KR20210027435A - 마이크로 발광장치 및 그 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로 발광장치 및 그 디스플레이를 공개한다. 상기 마이크로 발광장치는, 아래에서 위로, 여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스를 구비한 마이크로 발광다이오드, 투명한 접합층, 반사 방지 및 투과 강화 필름, 제1 파장의 광에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층을 포함함으로써, 제2 파장의 광만을 고효율로 방출하는 마이크로 발광장치를 구현하여, 마이크로 디바이스 분야에서 적색광의 마이크로 발광다이오드의 휘도가 요구를 만족시키지 못하는 문제를 해결하고, 기타 파장의 마이크로 발광장치와 결합하여 디스플레이를 구성한다.

Description

마이크로 발광장치 및 그 디스플레이
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 마이크로 발광장치 및 그 디스플레이에 관한 것이다.
마이크로 LED(uLED)는 현재 핫한 연구 대상인 차세대 디스플레이 광원이다. 마이크로 LED는 전력소비가 낮고, 휘도가 높으며, 해상도 및 색채 포화도가 매우 높고, 반응속도가 빠르며, 에너지 소모가 낮고, 수명이 긴 등 장점을 가진다. 그밖에, 마이크로 LED의 전력소모량은 LCD의 약 10%, OLED의 약 50%이다. 마찬가지로 자체 발광하는 OLED와 비교하면, 휘도가 30배 높으며, 해상도는 1500PPI(픽셀 밀도)에 달할 수 있다. uLED는 이러한 뚜렷한 장점들로 인해, 시중의 OLED 및 LCD를 대체하여 차세대 디스플레이 광원이 될 수 있다. uLED는 현재 극복해야 할 기술적인 난제가 많아, 대량으로 생산할 수 없으며, 그 중 하나의 중요한 난제는 적색광uLED의 휘도와 신뢰성을 향상시키는 것이다.
디스플레이에서, 일반적으로, 적색, 녹색, 청색 uLED로 구성된 픽셀점이 필요하며, 청색광 uLED와 녹색광 uLED와는 달리 적색광 uLED는 마이크론급의 소형 칩으로 만들 때 누전, 비방사 결합 등 문제가 존재하므로, 적색광 uLED의 휘도를 향상시키기 어려워, 전체 디스플레이의 시각적 체험을 감소시킨다.
본 발명은 아래에서 위로, 여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스를 구비한 마이크로 발광다이오드, 제1 파장의 광에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층을 포함하는, 마이크로 발광장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스를 구비한 마이크로 발광다이오드와 제1 파장에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층 사이에 투명한 접합층이 형성된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 접합층의 두께는 0.01㎛ 이상~10㎛ 이하이거나 또는 10㎛ 초과~100㎛ 이하이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 접합층의 재료는 SiO2, SiN, ITO, Al2O3, 아크릴, 수지 또는 실리콘 접착제를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 상방, 또는 제2 파장의 광을 생성하는 발광층과 접합층 사이, 또는 접합층과 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스 사이에 반사 방지 및 투과 강화 필름층이 설치되고, 또한, 제품에 따라 다중 위치의 반사 방지 및 투과 강화 필름을 이용할 수 있다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 반사 방지 및 투과 강화 필름층은 단층 구조의 투명 매체이거나 또는 굴절률이 다른 복수층의 투명 매체를 포함한다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 반사 방지 및 투과 강화 필름층은 선택적 파장 투과성을 가져, 제1 파장의 광을 투과시키고 제2 파장의 광을 반사시킨다.
본 발명의 일부 실시예에서, 바람직하게는, 마이크로 발광다이오드의 상부면은 출광면이고, 마이크로 발광다이오드는 조화된 상부면을 구비하고, 조화 방식은 규칙적인 조화 또는 불규칙적인 조화를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층은 조화된 상부면을 구비하고, 조화 방식은 규칙적인 조화 또는 불규칙적인 조화를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 마이크로 발광장치는 최종적으로 제2 파장의 광만을 방출하고, 제1 파장은 제2 파장보다 짧다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 제1 파장은 380nm 이상~ 500nm 미만 또는 500nm 이상~550nm 이하이며, 제2 파장은 570nm 초과~780nm 이하이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 제1 파장의 광의 발광 반도체 시퀀스는 GaN계의 양자 우물을 포함하고, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층은 AlGaInP계이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 우물층은 Ga0.51In0.49P이다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 우물층의 두께는 3.8nm 초과~4.0nm 이하이거나 또는 4.0nm 초과~4.2nm 이하이다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 배리어층은 AlInP이다.
상기 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 배리어층의 두께는 1.5nm 초과~2nm 이하이거나 또는 2nm 초과~3nm 이하이다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 양자 우물 쌍의 수는 20쌍보다 적지 않다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제1 광 파장이 500nm 이상~550nm 이하일 경우, 양자 우물 쌍의 수는 65쌍 이상~70쌍 이하이거나 또는 70쌍 초과~75쌍 이하이다.
상기 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제1 광 파장이 380nm 이상~500nm 미만일 경우, 양자 우물 쌍의 수는 45쌍 이상~50쌍 이하이거나 또는 50쌍 초과~ 55쌍 이하이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 바람직하게는, 마이크로 발광다이오드는 측변 또는 저부의 일부 또는 전체 영역에 광 반사층 또는 광 차단층이 설치되어 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 바람직하게는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 면적은 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스의 면적보다 크다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 마이크로 발광다이오드의 길이, 폭 또는 높이의 범위는 2㎛ 이상~5㎛ 미만, 5㎛ 이상~10㎛ 미만, 10㎛ 이상~20㎛ 미만, 20㎛ 이상~50㎛ 미만 또는 50㎛ 이상~100㎛ 이하이다.
추가적으로, 본 발명은 상술한 임의의 1종의 마이크로 발광장치를 포함하는, 디스플레이를 더 제공한다.
배경 기술에서, 일반적인 AlGaInP계의 적색광으로 uLED를 제작할 경우, 휘도가 사용 요구를 만족시키지 못하는 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 고 효율의 적색광 uLED 구조체를 제공하여, 광자 변환을 통해 청색광/녹색광을 고 효율로 적색광으로 변환시키므로, 마이크로 발광다이오드의 적색광 요구를 만족시킨다.
형광분말 또는 양자점 광 변환 기술과 비교하면, 형광분말이 이산적으로 분포되어 있어, 마이크론급의 마이크로 발광장치에 적용할 경우 출광 균일성을 제어하기 어렵고, 일반적으로 누광의 문제가 존재하며, 양자점 광 변환 기술은 가격이 높아 구현하기 어렵다. 마이크론급의 발광다이오드 구조체에 AlInGaP계의 양자우물을 이용하여 광자 변환을 수행하면 우수한 변환 효율을 가지며, 생산 원가가 낮으며, 출광 균일성을 보장한다.
제1 파장의 광이 접합층 측면으로부터 오버플로우되어, 광 순도가 낮아지는 것을 방지하기 위해, 접합층의 두께는 0.01㎛ 이상~10㎛ 이하로 설정되어, 동시에 접합층 흡광을 감소시키고, 광 효율을 향상시킨다.
제2 파장의 광을 생성하는 발광층 하방, 접합층의 상방 또는 접합층 하방에 반사 방지 및 투과 강화 필름층이 설치되어, 제1 광이 출광방향으로 오버플로우되는 것을 감소 또는 방지함과 동시에 제2 광의 출광 효율을 향상시킨다.
마이크로 발광다이오드의 상부면은 출광면이고, 마이크로 발광다이오드는 조화된 상부면을 가지므로, 전반사의 영향을 감소시켜, 출광을 증가시킨다.
녹색광 파장 대역의 제1광은 AlInGaP계의 양자 우물에 대한 광자 변환 효율이 청색광 파장 대역보다 높다.
마이크로 발광다이오드는 측변의 일부 또는 전체에 광반사층 또는 광 차단층이 덮여져 있어, 측변에서 제1 광이 누출되어 제2 광의 품질이 저하되는 것을 방지하며, 광 반사층을 통해 출광을 증가시킬 수 있다.
제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 면적은 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스의 면적보다 크므로, 제1 파장이 누출되어 현색 효과가 저하되는 것을 방지한다.
양자층 Ga0.51In0.49P를 사용하고, 이 결정 격자는 완전히 일치되므로, 직접적인 밴드 갭에 속하며, 바람직한 변환 효율을 가지며, 두께 4nm를 사용하여 양자 효과를 발생시켜, 등가 에너지가 Eg=1.987이 되도록 하고, 624nm의 피크 파장을 발생시키므로, MicroLED 사용 요구에 부합한다.
배리어층 AlInP를 사용하고, Eg=2.36eV를 이용함으로써 녹색광 파장에 근접하며, 청색 및 녹색광 흡수를 감소시키기 위해, 두께는 1.5nm~3nm이며, 바람직하게는 2nm이다.
상기 양자 우물 변환층의 녹색광에 대한 흡수계수 a는 30000(cm-1) 이하이고, 두께는 300nm 정도로 적색광을 완전히 흡수 및 변환할 수 있고, 양자 우물 쌍의 수는 20쌍보다 적지 않게 설정될 수 있고, 바람직하게는 70쌍으로 설정되며, 입사광이 완전히 흡수 및 변환될 수 있으며, 양자 우물 쌍의 수가 과도하게 많음에 따른 과도한 흡수를 방지할 수 있다.
상기 양자 우물 변환층의 청색광에 대한 흡수계수 a는 50000(cm-1) 이하이고, 두께는 200nm 정도로 적색광을 완전히 흡수 및 변환할 수 있고, 양자 우물 쌍의 수는 20쌍보다 적지 않게 설정될 수 있고, 바람직하게는 50쌍으로 설정되며, 입사된 청색광은 완전히 흡수되어 투과하지 않는다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로 상세한 설명을 통해 명백해지거나, 본 발명을 실시함으로써 이해될 것이다. 본 발명의 목적 및 기타 장점은 명세서, 청구범위 및 도면에서 특별히 제시된 구조에 의해 실현되고 얻어질 수 있다.
이하 예시적인 실시예 및 사용방법을 결합하여 본 발명을 설명하나, 이러한 실시예로 본 발명을 한정하려는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에서 정의한 본 발명의 정신과 범위 내의 모든 대체물, 수정 및 등가물을 포함하려는 것임을 당업자라면 이해할 것이다.
도면은 본 발명에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위한 것이며, 명세서의 일부분을 구성하고, 본 발명의 실시예와 함께 본 발명을 설명하기 위해 사용될 뿐, 본 발명을 제한하지 않는다. 또한, 도면은 예시적인 것이며, 실제 크기대로 그려지지 않았다.
도 1은 본 발명 실시예 1에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 2는 본 발명 실시예 1의 변형 실시형태에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 3은 본 발명 실시예 2에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 4는 본 발명 실시예 3에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명 실시예 4에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 7은 본 발명 실시예 4의 변형 실시형태에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 8은 본 발명 실시예 5에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
도 9는 본 발명 실시예 6에 따른 마이크로 발광장치의 단면 개략도이다.
이하, 도면 및 실시예와 결합하여 본 발명의 실시 방식을 상세히 설명함으로써, 본 발명이 어떻게 기술수단을 응용하여 기술 문제를 해결하고, 기술 효과를 이루는지에 대한 과정을 보여주고자 한다. 설명해야 할 점은, 모순되지 않는 한, 본 발명의 각 실시예 및 각 실시예의 각 특징은 서로 결합될 수 있고, 결합된 기술방안은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 있어야 한다.
이해해야 할 것은, 본 발명에서 사용한 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 본 발명에서 사용된 단수 형태 “하나의”, “1종의" 및 “상기”는 상하 문맥에서 다른 의미를 명확하게 나타내지 않은 한 복수의 형태도 포함한다. 추가로 이해해야 할 것은, 본 발명에서 "포함", "함유"를 사용한 경우, 설명한 특징, 전체, 단계, 조작, 소자, 및/또는 패키징 부재의 존재를 의미하며, 하나 이상의 기타 특징, 전체, 단계, 조작, 요소, 패키징 부재, 및/또는 이들 조합의 존재 또는 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 용어(기술용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 사용되는 용어는, 본 설명서의 문맥 및 관련 분야에서의 이러한 용어의 의미와 일치한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명에서 명확하게 정의한 것을 제외하고, 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 이해되어서는 안 된다.
도 1을 참조하면 이는 본 발명에 따른 제1 실시예를 나타내며, 이 실시예에서 주로 디스플레이 제조에 이용되는 마이크로 발광장치를 제공한다. 상기 마이크로 발광장치는 아래에서 위로, 여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스(110)를 구비한 마이크로 발광다이오드(100), 발광 반도체 시퀀스(100)에 연결된 전극(120/120’), 광자를 변환시키고 제1 파장의 광에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)을 포함하고, 양자는 결합에 의해 함께 접합되거나 또는 반데르발스힘을 통해 함께 부착된다.
도 2를 참조하면, 추가적으로, 상기 실시예에 변형된 실시형태를 추가하여, 아래에서 위로, 여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스(110)를 구비한 마이크로 발광다이오드(100), 주로 지지 및 접합 작용을 일으키는 투명한 접합층(300), 광자를 변환시키고 제1 파장의 광에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)을 포함하는 마이크로 발광장치를 제공한다. 여기하는 광의 제1 파장은 여기된 광의 제2 파장보다 짧다. 본 실시예에서, 투명한 접합층(300)은 바람직하게는 투광성능이 우수한 투명 절연 매체 재료를 이용하고, 접합층(300)의 재료는 SiO2, SiN, ITO, Al2O3, 아크릴, 수지 또는 실리콘 접착제를 포함한다. 접합층(300)의 광 흡수 및 측벽(310)에서 제1 파장의 광이 누출되는 것을 제한하기 위해, 접합층(300)의 두께는 0.01㎛ 이상~10㎛ 이하, 또는 10㎛ 초과~100㎛ 이하이며，바람직하게는 0.01㎛ 이상~10㎛ 이하이다. 본 실시예의 마이크로 발광장치에서, 제1 파장의 광의 발광 반도체 시퀀스(110)는 GaN계에 속하는 양자 우물(111)을 포함하고, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)은 AlGaInP계이며, 제1 파장은 380nm 이상~500nm 미만, 또는 500nm 이상~550nm 이하이며, 제2 파장은 570nm 초과~780nm 이하이다.
마이크로 발광다이오드(100)의 길이, 폭 또는 높이의 범위는 2㎛ 이상~5㎛ 미만, 5㎛ 이상~10㎛ 미만, 10㎛ 이상~20㎛ 미만, 20㎛ 이상~50㎛ 미만 또는 50㎛ 이상~100㎛ 이하이다.
여기하는 광으로서, 녹색광 파장에 해당하는 제1 파장의 변환 효율은 청색광 파장에 해당하는 제1 파장의 변환 효율보다 높으므로, 본 실시예에서는 파장이 500nm 이상~550nm 이하인 녹색광 파장대역을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 변형 실시예를 기초로 추가적으로 연장하면, 상기 변형 실시예는 상기 실시예와는 달리, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)이 Ga0.51In0.49P를 사용하고, 이 결정 격자는 완전히 일치되므로, 직접적인 밴드 갭에 속하며, 효과적인 변환 효율을 가지며, Eg=1.91eV이며, 피크 파장은 652nm이고, 양자 우물 구조를 형성함으로써, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 우물층의 두께는 3.8nm 초과~4.0nm 이하이거나 또는 4.0nm 초과~4.2nm 이하이며, 두께 4nm를 사용하여 양자 효과를 생성시키고, 등가 에너지가 Eg=1.987이 되도록 하며, 624nm의 피크 파장을 생성하므로, MicroLED 사용 요구에 부합한다. 두께를 조절하여 파장을 615nm~645nm으로 조절할 수 있다.
배리어층 AlInP를 사용하고, Eg=2.36eV는 녹색광 파장에 근접하며, 청색광 및 녹색광 흡수를 감소시키기 위해, 두께는 1.5nm~3nm이며, 바람직하게는 2nm이고, 이때 추정되는 터널링 확률은 10% 이하이다(녹색광 광자 에너지는 대략 2.35eV임).
제2 파장을 방출하는 양자 우물 변환층의 녹색광에 대한 흡수계수 a는30000(cm-1) 이하이고, 두께는 300nm 정도로 적색광을 완전히 흡수 및 변환할 수 있고, 양자 우물 쌍의 수는 20쌍보다 적지 않게 설정될 수 있다. 제1 광의 파장이 500nm 이상~550nm 이하일 경우, 양자 우물 쌍의 수는 65쌍 이상~70쌍 이하, 또는 70쌍 초과~75쌍 이하로 설정되고, 바람직하게는 70쌍으로 설정됨으로써, 입사광이 완전히 흡수 및 변환되도록 하고, 양자 우물 쌍이 과도하게 많음에 따른 과도한 흡수를 방지할 수 있다.
상기 양자 우물 변환층의 청색광에 대한 흡수계수 a는 50000(cm-1) 이하이고, 두께는 200nm 정도로 적색광을 완전히 흡수 및 변환할 수 있고, 양자 우물 쌍의 수는 20쌍보다 적지 않게 설정될 수 있다. 제1 광의 파장이 380nm 이상~550nm 미만일 경우, 양자 우물 쌍의 수는 45쌍 이상~50쌍 이하, 또는 50쌍 초과~55쌍 이하로 설정되고, 바람직하게는 50쌍으로 설정됨으로써, 입사된 청색광은 완전히 흡수되어 투과하지 않는다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에서, 마이크로 발광다이오드(100)의 상부면(101)은 출광면이고, 제1 파장의 광은 상기 표면으로부터 접합층(300)으로 유입한다. 본 실시예는 마이크로 발광다이오드(100)의 상부면(101)을 조화시키고, 상기 조화된 상부면(101)은 접합층(300)의 재료를 이용하여 충진되어, 접합층(300) 및 발광 반도체 시퀀스(100) 사이의 접촉 경계면에서 광의 전반사를 감소시켜, 출광 효율을 향상시킨다. 또한 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)을 조화된 상부면을 구비하도록 설계할 수도 있으며, 본 실시예에서 조화 방식은 규칙적인 조화 또는 불규칙적인 조화를 포함한다.
도4를 참조하면, 마이크로 발광 다이오드 측변에서 청색광이 누출되는 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 제3 실시예에서, 마이크로 발광다이오드의 측변 또는 저부의 일부는 광 반사층(130) 또는 광 차단층으로 덮여있다. 광 반사층(130) 또는 광 차단층을 도전성 재료로 선택하면, 도전성 재료와 반도체 시퀀스 사이에 한 층의 절연 보호층(140)을 추가하여 마이크로 발광다이오드의 단락을 방지한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3을 기초로, 제1 파장의 변환 효율을 추가로 향상시키는 목적을 위해, 제4 실시예를 제공한다. 이 실시예에서는 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)과 접합층(300) 사이, 또는 접합층(300)과 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스(110) 사이에 AR Coating 반사 방지 및 투과 강화 필름층(400)이 설치되어 있다. 반사 방지 및 투과 강화 필름층(400)은 굴절률이 다른 복수의 투명 매체 또는 단층 구조의 투명 매체를 포함한다. 반사 방지 및 투과 강화 필름층(400)은 선택적 파장 투과성을 가져, 제1 파장의 광(E1)을 투과시키고 제2 파장의 광(E2)을 반사시킨다.
도 7을 참조하면, 본 발명은 제4 실시예의 일부 변형 응용을 제공한다. 반사 방지 및 투과 강화 필름(400)은 제1 파장의 광(E2)을 투과시키고 제1 파장의 광(E1)을 반사시킴으로써, 제2 파장의 광(E2)만이 마이크로 발광장치에서 방출되고, 제1 파장의 광(E1)은 여러 차례 흡수되도록 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명은 제4 실시예를 기초로 제5 실시예를 제공한다. 제5 실시예에서는, 제2 파장의 광을 생성하는 발광층(200)의 면적을 증가시키거나 또는/및 반사 방지 및 투과 강화 필름(400)의 면적을 증가시켜, 제1 파장의 광에 대한 흡수 면적을 증가시켜, 제1 파장의 광이 제2 파장의 광에 대해 간섭하는 것을 방지한다.
도 9를 참조하면, 본 발명은 플립 구조 외에, 수직 및 수평 구조에도 적용된다. 예를 들면 본 발명의 제6 실시예에서 수직 구조를 설계하고, 그중 전극은 접합층과 제2 파장의 광을 생성하는 발광층을 통과한다.
이상의 마이크로 발광장치 외에, 본 발명은 상기 실시예 중의 마이크로 발광장치를 디스플레이에 응용하여, 제7 실시예에 따른 디스플레이를 제공한다.
설명해야 할 것은, 상기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하지 않으며, 당업자는 본 발명의 정신 및 범위를 위배하지 않으면서, 본 발명에 대한 각종 조합 및 변경이 가능하므로, 모든 균등한 기술방안도 본 발명의 범위에 속하며, 본 발명의 특허보호범위는 청구범위로 한정된 것으로 간주한다.
100: 마이크로 발광장치
101: 상부면
110: 발광 반도체 시퀀스
111: GaN계의 양자 우물
120, 120’: 전극
130: 광 반사층
140: 절연 보호층
200: 제2 파장의 광을 생성하는 발광층
300: 접합층
400: 반사 방지 및 투과 강화 필름층
E1: 제1 파장의 광
E2: 제2 파장의 광

Claims (23)

  1. 아래에서 위로, 여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스를 구비한 마이크로 발광다이오드, 제1 파장의 광에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층을 포함하는, 마이크로 발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    여기되어 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스를 구비한 마이크로 발광다이오드와 제1 파장에 의해 여기되어 제2 파장의 광을 생성하는 발광층 사이에 투명한 접합층이 형성된 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접합층의 두께는 0.01㎛ 이상~10㎛ 이하이거나 또는 10㎛ 초과~100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 접합층의 재료는 SiO2, SiN, ITO, Al2O3, 아크릴, 수지 또는 실리콘 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  5. 제2항에 있어서,
    제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 상방, 또는 제2 파장의 광을 생성하는 발광층과 접합층 사이, 또는 접합층과 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스 사이에 반사 방지 및 투과 강화 필름층이 설치된 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사 방지 및 투과 강화 필름층은 단층 구조의 투명 매체이거나 또는 굴절률이 다른 복수층의 투명 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 반사 방지 및 투과 강화 필름층은 선택적 파장 투과성을 가져, 제1 파장의 광을 투과시키고 제2 파장의 광을 반사시키는 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 발광다이오드의 상부면은 출광면이고, 상기 마이크로 발광다이오드는 조화된 상부면을 구비하고, 조화 방식은 규칙적인 조화 또는 불규칙적인 조화를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  9. 제1항에 있어서,
    제2 파장의 광을 생성하는 발광층은 조화된 상부면을 구비하고, 조화 방식은 규칙적인 조화 또는 불규칙적인 조화를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 발광장치는 최종적으로 제2 파장의 광만을 방출하고, 제1 파장은 제2 파장보다 짧은 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장은 380nm 이상~ 500nm 미만 또는 500nm 이상~550nm 이하이며, 상기 제2 파장은 570nm 초과~780nm 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장의 광의 발광 반도체 시퀀스는 GaN계의 양자 우물을 포함하고, 상기 제2 파장의 광을 생성하는 발광층은 AlGaInP계인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 우물층은 Ga0.51In0.49P인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 우물층의 두께는 3.8nm 초과~4.0nm 이하이거나 또는 4.0nm 초과~4.2nm 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 배리어층은 AlInP인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 배리어층의 두께는 1.5nm 초과~2nm 이하이거나 또는 2nm 초과~3nm 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  17. 제15항에 있어서,
    양자 우물 쌍의 수는 20쌍보다 적지 않은 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  18. 제15항에 있어서,
    제1 광 파장이 500nm 이상~550nm 이하일 경우, 양자 우물 쌍의 수는 65쌍 이상~70쌍 이하이거나 또는 70쌍 초과~75쌍 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  19. 제15항에 있어서,
    제1 광 파장이 380nm 이상~500nm 미만일 경우, 양자 우물 쌍의 수는 45쌍 이상~50쌍 이하이거나 또는 50쌍 초과~ 55쌍 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 발광다이오드는 측변 또는 저부의 일부 또는 전체 영역에 광 반사층 또는 광 차단층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제2 파장의 광을 생성하는 발광층의 면적은 제1 파장의 광을 생성하는 발광 반도체 시퀀스의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 발광다이오드의 길이, 폭 또는 높이의 범위는 2㎛ 이상~5㎛ 미만, 5㎛ 이상~10㎛ 미만, 10㎛ 이상~20㎛ 미만, 20㎛ 이상~50㎛ 미만 또는 50㎛ 이상~100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 마이크로 발광장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 마이크로 발광장치를 포함하는 디스플레이.
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