 상부(215)는 하드 마스크 등으로 차폐된다.
계속해서 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 돌출부(200)의 노출된 부위를 근거로 결정 성장이 수행된다. 노출된 돌출부(200)의 측벽은 C축 성장이 용이한 결정 구조를 가진다. 따라서, 제2 영역을 충진하는 제2 n형 반도체층(223), 제2 활성층(224) 및 제2 p형 반도체층(225)이 형성되고, 제3 영역을 충진하는 제3 n형 반도체층(233), 제3 활성층(234) 및 제3 p형 반도체층(235)이 형성된다.
특히, 제2 영역 및 제3 영역을 충진하는 화합물 반도체는 동일 공정으로 진행된다. 즉, 제2 n형 반도체층(223)과 제3 n형 반도체층(233)은 동시에 형성되며, 제2 활성층(224)과 제3 활성층(234)도 동시에 형성되고, 제2 p형 반도체층(225)과 제3 p형 반도체층(235)도 동시에 형성된다. 따라서, 제2 활성층(224) 및 제3 활성층(234)은 동일한 구조와 물성을 가지며, 형성되는 광의 컬러도 동일하다. 예컨대, 상기 제2 활성층(224) 및 제3 활성층(234)은 녹색광을 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 각각의 n형 반도체층(213, 223, 233) 상에 음극들(216, 226, 236)이 형성되고, 각각의 p형 반도체층(215, 225, 235) 상에 양극들(217, 227, 237)이 형성된다. 또한, 도 6에서는 돌출부(200) 상에 잔류하는 절연층들이 제거된 것으로 도시되나, 실시의 형태에 따라 상기 절연층들은 잔류할 수 있다. 만일, 절연층들을 제거하는 경우, 도 5의 구조물에 대해 화학적 기계적 식각 공정이 수행됨이 바람직하다. 이를 통해 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 매립하는 화합물 반도체들 중 영역들을 충진하고 돌출하는 부위는 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 돌출부(200) 상에 잔류하는 절연층들이 제거된 이후에 음극들 및 양극들이 형성됨이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 각각의 화소들(210, 220, 230)을 정의하는 돌출부(200)에는 광차단층(240)이 형성된다. 상기 광차단층(240)은 돌출부(200)에 대한 선택적 식각을 통해 패턴화된 홀 또는 트랜치를 형성한 다음, 홀 또는 트랜치의 내벽을 산화물 등의 투명 부도층(241)으로 증착한 다음, 투명 부도층(241)에 의해 정의된 홀 또는 트랜치를 금속층(242)으로 매립하는 것에 의해 형성될 수 있다. 투명 부도층(241)으로는 SiO2 또는 SiN이 사용될 수 있으며, 금속층(242)은 광의 반사가 용이한 Cr, Ag 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 광차단층(240)은 상기 도 6에 개시된 음극들(216, 226, 236) 및 양극들(217, 227, 237)의 형성 공정 이전에 형성될 수 있다. 즉, 광차단층(240)의 형성 이후에 음극들(216, 226, 236) 및 양극들(217, 227, 237)의 형성공정이 수행되어도 무방하다.
계속해서, 음극들(216, 226, 236) 및 양극들(217, 227, 237)이 형성된 기판(100) 상에 층간 절연막(300)을 도포하고, 층간 절연막(300) 상부에 반사막(400)을 형성한다. 이를 통해 상기 도 1의 디스플레이 장치를 제조할 수 있다. 또한, 반사막(400)의 형성을 통해 각각의 화소(210, 220, 230)에서 형성된 광은 기판(100) 방향으로 진행하고, 특정의 컬러를 구현할 수 있다.
또한, 실시의 형태에 따라 상기 반사막(400)은 각각의 화소에 대해 패턴화된 형태로 제공될 수 있다. 또한, 패턴화된 반사막 사이의 공간은 비아 컨택 등을 통해 음극들 및 양극들과 전기적으로 연결되는 구조물이 설치될 수 있다.
제2 실시예
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 다른 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(500), 돌출부(600), 돌출부(600)에 의해 정의된 영역들에 형성된 화소들(610, 620, 630), 상기 화소들(610, 620, 630) 상에 형성된 층간 절연막(700) 및 상기 층간 절연막(700) 상에 형성된 반사막(800)을 가진다.
기판(500) 및 돌출부(600)의 구성은 본 발명의 제1 실시예에서 설명된 바와 동일하다. 따라서, 상기 돌출부(600)는 상기 기판(500)과 수직한 방향인 제1 방향으로는 비극성면 또는 반극성면이 배치되며, 상기 제1 방향과 수직이고, 상기 기판(500)과 수평한 방향인 제2 방향으로는 극성면이 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 방향으로 돌출부(600)는 C면이 노출될 수 있다. 따라서, 돌출부(600)가 가지는 결정 구조로 인해 상기 화소들(610, 620, 630)은 제1 방향과 평행한 수직 성장보다는 제2 방향에 평행한 수평 성장이 우월해진다.
또한, 상기 화소들(610, 620, 630)은 제1 영역 상에 형성된 제1 화소(610), 제2 영역 상에 형성된 제2 화소(620) 및 제3 영역 상에 형성된 제3 화소(630)를 가진다.
제1 영역 내지 제3 영역은 기판(500) 상에 정의되고, 돌출부(600)로부터 함몰된 형태로 제공된다.
또한, 제1 화소(610)는 기판(500)의 표면과 돌출부(600)의 일부 측벽 상에 형성된 제1 절연층(612), 제1 절연층(612) 상에 형성되고, 돌출부(600)의 노출된 측벽으로부터 순차적으로 형성된 제1 발광 구조체를 가진다. 상기 제1 발광 구조체는 제1 n형 반도체층(613), 제1 활성층(614) 및 제1 p형 반도체층(615)을 가진다. 또한, 제1 n형 반도체층(613) 상에는 제1 음극(616)이 형성되고, 제1 p형 반도체층(615) 상에는 제1 양극(617)이 형성된다.
제2 화소(620)는 기판(500)의 표면 상에 형성된 제1 파장 변환층(621), 돌출부(600)의 일부 측벽 및 제1 파장 변환층(621) 상에 형성된 제2 절연층(622), 제2 절연층(622) 상에 형성되고, 돌출부(600)의 노출된 측벽으로부터 순차적으로 형성된 제2 발광 구조체를 가진다. 상기 제2 발광 구조체는 제2 n형 반도체층(623), 제2 활성층(624) 및 제2 p형 반도체층(625)을 가진다. 또한, 제2 n형 반도체층(623) 상에는 제2 음극(626)이 형성되고, 제2 p형 반도체층(625) 상에는 제2 양극(627)이 형성된다.
또한, 제3 화소(630)는 기판(500)의 표면 상에 형성된 제2 파장 변환층(631), 제2 파장 변환층(631) 및 돌출부(600)의 측벽 상에 형성된 제3 절연층(632), 제3 절연층(632) 상에 형성되고, 돌출부(600)의 노출된 측벽으로부터 순차적으로 형성된 제3 발광 구조체를 가진다. 제3 발광 구조체는 제3 n형 반도체층(633), 제3 활성층(634) 및 제3 p형 반도체층(635)을 가진다. 또한, 제3 n형 반도체층(633) 상에는 제3 음극(636)이 형성되고, 제3 p형 반도체층(635) 상에는 제3 양극(637)이 형성된다.
각각의 음극들(616, 626, 636)과 양극들(617, 627, 637)은 서로 대향하며 형성되며, 다양한 패턴의 형태로 제공될 수 있다.
특히, 상기 제2 화소(620)의 제2 활성층(624) 및 제3 화소(630)의 제3 활성층(634)에서 형성되는 광의 컬러는 상기 제1 화소(610)의 제1 활성층(614)에서 형성되는 광의 컬러와 동일함이 바람직하다. 제2 활성층(624)에서 형성되는 광은 제1 파장 변환층(621)에 의해 녹색광으로 변환될 수 있으며, 제3 활성층(634)에서 형성되는 광은 제2 파장 변환층(631)에 의해 적색광으로 변환됨이 바람직하다.
제1 활성층(614)은 제1 광을 형성하며, 이는 청색광일 수 있다. 청색광은 상용화 공정을 통해 GaN과 InGaN의 양자우물구조를 통해 형성될 수 있다.
또한, 제2 영역 및 제3 영역 상에 형성되는 파장 변환층들(621, 631)은 양자점으로 구성됨이 바람직하다. 즉, 1nm 내지 100nm의 직경을 가지는 층으로 2-6족 또는 3-5족의 나노 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 파장 변환층(621) 및 제2 파장 변환층(631)은 CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, InAs, InP 또는 GaAs를 가질 수 있다. 이외에도 코어/쉘 구조의 양자점이 사용될 수 있다. 다만, 제1 파장 변환층(621)과 제2 파장 변환층(631)은 형성되는 녹색광과 적색광에 따라 그 종류와 사이즈는 달리 설정될 수 있다.
각각의 화소(610, 620, 630)를 정의하는 돌출부(600)에는 광차단층(640)이 형성되며, 형성되는 광차단층(640)은 각각의 화소를 평면상으로 감싸는 형상으로 제공될 수 있다. 특히, 상기 광차단층(640)은 홀 또는 트랜치 형태로 제공되고, 돌출부(600) 상에 형성되는 투명 부도층(641) 및 투명 부도층(641) 사이의 이격 공간을 매립하는 금속층(642)으로 구성된다. 광차단층(640)은 화소(610, 620, 630)를 감싸는 형태로 제공되며, 화소에서 형성되는 광이 인접한 화소로 전달되어 컬러의 혼합에 따른 색상의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부(600) 및 각각의 화소들(610, 620, 630) 상부에는 층간 절연막(700)이 형성된다. 상기 층간 절연막(700)은 투명 재질의 부도체의 특성을 가지며, 화소들(610, 620, 630)에서 형성되는 광의 흡수가 최소화되는 재질로 선택된다. 예컨대 상기 층간 절연막(700)은 SiO2 재질을 가짐이 바람직하다.
계속해서 층간 절연막(700) 상에는 반사막(800)이 형성된다. 상기 반사막(800)은 Cr, Ag 또는 이들이 합금이 될 수 있다. 반사막(800)은 화소들의 활성층들(614, 624, 634)에서 형성되는 광을 기판 방향으로 반사한다. 또한, 상기 반사막(800)은 패턴화된 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 도 8에서는 반사막(800)이 층간 절연막(700) 전면에 도포되는 것으로 도시되나, 실시의 형태에 따라 각각의 화소에 상응하는 위치에 패턴화된 형태로 배치될 수 있다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따라 상기 도 8의 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 기판(500) 상에 돌출부(600)가 형성된다. 기판(500) 및 돌출부(600)의 내용과 형성은 상기 도 2에 설명된 바와 동일하다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략키로 한다. 돌출부(600)의 형성에 따라 제1 영역(601), 제2 영역(602) 및 제3 영역(603)이 정의된다.
도 10을 참조하면, 도 9의 구조물 상에 제1 파장 변환층(621)과 제2 파장 변환층(631)이 형성된다. 제2 영역(602)의 기판 상에는 제1 파장 변환층(621)이 형성되고, 제3 영역(603)의 기판 상에는 제2 파장 변환층(631)이 형성된다. 각각의 파장 변환층들(621, 631)은 용액 공정을 통해 형성된다.
계속해서 제1 영역(601), 제1 파장 변환층(621) 및 제2 파장 변환층(631)이 형성된 구조물의 전면에 절연층이 도포된다. 상기 절연층은 광의 흡수를 최소화할 수 있으며 투명 재질을 가질 것이 요구되며, 이를 위해 SiO2 또는 SiN이 사용될 수 있다. 또한, 경사 식각을 통해 제1 영역(601), 제2 영역(602) 및 제3 영역(603)을 정의하는 돌출부(600) 상에 형성된 절연층의 측벽의 일부는 식각되고, 돌출부(600)의 측벽의 일부가 노출된다. 이를 통해 제1 절연층(612), 제2 절연층(622) 및 제3 절연층(632)이 정의된다. 특히, 제2 절연층(622)은 제1 파장 변환층(621) 상에 형성되고, 제3 절연층(632)은 제2 파장 변환층(631) 상에 형성된다.
도 11을 참조하면, 통상의 MOCVD 공정 등을 통해 제1 영역 상에는 제1 n형 반도체층(613), 제1 활성층(614) 및 제1 p형 반도체층(615)이 순차적으로 형성되고, 제2 영역 상에는 제2 n형 반도체층(623), 제2 활성층(624) 및 제2 p형 반도체층(625)이 형성된다. 또한, 제3 영역 상에는 제3 n형 반도체층(633), 제3 활성층(634) 및 제3 p형 반도체층(635)이 순차적으로 형성된다. 또한, 각각의 영역들에 형성되는 화합물 반도체는 동일 공정으로 형성되므로 각각 동일 조성과 구조를 가질 수 있다. 즉, 3개의 영역들 내에서 n형 반도체층들(613, 623, 633)은 동시에 형성되며, 활성층들(614, 624, 634)도 동시에 형성되고, p형 반도체층들(615, 625, 635)도 동시에 형성된다. 따라서, 활성층들(614, 624, 634)이 형성하는 광도 동일한 컬러를 형성한다. 예컨대, 3개의 활성층들(614, 624, 634)은 청색광을 형성할 수 있다.
다만, 제2 활성층(624)은 제2 절연층(622) 및 제1 파장 변환층(621)을 통해 기판(500)으로 광을 변환하여 출력하며, 제3 활성층(634)은 제3 절연층(632) 및 제2 파장 변환층(631)을 통해 기판(500)으로 광을 변환하여 출력한다.
도 12를 참조하면, 도 12의 구조물에 대해 각각의 n형 반도체층(613, 623, 633) 상에 음극들(616, 626, 636)이 형성되고, 각각의 p형 반도체층(615, 625, 635) 상에 양극들(617, 627, 637)이 형성된다. 또한, 도 12에서는 돌출부(600) 상에 잔류하는 절연층들이 제거된 것으로 도시되나, 실시의 형태에 따라 상기 절연층들은 잔류할 수 있다. 만일, 절연층들을 제거하는 경우, 도 11의 구조물에 대해 화학적 기계적 식각 공정이 수행됨이 바람직하다. 이를 통해 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 매립하는 화합물 반도체들 중 영역들을 충진하고 돌출하는 부위는 용이하게 제거될 수 있다. 또한, 돌출부(600) 상에 잔류하는 절연층들이 제거된 이후에 음극들(616, 626, 636) 및 양극들(617, 627, 637)이 형성됨이 바람직하다.
또한, 각각의 화소들(610)을 정의하는 돌출부(600)에는 광차단층(640)이 형성된다. 상기 광차단층(640)은 돌출부(600)에 대한 선택적 식각을 통해 패턴화된 홀 또는 트랜치를 형성한 다음, 홀 또는 트랜치의 내벽을 산화물 등의 투명 부도층(641)으로 증착한 다음, 투명 부도층(641)에 의해 정의된 홀 또는 트랜치를 금속층(642)으로 매립하는 것에 의해 형성될 수 있다. 투명 부도층(641)으로는 SiO2 또는 SiN이 사용될 수 있으며, 금속층(642)은 광의 반사가 용이한 Cr, Ag 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 광차단층(640)은 음극들(616, 626, 636) 및 양극들(617, 627, 637)의 형성 공정 이전에 형성될 수 있다. 즉, 광차단층(640)의 형성 이후에 음극들(616, 626, 636) 및 양극들(617, 627, 637)의 형성공정이 수행되어도 무방하다.
계속해서, 음극들(616, 626, 636) 및 양극들(617, 627, 637)이 형성된 기판 상에 층간 절연막(700)을 도포하고, 층간 절연막(700) 상부에 반사막(800)을 형성한다. 반사막(800)의 형성을 통해 각각의 화소(610, 620, 630)에서 형성된 광은 기판 방향으로 진행하고, 특정의 컬러를 구현할 수 있다.
또한, 실시의 형태에 따라 상기 반사막은 각각의 화소에 대해 패턴화된 형태로 제공될 수 있다. 또한, 패턴화된 반사막 사이의 공간은 비아 컨택 등을 통해 음극들 및 양극들과 전기적으로 연결되는 구조물이 설치될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 마이크로 LED의 이송공정없이 기판 상에 직접 마이크로 사이즈의 화소가 구현될 수 있다. 이를 통해 복잡한 이송공정 및 이송공정에서 발생되는 불량률은 저감될 수 있으며, 기판 상에 직접 화소를 형성함에 따라 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 화소가 형성하는 광의 컬러를 적절히 변경하여 다양한 수요자들의 요구를 만족시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제작할 수 있다.
100, 500 : 기판 200, 600 : 돌출부
210, 610 : 제1 화소 220, 620 : 제2 화소
230, 630 : 제3 화소

Claims (20)

  1. 기판 상에 형성되고, 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하며, 상기 기판과 수평한 방향으로 극성면이 형성된 돌출부;
    상기 돌출부를 매립하며, 각각 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역 상에 형성되고, 상기 돌출부의 상기 극성면인 측벽으로부터 상기 기판과 평행한 방향으로 성장된 발광 구조체를 가지는 화소들;
    상기 화소들 및 돌출부 상에 형성된 층간 절연막; 및
    상기 층간 절연막 상에 형성된 반사막을 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 화소들은
    상기 제1 영역을 충진하며 형성되고, 제1 광을 형성하는 제1 화소;
    상기 제1 영역에 인접한 제2 영역을 충진하며 형성되고, 제2 광을 형성하는 제2 화소; 및
    상기 제2 영역에 인접한 제3 영역을 충진하며 형성되고, 상기 제2 광의 파장이 변환된 제3 광을 형성하는 제3 화소를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 화소는
    상기 제1 영역의 노출된 기판 상에 형성된 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 상에 형성되고, 상기 제1 영역을 정의하는 돌출부의 측벽을 근거로 결정성장된 제1 발광 구조체;
    상기 제1 발광 구조체에 전기적으로 연결된 제1 음극; 및
    상기 제1 발광 구조체에 전기적으로 연결되고, 제1 음극과 대향하는 제1 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 발광 구조체는,
    상기 기판과 평행하게 순차적으로 성장된 제1 n형 반도체층, 제1 활성층 및 제1 p형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 음극은 상기 제1 n형 반도체층 상에 형성되고, 상기 제1 양극은 상기 제1 p형 반도체층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제2 화소는
    상기 제2 영역의 노출된 기판 상에 형성된 제2 절연층;
    상기 제2 절연층 상에 형성되고, 상기 제2 영역을 정의하는 돌출부의 측벽을 근거로 결정성장된 제2 발광 구조체;
    상기 제2 발광 구조체에 전기적으로 연결된 제2 음극; 및
    상기 제2 발광 구조체에 전기적으로 연결되고, 제2 음극과 대향하는 제2 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 발광 구조체는,
    상기 기판과 평행하게 순차적으로 성장된 제2 n형 반도체층, 제2 활성층 및 제2 p형 반도체층을 포함하고,
    상기 제2 음극은 상기 제2 n형 반도체층 상에 형성되고, 상기 제2 양극은 상기 제2 p형 반도체층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제3 화소는
    상기 제3 영역의 노출된 기판 상에 형성된 파장 변환층;
    상기 파장 변환층 상에 형성된 제3 절연층;
    상기 제3 절연층 상에 형성되고, 상기 제3 영역을 정의하는 돌출부의 측벽을 근거로 결정성장된 제3 발광 구조체;
    상기 제3 발광 구조체에 전기적으로 연결된 제3 음극; 및
    상기 제3 발광 구조체에 전기적으로 연결되고, 제3 음극과 대향하는 제3 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 파장 변환층은 양자점을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 파장 변환층은 상기 제3 발광 구조체에서 형성된 상기 제2 광의 파장을 변환하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  11. 기판 상에 형성되고, 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하며, 상기 기판과 수평한 방향으로 극성면이 형성된 돌출부;
    상기 돌출부에 의해 정의된 상기 제1 영역에 형성되고, 제1 광을 형성하는 제1 화소;
    상기 돌출부에 의해 정의된 상기 제2 영역에 형성되고, 제1 광의 파장을 변환하는 제2 화소;
    상기 돌출부에 의해 정의된 상기 제3 영역에 형성되고, 제1 광의 파장을 변환하는 제3 화소;
    상기 화소들 및 돌출부 상에 형성된 층간 절연막; 및
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 상기 돌출부의 상기 극성면인 측벽으로부터 상기 기판과 평행한 방향으로 성장된 발광 구조체들을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 화소는,
    상기 제1 영역의 노출된 기판 상에 형성된 제1 절연층;
    상기 기판에 수직한 제1 방향으로 상기 제1 절연층 상에 형성되고, 상기 제1 영역을 정의하는 돌출부의 측벽을 근거로 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 결정성장된 제1 발광 구조체;
    상기 제1 발광 구조체에 전기적으로 연결된 제1 음극; 및
    상기 제1 발광 구조체에 전기적으로 연결되고, 제1 음극과 대향하는 제1 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 화소는,
    상기 제2 영역의 노출된 기판 상에 형성된 제1 파장 변환층;
    상기 제1 파장 변환층 상에 형성된 제2 절연층;
    상기 기판에 수직한 제1 방향으로 상기 제2 절연층 상에 형성되고, 상기 제2 영역을 정의하는 돌출부의 측벽을 근거로 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 결정성장된 제2 발광 구조체;
    상기 제2 발광 구조체에 전기적으로 연결된 제2 음극; 및
    상기 제2 발광 구조체에 전기적으로 연결되고, 제2 음극과 대향하는 제2 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 파장 변환층은 양자점을 포함하고, 상기 제2 발광 구조체에서 형성된 상기 제1 광을 변환하여 장파장의 제2 광을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제3 화소는,
    상기 제3 영역의 노출된 기판 상에 형성된 제2 파장 변환층;
    상기 제2 파장 변환층 상에 형성된 제3 절연층;
    상기 기판에 수직한 제1 방향으로 상기 제3 절연층 상에 형성되고, 상기 제3 영역을 정의하는 돌출부의 측벽을 근거로 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 결정성장된 제3 발광 구조체;
    상기 제3 발광 구조체에 전기적으로 연결된 제3 음극; 및
    상기 제3 발광 구조체에 전기적으로 연결되고, 제3 음극과 대향하는 제3 양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 파장 변환층은 양자점을 포함하고, 상기 제3 발광 구조체에서 형성된 상기 제1 광을 변환하여 장파장의 제3 광을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치.
  17. 기판 상에 측면이 극성면인 C 평면인 돌출부를 형성하여 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 단계;
    상기 제3 영역에 노출된 상기 기판 상에 파장 변환층을 형성하고, 상기 기판 상에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역을 정의하는 상기 돌출부의 측면에 형성된 상기 절연층의 일부를 식각하여 상기 돌출부의 측면을 노출시키는 단계;
    상기 노출된 돌출부의 측면을 근거로 측면 결정성장을 통해 상기 제1 영역을 매립하는 제1 발광 구조체를 형성하는 단계;
    상기 제1 발광 구조체의 성장을 차폐한 다음, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역을 정의하는 상기 돌출부의 측면을 개방하는 단계; 및
    상기 제2 영역 및 상기 제3 영역의 개방된 돌출부를 근거로 한 결정성장을 통해 제2 영역을 충진하는 제2 발광 구조체를 형성하고, 상기 제2 영역을 충진하는 제3 발광 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 발광 구조체와 상기 제3 발광 구조체는 동일 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  19. 기판 상에 측면이 극성면인 C 평면인 돌출부를 형성하여 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 정의하는 단계;
    상기 제2 영역에 노출된 상기 기판 상에 제1 파장 변환층을 형성하고, 상기 제3 영역에 노출된 상기 기판 상에 제2 파장 변환층을 형성하는 단계;
    상기 제1 파장 변환층, 상기 제2 파장 변환층 및 상기 제1 영역 상에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역을 정의하는 상기 돌출부의 측면에 형성된 상기 절연층의 일부를 식각하여 상기 돌출부의 측면을 노출시키는 단계; 및
    상기 노출된 돌출부의 측면을 근거로 측면 결정성장을 통해 상기 제1 영역을 매립하는 제1 발광 구조체, 상기 제2 영역을 매립하는 제2 발광 구조체 및 상기 제3 영역을 매립하는 제3 발광 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 발광 구조체, 상기 제2 발광 구조체 및 상기 제3 발광 구조체는 동일 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 이용하는 디스플레이 장치의 제조방법.
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JP2014225330A (ja) * 2012-03-06 2014-12-04 シャープ株式会社 発光デバイス、照明装置、及び表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101308203B1 (ko) * 2005-12-14 2013-09-13 샤프 가부시키가이샤 유기 ｅｌ 디스플레이의 제조 방법
JP2014225330A (ja) * 2012-03-06 2014-12-04 シャープ株式会社 発光デバイス、照明装置、及び表示装置

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