KR102518125B1 - 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치 - Google Patents

마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치를 공개하되, 이 마이크로 발광다이오드 칩은, 순차적으로 적층되어 설치된 제1 타입 반도체층, 발광층 및 제2 타입 반도체층; 및 상기 발광층의 출광측에 설치된 반사층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 제1 타입 반도체층과 제2 타입 반도체층 사이에 위치하며, 상기 반사층은 상기 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사한 광을 차단한다. 본 발명은 제1 타입 반도체층 상에 고반사율 구조를 가지는 반사층을 설치하여, 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사한 광을 차단할 수 있음으로써, 광의 발산을 감소시키고, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩의 거리를 줄일 수 있으며, 라이트 크로스 현상이 발생되지 않으므로, 표시 장치의 해상도를 향상시킬 수 있다.

Description

마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치
본 발명은 마이크로 발광다이오드 기술분야에 관한 것으로, 특히 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치에 관한 것이다.
일반적인 발광다이오드(Light-emitting diode: LED) 칩은 기판 및 에피택시층(Epitaxy)을 포함하고, 두께는 약 100~500㎛이며, 사이즈는 100~1000㎛ 사이이다. 현재 진행 중인 마이크로 발광다이오드(Micro Light Emitting Diode Display: Micro LED)에 대한 연구에서, Micro LED 칩의 표면의 두께가 약 4~5㎛인 에피택시층을 물리 또는 화학 메커니즘을 이용하여 박리(Lift-off)시킨 다음, 회로기판에 장착하고자 노력하고 있다. Micro LED에 대한 연구에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display: TFT-LCD)와 LED의 두 주요 기술특징을 종합하였으므로, 저 전력소모, 고 휘도, 초고 해상도와 채도, 고 반응속도, 초절전, 장 수명, 고 효율의 장점을 가지고, 이의 전력 소모는 TFT-LCD의 약 10%이며, 유기 발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode: OLED)의 약 50%로서, 전력을 더욱 절약할 수 있고, 자체 발광, 및 백라이트가 필요없는 특성을 가지기도 한다. 재료, 제조 공정, 기기의 발전이 비교적 성숙되었으므로, 제품 규격은 현재의 TFT-LCD 또는 OLED보다 훨씬 높고, 유연, 투명 표시 장치를 포함한 응용 분야가 더욱 광범위하며, 실행 가능성이 비교적 높은 차세대 평면 표시 장치 기술이다.
현재, Micro LED의 제조에는 에피택시를 통해 완성된 에피텍셜 웨이퍼가 필요한데, 포토레지스트(PR)로 Micro LED 칩에 필요한 사이즈를 정의한 후, 각 칩상에 양극과 음극을 형성하고, 마지막으로 하나하나의 독립적인 칩으로 절단한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 마이크로 발광다이오드 칩(100)은 절단된 후 마이크로 발광다이오드 칩(100)에 의해 발사된 광 타입은 램버시안(Lambertian)이다. 따라서, 마이크로 발광다이오드 칩(100)을 표시 패널(200) 상에 용접한 후, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100)에 의해 발사된 광은 램버시안 현상으로 인해 서로 간섭하고, 라이트 크로스(Light cross) 현상이 발생되는데, 사이즈가 작은 패널에서의 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 거리가 가까울 수록, 라이트 크로스 현상이 더욱 심각하다. 기존의 마이크로 발광다이오드 칩(100)은 라이트 크로스 현상을 해결하기 위해, 일반적으로 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 거리를 멀리 하여, 라이트 크로스 현상을 감소시키지만, 이러한 방식은 표시 패널(200)의 해상도를 저하시킬 수 있고, 또한, 기존의 기술은 또한 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100) 사이에 한 층의 흡광 블랙 접착제를 코팅하여, 흡광 블랙 접착제를 통해 양측 광원을 흡수하는데, 비록 이러한 방식은 라이트 크로스 현상을 감소시키는 효과를 가지지만, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 거리가 비교적 가까울 경우, 흡광 블랙 접착제는 틈에 쉽게 충진되지 않아 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 표면에 접착되어 광 세기를 저하시킨다.
따라서, 기존기술은 개선 및 발전할 여지가 있다.
전술한 기존 기술의 부족점을 고려하여, 본 발명의 목적은, 마이크로 발광다이오드 칩을 표시 패널에 용접한 후, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩에 의해 발사된 광이 램버시안 현상으로 인해 서로 간섭하고 라이트 크로스 현상이 발생되는 문제를 해결하는 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 해결수단은 하기와 같다.
마이크로 발광다이오드 칩에 있어서, 이 마이크로 발광다이오드 칩은,
순차적으로 적층되어 설치된 제1 타입 반도체층, 발광층 및 제2 타입 반도체층; 및 상기 발광층의 출광측에 설치된 반사층; 을 포함하고, 상기 발광층은 상기 제1 타입 반도체층과 제2 타입 반도체층 사이에 위치하며, 상기 반사층은 상기 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사한 광을 차단한다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 반사층은 상기 제1 타입 반도체층의 가장자리 위치에 삽입되어 있다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 반사층은 산화물층 또는 질소산화물층이다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 반사층은 브래그 반사경 구조이다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 제1 타입 반도체층은 N 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이며, 상기 반사층은 상기 N 타입 반도체층에 설치되어 있고, 또는 상기 제1 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 N 타입 반도체층이며, 상기 반사층은 상기 P 타입 반도체층에 설치되어 있다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 마이크로 발광다이오드 칩은 기판을 더 포함하고, 상기 제1 타입 반도체층은 상기 기판에 설치되며, 상기 반사층은 상기 기판과 상기 발광층 사이에 위치한다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 마이크로 발광다이오드 칩은 LT-GaN 저온 에피택시층 및 GaN 미도핑층을 더 포함하고, 상기 LT-GaN 저온 에피택시층은 상기 기판상에 설치되어 있고, 상기 GaN 미도핑층은 상기 LT-GaN 저온 에피택시층 상에 설치되어 있다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 마이크로 발광다이오드 칩은 N 전극 및 P 전극을 더 포함하고, 상기 N 전극은 상기 N 타입 반도체층 상에 설치되고, 상기 P 전극은 P 타입 반도체층 상에 설치된다.
마이크로 발광다이오드 칩의 제조 방법에 있어서, 이 방법은,
기판상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계;
황색광 리소그래피 및 식각 공정을 이용하여, 상기 제1 타입 반도체층 상에 오목홈을 형성하는 단계;
상기 제1 타입 반도체층의 상기 오목홈 저부에서 포토레지스트를 이용하여 상기 오목홈을 분리시키는 단계 - 상기 포토레지스트와 상기 오목홈의 측벽사이에 간격이 구비됨 - ;
상기 제1 타입 반도체층 상에 고반사율 구조를 가지는 반사층을 생성시키는 단계;
상기 포토레지스트를 제거하는 단계;
상기 오목홈 내 및 상기 반사층 상에 계속하여 상기 제1 타입 반도체층을 생성시켜, 상기 반사층을 상기 제1 타입 반도체층내에 패키징하는 단계; 및
상기 제1 타입 반도체층 상에 발광층 및 제2 타입 반도체층을 순차적으로 생성시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 기판상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계 이전에, 상기 기판상에 LT-GaN 저온 에피택시층 및 GaN 미도핑층을 순차적으로 생성시키는 단계를 더 포함하고, 상기 기판상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는상기 GaN 미도핑층 상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 제1 타입 반도체층 상에 발광층 및 제2 타입 반도체층을 순차적으로 생성시키는 단계 이후에, 상기 제1 타입 반도체층 상에 제1 전극을 증착하고, 상기 제2 타입 반도체층 상에 제2 전극을 증착하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 제1 타입 반도체층은 N 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이며, 상기 반사층은 상기 N 타입 반도체층 상에 생성되어 있고; 상기 제1 전극은 N 전극이고, 상기 제2 전극은 P 전극이며, 상기 N 전극은 상기 N 타입 반도체층 상에 증착되고, 상기 P 전극은 상기 P 타입 반도체층 상에 증착된다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 제1 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 N 타입 반도체층이며, 상기 반사층은 상기 P 타입 반도체층 상에 생성되어 있고; 상기 제1 전극은 P 전극이고, 상기 제2 전극은 N 전극이며, 상기 P 전극은 상기 P 타입 반도체층 상에 증착되며, 상기 N 전극은 상기 N 타입 반도체층 상에 증착된다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 반사층은 산화물층 또는 질소산화물층이다.
본 발명의 추가적 설치에 따르면, 상기 반사층은 브래그 반사경 구조이다.
표시 패널 및 상기 마이크로 발광다이오드 칩을 포함하는 표시 장치에 있어서, 상기 마이크로 발광다이오드 칩은 어레이 배열로 간격을 두고 상기 표시 패널에 설치되어 있다.
본 발명에 의해 제공된 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치에 있어서, 이 마이크로 발광다이오드 칩은, 순차적으로 적층하여 설치된 제1 타입 반도체층, 발광층 및 제2 타입 반도체층; 및 상기 발광층의 출광측에 설치된 반사층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 제1 타입 반도체층과 제2 타입 반도체층 사이에 위치하며, 상기 반사층은 상기 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사하는 광을 차단한다. 본 발명은, 제1 타입 반도체층에 고반사율 구조를 가지는 반사층을 설치하여, 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사하는 광을 차단할 수 있음으로써, 광의 발산을 감소시키고, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩의 거리를 줄일 수 있으며, 라이트 크로스 현상이 발생되지 않으므로, 표시 장치의 해상도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예 또는 기존기술의 기술적 해결수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 이하 실시예 또는 기존기술 설명에서 사용되는 도면을 간단히 설명하되, 아래에서 설명되는 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 있어서, 창조설 작업을 진행하지 않는 전제하에, 이러한 도면으로부터 다른 도면을 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 기존의 마이크로 발광다이오드 칩의 광 타입의 모식도이다.
도 2는 표시 패널상에서의 기존의 마이크로 발광다이오드 칩의 광 타입의 모식도이다.
도 3은 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩을 표시 패널상에 용접한 구성 모식도이다.
도 4는 본 발명에서 반사층을 제1 타입 반도체층에 삽입한 구성 모식도이다.
도 5는 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩의 광 타입의 모식도이다.
도 6은 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩에 전극을 제작한 구성 모식도이다.
도 7은 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩의 에피텍셜 웨이퍼의 구성 모식도이다.
도 8은 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩의 제1 타입 반도체층 상에서 홈을 형성한 구성 모식도이다.
도 9는 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩의 제1 타입 반도체층상의 오목홈을 분리시킨 모식도이다.
도 10은 본 발명에서 마이크로 발광다이오드 칩의 제1 타입 반도체층 상에서 반사층을 생성시킨 구성 모식도이다.
기존의 마이크로 발광다이오드 칩은, 절단된 후의 칩에 의해 발사된 광 타입이 발산 광 타입이므로, 칩을 표시 패널상에 용접했을 경우, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩에 의해 발사된 광은 서로 간섭하고, 라이트 크로스 현상이 발생될 수 있다. 본 발명은 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치를 제공하여, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩이 라이트 크로스 현상이 발생되는 문제, 및 사이즈가 작은 패널에서의 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩의 거리가 가까운 문제를 해결하므로, 본 발명은 특히 사이즈가 작은 패널의 표시 장치에 적용된다. 본 발명의 목적, 기술적 해결수단 및 효과가 보다 뚜렷하고 명확해지도록, 아래 도면을 참조하고 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 여기서 설명되는 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하지 않음을 이해해야 한다.
실시형태 및 청구범위에서, 관사에 대해 특별히 한정하지 않은 한, "하나" 및 "상기"는 일반적으로 하나 또는 복수 개를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 "제1", "제2" 등 설명이 언급되면, "제1", "제2" 등의 설명은 단지 설명의 목적으로 사용될 뿐, 상대적 중요성을 지시 또는 암시하거나 또는 지시된 기술특징의 개수를 지적하는 것으로 이해해서는 아니된다. 따라서, "제1", "제2"가 한정되어 있는 특징은 적어도 하나의 이 특징을 명시 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 또한, 각 실시예 사이의 기술적 해결수단은 서로 조합될 수 있지만, 반드시 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 구현될 수 있음을 기초로 해야 하고, 기술적 해결수단의 조합이 모순되거나 구현 불가능할 경우, 이러한 기술적 해결수단의 조합이 존재하지 않고 본 발명의 보호 범위 내에도 속하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 3 내지 도 10을 동시에 참조하면, 본 발명은 마이크로 발광다이오드 칩의 바람직한 실시예를 제공한다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(200)에 응용되는 마이크로 발광다이오드 칩에 있어서, 이 마이크로 발광다이오드 칩(100)은 기판, 제1 타입 반도체층(104), 제2 타입 반도체층(105), 발광층(106) 및 반사층(107)을 포함한다. 구체적으로, 상기 기판은 사파이어 기판(101)이고, 상기 사파이어 기판(101) 상에는 LT-GaN 저온 에피택시층(102) 및 GaN 미도핑층(103)이 더 생성되어 있으며, 상기 LT-GaN 저온 에피택시층(102)을 상기 사파이어 기판(101) 상에 생성시킴으로써, 즉 사파이어 기판(101) 상에 시드층을 형성함으로써 후속적으로 고품질의 에피택시층을 생성시키는데 유리하도록 하고, 상기 GaN 미도핑층(103)을 상기 LT-GaN 저온 에피택시층(102) 상에 생성시킴으로써, 즉 사파이어 기판(101) 상에 고품질의 에피택시층을 생성시킴으로써 후속적으로 고품질의 LED 에피택시층 구조를 생성하는데 유리하도록 한다. 상기 제1 타입 반도체층(104)은 상기 GaN 미도핑층(103) 상에 설치되고, 상기 발광층(106)은 상기 제1 타입 반도체층(104)에 설치되며, 상기 제2 타입 반도체층(105)은 상기 발광층(106)에 설치되는데, 즉, 상기 발광층(106)은 상기 제1 타입 반도체층(104)과 제2 타입 반도체층(105) 사이에 위치하고, 상기 반사층(107)은 상기 사파이어 기판(101)과 상기 발광층(106) 사이에 설치되며, 여기서, 상기 반사층(107)은 상기 제1 타입 반도체층(104)에 설치될 수 있고, 발광층(106)의 출광측의 다른 반도체층 상에 설치될 수도 있는데, 예를 들어, LT-GaN 저온 에피택시층(102) 및 GaN 미도핑층(103) 등에 설치될 수도 있다.
기존기술에 비해, 본 발명에서 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 거리를 멀리 할 필요없고, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100) 사이에 한 층의 흡광 블랙 접착제를 코팅할 필요도 없으며, 본 발명은 사파이어 기판(101)과 상기 발광층(106) 사이에 고반사율 구조를 가지는 반사층(107)을 설치하여, 발광층(106)이 상기 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 가장자리로 발사한 광을 차단하여 광의 발산을 감소시키고, 발광층(106)에 의해 발사된 광 반사를 집중시켜 발산되지 않도록 하여, 광 타입이 발산 타입으로부터 토치 타입으로 변환되도록 함으로써, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 거리를 줄일 수 있고, 라이트 크로스 현상이 발생되지 않도록 하여, 표시 패널(200)의 해상도를 향상시킬 수 있다. 설명해야 할 것은, 상기 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 형상은 사각형, 원형 등 형상일 수 있고, 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 실제 형상은 실제 수요에 따라 설정될 수 있으며, 본 발명은 마이크로 발광다이오드 칩(100)의 형상에 대해 한정하지 않는다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예의 추가적 실시형태에서, 상기 반사층(107)은 상기 제1 타입 반도체층(104)의 가장자리 위치에 삽입된다. 구체적으로, 상기 반사층(107)은 기판에 근접한 상기 제1 타입 반도체층(104)의 가장자리 위치에 삽입되고, 발광층(106)에 의해 발사된 광이 제1 타입 반도체층(104)을 향해 발산될 경우, 상기 반사층(107)은 발광층(106)에 의해 발사된 광을 차단하는 기능을 가지고 있어, 발광층(106)에 의해 발사된 광을 비스듬히 위로 향하여 발사하도록 할 수 있음으로, 원래의 광 타입을 발산 타입으로부터 토치 타입으로 변환시켜 광의 발산을 감소시킬 수 있다.
여기서, 상기 반사층(107)은 산화물층 또는 질소산화물층인데, 예를 들어, SiOx, SiNx, Ta2O5 및 NOx 등이다. 또한, 상기 반사층(107)은 브래그 반사경 구조(Distributed Bragg Reflector, DBR)이고, DBR 구조는 굴절률이 다른 2가지 재료의 중복성 스택 구조이며, DBR 구조는 특정 파장 고반사율의 특성을 가진다. 이의 작업 원리는, 두 재료의 각 계면 위치에서 모두 프레넬 반사가 발생되는 것이다. 작업 파장일 경우, 2개의 인접한 계면 위치에서의 반사광의 광로차는 반파장이고, 계면 위치의 반사 계수의 부호도 개변된다. 따라서, 계면 위치에서의 모든 반사광은 상쇄적 간섭을 발생하여 아주 강한 반사를 얻게 된다. 여기서, 반사율은 재료의 층수 및 재료 사이의 굴절률 차이에 의해 결정되고, 반사 대역폭은 주로 굴절률 차이에 의해 결정된다.
일 실시예의 추가적 실시형태에서, 상기 제1 타입 반도체층(104)은 N 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층(105)은 P 타입 반도체층이며, 상기 반사층(107)은 상기 N 타입 반도체층에 설치된다. 구체적으로, 상기 발광층(106)은 상기 제1 타입 반도체층(104)과 제2 타입 반도체층(105) 사이에 설치되고, 즉 N 타입 반도체층과 P 타입 반도체층 사이에 설치되고, 발광층(106)의 발광 방향도 N 타입 반도체층을 향하므로, 반사층(107)을 N 타입 반도체층에 설치해야 하고, 발광층(106)의 광 발산을 차단하는 기능을 발휘하도록 하고, 발광층(106)에 의해 생성된 광원이 N 타입 반도체중 반사층이 미증착된 부분을 통과하여 토치 광 필드를 생성하도록 한다.
도 6을 참조하면, 일 실시예의 추가적 실시형태에서, 상기 마이크로 발광다이오드 칩(100)은 N 전극(108) 및 P 전극(109)을 더 포함하고, 상기 N 전극(108)은 상기 N 타입 반도체층 상에 설치되며, 상기 P 전극(109)은 P 타입 반도체층 상에 설치된다.
본 발명은 하기와 같이 설치할 수도 있는데, 즉, 상기 제1 타입 반도체층(104)은 P 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층(105)은 N 타입 반도체층이며, 상기 반사층(107)은 상기 P 타입 반도체층에 설치된다. 상기 발광층(106)은 상기 제1 타입 반도체층(104)과 제2 타입 반도체층(105) 사이에 설치되고, 즉 P 타입 반도체층과 N 타입 반도체층 사이에 설치되고, 발광층(106)의 발광 방향도 P 타입 반도체층을 향하므로, 반사층(107)을 P 타입 반도체층에 설치하여, 발광층(106)의 광 발산을 차단하는 기능을 발휘하도록 하고, 발광층(106)에 의해 생성된 광원이 P 타입 반도체중 반사층이 미증착된 부분을 통과하여 토치 광 필드를 생성하도록 한다.
도 4 내지 도 10을 동시에 참조하면, 본 발명은 마이크로 발광다이오드 칩의 제조 방법을 더 제공하고, 이 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.
1단계에서, 기판을 제공하되, 상기 기판상에 LT-GaN 저온 에피택시층(102), GaN 미도핑층(103) 및 제1 타입 반도체층(104)을 순차적으로 생성하고, 여기서, 마이크로 발광다이오드 칩의 두께가 박형화되도록 상기 제1 타입 반도체층(104)의 두께는 1~2.5㎛이고, 상기 기판은 사파이어 기판(101)이다.
2단계에서, 황색광 리소그래피 및 식각 공정을 이용하여, 상기 제1 타입 반도체층(104) 상에 오목홈을 형성하고, 구체적으로, 황색광 리소그래피 및 식각 공정을 통해 상기 제1 타입 반도체층(104) 상에 사다리꼴의 오목홈을 형성한다.
3단계에서, 상기 제1 타입 반도체층(104)의 상기 오목홈 저부에서 포토레지스트(110)를 이용하여 상기 오목홈을 분리시키고, 여기서, 상기 포토레지스트(110)와 상기 오목홈의 측벽사이에 간격이 구비되고, 구체적으로, 포토레지스트(110)를 상기 오목홈의 중간 위치에 설치하며, 포토레지스트(110)와 오목홈의 측벽 사이에 소정의 공간을 남긴다.
4단계에서, 상기 제1 타입 반도체층(104) 상에 고반사율 구조를 가지는 반사층(107)을 생성시키는데, 즉 포토레지스트(110)가 차지하는 공간을 제외한 위치에 반사층(107)을 생성시킨다.
5단계에서, 상기 포토레지스트(110)를 제거한다.
설명해야 할 것은, 포토레지스트(PR)는 황색광 리소그래피 공정에서 소자 사이즈에 대하여 정의하고, 소자 양극/음극을 제조하기 위한 방법으로서, 본 발명에서 포토레지스트(PR)의 소자에서의 위치를 정의한 후, 후속의 반사층(107)을 제1 타입 반도체층(104) 상에 완전히 증착되지 않고 제1 타입 반도체층(104)의 양측에만 증착되도록 함으로써, 소자 발광원이 발광층(106)(MQW)으로부터 중간으로 (반사층미증착) 통과하여 토치 타입 광 필드를 생성하도록 할 수 있다.
6단계에서, 상기 오목홈 내 및 상기 반사층 상에 계속하여 상기 제1 타입 반도체층(104)을 생성시켜, 상기 반사층(107)을 상기 제1 타입 반도체층(104)내에 패키징한다.
7단계에서, 상기 제1 타입 반도체층(104) 상에 발광층(106) 및 제2 타입 반도체층(105)을 순차적으로 생성시키고, 여기서, MICRO-LED 칩의 흡광 효과를 감소하도록, 상기 제2 타입 반도체층(105)의 두께는 0.5~1.5㎛이다.
8단계에서, 상기 제1 타입 반도체층(104) 상에 제1 전극(108)을 증착하고, 상기 제2 타입 반도체층(105) 상에 제2 전극(109)을 증착한다.
일 실시예의 추가적 실시형태에서, 상기 제1 타입 반도체층(104)은 N 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이며, 상기 반사층(107)은 상기 N 타입 반도체층 상에 생성되어 있다.
일 실시예의 추가적 실시형태에서, 상기 제1 전극(108)은 N 전극이고, 상기 제2 전극(109)은 P 전극이며, 상기 N 전극은 상기 N 타입 반도체층 상에 증착되고, 상기 P 전극은 상기 P 타입 반도체층 상에 증착된다.
본 발명은 하기와 같이 설치할 수도 있는데, 상기 제1 타입 반도체층(104)은 P 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층(105)은 N 타입 반도체층이며, 상기 반사층(107)은 상기 P 타입 반도체층 상에 생성되어 있다. 또한, 상기 제1 전극(108)은 P 전극이고, 상기 제2 전극(109)은 N 전극이며, 상기 P 전극은 상기 P 타입 반도체층 상에 증착되고, 상기 N 전극은 상기 N 타입 반도체층 상에 증착된다.
일 실시예의 추가적 실시형태에서, 상기 반사층(107)은 산화물층 또는 질소산화물층이다. 또한, 상기 반사층(107)은 브래그 반사경 구조(Distributed Bragg Reflector: DBR)이고, DBR 구조는 굴절률이 다른 2가지 재료의 중복성 스택 구조이다.
도 3 내지 도 10을 동시에 참조하면, 본 발명은 표시 장치를 더 제공하고, 이 표시 장치는 표시 패널(200) 및 마이크로 발광다이오드 칩(100)을 포함하며, 상기 마이크로 발광다이오드 칩(100)은 어레이 배열로 간격을 두고 상기 표시 패널(200)에 설치된다. 여기서, 상기 마이크로 발광다이오드 칩(100)은, 제1 타입 반도체층(104); 상기 제1 타입 반도체층(104)에 설치된 발광층(106); 상기 발광층(106)에 설치된 제2 타입 반도체층(105); 및 상기 발광층(106)의 출광측에 설치되어 상기 발광층(106)에 의해 발사된 광 발산을 차단하기 위한 반사층(107)을 포함한다. 구체적으로 위에서 설명한 바와 같으므로, 여기서 더 이상 설명하지 않는다.
전술한 내용을 종합하면, 본 발명에 의해 제공된 상기 마이크로 발광다이오드 칩 및 이의 제조 방법, 표시 장치에 있어서, 이 마이크로 발광다이오드 칩은, 순차적으로 적층되어 설치된 제1 타입 반도체층, 발광층 및 제2 타입 반도체층; 및 상기 발광층의 출광측에 설치된 반사층을 포함하고, 상기 발광층은 상기 제1 타입 반도체층과 제2 타입 반도체층 사이에 위치하며, 상기 반사층은 상기 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사한 광을 차단한다. 본 발명은 제1 타입 반도체층 상에 고반사율 구조를 가지는 반사층을 설치하여, 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사한 광을 차단할 수 있음으로, 광의 발산을 감소시키고, 인접한 2개의 마이크로 발광다이오드 칩의 거리를 줄일 수 있으며, 라이트 크로스 현상이 발생되지 않으므로, 표시 장치의 해상도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 응용은 전술한 예로 한정되지 않고, 본 기술분야의 통상의 기술자는 상기 설명에 따라 추가적으로 개선 또는 변형을 진행할 수 있으며, 이러한 모든 개선 및 변형은 모두 본 발명의 청구범위의 보호범위 내에 속하게 됨을 이해해야 한다.
100: 마이크로 발광다이오드 칩; 101: 사파이어 기판; 102: LT-GaN 저온 에피택시층; 103: GaN 미도핑층; 104: 제1 타입 반도체층; 105: 제2 타입 반도체층; 106: 발광층; 107: 반사층; 108: 제1 전극; 109: 제2 전극; 110: 포토레지스트; 200: 표시 패널.

Claims (10)

  1. 마이크로 발광다이오드 칩으로서,
    순차적으로 적층되어 설치된 제1 타입 반도체층, 발광층 및 제2 타입 반도체층; 및
    상기 발광층의 출광측에 설치된 반사층
    을 포함하되,
    상기 발광층은 상기 제1 타입 반도체층과 제2 타입 반도체층 사이에 위치하며,
    상기 반사층은 상기 발광층이 상기 마이크로 발광다이오드 칩의 가장자리로 발사한 광을 차단하여 상기 발광층에 의해 발사된 광을 비스듬히 위로 향하여 발사하도록 하여, 광 타입이 발산 타입으로부터 토치 타입으로 변환되도록 하고,
    상기 반사층은 상기 제1 타입 반도체층의 가장자리 위치에 삽입되어 있으며,
    상기 마이크로 발광다이오드 칩은 기판을 더 포함하고, 상기 제1 타입 반도체층은 상기 기판상에 설치되며, 상기 반사층은 상기 기판과 상기 발광층 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은 브래그 반사경 구조인 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 타입 반도체층은 N 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이며, 상기 반사층은 상기 N 타입 반도체층에 설치되어 있고, 또는
    상기 제1 타입 반도체층은 P 타입 반도체층이고, 상기 제2 타입 반도체층은 N 타입 반도체층이며, 상기 반사층은 상기 P 타입 반도체층에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 발광다이오드 칩은 LT-GaN 저온 에피택시층 및 GaN 미도핑층을 더 포함하고, 상기 LT-GaN 저온 에피택시층은 상기 기판상에 설치되어 있고, 상기 GaN 미도핑층은 상기 LT-GaN 저온 에피택시층 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩.
  5. 기판상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계;
    황색광 리소그래피 및 식각 공정을 이용하여, 상기 제1 타입 반도체층 상에 오목홈을 형성하는 단계;
    상기 제1 타입 반도체층의 상기 오목홈 저부에서 포토레지스트를 이용하여 상기 오목홈을 분리시키는 단계로서, 상기 포토레지스트와 상기 오목홈의 측벽사이에 간격이 구비되는, 상기 오목홈을 분리시키는 단계;
    상기 제1 타입 반도체층 상에 고반사율 구조를 가지는 반사층을 생성시키는 단계;
    상기 포토레지스트를 제거하는 단계;
    상기 오목홈 내 및 상기 반사층 상에 계속하여 상기 제1 타입 반도체층을 생성시켜, 상기 반사층을 상기 제1 타입 반도체층내에 패키징하는 단계; 및
    상기 제1 타입 반도체층 상에 발광층 및 제2 타입 반도체층을 순차적으로 생성시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계 이전에,
    상기 기판상에 LT-GaN 저온 에피택시층 및 GaN 미도핑층을 순차적으로 생성시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 기판상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계는,
    상기 GaN 미도핑층 상에 제1 타입 반도체층을 생성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사층은 브래그 반사경 구조인 것을 특징으로 하는 마이크로 발광다이오드 칩의 제조 방법.
  8. 표시 장치로서,
    표시 패널 및 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 마이크로 발광다이오드 칩을 포함하되, 상기 마이크로 발광다이오드 칩은 어레이 배열로 간격을 두고 상기 표시 패널에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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