KR20190061227A - 마이크로 led 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
개별 마이크로 LED 트랜스퍼 공정없이 RGB 픽셀을 구현할 수 있는 마이크로 LED 장치 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치는 기판 상에 배치된 제1 LED 에피층; 상기 제1 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층; 상기 제1 투명 본딩층 상에 배치되는 제2 LED 에피층; 상기 제2 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층; 및 상기 제2 본딩층 상에 배치되는 제3 LED 에피층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖는 기판의 제1 영역 상에 배치된 제1 LED 에피층; 상기 제1 LED 에피층이 배치된 기판을 덮으며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층; 상기 제1 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제2 영역 상에 배치된 제2 LED 에피층; 상기 제2 LED 에피층이 배치된 상기 제1 투명 본딩층을 덮으며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층; 및 상기 제2 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제3 영역 상에 배치된 제3 LED 에피층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치는 기판 상에 배치된 제1 LED 에피층; 상기 제1 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층; 상기 제1 투명 본딩층 상에 배치되는 제2 LED 에피층; 상기 제2 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층; 및 상기 제2 본딩층 상에 배치되는 제3 LED 에피층을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖는 기판의 제1 영역 상에 배치된 제1 LED 에피층; 상기 제1 LED 에피층이 배치된 기판을 덮으며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층; 상기 제1 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제2 영역 상에 배치된 제2 LED 에피층; 상기 제2 LED 에피층이 배치된 상기 제1 투명 본딩층을 덮으며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층; 및 상기 제2 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제3 영역 상에 배치된 제3 LED 에피층을 포함한다.
Description
본 발명은 마이크로 LED 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개별 마이크로 LED 칩의 트랜스퍼 공정 없이 RGB 픽셀을 구현할 수 있는 마이크로 LED 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 마이크로 LED 장치를 제조하는데 적합한 제조 방법에 관한 것이다.
마이크로 LED는 일반적으로 한 변의 사이즈가 100㎛ 이하인 LED로 정의된다. 일반 LED의 경우 한 변의 크기가 수 mm인 점을 고려하면, 마이크로 LED는 일반 LED에 비하여 1/10 이하의 크기를 갖는다.
마이크로 LED는 일반 LED 대비 에너지 효율이 20% 정도 높은 것으로 알려져 있으며, 성장 기판인 사파이어 기판도 제거하기 때문에 광학적 효율 역시 일반 LED보다 더 높은 것으로 알려져 있다. 또한, 마이크로 LED는 작은 사이즈에 기인하여 단위면적당 발열량도 작은 장점도 갖는다.
이러한 장점들로 인해, 마이크로 LED는 디스플레이, 특히 웨어러블 디스플레이에 적용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.
현재의 평면 디스플레이에 있어서 자발광 소자는 OLED가 유일한데, 마이크로 LED는 유기발광다이오드(OLED)를 대체하기 위한 차세대 자발광 소자로 주목받고 있다. RGB 마이크로 LED를 기판에 배치하여 픽셀을 구성하면 기존 (OLED)보다 휘도가 높고 수명도 길며, 전력 소모량도 적은 자발광 소자를 제조할 수 있다.
그러나, 마이크로 LED는 아직 디스플레이에 적용되고 있지 못한데, 이는 마이크로 LED를 수용 기판에 전사하는 기술이 부족하기 때문이다.
특허문헌 1에는 마이크로 LED를 픽업하고, 픽업된 마이크로 LED를 수용 기판으로 실장하기 위한 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 과제는 개별 마이크로 LED에 대한 수용 기판으로 트랜스퍼하는 공정없이 RGB 픽셀을 구현할 수 있는 마이크로 LED 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 개별 마이크로 LED에 대한 수용 기판으로 트랜스퍼하는 공정없이 RGB 픽셀을 구현할 수 있는 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 LED 에피층 (epi layer); 상기 제1 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층; 상기 제1 투명 본딩층 상에 배치되는 제2 LED 에피층; 상기 제2 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층; 상기 제2 본딩층 상에 배치되는 제3 LED 에피층; 및 상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층을 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 LED 에피층은 n형 반도체층이 하부에 배치되고, p형 반도체층이 상부에 배치되며, 상기 제2 LED 에피층 및 상기 제3 LED 에피층은 p형 반도체층이 하부에 배치되고, n형 반도체층이 상부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 LED 에피층과 제1 투명 본딩층 사이, 상기 제1 투명 본딩층과 상기 제2 LED 에피층 사이 및 상기 제2 투명 본딩층과 상기 제3 LED 에피층 사이 중 적어도 하나에 투명 도전층이 더 배치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 LED 에피층은 청색 LED 에피층이고, 상기 제2 LED 에피층은 녹색 LED 에피층이고, 상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 장치는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖는 기판; 상기 기판의 제1 영역 상에 배치된 제1 LED 에피층; 상기 제1 LED 에피층이 배치된 기판을 덮으며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층; 상기 제1 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제2 영역 상에 배치된 제2 LED 에피층; 상기 제2 LED 에피층이 배치된 상기 제1 투명 본딩층을 덮으며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층; 상기 제2 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제3 영역 상에 배치된 제3 LED 에피층; 및 상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제3 LED 에피층이 배치된 상기 제2 투명 본딩층을 덮으며, 전기 절연성이며, 표면이 평탄화된 평탄화층을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층을 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 LED 에피층은 n형 반도체층이 하부에 배치되고, p형 반도체층이 상부에 배치되며, 상기 제2 LED 에피층 및 상기 제3 LED 에피층은 p형 반도체층이 하부에 배치되고, n형 반도체층이 상부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 영역에서 상기 제1 LED 에피층과 상기 제1 투명 본딩층 사이, 상기 제2 영역에서 상기 제1 투명 본딩층과 상기 제2 LED 에피층 사이 및 상기 제3 영역에서 상기 제2 투명 본딩층과 상기 제3 LED 에피층 사이 중 적어도 하나에 투명 도전층이 더 배치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 LED 에피층은 녹색 및 청색 중 어느 하나의 LED 에피층이고, 상기 제2 LED 에피층은 녹색 및 청색 중 다른 하나의 LED 에피층이고, 상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층일 수 있다.
또한, 상기 적색 LED 에피층은 n형 GaAs 반도체층, p형 GaP 반도체층 및 상기 n형 GaAs 반도체층과 p형 GaP 반도체층 사이의 활성층을 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법은 제1 성장 기판, 제2 성장 기판 및 제3 성장 기판에 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층을 각각 형성하는 단계; 상기 제1 LED 에피층 상에, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층을 형성하는 단계; 상기 제1 투명 본딩층 상에 제2 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제2 성장 기판을 제거하는 단계; 상기 제2 성장 기판이 제거된 상기 제2 LED 에피층 상에, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층을 형성하는 단계; 상기 제2 투명 본딩층 상에 제3 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제3 성장 기판을 제거하는 단계; 및 상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층 중 적어도 하나에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 성장 기판은 사파이어 기판이고, 상기 제1 LED 에피층은 청색 LED 에피층이고, 상기 제2 성장 기판은 실리콘 기판이고, 상기 제2 LED 에피층은 녹색 LED 에피층이고, 상기 제3 성장 기판은 GaAS 기판이고, 상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층일 수 있다.
또한, 상기 제2 성장 기판 상에 버퍼층을 더 형성한 후, 상기 제2 LED 에피층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제3 성장 기판 상에 식각 정지층 또는 희생층을 더 형성한 후, 상기 제3 LED 에피층을 형성할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법은 제1 성장 기판, 제2 성장 기판 및 제3 성장 기판에 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층을 각각 형성하는 단계; 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖는 제1 성장 기판의 제1 영역 상으로 제1 LED 에피층을 픽셀화하는 단계; 상기 제1 LED 에피층이 배치된 제1 성장 기판 상에 전기 절연성인 제1 투명 본딩층을 형성하는 단계; 상기 제1 투명 본딩층 상에, 상기 제2 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제2 성장 기판을 제거하는 단계; 상기 제1 성장 기판의 제2 영역 상으로 제2 LED 에피층을 픽셀화하는 단계; 상기 제2 LED 에피층이 배치된 제1 투명 본딩층 상에 전기 절연성인 제2 투명 본딩층을 형성하는 단계; 상기 제2 투명 본딩층 상에, 상기 제3 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제3 성장 기판을 제거하는 단계; 상기 제1 성장 기판의 제3 영역 상으로 제3 LED 에피층을 픽셀화하는 단계; 및 상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제3 LED 에피층이 배치된 상기 제2 투명 본딩층 상에, 전기 절연성이며, 표면이 평탄화된 평탄화층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층 중 적어도 하나에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 성장 기판은 사파이어 기판이고, 상기 제1 LED 에피층은 청색 및 녹색 중 어느 하나의 LED 에피층이고, 상기 제2 성장 기판은 실리콘 기판이고, 상기 제2 LED 에피층은 청색 및 녹색 중 다른 하나의 LED 에피층이고, 상기 제3 성장 기판은 GaAS 기판이고, 상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층일 수 있다.
또한, 상기 제2 성장 기판 상에 버퍼층을 더 형성한 후, 상기 제2 LED 에피층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제3 성장 기판 상에 식각 정지층 또는 희생층을 더 형성한 후, 상기 제3 LED 에피층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본딩 기술 및 성장 기판 박리 기술을 이용하여 사파이어 성장 기판 상에 청색 마이크로 LED, 녹색 마이크로 LED 및 적색 마이크로 LED 모두를 수평 구조로 또는 수직 구조로 배열할 수 있다.
그 결과, 본 발명에 따른 마이크로 LED 장치는 개별 마이크로 LED에 대한 수용 기판으로 트랜스퍼하는 공정없이 RGB 픽셀을 구현할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 LED 장치가 픽셀화되고, 또한 3쌍의 전극쌍이 형성된 예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 마이크로 LED 장치에 3쌍의 전극쌍이 형성된 예를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 마이크로 LED 장치를 제조하기 위한 청색 LED 에피층, 녹색 LED 에피층 및 적색 LED 에피층을 각각 형성한 예를 나타낸 것이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
도 12 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
도 2는 도 1에 도시된 마이크로 LED 장치가 픽셀화되고, 또한 3쌍의 전극쌍이 형성된 예를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 마이크로 LED 장치에 3쌍의 전극쌍이 형성된 예를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 마이크로 LED 장치를 제조하기 위한 청색 LED 에피층, 녹색 LED 에피층 및 적색 LED 에피층을 각각 형성한 예를 나타낸 것이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
도 12 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 마이크로 LED 장치 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 보다 구체적으로는 수직형 마이크로 LED 장치를 나타낸 것이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 마이크로 LED 장치가 픽셀화되고, 또한 3쌍의 전극쌍이 형성된 예를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 마이크로 LED 장치는 기판(110), 제1 LED 에피층(120), 제1 투명 본딩층(130), 제2 LED 에피층(140), 제2 투명 본딩층(150), 제3 LED 에피층(160) 및 전극쌍들(171~173)을 포함한다.
기판(110)은 사파이어 기판과 같은 LED 성장 기판일 수 있다.
제1 LED 에피층(120)은 기판(110) 상에 배치된다. 본 발명에서 LED 에피층은 사파이어 등의 성장 기판 상에 MOCVD 등에 의한 에피 성장 공정(epi growth process)을 통하여 형성된 다층의 결정질 III-V 화합물반도체층을 의미하며, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함한다. 결정 품질 향상을 위하여, 성장 기판 상에 비도핑 반도체층이 먼저 형성된 후에 LED 에피층이 형성될 수도 있다.
제1 투명 본딩층(130)은 제1 LED 에피층(120) 상에 배치된다. 제1 투명 본딩층(130)은 후술하는 제2 LED 에피층(140)을 본딩하기 위한 것이므로, 제1 LED 에피층(120)과 제2 LED 에피층(140) 간의 통전을 방지하기 위해 전기 절연성 재질로 형성된다. 제1 투명 본딩층(130)은 투명성 및 절연성이 우수한 광학적 투명 접착제(OCA)를 비롯한 공지된 다양한 투명 접착제로 형성될 수 있다.
제2 LED 에피층(140)은 제1 투명 본딩층(130) 상에 배치된다. 제2 LED 에피층(140)은 제1 LED 에피층(120), 그리고 후술하는 제3 LED 에피층(160)과는 다른 파장의 광을 방출한다.
제2 투명 본딩층(150)은 제2 LED 에피층(140) 상에 배치된다. 제2 투명 본딩층(150)은 제1 투명 본딩층(130)과 마찬가지로 전기 절연성인 재질로 형성된다.
제3 LED 에피층(160)은 제2 본딩층(160) 상에 배치된다. 제3 LED 에피층(160)은 제1 LED 에피층(120) 및 제2 LED 에피층(140)과는 다른 파장의 광을 방출한다.
전극쌍들(171~173)은 제1 LED 에피층(120), 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)에 각각 독립적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 전극쌍(171)은 제1 LED 에피층(120)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극쌍(172)은 제2 LED 에피층(140)에 전기적으로 연결되고, 제3 전극쌍(173)은 제3 LED 에피층(160)에 전기적으로 연결된다. 각 전극쌍의 경우, 하나의 전극은 n형 반도체층에 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 전극은 p형 반도체층에 전기적으로 연결된다. 한편, 상기 예에서, 제1 전극쌍(171)은 제1 LED 에피층에만 전기적으로 연결되어야 하고, 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)에 전기적으로 연결되어서는 안된다. 이를 위해, 전극쌍 형성시, 비아 홀을 형성하고, 비아 홀 내벽에 절연체층을 형성한 후, 그 내부에 금속과 같은 도전성 물질을 도금 또는 증착할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 LED 에피층(120), 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층을 각각 포함할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 예와 같이, 제1 LED 에피층(120)은 n형 반도체층이 하부에 배치되고, p형 반도체층이 상부에 배치될 수 있다. 반면, 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)은 p형 반도체층이 하부에 배치되고, n형 반도체층이 상부에 배치될 수 있다. 통상 LED 성장시 온도 제약으로 인하여 성장 기판 상에 n형 반도체층을 먼저 형성하고, 활성층 형성 후 p형 반도체층을 형성한다. 제1 LED 에피층(120)은 성장 기판 상에 형성된 결과물인 바, n형 반도체층이 하부에 배치되나, 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)은 LED 에피층 성장 후 성장 기판 반대 쪽을 투명 본딩층에 본딩하고, 성장 기판을 제거하는 바, p형 반도체층이 하부에 배치되는 형태가 될 수 있다.
또한, 제1 LED 에피층(120)과 제1 투명 본딩층(130) 사이, 제1 투명 본딩층(130)과 제2 LED 에피층(140) 사이, 제2 투명 본딩층(150)과 제3 LED 에피층(160) 사이 중 적어도 하나에는 투명 도전층(125, 145, 165)이 더 배치되어 있을 수 있다. III-V 화합물반도체의 경우, n형 반도체층에 비해 p형 반도체층의 저항이 높은데, p형 반도체층과 접하도록 투명 도전층이 형성되어 있으면, 전류 분산 효과를 높일 수 있다.
바람직하게는 제1 LED 에피층(120)은 청색 LED 에피층이고, 제2 LED 에피층(140)은 녹색 LED 에피층이고, 제3 LED 에피층(160)은 적색 LED 에피층일 수 있다. LED 에피층에서 발광되는 색상, 즉 파장은 LED 에피층에 포함되는 활성층의 조성, 두께 등에 따라 결정될 수 있다. 한편, 도 2를 참조하면, 상부에서 사파이어 기판 방향으로 광이 방출되는데, 광흡수 문제를 고려하여 하부에는 단파장의 청색 LED 에피층이 배치되고, 상부에는 장파장의 적색 LED 에피층이 배치되는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 경우, 해상도가 우수한 장점이 있고, 본딩 공정 및 포토리소그래피 공정만으로 RGB 픽셀을 구현할 수 있기 때문에 트랜스퍼 방식에 비하여 초고해상도를 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치를 개략적으로 나타낸 것으로, 보다 구체적으로는 수평 배열의 예를 나타낸 것이다. 도 4는 도 3에 도시된 마이크로 LED 장치에 3쌍의 전극쌍이 형성된 예를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 예는 기판 제거 기술 및 본딩 기술을 이용하여 마이크로 LED 장치를 구현한 점에서는 도 1에 도시된 예와 유사하다. 다만, 도 1에 도시된 예의 경우 수직 배열 구조에 해당하고, 도 3에 도시된 예는 수평 배열 구조라는 점에서 차이점이 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 마이크로 LED 장치는 기판(310), 제1 LED 에피층(320), 제1 투명 본딩층(330), 제2 LED 에피층(340), 제2 투명 본딩층(350), 제3 LED 에피층(360) 및 전극쌍들(371~373)을 포함한다.
기판(310)은 사파이어 기판과 같은 성장 기판이 될 수 있으며, 제1 영역(a), 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)을 갖는다. 도 1의 수직형 배열과는 달리, 수평형 구조는 제1 LED 에피층(320), 제2 LED 에피층(340) 및 제3 LED 에피층(360)이 평면에서 볼 때 완전히 중첩되지는 않는 구조에 해당한다. 이에 성장 기판을 3개 영역, 즉 제1 영역(a), 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)으로 구분하여, 제1 영역(a) 상에는 제1 LED 에피층(320)이 배치되고, 제2 영역(b) 상에는 제2 LED 에피층(340)이 배치되고, 제3 영역(c) 상에는 제3 LED 에피층(360)이 배치되도록 한다. 실제 공정에서는 다수의 RGB 화소가 구현되므로, 제1 영역(a), 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)이 교대로 반복되는 형태가 될 수 있다.
제1 LED 에피층(320)은 기판(310)의 제1 영역(a) 상에 배치된다.
제1 투명 본딩층(330)은 제1 LED 에피층(320)이 배치된 기판을 덮으며, 또한 평탄화 역할도 한다. 제1 투명 본딩층(330)은 전기 절연성이며, 접착력 및 투명성이 우수한 OCA 등으로 형성될 수 있다.
제2 LED 에피층(340)은 제1 투명 본딩층(330) 상에, 또한 기판의 제2 영역(b) 상에 배치된다.
제2 투명 본딩층(350)은 제2 LED 에피층(340)이 배치된 제1 투명 본딩층(330)을 덮으며, 전기 절연성이다. 제2 투명 본딩층 역시 평탄화되어 있을 수 있다.
제3 LED 에피층(360)은 제2 투명 본딩층(350) 상에, 또한 기판의 제3 영역(c) 상에 배치된다.
제1 전극쌍(371), 제2 전극쌍(372) 및 제3 전극쌍(373)은 제1 LED 에피층(320), 제2 LED 에피층(340) 및 제3 LED 에피층(360)에 각각 독립적으로 연결된다.
이러한 전극쌍들(371~373)은 TFT나 드라이버 등에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 예와 같이, 제3 LED 에피층(360)이 배치된 제2 투명 본딩층(350)을 덮으며, 전기 절연성이며, 표면이 평탄화된 평탄화층(380)을 추가로 포함할 수 있다. 평탄화층은 SiO2로 형성되거나 SOG(Spin On Glass)로 형성되거나 OCA와 같은 투명 접착제 등으로 형성될 수 있으며, 투명하며, 평탄화할 수 있고, 에칭이 용이한 것이라면 어떠한 물질도 적용 가능하다.
또한, 제1 LED 에피층(320), 제2 LED 에피층(340) 및 제3 LED 에피층(360)은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층을 각각 포함할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 예와 마찬가지로, 제1 LED 에피층(320)은 n형 반도체층이 하부에 배치되고, p형 반도체층이 상부에 배치된다. 그리고, 제2 LED 에피층(340) 및 제3 LED 에피층(360)은 p형 반도체층이 하부에 배치되고, n형 반도체층이 상부에 배치될 수 있다.
또한, 제1 영역(a)에서 제1 LED 에피층(320)과 제1 투명 본딩층(330) 사이, 제2 영역(b)에서 제1 투명 본딩층(330)과 제2 LED 에피층(340) 사이 및 제3 영역(c)에서 제2 투명 본딩층(350)과 제3 LED 에피층(360) 사이 중 적어도 하나에 투명 도전층(325, 345, 365)이 더 배치되어 있을 수 있다.
도 3에 도시된 예에서, 제1 LED 에피층(320)은 녹색 및 청색 중 어느 하나의 LED 에피층이 될 수 있다. 제2 LED 에피층(340)은 녹색 및 청색 중 다른 하나의 LED 에피층이 될 수 있고, 제3 LED 에피층(360)은 적색 LED 에피층일 수 있다.
이때, 녹색 및 청색 LED 에피층의 경우, 통상의 GaN계 물질로 형성될 수 있으며, 적색 LED 에피층은 n형 GaAs 반도체층, p형 GaP 반도체층 및 n형 GaAs 반도체층과 p형 GaP 반도체층 사이의 활성층을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 마이크로 LED 장치는 다음과 같은 과정을 통하여 제조될 수 있다.
우선, 도 5 내지 도 7에 도시된 예와 같이, 제1 성장 기판(110), 제2 성장 기판(141) 및 제3 성장 기판(161)에 제1 LED 에피층(120), 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)을 각각 형성한다. 도 5에는 사파이어 기판 상에 청색 LED 에피층을 형성한 예가 도시되어 있고, 도 6에는 실리콘 기판 상에 녹색 LED 에피층을 형성한 예가 도시되어 있고, 도 7에는 GaAs 기판 상에 적색 LED 에피층을 형성한 예가 도시되어 있다.
이때, 제1 LED 에피층(120), 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160) 중 적어도 하나에 투명 도전층(125, 145, 165)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 수직형 마이크로 LED 장치의 제조를 위해, 제1 성장 기판(110)은 사파이어 기판이고 제1 LED 에피층(120)은 청색 LED 에피층이고, 제2 성장 기판(141)은 실리콘 기판이고, 제2 LED 에피층(140)은 녹색 LED 에피층이고, 제3 성장 기판(161)은 GaAS 기판이고, 제3 LED 에피층(160)은 적색 LED 에피층일 수 있다.
이때, 제2 성장 기판(141)이 실리콘 기판인 경우, 제2 성장 기판(141) 상에 버퍼층(142)을 더 형성한 후, 제2 LED 에피층(140)을 형성할 수 있다. 실리콘 기판의 경우, 질화물 반도체와 격자상수 차이가 매우 큰 관계로 실리콘 기판 상에 형성된 질화물 반도체의 결정 품질 확보가 어려울 수 있다. 이에 성장 기판인 실리콘 기판 상에 AlN 등과 같은 버퍼층을 미리 형성한 후 LED 에피층을 형성함으로써 LED 에피층의 결정 품질을 향상시킬 수 있다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
도 1에 도시된 예와 같은 마이크로 LED 장치를 제조하기 위해, 우선 도 8에 도시된 예와 같이, 제1 LED 에피층(120) 상에, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층(130)을 형성한다. 이후, 제1 투명 본딩층(130) 상에 제2 성장 기판(141)을 포함한 제2 LED 에피층(140)을 본딩한다. 이후, 도 9에 도시된 예와 같이, 제2 성장 기판(141)을 제거한다. 도시된 예에서, 제2 성장 기판(141)은 실리콘 기판이고, 이는 KOH 용액이나, 불산+질산, BOE 등을 이용한 습식 에칭으로 제거 가능하다. 또한, 제2 성장 기판(141) 상에 버퍼층(142)이 형성되어 있을 경우, 버퍼층(142)은 건식 에칭으로 제거 가능하다.
이후, 도 10에 도시된 예와 같이, 제2 성장 기판이 제거된 제2 LED 에피층(140) 상에, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층(150)을 형성한다. 이후, 제2 투명 본딩층(150) 상에 제3 성장 기판(161)을 포함한 제3 LED 에피층(160)을 본딩한다.
이후, 도 11에 도시된 예와 같이, 제3 성장 기판(161)을 제거한다. 도시된 GaAs 기판에 대한 식각 정지층(162)으로 GaInP를 형성하고, 에칭 과정에서 GaAs 기판 전체를 선택 에칭할 수 있다. 다른 예로, 성장 기판 재사용을 위해, GaInP 대신 AlAs를 형성하고, 희생층 제거를 통해 GaAs 를 떼어내어 재사용 할 수 있다. GaAs 기판 제거 예로는, 암모니아/과산화 수소 용액 또는 인산/과산화 수소 용액을 통해서 GaAs 기판을 제거하는 것을 제시할 수 있다. AlAs 희생층을 이용한 적색 LED 에피의 경우 HF 또는 BOE 용액을 통해서 희생층을 제거하여 기판을 떼어낼 수 있다.
이후, 제1 LED 에피층(120), 제2 LED 에피층(140) 및 제3 LED 에피층(160)에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍(171), 제2 전극쌍(172) 및 제3 전극쌍(173)을 형성한다. 예를 들어, 각각의 전극쌍들은 포토리소그래피 공정 및 ICP/RIE 드라이 에칭을 이용하여 패턴을 형성한 후 금속 증착을 통하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 성장 기판 상에 식각 정지층 또는 희생층을 더 형성한 후, 상기 제3 LED 에피층을 형성할 수 있다. 예를 들어, GaAs에 대한 식각 정지층으로 GaInP를 형성하고, 에칭 과정에서 GaAs 기판 전체를 선택 에칭할 수 있다. 다른 예로, 성장 기판 재사용을 위해, GaInP 대신 AlAs를 형성하고, 희생층 제거를 통해 GaAs 를 떼어내어 재사용 할 수 있다. GaAs 기판 제거 예로는, 암모니아/과산화 수소 용액 또는 인산/과산화 수소 용액을 통해서 GaAs 기판을 제거하는 것을 제시할 수 있다. AlAs 희생층을 이용한 적색 LED 에피의 경우 HF 또는 BOE 용액을 통해서 희생층을 제거하여 기판을 떼어낼 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 마이크로 LED 장치는 다음과 같은 과정을 통하여 제조될 수 있다.
우선, 제1 성장 기판, 제2 성장 기판 및 제3 성장 기판에 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층을 각각 형성한다. 이는 도 5 내지 도 7과 거의 동일하며, 별도의 설명은 생략한다.
도 12 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 LED 장치의 제조 방법을 나타낸 도면들이다.
수평형 마이크로 LED 장치를 제조하기 위해, 우선, 도 12에 도시된 예와 같이, 제1 영역(a), 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)을 갖는 제1 성장 기판(310)의 제1 영역(a) 상으로 제1 LED 에피층(320)을 픽셀화한다. 제1 영역(a), 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)은 도 18에 도시되어 있다.
다음으로, 도 13에 도시된 예와 같이, 제1 LED 에피층(320)이 배치된 제1 성장 기판(310) 상에 전기 절연성인 제1 투명 본딩층(330)을 형성한다. 이후, 제1 투명 본딩층(330) 상에, 제2 성장기판(341)을 포함한 제2 LED 에피층(340)을 본딩한다. 이후, 도 14에 도시된 예와 같이, 제2 성장 기판(341)을 제거한다.
다음으로, 도 15에 도시된 예와 같이, 제1 성장 기판(310)의 제2 영역(b) 상으로 제2 LED 에피층(340)을 픽셀화한다.
다음으로, 도 16에 도시된 예와 같이, 제2 LED 에피층(340)이 배치된 제1 투명 본딩층(330) 상에 전기 절연성인 제2 투명 본딩층(350)을 형성한다. 이후, 제2 투명 본딩층(350) 상에, 제3 성장 기판(361)을 포함한 제3 LED 에피층(360)을 본딩한다. 이후, 도 17에 도시된 예와 같이, 제3 성장 기판(361)을 제거한다.
다음으로, 도 18에 도시된 예와 같이, 제1 성장 기판(310)의 제3 영역(c) 상으로 제3 LED 에피층(360)을 픽셀화한다.
이후에는, 제1 LED 에피층(320), 제2 LED 에피층(340) 및 제3 LED 에피층(360)에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍(371), 제2 전극쌍(372) 및 제3 전극쌍(373)을 형성한다. 전극쌍과 LED 에피층 간의 전기적 연결을 위하여, p형 반도체층과 전기적으로 연결되는 p 패드(324, 344, 364)가 배치될 수 있고, n형 반도체층과 전기적으로 연결되는 n 패드(323, 343, 363)이 배치될 수 있다. 도시된 예에서는 p 패드(324, 344, 364)가 투명 도전층(325, 345, 365)과 접촉되도록 형성되어 있고, n 패드(323, 343, 363)가 n형 반도체층에 접촉되도록 형성되어 있다. 그러나, n 패드가 n형 반도체층에 전기적으로 연결되고 p 패드가 p형 반도체층에 전기적으로 연결되는 공지된 다른 구조도 적용될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 마이크로 LED 장치의 구조는 수평형 구조이기 때문에, 제1 성장 기판 상에 각각의 LED 에피층(320, 340, 360)을 형성한 후에는 에칭 등을 통하여 서로 중첩되지 않는 일부 영역에만 잔존시키는 픽셀화 공정을 수행하는 점이 특징이다.
이때, 도 19에 도시된 예와 같이, 제3 LED 에피층(360)이 배치된 제2 투명 본딩층(350) 상에, 전기 절연성이며, 표면이 평탄화된 평탄화층(380)을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 평탄화층(380)은 SiO2, SOG, 투명접착제 등의 재질로 형성될 수 있다.
수직형 마이크로 LED 장치의 제조시와 마찬가지로, p형 반도체층의 전류 분산 효과를 높이기 위해, 제1 LED 에피층(320), 제2 LED 에피층(340) 및 제3 LED 에피층(360) 중 적어도 하나에 투명 도전층(325, 345, 365)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 성장 기판(310)은 사파이어 기판이고 제1 LED 에피층(320)은 청색 및 녹색 중 어느 하나(도시된 예에서는 녹색)의 LED 에피층이고, 제2 성장 기판(341)은 실리콘 기판이고 제2 LED 에피층(340)은 청색 및 녹색 중 다른 하나(도시된 예에서는 청색)의 LED 에피층이고, 제3 성장 기판(361)은 GaAS 기판이고 제3 LED 에피층(360)은 적색 LED 에피층일 수 있다.
제2 성장 기판에 사용되는 실리콘 기판, 제3 성장 기판에 사용되는 GaAs 기판의 제거는 앞서 수직형 마이크로 LED 장치의 제조 과정에서의 실리콘 기판 및 GaAs 기판의 제거 방법이 그대로 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로 LED 장치의 경우, 기판 상에 청색 마이크로 LED, 녹색 마이크로 LED 및 적색 마이크로 LED 모두를 수평 구조로 또는 수직 구조로 배열할 수 있고, 그 결과, 개별 마이크로 LED에 대한 수용 기판으로 트랜스퍼하는 공정없이 RGB 픽셀을 구현할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
110, 310 : 기판
120, 320 : 제1 LED 에피층
125, 145, 165, 325, 345, 365 : 투명 도전층
130, 330 : 제1 투명 본딩층
140, 340 : 제2 LED 에피층
150, 350 : 제2 투명 본딩층
160, 360 : 제3 LED 에피층
171, 172, 173, 371, 372, 373 : 전극쌍
323, 343, 363 : n 패드
324, 344, 364 : p 패드
380 : 평탄화층
120, 320 : 제1 LED 에피층
125, 145, 165, 325, 345, 365 : 투명 도전층
130, 330 : 제1 투명 본딩층
140, 340 : 제2 LED 에피층
150, 350 : 제2 투명 본딩층
160, 360 : 제3 LED 에피층
171, 172, 173, 371, 372, 373 : 전극쌍
323, 343, 363 : n 패드
324, 344, 364 : p 패드
380 : 평탄화층
Claims (23)
- 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 LED 에피층 (epi layer);
상기 제1 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층;
상기 제1 투명 본딩층 상에 배치되는 제2 LED 에피층;
상기 제2 LED 에피층 상에 배치되며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층;
상기 제2 본딩층 상에 배치되는 제3 LED 에피층; 및
상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층은 n형 반도체층이 하부에 배치되고, p형 반도체층이 상부에 배치되며,
상기 제2 LED 에피층 및 상기 제3 LED 에피층은 p형 반도체층이 하부에 배치되고, n형 반도체층이 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층과 제1 투명 본딩층 사이, 상기 제1 투명 본딩층과 상기 제2 LED 에피층 사이 및 상기 제2 투명 본딩층과 상기 제3 LED 에피층 사이 중 적어도 하나에 투명 도전층이 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층은 청색 LED 에피층이고,
상기 제2 LED 에피층은 녹색 LED 에피층이고,
상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖는 기판;
상기 기판의 제1 영역 상에 배치된 제1 LED 에피층;
상기 제1 LED 에피층이 배치된 기판을 덮으며, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층;
상기 제1 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제2 영역 상에 배치된 제2 LED 에피층;
상기 제2 LED 에피층이 배치된 상기 제1 투명 본딩층을 덮으며, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층;
상기 제2 투명 본딩층 상에, 또한 상기 기판의 제3 영역 상에 배치된 제3 LED 에피층; 및
상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제3 LED 에피층이 배치된 상기 제2 투명 본딩층을 덮으며, 전기 절연성이며, 표면이 평탄화된 평탄화층을 추가로 포함하는 마이크로 LED 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이의 활성층을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층은 n형 반도체층이 하부에 배치되고, p형 반도체층이 상부에 배치되며,
상기 제2 LED 에피층 및 상기 제3 LED 에피층은 p형 반도체층이 하부에 배치되고, n형 반도체층이 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제9항에 있어서,
상기 제1 영역에서 상기 제1 LED 에피층과 상기 제1 투명 본딩층 사이, 상기 제2 영역에서 상기 제1 투명 본딩층과 상기 제2 LED 에피층 사이 및 상기 제3 영역에서 상기 제2 투명 본딩층과 상기 제3 LED 에피층 사이 중 적어도 하나에 투명 도전층이 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 LED 에피층은 녹색 및 청색 중 어느 하나의 LED 에피층이고,
상기 제2 LED 에피층은 녹색 및 청색 중 다른 하나의 LED 에피층이고,
상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 적색 LED 에피층은 n형 GaAs 반도체층, p형 GaP 반도체층 및 상기 n형 GaAs 반도체층과 p형 GaP 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치.
- 제1 성장 기판, 제2 성장 기판 및 제3 성장 기판에 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층을 각각 형성하는 단계;
상기 제1 LED 에피층 상에, 전기 절연성인 제1 투명 본딩층을 형성하는 단계;
상기 제1 투명 본딩층 상에 제2 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제2 성장 기판을 제거하는 단계;
상기 제2 성장 기판이 제거된 상기 제2 LED 에피층 상에, 전기 절연성인 제2 투명 본딩층을 형성하는 단계;
상기 제2 투명 본딩층 상에 제3 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제3 성장 기판을 제거하는 단계; 및
상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제13항에 있어서,
제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층 중 적어도 하나에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제13항에 있어서,
상기 제1 성장 기판은 사파이어 기판이고, 상기 제1 LED 에피층은 청색 LED 에피층이고,
상기 제2 성장 기판은 실리콘 기판이고, 상기 제2 LED 에피층은 녹색 LED 에피층이고,
상기 제3 성장 기판은 GaAS 기판이고, 상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 제2 성장 기판 상에 버퍼층을 더 형성한 후, 상기 제2 LED 에피층을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법
- 제15항에 있어서,
상기 제3 성장 기판 상에 식각 정지층 또는 희생층을 더 형성한 후, 상기 제3 LED 에피층을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제1 성장 기판, 제2 성장 기판 및 제3 성장 기판에 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층을 각각 형성하는 단계;
제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 갖는 제1 성장 기판의 제1 영역 상으로 제1 LED 에피층을 픽셀화하는 단계;
상기 제1 LED 에피층이 배치된 제1 성장 기판 상에 전기 절연성인 제1 투명 본딩층을 형성하는 단계;
상기 제1 투명 본딩층 상에, 상기 제2 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제2 성장 기판을 제거하는 단계;
상기 제1 성장 기판의 제2 영역 상으로 제2 LED 에피층을 픽셀화하는 단계;
상기 제2 LED 에피층이 배치된 제1 투명 본딩층 상에 전기 절연성인 제2 투명 본딩층을 형성하는 단계;
상기 제2 투명 본딩층 상에, 상기 제3 LED 에피층을 본딩한 후, 상기 제3 성장 기판을 제거하는 단계;
상기 제1 성장 기판의 제3 영역 상으로 제3 LED 에피층을 픽셀화하는 단계; 및
상기 제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층에 각각 독립적으로 연결되는 제1 전극쌍, 제2 전극쌍 및 제3 전극쌍을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제18항에 있어서,
상기 제3 LED 에피층이 배치된 상기 제2 투명 본딩층 상에, 전기 절연성이며, 표면이 평탄화된 평탄화층을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제18항에 있어서,
제1 LED 에피층, 제2 LED 에피층 및 제3 LED 에피층 중 적어도 하나에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제18항에 있어서,
상기 제1 성장 기판은 사파이어 기판이고, 상기 제1 LED 에피층은 청색 및 녹색 중 어느 하나의 LED 에피층이고,
상기 제2 성장 기판은 실리콘 기판이고, 상기 제2 LED 에피층은 청색 및 녹색 중 다른 하나의 LED 에피층이고,
상기 제3 성장 기판은 GaAS 기판이고, 상기 제3 LED 에피층은 적색 LED 에피층인 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제21항에 있어서,
상기 제2 성장 기판 상에 버퍼층을 더 형성한 후, 상기 제2 LED 에피층을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
- 제21항에 있어서,
상기 제3 성장 기판 상에 식각 정지층 또는 희생층을 더 형성한 후, 상기 제3 LED 에피층을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 LED 장치의 제조 방법.
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|---|---|---|---|---|
| CN113179667A (zh) * | 2019-11-26 | 2021-07-27 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 复合式微型发光二极管、显示面板、及电子设备 |
| JP2023074469A (ja) * | 2021-11-17 | 2023-05-29 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | パッケージ構造、および、その形成方法 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20140111254A (ko) | 2011-11-18 | 2014-09-18 | 럭스뷰 테크놀로지 코포레이션 | 마이크로 발광 다이오드 |
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2017
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