KR102243109B1 - Method of manufacturing display for mass production using wafer level transfer and large area display - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 웨이퍼 레벨 전사를 이용한 중/소형 디스플레이의 대량 제조방법 및 대형 디스플레이에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 제조하는 단계; 상기 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계; 상기 전사된 마이크로-LED 어레이 상에 평탄층을 형성하여 평탄화하는 단계; 상기 평탄층에 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 평탄화된 마이크로-LED 어레이 상에 TFT 어레이를 배열 및 증착하여 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계;를 포함하는, 중/소형 디스플레이의 대량 제조방법 및 대형 디스플레이에 관한 것이다. The present invention relates to a method for mass-producing small and medium-sized displays and large-sized displays using wafer-level transfer, and more particularly, to a method for manufacturing a wafer-level micro-LED array; Transferring the plurality of wafer-level micro-LED arrays onto a display substrate by a wafer-level transfer process; Flattening by forming a flat layer on the transferred micro-LED array; Forming a via hole in the planarization layer; And integrating a micro-LED array and a TFT array by arranging and depositing a TFT array on the planarized micro-LED array.

Description

웨이퍼 레벨 전사를 이용한 중/소형 디스플레이의 대량 제조방법 및 대형 디스플레이 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY FOR MASS PRODUCTION USING WAFER LEVEL TRANSFER AND LARGE AREA DISPLAY}Mass manufacturing method of medium/small display and large display manufacturing method using wafer level transfer {METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY FOR MASS PRODUCTION USING WAFER LEVEL TRANSFER AND LARGE AREA DISPLAY}

본 발명은, 웨이퍼 레벨 전사를 이용한 중/소형 디스플레이의 대량 제조방법 및 대형 디스플레이에 관한 것이다. The present invention relates to a method for mass-producing small and medium-sized displays and large-sized displays using wafer level transfer.

최근 모바일 전자 기기들이 수요가 증가됨에 따라 고휘도, 저전력, 고효율, 그리고 뛰어난 내구성을 지닌 디스플레이의 개발이 요구되고 있다. 기존의 상용화되어 있는 LCD(Liquid crystal display)는 자체 발광형 광원을 이용하지 않기 때문에 디스플레이의 두께를 최소화하는데 한계점을 가지고 있고, 최근 모바일 디스플레이에 사용되는 자체 발광형 광원인 OLED(Organic light emitting diodes)는 온도, 습기, 외광 등 외부환경에 약한 단점으로 인해 제품 응용에 한계점이 있다. Recently, as the demand for mobile electronic devices increases, the development of displays having high brightness, low power, high efficiency, and excellent durability is required. The conventional liquid crystal display (LCD) has a limitation in minimizing the thickness of the display because it does not use a self-luminous light source, and OLED (Organic light-emitting diodes), which are self-luminous light sources used in recent mobile displays. Has limitations in product application due to weaknesses in the external environment such as temperature, humidity, and external light.

일반적으로 100 ㎛ 이하 크기의 LCD(Liquid crystal display)로 정의되는 마이크로-LED는 자체 발광형 광원으로 디스플레이 두께를 최소화할 수 있으며, 기존의 디스플레이 광원들에 비해 발광 효율이 높고, 외부환경에도 강한 장점을 가지고 있어 미래형 디스플레이로 관심을 받고 있다. Micro-LED, which is generally defined as a liquid crystal display (LCD) with a size of 100 µm or less, is a self-luminous light source and can minimize the display thickness. Compared to conventional display light sources, it has high luminous efficiency and strong advantages in external environments. It is attracting attention as a futuristic display.

현재 많이 개발되고 있는 마이크로-LED 기반 디스플레이 기술은 능동 구동패널을 이용하지 않은 대형 디스플레이 위주로 개발되고 있고, 능동형 디스플레이가 제작되기 위해서는 설계되어 있는 능동 구동 패널 기판 위로 각각이 픽셀이 되는 마이크로-LED를 개별 전사하는 기술로 국한되어 있고, 이 과정에서 불량률 및 고해상도 구현 및 생산 단가에 문제점이 있다. Micro-LED-based display technology, which is currently being widely developed, is being developed mainly for large displays that do not use an active driving panel, and in order to manufacture an active display, a micro-LED, each of which is a pixel, is individually placed on the designed active driving panel substrate. It is limited to transfer technology, and in this process, there are problems in the defect rate, high resolution implementation, and production cost.

이러한 기술의 경우는 수 천, 수 만개의 마이크로-LED를 각각 옮겨야 하는 기술적 한계가 존재하며, 한 번에 다량의 마이크로-LED를 옮기는 전사 방법 기술이 개발되고 있지만 여전히 기술적 단가가 높아 상용화에는 어려움이 있다. 또한 Si 기반 CMOS (능동구동 패널)를 이용하여 능동 구동 디스플레이가 제작되지만 이는 대면적 기판에서 공정을 진행할 수 없어 대량 생산에 한계이 있고, 산업화에 적합하지 않는 문제점이 있다. In the case of such a technology, there is a technical limitation of transferring thousands and tens of thousands of micro-LEDs, respectively, and a transfer method technology that moves a large amount of micro-LEDs at once is being developed, but it is still difficult to commercialize due to the high technical cost. have. In addition, an active driving display is manufactured using Si-based CMOS (active driving panel), but this has a limitation in mass production because the process cannot be performed on a large-area substrate, and there is a problem that is not suitable for industrialization.

본 발명은, 마이크로-LED의 개별 전사공정 없이 웨이퍼 레벨로 전사하고, 대면적 모놀리식 TFT(Thin-film transistors) 집적 공정을 통하여, 대면적의 마이크로-LED 디스플레이를 대량 생산할 수 있는, 대면적 디스플레이의 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention is a large-area micro-LED display capable of mass-producing a large-area micro-LED display through a wafer-level transfer process without a micro-LED transfer process and a large-area monolithic TFT (Thin-film transistors) integration process. It is to provide a method of manufacturing a display.

본 발명은, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이 블록과 대면적 모놀리식 방식으로 집적된 TFT를 포함하는 능동 구동 디스플레이인, 대면적 디스플레이를 제공하는 것이다. The present invention is to provide a large area display, which is an active drive display comprising a wafer level micro-LED array block and a TFT integrated in a large area monolithic manner.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따라, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 제조하는 단계; 상기 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계; 상기 전사된 마이크로-LED 어레이 상에 평탄층을 형성하여 평탄화하는 단계; 상기 평탄층에 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 평탄화된 마이크로-LED 어레이 상에 TFT 어레이를 배열 및 증착하여 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계;를 포함하는, 중/소형 디스플레이의 대량 및 대형 디스플레이의 제조방법에 관한 것이다. In accordance with an embodiment of the present invention, the steps of fabricating a wafer level micro-LED array; Transferring the plurality of wafer-level micro-LED arrays onto a display substrate by a wafer-level transfer process; Flattening by forming a flat layer on the transferred micro-LED array; Forming a via hole in the planarization layer; And integrating the micro-LED array and the TFT array by arranging and depositing a TFT array on the planarized micro-LED array.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로-LED 어레이를 제조하는 단계는,According to an embodiment of the present invention, the step of manufacturing the micro-LED array,

웨이퍼 레벨의 질화물 반도체 기반의 LED층을 형성하는 단계 및 상기 웨이퍼 레벨의 LED층을 복수개의 마이크로-LED 픽셀로 식각하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. It may include forming a wafer-level nitride semiconductor-based LED layer and etching the wafer-level LED layer into a plurality of micro-LED pixels.

본 발명의 일 실시예에 따라, 질화물 반도체 기반의 LED층을 형성하는 단계는, 웨이퍼 기판 상부에 버퍼층, n-형 질화물 반도체층, 활성층 및 p-형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하고, 상기 마이크로-LED 픽셀로 식각하는 단계는, p-형 질화물 반도체층에서부터 상기 n형 질화물 반도체층의 일부분까지 메사(Mesa) 식각하여 마이크로-LED 픽셀을 형성하고, n형 질화물 반도체층을 노출하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the forming of the nitride semiconductor-based LED layer includes sequentially forming a buffer layer, an n-type nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride semiconductor layer on a wafer substrate, and the micro The step of etching the LED pixel may include mesa etching from the p-type nitride semiconductor layer to a part of the n-type nitride semiconductor layer to form a micro-LED pixel, and exposing the n-type nitride semiconductor layer. .

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로-LED 픽셀로 식각하는 단계는, 500 nm 내지 200 um 직경 및 500 nm 내지 200 um 피치 간격의 마이크로-LED 픽셀로 식각하고, 상기 웨이퍼 레벨은, 2 inch 이상의 면적을 갖는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of etching the micro-LED pixel includes etching the micro-LED pixel with a diameter of 500 nm to 200 um and a pitch interval of 500 nm to 200 um, and the wafer level is 2 inches. It may have an area of more than one.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계는, 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 단일 디스플레이 모양 및 크기로 다이싱하는 단계 및 상기 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of transferring the micro-LED array onto a display substrate by a wafer level transfer process includes dicing the wafer level micro-LED array into a single display shape and size, and the It may include transferring the diced wafer-level micro-LED array onto a display substrate.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계는, 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 단일 디스플레이 모양 및 크기로 다이싱하는 단계; 상기 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 웨이퍼 기판 상, 하단 또는 이 둘에 캐리어 필름을 부착하는 단계; 및 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 점착 또는 접착 필름이 부착된 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, transferring the micro-LED array onto a display substrate by a wafer-level transfer process includes dicing the wafer-level micro-LED array into a single display shape and size; Attaching a carrier film to the diced wafer-level micro-LED array on the wafer substrate, the bottom, or both; And transferring the wafer-level micro-LED array onto a display substrate to which an adhesive or adhesive film is attached.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 캐리어 필름을 부착하는 단계 이전에, 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 웨이퍼 기판을 제거하거나 또는 얇게 하는 레이저 리프트 오프 단계 및/또는 폴리싱 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, prior to the step of attaching the carrier film, a laser lift-off step and/or polishing step of removing or thinning the wafer substrate of the wafer-level micro-LED array; further comprising Can be.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 디스플레이 기판은, 유리기판 등으로 TFT 제작 공정을 진행하는 기판이고, 상기 디스플레이 기판은, 2 G 이상 또는 4 G 이상의 면적을 갖는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the display substrate is a substrate on which a TFT manufacturing process is performed using a glass substrate or the like, and the display substrate may have an area of 2 G or more or 4 G or more.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 비아홀 내에서 마이크로-LED가 노출되고, 상기 비아홀을 통해서 TFT와 마이크로-LED가 전기적으로 접촉하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the micro-LED may be exposed in the via hole, and the TFT and the micro-LED may be electrically contacted through the via hole.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계는, 상기 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 전체에 걸쳐 TFT 어레이가 집적되어 복수개의 단위 디스플레이가 단일 공정으로 집적되고, 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이 및 TFT 어레이가 집적된 단위 디스플레이를 형성하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the step of integrating the micro-LED array and the TFT array, the TFT array is integrated over the entire micro-LED array of the plurality of wafer levels, so that a plurality of unit displays are integrated in a single process. It may be integrated and may form a unit display in which the wafer-level micro-LED array and the TFT array are integrated.

본 발명의 일 실시예에 따라, 복수개 웨이퍼 레벨 마이크로-LED 어레이 위에 형성되는 TFT가 전체가 전기적으로 형성되어 있으면 대면적 디스플레이가 제작될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a large-area display can be fabricated if the TFTs formed on the plurality of wafer level micro-LED arrays are entirely electrically formed.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 TFT 어레이는, 실리콘 기반 반도체 또는 금속 산화물 반도체를 갖는 TFT 구조를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the TFT array may include a TFT structure having a silicon-based semiconductor or a metal oxide semiconductor.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 제조 방법으로 제조되고, TFT를 통해서 능동 구동되는, 마이크로-LED 기반인, 중/소형 디스플레이 또는 대형 디스플레이에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, it relates to a micro-LED based, medium/small display or large display, manufactured by the manufacturing method according to the present invention and actively driven through a TFT.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 디스플레이는, 모놀리식 방식으로 마이크로 LED 어레이와 TFT 어레이가 가 집적된 복수개의 웨이퍼 레벨의 단위 디스플레이를 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the display may include a plurality of wafer-level unit displays in which a micro LED array and a TFT array are integrated in a monolithic manner.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 대형 디스플레이는, 2 G 이상 또는 4 G 이상의 면적을 갖는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the large display may have an area of 2 G or more or 4 G or more.

본 발명은, 수많은 마이크로-LED를 개별적으로 전사하는 어려움을 해결하기 위해서, 웨이퍼 스케일의 마이크로-LED 어레이에 TFT(Thin-film transistors) 어레이를 집적하는 일련의 백플레인 공정을 진행함으로써 능동 구동되는 마이크로-LED 어레이를 제작할 수 있고, 더 나아가, 중/소형 디스플레이를 한 번에 대량 제작하고, 대형 디스플레이를 제작하고, 마이크로-LED를 하나하나 개별 전사하는 과정에서 생기는 비용을 절감하고, 공정을 단순화시켜, 마이크로-LED 기반 디스플레이의 대량 생산과 상용화를 실현시킬 수 있다.The present invention, in order to solve the difficulty of individually transferring a large number of micro-LEDs, is actively driven by performing a series of backplane processes in which a TFT (Thin-film transistors) array is integrated in a wafer-scale micro-LED array. LED arrays can be produced, and furthermore, small and medium-sized displays can be mass-produced at once, large displays are produced, and the cost incurred in the process of individually transferring micro-LEDs one by one is reduced, and the process is simplified. Mass production and commercialization of micro-LED-based displays can be realized.

본 발명은, 능동 구동 방식을 위한 TFT 어레이와 마이크로-LED 어레이의 집적 공정을 대면적 기판 상에서 진행할 수 있고, 이는 마이크로-LED로 구현되는 픽셀의 손실을 최소화할 수 있고 전체 공정 중 발생하는 불량 및 공정 과정(chemicals, etching 등)을 최소화시킬 수 있고, 예를 들어, 현재 상용화되어 있는 대면적 디스플레이 수준의 크기 (8G substrate, 2160 X 2450 mm) 까지 공정 스케일을 확장 시킬 수 있는 가능성이 있기 때문에 공정 단가를 획기적으로 낮출 수 있다. In the present invention, the integration process of the TFT array and the micro-LED array for the active driving method can be performed on a large-area substrate, which can minimize the loss of pixels implemented as micro-LEDs, and defects occurring during the entire process and It is possible to minimize the process process (chemicals, etching, etc.) and, for example, because there is a possibility to expand the process scale to the size of the size of a large-area display (8G substrate, 2160 X 2450 mm) that is currently commercially available. The unit price can be drastically lowered.

본 발명은, 마이크로-LED 기반의 중소형 플렉서블 소자뿐만 아니라, 의료, 자동차, 통신, 웨어러블 기기까지 적용할 수 있는 마이크로-LED 기반의 디스플레이를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, 마이크로-LED와 TFT가 집적된 모노 디스플레이를 기반으로 하여, 기존의 OLED 디스플레이 기술을 접목시켜 풀 칼라 고해상도 디스플레이를 제공할 수 있다. The present invention can provide a micro-LED-based display that can be applied to not only micro-LED-based small and medium-sized flexible devices, but also medical, automobile, communication, and wearable devices. In addition, the present invention can provide a full-color high-resolution display by incorporating an existing OLED display technology based on a mono display in which micro-LEDs and TFTs are integrated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 중/소형 디스플레이의 대량 및 대형 디스플레이 제조방법의 공정 흐름을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 중/소형 디스플레이의 대량 및 대형 디스플레이 제조방법의 공정 흐름에서 마이크로-LED 단면을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 중/소형 디스플레이의 대량 및 대형 디스플레이 제조방법으로 제조된 대면적 디스플레이의 구성을 예시적으로 나타낸 것이다.1 is an exemplary view showing a process flow of a method for manufacturing a large-scale and large-scale display of a medium/small display according to the present invention according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating a cross section of a micro-LED in a process flow of a method for manufacturing a large-scale and large-scale display of a medium/small display according to the present invention, according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a large-area display manufactured by a method for manufacturing a large-scale and large-scale display of a medium/small display according to the present invention according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of users or operators, or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be positioned "on" another member, this includes not only the case where a member is in contact with another member, but also the case where another member exists between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components.

이하, 본 발명의 마이크로-LED 기반의 디스플레이 제조방법 및 마이크로-LED 기반의 디스플레이에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing a micro-LED-based display and a micro-LED-based display of the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.

본 발명은, 본 발명에 의한 마이크로-LED 기반의 디스플레이 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 대면적 기판 위에서 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이 블록 전사와 대면적 모놀리식 TFT 집적 공정을 통하여 능동 구동 디스플레이를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제조방법은, 중/소형 디스플레이의 대량 생산 및 대형 디스플레이 제조방법일 수 있다. The present invention relates to a method for manufacturing a micro-LED-based display according to the present invention, and according to an embodiment of the present invention, the manufacturing method includes a wafer-level micro-LED array block transfer and a large area on a large area substrate. An active driving display can be provided through a monolithic TFT integration process. In addition, the manufacturing method may be a mass production method of a medium/small display and a large display manufacturing method.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하며, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 중/소형 디스플레이의 대량 생산 및 대형적 디스플레이 제조방법의 공정 흐름을 예시적으로 나타낸 것이다. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method will be described with reference to Figs. 1 and 2, and Fig. 1 is a mass production and large-scale medium/small display according to the present invention according to an embodiment of the present invention. The process flow of the red display manufacturing method is shown by way of example.

도 1에서 상기 제조방법은, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 제조하는 단계(S100); 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계(S200); 평탄화하는 단계(S300); 비아홀을 형성하는 단계(S400); 및 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계(S500)를 포함할 수 있다. In FIG. 1, the manufacturing method includes the steps of manufacturing a wafer-level micro-LED array (S100); Transferring onto the display substrate by a wafer level transfer process (S200); Flattening (S300); Forming a via hole (S400); And integrating the micro-LED array and the TFT array (S500).

본 발명의 일 실시예에 따라, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED((Micro light emitting diode) 어레이를 제조하는 단계(S100)는, 단위 디스플레이를 형성할 수 있는 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 기판 상에 형성하는 단계이며, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 중/소형 디스플레이의 대량 생산 및 대형적 디스플레이 제조방법의 공정 흐름에서 마이크로-LED의 단면으로 예시적으로 나타낸 것이다. 도 2에서 웨이퍼 레벨의 질화물 반도체 기반의 LED층을 형성하는 단계(S110) 및 웨이퍼 레벨의 LED층을 복수개의 마이크로-LED 픽셀로 식각하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of manufacturing a wafer-level micro-LED (Micro light emitting diode) array (S100) includes a wafer-level micro-LED array capable of forming a unit display on a wafer substrate. 2 is a cross-sectional view of a micro-LED in the process flow of the mass production and large-scale display manufacturing method of a medium/small display according to the present invention according to an embodiment of the present invention. In Figure 2, it may include forming a wafer-level nitride semiconductor-based LED layer (S110) and etching the wafer-level LED layer into a plurality of micro-LED pixels (S120). have.

도 2를 참조하면, 웨이퍼 레벨의 질화물 반도체 기반의 LED층을 형성하는 단계(S110)는, 웨이퍼 기판(110) 상의 적어도 일부분 또는 전체에 거쳐 질화물 반도체 기반의 LED층을 형성하는 것으로, 예를 들어, 웨이퍼 기판(110) 상부에서 n-형 질화물 반도체층(130), 활성층(140) 및 p-형 질화물 반도체층(150)을 순차적으로 형성하고, 웨이퍼 기판(110)과 n-형 질화물 반도체층(130) 사이에 버퍼층(120)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the step of forming a wafer-level nitride semiconductor-based LED layer (S110) is to form a nitride semiconductor-based LED layer over at least a portion or all of the wafer substrate 110, for example , The n-type nitride semiconductor layer 130, the active layer 140, and the p-type nitride semiconductor layer 150 are sequentially formed on the wafer substrate 110, and the wafer substrate 110 and the n-type nitride semiconductor layer A buffer layer 120 may be further included between 130.

웨이퍼 기판(110)은, 마이크로-LED의 적용 분야에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들어, 사파이어(Al2O3), Si, SiC, GaN, GaAs 및 AlN 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는 사파이어(Al2O3) 또는 Si 기판이다. The wafer substrate 110 may be appropriately selected according to the application field of the micro-LED, and may include, for example, one or more of sapphire (Al 2 O 3 ), Si, SiC, GaN, GaAs, and AlN. However, it is not limited thereto. Preferably, it is a sapphire (Al 2 O 3 ) or Si substrate.

n-형 질화물 반도체층(130)은, n-형질화갈륨 반도체를 포함하고, 상기 n-형 질화갈륨 반도체는, GaN, GaNP, GaNAs, GaNSb, AlGaN, InGaN, BAlGaN, GaAlNP, GaAlNAs, InAlGaN, GaAlNSb, GaInNP, GaInNAs, 및 GaInNSb으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. n-형 질화물 반도체층(130)은, n-형 불순물 원소가 더 포함될 수 있고, 예를 들어, 상기 n-형 불순물은 N, P, As, Ge, Si, Cu, Ag, Au, Sb, Bi 등일 수 있다.The n-type nitride semiconductor layer 130 includes an n-type gallium nitride semiconductor, and the n-type gallium nitride semiconductor is GaN, GaNP, GaNAs, GaNSb, AlGaN, InGaN, BAlGaN, GaAlNP, GaAlNAs, InAlGaN, It may include one or more selected from the group consisting of GaAlNSb, GaInNP, GaInNAs, and GaInNSb, but is not limited thereto. The n-type nitride semiconductor layer 130 may further include an n-type impurity element. For example, the n-type impurity is N, P, As, Ge, Si, Cu, Ag, Au, Sb, It may be Bi or the like.

n-형 질화물 반도체층(130)은, 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 두께로 형성될 수 있고, 일 예에 따르면 2 ㎛ 내지 4 ㎛ 일 수 있다. n-형 질화물 반도체층(130)의 두께가 1 ㎛ 보다 얇으면 마이크로-LED 소자의 품질이 충분히 좋지 않을 수 있고, 10 ㎛ 보다 두꺼우면 반도체 기판층의 균열이 발생할 수 있다. The n-type nitride semiconductor layer 130 may have a thickness of 1 µm to 10 µm, and according to an example, may be 2 µm to 4 µm. If the thickness of the n-type nitride semiconductor layer 130 is less than 1 μm, the quality of the micro-LED device may not be sufficiently good, and if it is thicker than 10 μm, the semiconductor substrate layer may crack.

활성층(140)은, 양자우물, 예를 들어, 다중 양자 우물(Multi-Quantum Well : MQW) 구조를 포함하고, GaN, GaNP, GaNAs, GaNSb, AlGaN, InGaN, BAlGaN, GaAlNP, GaAlNAs, InAlGaN, GaAlNSb, GaInNP, GaInNAs, 및 GaInNSb 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 InGaN이다. 활성층(140)은, 2 nm 내지 100 nm 두께로 형성될 수 있다. The active layer 140 includes a quantum well, for example, a multi-quantum well (MQW) structure, and GaN, GaNP, GaNAs, GaNSb, AlGaN, InGaN, BAlGaN, GaAlNP, GaAlNAs, InAlGaN, GaAlNSb , GaInNP, GaInNAs, and may include one or more of GaInNSb, preferably InGaN. The active layer 140 may be formed to have a thickness of 2 nm to 100 nm.

p-형 질화물 반도체층(150)은, p-형 질화갈륨 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, p-형 질화갈륨 반도체는, GaN, GaNP, GaNAs, GaNSb, AlGaN, InGaN, BAlGaN, GaAlNP, GaAlNAs, InAlGaN, GaAlNSb, GaInNP, GaInNAs, 및 GaInNSb으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 바람직하게는 AlGaN electron blocking layer를 포함하는 p-형 GaN이다. 또한, p-형 불순물 원소가 더 포함될 수 있고, 상기 p-형 불순물은 Mg, B, In, Ga, Al, Tl 등일 수 있다.The p-type nitride semiconductor layer 150 may include a p-type gallium nitride semiconductor. For example, the p-type gallium nitride semiconductor includes at least one selected from the group consisting of GaN, GaNP, GaNAs, GaNSb, AlGaN, InGaN, BAlGaN, GaAlNP, GaAlNAs, InAlGaN, GaAlNSb, GaInNP, GaInNAs, and GaInNSb. , Preferably p-type GaN including an AlGaN electron blocking layer. In addition, a p-type impurity element may be further included, and the p-type impurity may be Mg, B, In, Ga, Al, Tl, or the like.

p-형 질화물 반도체층(150)은, 100 nm 내지 3 ㎛로 형성될 수 있다. 이 때, p-형 질화물 반도체층(150)의 두께가 수십 nm 수준으로 얇게 형성될 경우 고품질의 박막을 형성하기 어려워지고,3 ㎛ 이상으로 두껍게 될 경우 저항이 커지는 문제점이 발생할 수 있다. The p-type nitride semiconductor layer 150 may have a thickness of 100 nm to 3 μm. In this case, when the thickness of the p-type nitride semiconductor layer 150 is thin to a level of several tens of nm, it is difficult to form a high-quality thin film, and when the thickness of the p-type nitride semiconductor layer 150 is thickened to 3 μm or more, a problem of increasing resistance may occur.

버퍼층(120)은, 기판(100)과 질화물 반도체 물질의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것으로, U-GaN(undoped GaN), 고온 또는 저온 성장 U-GaN(undoped GaN), 저온 성장 GaN층 또는 AlN층 등이 사용될 수 있고, 바람직하게는 U-GaN(undoped GaN)이다. 버퍼층(120)은, 10 nm 내지 1 ㎛ 두께로 형성될 수 있다. The buffer layer 120 is for mitigating the difference in lattice mismatch and thermal expansion coefficient between the substrate 100 and the nitride semiconductor material, and is, U-GaN (undoped GaN), high or low temperature growth U-GaN (undoped GaN), low temperature A grown GaN layer or an AlN layer or the like may be used, preferably U-GaN (undoped GaN). The buffer layer 120 may be formed to a thickness of 10 nm to 1 μm.

상기 질화물 반도체 기반의 LED층은, 2 인치 이상; 5 인치 이상; 또는 8 인치 이상의 웨이퍼 레벨의 대면적으로 형성될 수 있다. The nitride semiconductor-based LED layer, 2 inches or more; More than 5 inches; Alternatively, it may be formed with a large area at a wafer level of 8 inches or more.

상기 질화물 반도체 기반의 LED층은, MOCVD(metal-organic chemical vapour deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy) 또는 HVPE(Hydride Vapour Phase Epitaxy 등과 같은 기상 증착법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 활성층(140)는 650 ℃ 내지 850 ℃ 온도 조건이 적용되고, n-형 질화물 반도체(130) 및 p-형질화물 반도체(150)는, 850 ℃ 내지 1100 ℃ 및 50 torr 내지 500 torr에서 적용될 수 있다. The nitride semiconductor-based LED layer may be formed using a vapor deposition method such as metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), molecular beam epitaxy (MBE), or hydraulic vapor phase epitaxy (HVPE). 140) is applied at a temperature condition of 650° C. to 850° C., and the n-type nitride semiconductor 130 and p-type nitride semiconductor 150 may be applied at 850° C. to 1100° C. and 50 torr to 500 torr.

웨이퍼 레벨의 LED층을 복수개의 마이크로-LED 픽셀로 식각하는 단계(S120)는, 웨이퍼 레벨의 LED층을 픽셀로 구분되도록 복수개의 마이크로-LED 구조체로 식각하는 것으로, 예를 들어, 도 2를 참조하면, p-형 질화물 반도체층(150)에서부터 n-형 질화물 반도체층(130)의 일부분까지 메사(Mesa) 식각하고, n-형 질화물 반도체층(130)의 일부가 노출되도록 식각할 수 있다. 즉, 마이크로-LED 픽셀을 제외한 나머지 영역 중 적어도 일부분 또는 전체는 n-형 질화물 반도체층의 일부가 노출되도록 식각된다. 더욱이, 이러한 메사 식각에 의해서 상기 픽셀을 구분하도록 픽셀들 사이에 홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 마이크로-LED 픽셀은, 500 nm 내지 200 um 직경을 갖고, 500 nm 내지 200 um 피치 간격으로 배열되도록 식각될 수 있다. Etching the wafer-level LED layer into a plurality of micro-LED pixels (S120) is etching the wafer-level LED layer into a plurality of micro-LED structures so as to be divided into pixels, see, for example, FIG. Then, from the p-type nitride semiconductor layer 150 to a part of the n-type nitride semiconductor layer 130, Mesa may be etched to expose a part of the n-type nitride semiconductor layer 130. That is, at least a part or all of the remaining regions except for the micro-LED pixel are etched so that a part of the n-type nitride semiconductor layer is exposed. Moreover, grooves may be formed between pixels to separate the pixels by the mesa etching. In addition, the micro-LED pixels may have a diameter of 500 nm to 200 um and may be etched to be arranged at a pitch interval of 500 nm to 200 um.

상기 메사 식각은, 포토 레지스트를 도포하고 패터닝한 후, 패터닝된 포토 레지스트를 식각 마스크로 하여 건식 및/또는 습식 식각을 진행하고, 예를 들어, 반응성 이온식각(reactive ion etching; RIE), 유도 결합형 플라즈마(inductively coupled plasma; ICP) 또는 ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma/Reactive Ion Etching) 등을 이용할 수 있다. In the mesa etching, after applying and patterning a photoresist, dry and/or wet etching is performed using the patterned photoresist as an etching mask, for example, reactive ion etching (RIE), inductive bonding Inductively coupled plasma (ICP) or ICP-RIE (Inductively Coupled Plasma/Reactive Ion Etching) can be used.

웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계(S200)는, 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판(210) 상에 전사하는 단계이며, 이는 단위 디스플레이를 위한 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 디스플레이 기판(210) 상에 전사하는 것으로, 마이크로-LED (픽셀)를 개별적 전사 공정 없이 수십 개 이상, 수천 개 이상의 마이크로-LED 어레이를 블럭 단위로 전사하고, 전사된 수십 개 이상, 수천 개 이상의 마이크로-LED 어레이들 위에서 대면적으로 모놀리식 TFT 제작 공정이 이루어질 수 있다. 이는 대면적 디스플레이 기판 상에서 중/소형 디스플레이의 제조가 가능하고, 디스플레이의 제조 스케일을 획기적으로 증가키시고 대형 디스플레이 제조가 가능하다The step of transferring a plurality of wafer-level micro-LED arrays onto the display substrate 210 by a wafer level transfer process is a step of transferring a plurality of wafer-level micro-LED arrays onto the display substrate 210 by a wafer level transfer process, which is a wafer for a unit display. By transferring the micro-LED array of the level onto the display substrate 210, the micro-LED (pixels) is transferred by block units of tens or more, thousands of or more micro-LED arrays without an individual transfer process, and the transferred dozens A large area monolithic TFT fabrication process can be performed on more than tens, thousands of micro-LED arrays. This enables the manufacture of small and medium-sized displays on a large-area display substrate, dramatically increases the manufacturing scale of the display, and enables the manufacture of large-sized displays.

예를 들어, 도 1을 참조하면, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 단일 디스플레이 모양 및 크기로 다이싱(wafer dicing)하는 단계(S210); 및 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계(S220);를 포함할 수 있다. For example, referring to FIG. 1, a step of dicing a wafer-level micro-LED array into a single display shape and size (S210); And transferring the diced wafer-level micro-LED array onto a display substrate (S220).

다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계(S220)는, 복수개의 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 디스플레이 기판(210)의 적어도 일부분 또는 전체에 걸쳐서 디스플레이 구동을 위한 적절한 배열을 형성하도록 전사된다. 상기 복수개의 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이는 서로 동일하거나 또는 상이한 크기, 모양 및/또는 마이크로-LED 어레이를 포함할 수 있다. In the step of transferring the diced wafer-level micro-LED array onto a display substrate (S220), a plurality of diced wafer-level micro-LED arrays are transferred over at least a portion or all of the display substrate 210. It is transferred to form an appropriate arrangement for driving the display. The plurality of diced wafer-level micro-LED arrays may comprise the same or different size, shape and/or micro-LED arrays from each other.

디스플레이 기판(210)은, TFT 증착 공정이 진행 되는 기판이며, 2 G (370 mm x 470 mm) 이상 또는 4 G (730 mm x 920 mm) 이상의 면적을 갖는 것일 수 있다. The display substrate 210 is a substrate on which a TFT deposition process is performed, and may have an area of 2 G (370 mm x 470 mm) or more or 4 G (730 mm x 920 mm) or more.

디스플레이 기판(210)은, 마이크로-LED 어레이가 전사되는 면에 점착 또는 접착 필름(220)이 위치될 수 있다. 상기 점착 또는 접착 필름은, 디스플레이 소자에 적용 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 예를 들어, 아크릴계, 폴리실록산, 폴리에스테르계, 에폭시계 등을 포함하는 점착제 또는 접착제 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the display substrate 210, an adhesive or adhesive film 220 may be positioned on a surface to which the micro-LED array is transferred. The adhesive or adhesive film may be applied without limitation as long as it is applicable to a display device, and may include, for example, an adhesive or an adhesive including acrylic, polysiloxane, polyester, epoxy, etc., but is not limited thereto. Does not.

다른 예로, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 단일 디스플레이 모양 및 크기로 다이싱하는 단계(210a), 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 상, 하단 또는 이둘의 기판에 캐리어 필름을 부착하는 단계(220a) 및 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 점착 또는 접착 필름이 부착된 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계(230a)를 포함할 수 있다.As another example, dicing the wafer-level micro-LED array into a single display shape and size (210a), attaching a carrier film to the upper, lower, or both substrates of the diced wafer-level micro-LED array. It may include step 220a and step 230a of transferring the wafer-level micro-LED array onto a display substrate to which an adhesive or adhesive film is attached.

캐리어 필름을 부착하는 단계(220a) 이전에, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 웨이퍼 기판(110)을 제거하거나 또는 얇게 하는 레이저 리프트 오프(laser lift-off) 단계 및/또는 폴리싱(polishing) 단계(211a);를 더 포함할 수 있다.Prior to the step 220a of attaching the carrier film, a laser lift-off step and/or polishing step of removing or thinning the wafer substrate 110 of the micro-LED array at the wafer level ( 211a); may further include.

평탄화하는 단계(S300)는, 전사된 마이크로-LED 어레이 상의 적어도 일부분 또는 전체에 걸쳐 평탄층(160)을 형성하여 평탄화하는 단계이며, 도 2를 참조하면, 평탄층(160)은, 전사된 마이크로-LED 어레이 상에 일정한 두께로 도포되고, 홈과 노출된 n-형 질화물 반도체층(130) 등을 덮을 수 있다. The step of planarizing (S300) is a step of flattening by forming a flat layer 160 over at least a portion or all of the transferred micro-LED array. Referring to FIG. 2, the flat layer 160 is a transferred micro-LED array. -It is applied on the LED array to a certain thickness, it is possible to cover the groove and the exposed n-type nitride semiconductor layer 130, and the like.

평탄화하는 단계(S300)는, 화학적 또는 기계적 연마 공정에 의해 평탄도를 높일 수 있다. In the step of planarizing (S300), the flatness may be increased by a chemical or mechanical polishing process.

평탄층(160)은, 유기, 무기 또는 이 둘을 포함하는 평탄층이며, 예를 들어, 디스플레이에 적용 가능한 절연성 물질이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 구체적으로, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 유기실란, 폴리카프로락톤, 폴리테트라하이드로퓨란, 에폭시, 자일렌글라이콜, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지, 아크릴계 수지, 페놀계 수지, 금속알콕사이드, 우레탄계 수지, 절연성 무기 재료 등일 수 있다. The planarization layer 160 is a planarization layer including organic, inorganic, or both, and may be applied without limitation as long as it is an insulating material applicable to a display. Specifically, a silicon oxide film, a silicon nitride film, an organosilane, or a poly Caprolactone, polytetrahydrofuran, epoxy, xylene glycol, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, polyimide, silicone resin, melamine resin, acrylic resin, phenol resin, metal alkoxide, urethane resin, insulating inorganic material, etc. have.

비아홀을 형성하는 단계(S400)는, 비아홀(170)을 통해서 TFT 어레이(180)와 마이크로-LED 어레이가 전기적으로 접촉하기 위해서 평탄층(160)을 통하여 마이크로-LED가 노출되도록 비아홀(160)을 형성하는 단계이다.In the step of forming the via hole (S400), the via hole 160 is formed so that the micro-LED is exposed through the flat layer 160 in order to electrically contact the TFT array 180 and the micro-LED array through the via hole 170. It is a forming step.

마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계(S500)는, 상기 평탄화된 마이크로-LED 어레이 상에서 TFT 어레이(180)를 배열 및 증착하여 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이(180)를 집적하는 단계이다. 이는 대면적 기판 상에 전사된 복수개, 예를 들어, 수십, 수천개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이 전체에 걸쳐서 대면적 TFT 어레이(180)를 모놀리식 증착 공정으로 집적하고, 마이크로-LED와 TFT는 단위 디스플레이를 형성한다. 도 3을 참조하면, 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이(180)가 집적되고, 웨이퍼 레벨의 복수개의 중/소형 단위 디스플레이을 제작하거나 대형 디스플레이를 제공할 수 있다. 이는 복수개의 단위 디스플레이가 단일 공정으로 집적되는 것으로, 마이크로-LED 디스플레이 제작에 스케일을 획기적으로 증가시켜 대면적 기판 위에서 단위 디스플레이를 대량 제작 및 생산을 가능하게 한다. Integrating the micro-LED array and the TFT array (S500) is a step of integrating the micro-LED array and the TFT array 180 by arranging and depositing the TFT array 180 on the planarized micro-LED array. It integrates the large area TFT array 180 in a monolithic deposition process over a plurality of, for example, tens, thousands of wafer-level micro-LED arrays transferred onto a large-area substrate, and micro-LEDs and TFTs Forms a unit display. Referring to FIG. 3, a micro-LED array and a TFT array 180 are integrated, and a plurality of medium/small unit displays at a wafer level can be manufactured or a large display can be provided. This means that a plurality of unit displays are integrated in a single process, and it is possible to mass-produce and produce unit displays on a large-area substrate by dramatically increasing the scale in manufacturing micro-LED displays.

TFT 어레이(180)는, 실리콘 기반 TFT 또는 산화물 TFT이며, Amorphous-Silicon, Poly-silicon 중 하나 이상의 Si 구조 이거나 인듐-갈륨-아연-주석-알루미늄 중 하나 이상의 금속 성분을 가지는 산화물 반도체(예를 들어, In-O, Zn-O, Sn-O, In-Zn-O, In-Ga-Zn-O, In-Sn-Zn-O, In-Ga-Zn-O, Al-In-Sn-Zn-O)를 갖는 TFT 구조를 포함할 수 있다. The TFT array 180 is a silicon-based TFT or an oxide TFT, and an oxide semiconductor having at least one Si structure of Amorphous-Silicon and Poly-silicon, or having at least one metal component of indium-gallium-zinc-tin-aluminum (for example, , In-O, Zn-O, Sn-O, In-Zn-O, In-Ga-Zn-O, In-Sn-Zn-O, In-Ga-Zn-O, Al-In-Sn-Zn TFT structures with -O) may be included.

TFT 어레이(180)의 구성은, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는다면, 본 발명의 기술 분야에서 알려져 있고, 마이크로-LED 기반의 디스플레이에 적용 가능한 구성이라면, 제한 없이 적용될 수 있고, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다. The configuration of the TFT array 180 can be applied without limitation, as long as it is known in the technical field of the present invention and applicable to a micro-LED-based display, provided it does not depart from the object of the present invention, and specifically mentioned in the present specification. I never do that.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 디스플레이를 구동하기 위해서, 본 발명의 기술 분야에서 통상적으로 적용되는 구성을 도입 및/또는 형성하는 공정을 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 전극층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극층은, p-형 전극층 및/또는 n-형 전극층을 포함할 수 있다. p-형 전극층은 투명 반도체 산화물, 금속 또는 이 둘을 포함할 수 있고, 예를 들어, Co, Ir, Ta, Cr, Mn, Mo, Tc, W, Re, Fe, Sc, Ti, Sn, Ge, Sb, Al, Pt, Ni, Au, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 및 탄소나노튜브(CNT)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. n-형 전극층은 Co, Ir, Ta, Cr, Mn, Mo, Tc, W, Re, Fe, Sc, Ti, Sn, Ge, Sb, Al, Pt, Ni, Au, ITO 및 ZnO으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, n-형 전극층은 단일층 또는 복수층으로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in order to drive the display according to the present invention, a process of introducing and/or forming a configuration commonly applied in the technical field of the present invention may be further included, for example, an electrode layer It may further include the step of forming. For example, the electrode layer may include a p-type electrode layer and/or an n-type electrode layer. The p-type electrode layer may include a transparent semiconductor oxide, a metal, or both, for example, Co, Ir, Ta, Cr, Mn, Mo, Tc, W, Re, Fe, Sc, Ti, Sn, Ge , Sb, Al, Pt, Ni, Au, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc tin oxide (IZTO), cadmium tin oxide (CTO), PEDOT (poly( 3,4-ethylenedioxythiophene)) and carbon nanotubes (CNT). The n-type electrode layer is in the group consisting of Co, Ir, Ta, Cr, Mn, Mo, Tc, W, Re, Fe, Sc, Ti, Sn, Ge, Sb, Al, Pt, Ni, Au, ITO, and ZnO. It may include one or more selected, and the n-type electrode layer may be composed of a single layer or a plurality of layers.

본 발명은, 마이크로-LED 기반의 디스플레이를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 디스플레이는, 본 발명에 의한 제조방법으로 제조된 것으로, 모놀리식 TFT 공정 방식으로 집적된 복수개의 웨이퍼 레벨의 단위 디스플레이를 포함할 수 있다. 즉, 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이 블럭을 대면적 디스플레이 기판 상에 고정시키고 이들 상부에 TFT 어레이 공정을 진행하여 각각을 집적시킨 것으로, 수십 개 또는 수천 개의 단위 디스플레이를 모놀리식 방식으로 제작된 것이다. The present invention is to provide a micro-LED-based display, according to an embodiment of the present invention, the display is manufactured by the manufacturing method according to the present invention, a plurality of integrated by a monolithic TFT process method It may include a wafer-level unit display. In other words, a wafer-level micro-LED array block is fixed on a large-area display substrate and a TFT array process is performed on top of them to integrate each, and tens or thousands of unit displays are manufactured in a monolithic manner. .

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.

Claims (17)

디스플레이의 제조방법으로서,
상기 제조방법은:
웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 제조하는 단계;
복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계;
상기 전사된 복수개의 마이크로-LED 어레이 상에 평탄층을 형성하여 평탄화하는 단계;
상기 평탄층에 비아홀을 형성하는 단계; 및
상기 평탄화된 복수개의 마이크로-LED 어레이 상에 TFT 어레이 제작용 박막들의 증착 및 형태 형성 공정을 TFT 어레이를 배열 및 증착하여 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계;
를 포함하고,
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 제조하는 단계는,
웨이퍼 기판 상부에 버퍼층, n-형 질화물 반도체층, 활성층 및 p-형 질화물 반도체층을 순차적으로 형성하고,
상기 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계는,
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 단일 디스플레이 모양 및 크기로 다이싱하는 단계 및
상기 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계를 포함하고,
상기 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계는, 마이크로-LED 어레이의 하단층 영역이 상기 디스플레이 기판을 향해 전사되고, 상기 하단층 영역은, 상기 웨이퍼 기판이고,
상기 평탄층은, 절연성 물질을 포함하고,
상기 디스플레이는,
상기 웨이퍼 기판; 및 상기 웨이퍼 기판 상부에서 순차적으로 형성된 버퍼층, n-형 질화물 반도체층, 활성층 및 p-형 질화물 반도체층;을 포함하는 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이
를 포함하고,
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이에서 상기 p-형 질화물 반도체층에서부터 상기 n-형 질화물 반도체층의 일부분까지 메사(Mesa) 식각하여 마이크로-LED 픽셀이 형성되고, n-형 질화물 반도체층이 노출된 것인,
디스플레이의 제조방법.
As a method of manufacturing a display,
The manufacturing method is:
Fabricating a wafer level micro-LED array;
Transferring a plurality of wafer level micro-LED arrays onto a display substrate by a wafer level transfer process;
Flattening by forming a flat layer on the transferred plurality of micro-LED arrays;
Forming a via hole in the planarization layer; And
Arranging and depositing a TFT array in a process of depositing and forming thin films for TFT array fabrication on the planarized plurality of micro-LED arrays to integrate the micro-LED array and the TFT array;
Including,
The step of manufacturing the wafer-level micro-LED array,
A buffer layer, an n-type nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride semiconductor layer are sequentially formed on the wafer substrate,
The step of transferring the plurality of wafer-level micro-LED arrays onto a display substrate by a wafer-level transfer process,
Dicing the wafer level micro-LED array into a single display shape and size, and
Transferring the diced wafer-level micro-LED array onto a display substrate,
In the step of transferring onto the display substrate, a lower layer region of the micro-LED array is transferred toward the display substrate, and the lower layer region is the wafer substrate,
The planarization layer includes an insulating material,
The display,
The wafer substrate; And a buffer layer, an n-type nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride semiconductor layer sequentially formed on the wafer substrate.
Including,
In the wafer-level micro-LED array, a micro-LED pixel is formed by mesa etching from the p-type nitride semiconductor layer to a part of the n-type nitride semiconductor layer, and the n-type nitride semiconductor layer is exposed. That,
Display manufacturing method.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 마이크로-LED 픽셀은, 50 nm 내지 200 um 직경 및 50 nm 내지 200 um 피치 간격의 마이크로-LED 픽셀로 식각된 것이고,
상기 웨이퍼 레벨은, 2 inch 이상의 면적을 갖는 것인,
디스플레이의 제조방법.
The method of claim 1,
The micro-LED pixel is etched into a micro-LED pixel having a diameter of 50 nm to 200 um and a pitch interval of 50 nm to 200 um,
The wafer level is to have an area of 2 inches or more,
Display manufacturing method.
 삭제delete 디스플레이의 제조방법으로서,
상기 제조방법은:
웨이퍼 레벨의 액티브 방식의 마이크로-LED 디스플레이를 제조하는 단계;
복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계, 상기 디스플레이 기판 상에 복수개의 마이크로-LED 어레이가 고정됨;
상기 디스플레이 기판 상에 고정된 복수개의 마이크로-LED 어레이 상에 평탄층을 형성하여 평탄화하는 단계;
상기 평탄층에 비아홀을 형성하는 단계; 및
상기 평탄화된 복수개의 마이크로-LED 어레이 상에 TFT 어레이 제작용 박막들의 증착 및 형태 형성 공정을 통하여 TFT 어레이를 배열 및 증착하여 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계;
를 포함하고,
상기 마이크로-LED 어레이를 웨이퍼 레벨 전사 공정으로 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계는,
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 단일 디스플레이 모양 및 크기로 다이싱하는 단계;
상기 다이싱된 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 웨이퍼 기판 상, 하단 또는 이 둘에 캐리어 필름을 부착하는 단계; 및
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이를 점착 또는 접착 필름이 부착된 디스플레이 기판 상에 전사하는 단계; 상기 캐리어 필름과 상기 디스플레이 기판의 점착 또는 접착 필름이 접촉하는 것임;
를 포함하고,
상기 캐리어 필름을 부착하는 단계는, 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 웨이퍼 기판의 하단에 캐리어 필름을 부착하고,
상기 캐리어 필름을 부착하는 단계는, 레이저 리프트 오프 공정, 폴리싱 공정 또는 이 둘;에 의해 상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 웨이퍼 기판을 얇게한 이후에 캐리어 필름을 부착하고,
상기 디스플레이는,
상기 웨이퍼 기판; 및 상기 웨이퍼 기판 상부에서 순차적으로 형성된 버퍼층, n-형 질화물 반도체층, 활성층 및 p-형 질화물 반도체층;을 포함하는 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이
를 포함하고,
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이에서 상기 p-형 질화물 반도체층에서부터 상기 n형 질화물 반도체층의 일부분까지 메사(Mesa) 식각하여 마이크로-LED 픽셀이 형성되고, n형 질화물 반도체층이 노출된 것인,
디스플레이의 제조방법.
As a method of manufacturing a display,
The manufacturing method is:
Manufacturing a wafer-level active micro-LED display;
Transferring a plurality of wafer level micro-LED arrays onto a display substrate by a wafer level transfer process, wherein a plurality of micro-LED arrays are fixed on the display substrate;
Flattening by forming a flat layer on the plurality of micro-LED arrays fixed on the display substrate;
Forming a via hole in the planarization layer; And
Arranging and depositing a TFT array on the planarized plurality of micro-LED arrays through a process of depositing and forming thin films for TFT array fabrication to integrate the micro-LED array and the TFT array;
Including,
Transferring the micro-LED array onto a display substrate by a wafer level transfer process,
Dicing the wafer level micro-LED array into a single display shape and size;
Attaching a carrier film to the diced wafer-level micro-LED array on the wafer substrate, at the bottom, or both; And
Transferring the wafer-level micro-LED array onto a display substrate to which an adhesive or adhesive film is attached; That the carrier film and the adhesive or adhesive film of the display substrate are in contact with each other;
Including,
The step of attaching the carrier film includes attaching the carrier film to the lower end of the wafer substrate of the wafer-level micro-LED array,
The step of attaching the carrier film may include thinning the wafer substrate of the wafer-level micro-LED array by a laser lift-off process, a polishing process, or both, and then attaching the carrier film,
The display,
The wafer substrate; And a buffer layer, an n-type nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride semiconductor layer sequentially formed on the wafer substrate.
Including,
In the wafer-level micro-LED array, a micro-LED pixel is formed by mesa etching from the p-type nitride semiconductor layer to a part of the n-type nitride semiconductor layer, and the n-type nitride semiconductor layer is exposed. ,
Display manufacturing method.
 삭제delete 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 디스플레이 기판은, TFT 공정이 진행되는 기판이고,
상기 디스플레이 기판은, 2 G 이상 또는 4 G 이상의 면적을 갖는 것인,
디스플레이의 제조방법.
The method according to claim 1 or 7,
The display substrate is a substrate on which a TFT process is performed,
The display substrate has an area of 2 G or more or 4 G or more,
Display manufacturing method.
 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 비아홀 내에서 마이크로-LED가 노출되고, 상기 비아홀을 통해서 TFT와 마이크로-LED가 전기적으로 접촉하는 것인,
디스플레이의 제조방법.
The method according to claim 1 or 7,
The micro-LED is exposed in the via hole, and the TFT and the micro-LED are in electrical contact through the via hole,
Display manufacturing method.
 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 마이크로-LED 어레이와 TFT 어레이를 집적하는 단계는,
상기 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이의 전체에 걸쳐 TFT 어레이가 집적되어 복수개의 단위 디스플레이가 단일 공정으로 집적되고,
상기 복수개의 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이는 단일 사이즈 또는 다수의 사이즈의 가지며,
상기 웨이퍼 레벨의 마이크로-LED 어레이 및 TFT 어레이가 집적된 단위 디스플레이를 형성하는 것인,
디스플레이의 제조방법.
The method according to claim 1 or 7,
Integrating the micro-LED array and the TFT array,
A TFT array is integrated over the entire micro-LED array of the plurality of wafer levels, so that a plurality of unit displays are integrated in a single process,
The plurality of wafer-level micro-LED arrays have a single size or a plurality of sizes,
To form a unit display in which the wafer-level micro-LED array and TFT array are integrated,
Display manufacturing method.
 제11항에 있어서,
복수개 웨이퍼 레벨 마이크로-LED 어레이 위에 형성되는 TFT 어레이의 전체가 전기적으로 형성되며 디스플레이 기판 상에서 복수의 대면적 디스플레이가 제작되는 것인,
디스플레이의 제조방법.
The method of claim 11,
The entire TFT array formed on a plurality of wafer level micro-LED arrays is electrically formed, and a plurality of large-area displays are fabricated on a display substrate,
Display manufacturing method.
 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 TFT 어레이는, Si 반도체 이거나 금속 산화물 반도체를 갖는 TFT 구조를 포함하는 것인,
디스플레이의 제조방법.
The method according to claim 1 or 7,
The TFT array is a Si semiconductor or includes a TFT structure having a metal oxide semiconductor,
Display manufacturing method.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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