[go: up one dir, main page]

KR102768123B1 - Light emitting diode(LED) display device - Google Patents

Light emitting diode(LED) display device Download PDF

Info

Publication number
KR102768123B1
KR102768123B1 KR1020190106553A KR20190106553A KR102768123B1 KR 102768123 B1 KR102768123 B1 KR 102768123B1 KR 1020190106553 A KR1020190106553 A KR 1020190106553A KR 20190106553 A KR20190106553 A KR 20190106553A KR 102768123 B1 KR102768123 B1 KR 102768123B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
color
micro
subpixel
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020190106553A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210026150A (en
Inventor
이승준
권규오
최정훈
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190106553A priority Critical patent/KR102768123B1/en
Publication of KR20210026150A publication Critical patent/KR20210026150A/en
Priority to KR1020250017060A priority patent/KR20250023459A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102768123B1 publication Critical patent/KR102768123B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/30Active-matrix LED displays
    • H10H29/49Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/042Superluminescent diodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/83Electrodes
    • H10H20/831Electrodes characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/855Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • H10H29/142Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/30Active-matrix LED displays
    • H10H29/34Active-matrix LED displays characterised by the geometry or arrangement of subpixels within a pixel, e.g. relative disposition of the RGB subpixels
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/30Active-matrix LED displays
    • H10H29/39Connection of the pixel electrodes to the driving transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/30Active-matrix LED displays
    • H10H29/41Insulating layers formed between the driving transistors and the LEDs

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 출원은 마이크로-LED 표시장치에 관한 것으로, 특히 색섞임이 방지되어 고색재현율을 갖는 마이크로-LED 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 반사절연막의 오목부로부터 돌출되는 제 2 반도체층의 외측면을 실리콘패턴이 감싸도록 위치시키는 것이다. 이를 통해, 마이크로-LED 상부로 위치하는 색변환패턴의 각 서브픽셀 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED의 광 추출 효율 또한 향상시킬 수 있다.
또한, 실리콘패턴에 의해 마이크로-LED를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있다.
The present application relates to a micro-LED display device, and more particularly, to a micro-LED display device having high color reproducibility with color mixing prevented.
A feature of the present invention is that the outer surface of the second semiconductor layer protruding from the concave portion of the reflective insulating film is positioned so that the silicon pattern surrounds it. Accordingly, even without positioning a separate black matrix between each subpixel of the color conversion pattern positioned above the micro-LED, light leakage at the boundary of each subpixel or light leakage caused by being incident on an adjacent subpixel can be prevented, thereby omitting the process for forming the black matrix, thereby simplifying the process and reducing the process cost. In addition, since the deletion of the black matrix can prevent some of the light emitted from the micro-LED from being absorbed by the black matrix, the light extraction efficiency of the micro-LED can also be improved.
In addition, the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED by the silicon pattern can be quickly dissipated to the outside, thereby preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED.

Description

LED 표시장치{Light emitting diode(LED) display device}LED display device {Light emitting diode(LED) display device}

본 출원은 마이크로-LED 표시장치에 관한 것으로, 특히 색섞임이 방지되어 고색재현율을 갖는 마이크로-LED 표시장치에 관한 것이다. The present application relates to a micro-LED display device, and more particularly, to a micro-LED display device having high color reproducibility with color mixing prevented.

최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있으며, 액정표시장치(liquid crystal display (LCD) device) 또는 유기발광다이오드(organic light emitting diode: OLED)를 포함하는 유기전계발광 표시장치(organic electroluminescent display (OLED) device)가 평판표시장치의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다.Recently, as display devices become larger, the demand for flat display elements that occupy less space is increasing, and the technology of flat display devices such as liquid crystal display (LCD) devices or organic electroluminescent display (OLED) devices including organic light emitting diodes (OLED) devices is developing at a rapid pace.

여기서, 액정표시장치에서는, 배면과 전면에 편광판이 부착된 액정패널의 하부에 백라이트 유닛이 배치되며, 이에 따라 백라이트 유닛에 구비된 광원으로부터의 광의 5% 이하만이 액정패널을 통과하여 광효율에서 단점을 갖는다.Here, in the liquid crystal display device, a backlight unit is placed below a liquid crystal panel with polarizing plates attached to the back and front surfaces, and accordingly, only 5% or less of the light from a light source provided in the backlight unit passes through the liquid crystal panel, resulting in a disadvantage in light efficiency.

그리고, 유기전계발광 표시장치의 경우, 액정표시장치에 비해 개선된 광효율을 갖지만 여전히 광효율에 한계가 있고 표시장치의 내구성 및/또는 수명 등에서 여전히 단점을 갖는다.In addition, in the case of organic light emitting diode displays, although they have improved luminous efficiency compared to liquid crystal displays, they still have limitations in luminous efficiency and still have disadvantages in durability and/or lifespan of the display device.

따라서 최근에는 액정표시장치 및/또는 유기전계발광 표시장치의 위와 같은 문제점들을 극복하기 위해, 마이크로-LED(micro-light emitting diode(LED)) 표시장치가 제안되었다.Therefore, recently, micro-light emitting diode (LED) displays have been proposed to overcome the above problems of liquid crystal displays and/or organic light emitting diode displays.

마이크로-LED 표시장치는 크기가 100마이크로미터(㎛) 이하인 초소형 LED(μLED)를 각 서브픽셀에 배치시켜 영상을 구현하는 표시장치로서, 낮은 소비전력과 소형화 측면에서 큰 장점을 갖는다.Micro-LED displays are display devices that implement images by arranging ultra-small LEDs (μLEDs) measuring 100 micrometers (㎛) or less in size in each subpixel, and have great advantages in terms of low power consumption and miniaturization.

그러나 이와 같은 마이크로-LED 표시장치가 액정표시장치 및/또는 유기전계발광 표시장치에 비해 보다 개선된 장점을 가짐에도, 최근에는 광효율이 보다 향상된 마이크로-LED 표시장치를 요구하고 있는 추세이다. However, despite the advantages of such micro-LED displays over liquid crystal displays and/or organic light emitting diode displays, there is a recent trend to demand micro-LED displays with improved luminous efficiency.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마이크로-LED 표시장치의 마이크로-LED 자체의 효율성을 향상시키는 것을 제 1 목적으로 하며, 이를 통해, 대화면, 고해상도를 가지면서 광효율 또한 보다 향상된 마이크로-LED 표시장치를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다. The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to improve the efficiency of the micro-LED itself of a micro-LED display device, and a second object of the present invention is to provide a micro-LED display device having a large screen, high resolution, and improved light efficiency.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 색을 표현하는 제 1 서브픽셀과, 상기 제 1 색보다 큰 파장 대역을 갖는 제 2 색을 표현하고 상기 제 1 서브픽셀과 인접 배치된 제 2 서브픽셀이 정의된 기판과, 상기 제 1 및 제 2 서브픽셀의 발광영역에 각각 위치하며, 제 1 및 제 2 반도체층과 상기 제 1 및 제 2 반도체층 사이로 위치하는 활성층을 포함하는 발광다이오드와, 상기 발광영역의 가장자리를 두르는 비발광영역에 대응하여, 상기 제 2 반도체층의 외측면 일부를 감싸며 배치되는 실리콘패턴을 포함하는 LED 표시장치를 제공한다. In order to achieve the object as described above, the present invention provides an LED display device including a substrate in which a first subpixel expressing a first color and a second subpixel expressing a second color having a larger wavelength band than the first color and arranged adjacent to the first subpixel are defined, a light emitting diode including first and second semiconductor layers and an active layer positioned between the first and second semiconductor layers and each positioned in the light emitting area of the first and second subpixels, and a silicon pattern arranged to surround a portion of an outer surface of the second semiconductor layer, corresponding to a non-light emitting area surrounding an edge of the light emitting area.

여기서, 상기 발광다이오드는 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결된 p형 전극과, 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되며 상기 비발광영역에 위치하는 공통전극을 포함하며, 상기 p형 전극은 상기 기판 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 상기 공통전극은 상기 기판 상에 위치하는 공통전압배선과 전기적으로 연결되며, 상기 공통전극은 상기 제 2 반도체층의 측면으로부터 상기 실리콘패턴 하부로 연장되어 위치한다. Here, the light-emitting diode includes a p-type electrode electrically connected to the first semiconductor layer, and a common electrode electrically connected to the second semiconductor layer and positioned in the non-light-emitting region, wherein the p-type electrode is electrically connected to a driving thin film transistor positioned on the substrate, the common electrode is electrically connected to a common voltage wiring positioned on the substrate, and the common electrode is positioned to extend from a side surface of the second semiconductor layer to a lower portion of the silicon pattern.

그리고, 상기 공통전극은 상기 제 2 반도체층과 상기 실리콘패턴의 상부로 위치하며, 상기 기판 상에 위치하는 공통전압배선을 더 포함하며, 상기 실리콘패턴, 상기 공통전압배선, 및 상기 제 2 반도체층은 전기적으로 서로 연결된다. And, the common electrode is positioned above the second semiconductor layer and the silicon pattern, and further includes a common voltage wiring positioned on the substrate, wherein the silicon pattern, the common voltage wiring, and the second semiconductor layer are electrically connected to each other.

또한, 상기 제 2 서브픽셀과 인접 배치된 제 3 서브픽셀을 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 서브픽셀의 각 상기 발광다이오드는 각각 다른 색상의 광을 발광하며, 상기 제 1 및 제 2 서브픽셀의 상기 발광다이오드는 상기 제 1 색을 발광하며, 상기 제 2 서브픽셀의 상기 발광영역에 대응하여 위치하며, 상기 제 1 색을 상기 제 2 색으로 파장 변환시키는 제 1 색변환패턴을 포함한다. In addition, it includes a third subpixel adjacent to the second subpixel, wherein each of the light-emitting diodes of the first to third subpixels emits light of a different color, the light-emitting diodes of the first and second subpixels emit the first color, and are positioned corresponding to the light-emitting area of the second subpixel, and includes a first color conversion pattern that wavelength-converts the first color into the second color.

그리고, 상기 제 2 색 보다 큰 파장 대역을 갖는 제 3 색을 표현하며, 상기 제 2 서브픽셀과 이웃하여 배치된 제 3 서브픽셀을 포함하며, 상기 제 3 서브픽셀에 대응하여 위치하며, 상기 제 1 색을 상기 제 3 색으로 파장 변환시키는 제 2 색변환패턴을 포함하며, 상기 제 1 색은 청색광이며, 상기 제 2 색은 녹색광이며, 상기 제 3 색은 적색광이다. And, a third subpixel is disposed adjacent to the second subpixel, expressing a third color having a wavelength band larger than that of the second color, and includes a second color conversion pattern positioned corresponding to the third subpixel and wavelength-converting the first color into the third color, wherein the first color is blue light, the second color is green light, and the third color is red light.

그리고, 상기 제 1 색변환패턴은 상기 제 1 색을 상기 제 2 색으로 변환시키는 양자점을 포함하며, 상기 제 2 색변환패턴은 상기 제 1 색을 상기 제 3 색으로 변환시키는 양자점을 포함하며, 상기 기판 전면에는 상기 발광영역에 각각 대응하는 오목부를 포함하는 반사절연막이 위치하며, 상기 발광다이오드는 상기 오목부에 각각 위치한다. And, the first color conversion pattern includes a quantum dot that converts the first color into the second color, the second color conversion pattern includes a quantum dot that converts the first color into the third color, and a reflective insulating film including concave portions each corresponding to the light-emitting area is positioned on the front surface of the substrate, and the light-emitting diodes are each positioned in the concave portions.

또한, 본 발명은 성장기판 상에 각 서브픽셀 별 발광영역에 대응하여 홈패턴을 형성하는 단계와, 상기 성장기판 상에 순차적으로 제 2 반도체물질층과 활성물질층 그리고 제 1 반도체물질층을 에피 성장시키는 단계와, 상기 성장기판 상의 상기 발광영역을 제외한 상기 제 2 반도체물질층과 상기 활성물질층 그리고 상기 제 1 반도체물질층을 식각하여, 각 서브픽셀 별 발광영역에 대응하여 제 1 및 제 2 반도체층과 활성층을 각각 형성하는 단계와, 상기 제 1 반도체층 상부로 p형 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접촉되는 공통전극을 형성하는 단계와, 상기 각 서브픽셀 별로 구동 박막트랜지스터가 구비된 구동기판을 상기 p형 전극이 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인전극과 전기적으로 연결되는 연결전극과 전기적으로 접속되도록 상기 성장기판에 밀착시키는 단계와, 상기 제 2 반도체층의 적어도 일부 면이 외부로 노출되고, 상기 제 2 반도체층의 외측면을 감싸도록, 상기 성장기판의 배면을 식각하여 실리콘패턴을 형성하는 단계를 포함하는 LED 표시장치의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of forming a groove pattern on a growth substrate corresponding to a light-emitting area of each subpixel, the step of sequentially epitaxially growing a second semiconductor material layer, an active material layer and a first semiconductor material layer on the growth substrate, the step of etching the second semiconductor material layer, the active material layer and the first semiconductor material layer except for the light-emitting area on the growth substrate to form first and second semiconductor layers and an active layer respectively corresponding to the light-emitting area of each subpixel, the step of forming a p-type electrode on the first semiconductor layer, the step of forming a common electrode electrically in contact with the second semiconductor layer, the step of closely contacting a driving substrate equipped with a driving thin film transistor for each subpixel to the growth substrate so that the p-type electrode is electrically connected to a connection electrode electrically connected to a drain electrode of the driving thin film transistor, and the step of etching the growth substrate so that at least a portion of a surface of the second semiconductor layer is exposed to the outside and surrounds an outer surface of the second semiconductor layer. A method for manufacturing an LED display device is provided, including a step of forming a silicon pattern by etching a back surface.

여기서, 상기 각 서브픽셀에 위치하는 상기 활성층은 청색광을 발광하며, 상기 각 서브픽셀 중 적색 서브픽셀에 대응하여, 상기 제 2 반도체층 상부로 상기 청색광을 적색광으로 색변환시키는 제 1 색변환패턴을 형성하는 단계와, 상기 각 서브픽셀 중 녹색 서브픽셀에 대응하여, 상기 제 2 반도체층 상부로 상기 청색광을 녹색광으로 색변환시키는 제 2 색변환패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 실리콘패턴에 원소를 도핑하는 단계를 더욱 포함한다. Here, the active layer positioned in each of the subpixels emits blue light, and includes a step of forming a first color conversion pattern for converting the blue light into red light on the second semiconductor layer, corresponding to a red subpixel among the subpixels, and a step of forming a second color conversion pattern for converting the blue light into green light on the second semiconductor layer, corresponding to a green subpixel among the subpixels, and further includes a step of doping an element into the silicon pattern.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 반사절연막의 오목부로부터 돌출되는 제 2 반도체층의 외측면을 실리콘패턴이 감싸도록 위치시킴으로써, 마이크로-LED 상부로 위치하는 색변환패턴의 각 서브픽셀 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, by positioning the outer surface of the second semiconductor layer protruding from the concave portion of the reflective insulating film according to the present invention so that the silicon pattern surrounds it, there is an effect of preventing light leakage from occurring at the boundary of each subpixel or light leakage occurring by being incident on an adjacent subpixel without having to position a separate black matrix between each subpixel of the color conversion pattern positioned above the micro-LED.

이를 통해, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED의 광 추출 효율 또한 향상시키는 효과가 있다. Through this, the process for forming a black matrix can be omitted, which can lead to the effects of simplifying the process and reducing the process cost. In addition, by deleting the black matrix, some of the light emitted from the micro-LED can be prevented from being absorbed by the black matrix, which also has the effect of improving the light extraction efficiency of the micro-LED.

또한, 실리콘패턴에 의해 마이크로-LED를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있는 효과 또한 있다. In addition, since the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED by the silicon pattern can be quickly dissipated to the outside, there is also an effect of preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED.

또한, 공통전극을 다양한 재료를 사용하여 형성할 수 있어, 공정비용 절감 및 공정의 편의성을 더욱 가질 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, since the common electrode can be formed using various materials, it can reduce process costs and increase process convenience, which can also have the effect of improving process efficiency.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀들을 나타내는 단면도.
도 2a ~ 2l은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
도 3a ~ 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀에 대한 또 다른 제조 단계별 공정 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀들을 나타내는 단면도.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 구성에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀들을 나타내는 단면도.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing three subpixels of a micro-LED display device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2L are cross-sectional views showing manufacturing steps for three subpixels of a micro-LED display device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3B are cross-sectional views showing further manufacturing steps for three subpixels of a micro-LED display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing three subpixels of a micro-LED display device according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 5a and 5b are cross-sectional views showing three subpixels of a micro-LED display device according to another configuration of the second embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

- 제 1 실시예 -- Example 1 -

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀들을 나타내는 단면도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view showing three subpixels of a micro-LED display device according to a first embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 기판(101) 상에 정의된 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에는 각각 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 구비되나, 설명의 편의 및 도면의 간결함을 위하여 하나의 서프픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에만 구동 박막트랜지스터(DTr)를 도시하도록 한다. Before the explanation, each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) defined on the substrate (101) is equipped with a driving and switching thin film transistor (DTr, not shown), but for the convenience of explanation and the simplicity of the drawing, the driving thin film transistor (DTr) is shown only in one sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 기판(101) 상에 다수의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)이 정의되는데, 다수의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)들 각각이 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As described above, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention has a plurality of sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) defined on the substrate (101), and each of the plurality of sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) may be defined by a crossing structure of data lines and gate lines, but is not limited thereto.

이러한 서로 인접한 적어도 3개의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)은 컬러 표시를 위한 하나의 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 단위 픽셀은 서로 인접한 적색 서브픽셀(R-SP), 녹색 서브픽셀(G-SP) 및 청색 서브픽셀(B-SP)를 포함하며, 휘도 향상을 위해 백색 서브픽셀을 더 포함할 수도 있다.At least three such adjacent subpixels (R-SP, G-SP, B-SP) can constitute one unit pixel for color display. For example, one unit pixel includes a red subpixel (R-SP), a green subpixel (G-SP), and a blue subpixel (B-SP) that are adjacent to each other, and may further include a white subpixel for brightness enhancement.

이러한 각각의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)은 각각 청색광을 발광하는 마이크로-LED(120)를 포함하며, 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 마이크로-LED(120)상부로는 색변환패턴(115a, 115b)이 위치하여, 적색(red), 녹색(green), 청색(blue)의 광을 발광하게 된다. Each of these sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) includes a micro-LED (120) that emits blue light, and a color conversion pattern (115a, 115b) is positioned above the micro-LED (120) for each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP), so as to emit red, green, and blue light.

좀 더 상세히 살펴보면, 각각의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에는 마이크로-LED(120)의 활성층(125)에 대응하는 발광영역(EA)을 포함하며, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라서는 비발광영역(NEA)을 이루게 된다. Looking at it in more detail, each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) includes an emitting area (EA) corresponding to the active layer (125) of the micro-LED (120), and a non-emitting area (NEA) is formed along the edge of the emitting area (EA).

그리고 비발광영역(NEA)의 일측으로는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 스위칭영역(TrA)을 포함한다. And one side of the non-emitting region (NEA) includes a switching region (TrA) in which a driving thin film transistor (DTr) is formed.

스위칭영역(TrA) 상에는 반도체층(103)이 위치하는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103a) 그리고 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)으로 구성된다. A semiconductor layer (103) is positioned on the switching region (TrA). The semiconductor layer (103) is made of silicon, and its central portion is composed of an active region (103a) forming a channel, and source and drain regions (103b, 103c) doped with a high concentration of impurities on both sides of the active region (103a).

이러한 반도체층(103) 상부로는 게이트절연막(105)이 위치한다. A gate insulating film (105) is positioned above the semiconductor layer (103).

게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(103)의 액티브영역(103a)에 대응하여 게이트전극(104)이 구비되는데, 게이트전극(104)은 게이트라인에 연결된다. A gate electrode (104) is provided on the upper portion of the gate insulating film (105) corresponding to the active region (103a) of the semiconductor layer (103), and the gate electrode (104) is connected to the gate line.

또한, 게이트전극(104)과 게이트라인 상부로는 제 1 층간절연막(106a)이 위치하며, 이때 제 1 층간절연막(106a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(103a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(107a, 107b)이 구비된다. In addition, a first interlayer insulating film (106a) is positioned above the gate electrode (104) and the gate line, and at this time, the first interlayer insulating film (106a) and the gate insulating film (105) underneath it are provided with first and second semiconductor layer contact holes (107a, 107b) that expose source and drain regions (103b, 103c) located on both sides of the active region (103a), respectively.

다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(107a, 107b)을 포함하는 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(107a, 107b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(109a, 109b)이 구비되어 있다. Next, source and drain electrodes (109a, 109b) are provided on the upper portion of the first interlayer insulating film (106a) including the first and second semiconductor layer contact holes (107a, 107b) and are spaced apart from each other and contact the source and drain regions (103b, 103c) exposed through the first and second semiconductor layer contact holes (107a, 107b), respectively.

소스전극(109a)은 데이터라인과 연결되는데, 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 데이터라인과 평행하게는 공통전압배선(108)이 더욱 형성된다. The source electrode (109a) is connected to the data line, and a common voltage wiring (108) is further formed parallel to the data line above the first interlayer insulating film (106a).

선택적으로, 공통전압배선(108)은 복수의 단위 픽셀 각각마다 하나씩 마련될 수 있다. 이 경우, 각 단위 픽셀을 구성하는 적어도 3개의 서브픽셀(SP1, SP2, SP3)은 하나의 공통전압배선(108)을 공유하게 된다. 이에 따라, 각 서브픽셀(SP1, SP2, SP3)의 구동을 위한 공통전압배선(108)의 개수를 감소시킬 수 있고, 감소하는 공통전압배선(108)의 개수만큼 각 단위 픽셀의 개구율을 증가시키거나 각 단위 픽셀의 크기를 감소시킬 수 있다.Optionally, a common voltage wire (108) may be provided for each of a plurality of unit pixels. In this case, at least three subpixels (SP1, SP2, SP3) constituting each unit pixel share one common voltage wire (108). Accordingly, the number of common voltage wires (108) for driving each subpixel (SP1, SP2, SP3) can be reduced, and the aperture ratio of each unit pixel can be increased or the size of each unit pixel can be reduced by the number of common voltage wires (108) that is reduced.

이러한 소스 및 드레인전극(109a, 109b)과 공통전압배선(108) 그리고 두 전극(109a, 109b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 제 2 층간절연막(106b)이 위치한다. A second interlayer insulating film (106b) is positioned above the first interlayer insulating film (106a) exposed between the source and drain electrodes (109a, 109b), the common voltage wiring (108), and the two electrodes (109a, 109b).

이때, 소스 및 드레인 전극(109a, 109b)과 이들 전극(109a, 109b)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 위치하는 게이트절연막(105) 및 게이트전극(104)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다. At this time, the semiconductor layer (103) including the source and drain electrodes (109a, 109b) and the source and drain regions (103b, 103c) in contact with these electrodes (109a, 109b), the gate insulating film (105) and the gate electrode (104) located on the upper portion of the semiconductor layer (103) form a driving thin film transistor (DTr).

그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다. And, the switching thin film transistor (not shown) has the same structure as the driving thin film transistor (DTr) and is connected to the driving thin film transistor (DTr).

여기서, 도면에서는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)가 반도체층(103)이 폴리실리콘 반도체층 또는 산화물반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로써 보이고 있으나, 이의 변형예로써 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 보텀 게이트(bottom gate) 타입으로 구비될 수도 있다. Here, the drawing shows a switching thin film transistor (not shown) and a driving thin film transistor (DTr) as an example of a top gate type in which a semiconductor layer (103) is made of a polysilicon semiconductor layer or an oxide semiconductor layer, but as a modified example, a bottom gate type made of pure and impurity amorphous silicon may be provided.

그리고 제 2 층간절연막(106b)에는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)을 노출하는 드레인콘택홀(PH)이 구비되며, 이러한 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 드레인콘택홀(PH)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)과 연결되는 연결전극(111)이 위치한다. And, the second interlayer insulating film (106b) is provided with a drain contact hole (PH) that exposes the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr), and a connection electrode (111) connected to the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr) through the drain contact hole (PH) is positioned on the second interlayer insulating film (106b).

연결전극(111)을 포함하는 기판(101) 상부로는 반사절연막(113)이 위치하며, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하는 반사절연막(113)에는 각각 오목부(113a)가 구비되며, 각각의 오목부(113a) 내에는 마이크로-LED(120)가 각각 위치하게 된다. A reflective insulating film (113) is positioned on the upper portion of the substrate (101) including the connecting electrode (111), and a concave portion (113a) is provided in each reflective insulating film (113) corresponding to the light-emitting area (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP), and a micro-LED (120) is positioned within each concave portion (113a).

따라서, 반사절연막(113)은 각각의 마이크로-LED(120)의 외측면을 감싸도록 배치되는데, 반사절연막(113)은 각각의 마이크로-LED(120)로부터 발광된 광 중 마이크로-LED(120)의 측면으로 방출되는 광을 기판(101) 상부로 반사시켜, 각각의 마이크로-LED(120)의 광효율을 향상시키는 역할을 하게 된다. Accordingly, the reflective insulating film (113) is arranged to surround the outer surface of each micro-LED (120), and the reflective insulating film (113) reflects light emitted from the side of each micro-LED (120) among the light emitted from each micro-LED (120) toward the upper portion of the substrate (101), thereby improving the light efficiency of each micro-LED (120).

이러한 반사절연막(113)은 우수한 전기적 절연성을 갖는 산화물 또는 질화물로 형성될 수 있으며, 내구성 및 연성이 우수하면서도 절연특성까지 우수하고 두꺼운 박막의 제조가 가능한 유기절연체층으로 형성될 수 있다.This reflective insulating film (113) can be formed of an oxide or nitride having excellent electrical insulation properties, and can be formed of an organic insulating layer having excellent durability and ductility, as well as excellent insulation properties, and enabling the production of a thick thin film.

또는 반사절연막(113)은 광 반사를 위한 미세 입자를 포함하는 절연 물질로 이루어질 수 있는데, 산화 티타늄(TiO2) 입자가 분산된 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 절연 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Alternatively, the reflective insulating film (113) may be made of an insulating material including fine particles for light reflection, such as an insulating material of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) having titanium oxide (TiO2) particles dispersed therein, but is not limited thereto.

그리고, 이러한 반사절연막(113)은 공통전압배선(108)의 일부를 노출하도록 형성된다. And, this reflective insulating film (113) is formed to expose a part of the common voltage wiring (108).

이러한 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 반사절연막(113)의 오목부(113a) 내부로 위치하는 각각의 마이크로-LED(120)는 연결전극(111)과 연결되는 p형전극(121)과, p형 전극(121) 상부로 순차적으로 위치하는 제 1 반도체층(123), 활성층(125), 제 2 반도체층(127) 그리고 제 2 반도체층(127)과 전기적으로 연결되며 p형 전극(121)과는 이격되어 위치하는 공통전극(129)을 포함한다. Each micro-LED (120) positioned inside the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) for each of these sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) includes a p-type electrode (121) connected to the connection electrode (111), a first semiconductor layer (123), an active layer (125), a second semiconductor layer (127) sequentially positioned above the p-type electrode (121), and a common electrode (129) electrically connected to the second semiconductor layer (127) and positioned apart from the p-type electrode (121).

p형전극(121)은 Ag, Al, Au, Cr, Ir, Mg, Nd, Ni, Pd, Pt, Rh, Ti, W 등의 반사도가 높은 금속을 이용하여 반사전극으로 형성될 수 있는데, 여기서, p형전극(121)은 활성층(125)에서 발광된 광 중 전방이 아닌 반대 방향으로 방사되는 광을 전방으로 반사시키는 역할을 할 수도 있다. The p-type electrode (121) can be formed as a reflective electrode using a metal with high reflectivity such as Ag, Al, Au, Cr, Ir, Mg, Nd, Ni, Pd, Pt, Rh, Ti, or W. Here, the p-type electrode (121) can also play a role in reflecting forward light emitted from the active layer (125) in the opposite direction rather than forward.

또한, p형전극(121)은 반사도가 높은 금속 중 둘 이상의 합금으로 형성되거나 이종 금속의 적층구조로 형성될 수도 있고, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3막과 반사도가 높은 금속의 적층구조로 형성될 수도 있다. In addition, the p-type electrode (121) may be formed of an alloy of two or more metals having high reflectivity, or may be formed as a laminated structure of dissimilar metals, or may be formed as a laminated structure of an ITO, IZO, ZnO, or In2O3 film and a metal having high reflectivity.

그리고 제 1 반도체층(123)과의 접착력을 향상시키기 위한 접착층이나, 오믹접속이 가능하게 하는 오믹접속층 등이 더 적층될 수도 있다. Additionally, an adhesive layer to improve adhesion with the first semiconductor layer (123) or an ohmic connection layer to enable ohmic connection may be further laminated.

또한, p형전극(121)은 제 1 반도체층(123)의 면적보다 작게 형성되거나 제 1 반도체층(123)이 노출되지 않도록 제 1 반도체층(123)의 면적과 동일하게 형성될 수 있는데, 제 1 반도체층(123)이 노출되지 않도록 형성하는 이유는 반사면을 늘려 반사면에 의해 반사되는 광을 최대한 많게 하기 위함이다.In addition, the p-type electrode (121) may be formed to have a smaller area than the first semiconductor layer (123) or may be formed to have the same area as the first semiconductor layer (123) so that the first semiconductor layer (123) is not exposed. The reason for forming the first semiconductor layer (123) so that it is not exposed is to increase the reflective surface and maximize the amount of light reflected by the reflective surface.

여기서, 제 1 반도체층(123)은 p형전극(121)과 접촉되어, 활성층(125)에 정공을 제공하게 되는데, 이러한 제 1 반도체층(123)은 p-GaN계 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, p-GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, 또는 AlInGaN 등이 될 수 있다. 여기서, 제 1 반도체층(123)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Mg, Zn, 또는 Be 등이 이용될 수 있다.Here, the first semiconductor layer (123) is in contact with the p-type electrode (121) to provide holes to the active layer (125). This first semiconductor layer (123) may be made of a p-GaN-based semiconductor material, and the p-GaN-based semiconductor material may be GaN, AlGaN, InGaN, or AlInGaN. Here, Mg, Zn, or Be may be used as an impurity used for doping the first semiconductor layer (123).

그리고 제 1 반도체층(123) 상부로 위치하는 활성층(125)은 우물층과 우물층보다 밴드 갭이 높은 장벽층을 갖는 다중 양자 우물(MQW; Multi Quantum Well) 구조를 가질 수 있다. And the active layer (125) positioned above the first semiconductor layer (123) may have a multi-quantum well (MQW) structure having a well layer and a barrier layer having a higher band gap than the well layer.

이러한 활성층(125)은 제 1 및 제 2 반도체층(123, 127)에 전압이 인가되거나 전류가 공급되는 경우에 발광할 수 있다.This active layer (125) can emit light when voltage is applied or current is supplied to the first and second semiconductor layers (123, 127).

제 2 반도체층(127)은 활성층(125) 상부로 위치하여, 활성층(125)에 전자를 제공하는 역할을 하게 되는데, 제 2 반도체층(127)은 n-GaN계 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, n-GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, 또는 AlInGaN 등이 될 수 있다. 여기서, 제 2 반도체층(127)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Si, Ge, Se, Te, 또는 C 등이 사용될 수 있다.The second semiconductor layer (127) is positioned above the active layer (125) and serves to provide electrons to the active layer (125). The second semiconductor layer (127) may be formed of an n-GaN-based semiconductor material. The n-GaN-based semiconductor material may be GaN, AlGaN, InGaN, or AlInGaN. Here, Si, Ge, Se, Te, or C may be used as an impurity for doping the second semiconductor layer (127).

여기서, 제 1 반도체층(123)과 활성층(125)의 일부는 메사 식각(MESA Etching)으로 제거될 수 있으며, 이를 통해 저면에 제 2 반도체층(127)의 일부를 노출시킬 수도 있다.Here, a portion of the first semiconductor layer (123) and the active layer (125) may be removed by mesa etching, thereby exposing a portion of the second semiconductor layer (127) on the lower surface.

이와 같은, 마이크로-LED(120)는 p형 전극(121)과 공통전극(129) 사이에 흐르는 전류에 따른 전자와 정공의 재결합에 따라 발광하게 된다. In this way, the micro-LED (120) emits light according to the recombination of electrons and holes according to the current flowing between the p-type electrode (121) and the common electrode (129).

여기서, 본 발명의 제 1 실시에에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 제 2 반도체층(127)이 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되어 형성되며, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘(Silicon; Si) 패턴(130)이 감싸도록 위치하는 것을 특징으로 한다. Here, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention is characterized in that the second semiconductor layer (127) is formed to protrude from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113), and the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) is surrounded by a silicon (Si) pattern (130).

이와 같이, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 마이크로-LED(120)의 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴에 따라, 실리콘패턴(130)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에 위치하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 가장자리를 두르게 된다. In this way, by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) of the micro-LED (120) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it, the silicon pattern (130) is positioned at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) and surrounds the edge of the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

이러한 실리콘패턴(130)은 마이크로-LED(120)의 성장기판의 일부로, 마이크로-LED(120)는 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판 상에서 성장되어 형성되게 되는데, 이러한 실리콘패턴(130)은 마이크로-LED(120)로부터 방출되는 광에 실질적으로 불투명하거나(opaque) 그러한 광을 상당히 감쇠시키게 된다. This silicon pattern (130) is part of a growth substrate of a micro-LED (120), and the micro-LED (120) is formed by growing on a growth substrate made of a silicon wafer. This silicon pattern (130) is substantially opaque to light emitted from the micro-LED (120) or significantly attenuates such light.

또한, 실리콘패턴(130)은 높은 반사율을 가지며, 열전도도가 우수한 특성을 갖는다. In addition, the silicon pattern (130) has high reflectivity and excellent thermal conductivity.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 마이크로-LED(120) 상부로 위치하는 색변환패턴(115a, 115b)의 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention can prevent light leakage from occurring at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) or from being incident on an adjacent sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) without having to position a separate black matrix between each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) of the color conversion pattern (115a, 115b) positioned above the micro-LED (120) by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it.

이를 통해, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED(120)로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED(120)의 광 추출 효율 또한 향상시키게 된다. Through this, the process for forming a black matrix can be omitted, which can lead to the effects of simplifying the process and reducing the process cost. In addition, by deleting the black matrix, some of the light emitted from the micro-LED (120) can be prevented from being absorbed by the black matrix, which also improves the light extraction efficiency of the micro-LED (120).

또한, 실리콘패턴(130)에 의해 마이크로-LED(120)를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED(120)의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있게 된다. In addition, the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED (120) by the silicon pattern (130) can be quickly dissipated to the outside, thereby preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED (120).

또한, 공통전극(129)을 다양한 재료를 사용하여 형성할 수 있는데, 즉, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 제 2 반도체층(127)과 전기적으로 연결되는 공통전극(129)은 반사절연막(113)의 오목부(113a)에 위치하는 제 2 반도체층(127)의 측면으로부터 반사절연막(113)과 실리콘패턴(130) 사이로 연장되어 형성되게 된다. In addition, the common electrode (129) can be formed using various materials, that is, by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it, the common electrode (129) electrically connected to the second semiconductor layer (127) is formed by extending from the side surface of the second semiconductor layer (127) located in the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) between the reflective insulating film (113) and the silicon pattern (130).

따라서, 공통전극(129)은 마이크로-LED(120)의 발광영역(EA)을 제외한 비발광영역(NEA)에만 형성되게 되므로, 공통전극(129)은 광이 투과될 수 있는 투명한 재료 외에도 전도성을 갖는 어떠한 물질로도 형성할 수 있다. Accordingly, since the common electrode (129) is formed only in the non-emitting area (NEA) excluding the emitting area (EA) of the micro-LED (120), the common electrode (129) can be formed of any material having conductivity in addition to a transparent material through which light can be transmitted.

예를 들어, 공통전극(129)은 활성층(125)에서 발광된 광을 투과 시키기 위해 ITO, IZO, ZnO로 이루어질 수 있으며, 또는 높은 반사율을 갖는 Ag, Al, Au, Cr, Ir, Mg, Nd, Ni, Pd, Pt, Rh, Ti, W 등으로 형성할 수도 있으며, 이들 금속 중 둘 이상의 합금으로 형성되거나 이종 금속의 적층구조로 형성할 수도 있다. For example, the common electrode (129) may be made of ITO, IZO, ZnO to transmit light emitted from the active layer (125), or may be formed of Ag, Al, Au, Cr, Ir, Mg, Nd, Ni, Pd, Pt, Rh, Ti, W, etc. having high reflectivity, or may be formed of an alloy of two or more of these metals or may be formed as a laminated structure of different metals.

이때, 도면상으로는 공통전극(129)이 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 분리된 형태로 도시되었으나, 공통전극(129)은 기판(101) 상에서 모두 연결되어 각각의 마이크로-LED(120)가 모두 공통전극(129)을 공유할 수 있다. At this time, although the common electrode (129) is depicted in a form that is separated for each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) in the drawing, the common electrode (129) is connected to all on the substrate (101) so that each micro-LED (120) can share the common electrode (129).

이러한 공통전극(129)은 반사절연막(113)에 의해 노출되는 공통전압배선(108)과 전기적으로 연결된다. This common electrode (129) is electrically connected to the common voltage wiring (108) exposed by the reflective insulating film (113).

각각의 마이크로-LED(120)는 활성층(125)으로부터는 청색광을 발광하게 되며, 적색 및 녹색 서브픽셀(R-SP, G-SP)에서는 각각의 마이크로-LED(120) 상부로 단파장의 빛을 장파장의 빛으로 변환하여 출사하는 색변환패턴(color conversion pattern)(115a, 115b)이 위치하게 된다. Each micro-LED (120) emits blue light from the active layer (125), and in the red and green sub-pixels (R-SP, G-SP), a color conversion pattern (115a, 115b) is positioned above each micro-LED (120) to convert short-wavelength light into long-wavelength light and emit it.

이는 청색광이 적색광 및 녹색광 대비 단파장이며, 단파장의 광에 대해 색변환패턴(115a, 115b)의 형광효율이 조금 더 우수하며, 색변환패턴(115a, 115b)은 그 특성 상 상대적으로 장파장대인 적색광 및 녹색광으로 색변환시키는 것이 상대적으로 단파장인 청색광을 색변환시키는 것 대비 수명 등의 측면에서 조금 더 우수하기 때문이다.This is because blue light has a shorter wavelength than red light and green light, and the fluorescence efficiency of the color conversion pattern (115a, 115b) is slightly better for light of a shorter wavelength, and the color conversion pattern (115a, 115b) is slightly better in terms of lifespan, etc., when converting light of a relatively long wavelength into red light and green light, compared to when converting blue light of a relatively short wavelength.

하지만, 마이크로-LED(120)가 반드시 청색광을 발광할 필요는 없으며, 적색광 또는 녹색광을 발광하는 마이크로-LED로 이루어질 수도 있다. However, the micro-LED (120) does not necessarily have to emit blue light, and may be composed of a micro-LED that emits red light or green light.

여기서, 적색 서브픽셀(R-SP)의 발광영역(EA)에 대응해서는 제 1 색변환패턴(115a)이 위치하게 되는데, 제 1 색변환패턴(115a)은 광을 제공받아 제1 색상의 광을 방출하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 제 1 색변환패턴(115a)은 제공받은 광을 제1 색의 파장으로 변환하는 층일 수 있다. Here, a first color conversion pattern (115a) is positioned corresponding to the light-emitting area (EA) of the red subpixel (R-SP), and the first color conversion pattern (115a) can receive light and emit light of a first color. Specifically, the first color conversion pattern (115a) can be a layer that converts the received light into a wavelength of the first color.

구체적으로는 제1 색은 파장이 약620nm 내지 750nm인 적색(red)광일 수 있다. 그러나, 적색광 파장이 위 예시에 제한되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 적색광으로 인식될 수 있는 파장 범위를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Specifically, the first color may be red light having a wavelength of about 620 nm to 750 nm. However, the wavelength of the red light is not limited to the above example, and should be understood to include all wavelength ranges that can be recognized as red light in the art.

그리고 녹색 서브픽셀(G-SP)의 발광영역(EA)에 대응해서는 제 2 색변환패턴(115b)이 위치하게 되는데, 제 2 색변환패턴(115b)도 제 1 색변환패턴(115a)과 마찬가지로 광을 제공받아 제2색상의 광을 방출하는 층으로서, 구체적으로는 제공받은 광을 제2 색의 파장으로 변환하는 층일 수 있다. And, a second color conversion pattern (115b) is positioned corresponding to the light-emitting area (EA) of the green subpixel (G-SP). The second color conversion pattern (115b), like the first color conversion pattern (115a), is a layer that receives light and emits light of a second color. Specifically, it may be a layer that converts the received light into a wavelength of the second color.

제2색은 파장이 약 495nm 내지 570nm인 녹색(green)일 수 있다. 그러나, 녹색광 파장이 위 예시에 제한되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 녹색광으로 인식될 수 있는 파장 범위를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The second color may be green having a wavelength of about 495 nm to 570 nm. However, it should be understood that the green light wavelength is not limited to the above examples and includes any wavelength range that can be recognized as green light in the art.

이러한 제 1 및 제 2 색변환패턴(115a, 115b)에는 색변환물질이 포함되게 되는데, 색변환물질은, 예를 들어, 양자점(Quantum Dot), 형광염료 또는 이들의 조합일 수 있다. 형광염료는, 예를 들어, 유기 형광물질, 무기 형광물질 및 이들의 조합을 포함한다.These first and second color conversion patterns (115a, 115b) include a color conversion material. The color conversion material may be, for example, a quantum dot, a fluorescent dye, or a combination thereof. The fluorescent dye includes, for example, an organic fluorescent material, an inorganic fluorescent material, and a combination thereof.

양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있지만, 이들 만으로 제한되지 않는다. Quantum dots can be selected from, but are not limited to, group II-VI compounds, group III-V compounds, group IV-VI compounds, group IV elements, group IV compounds, and combinations thereof.

II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어 진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. Group II-VI compounds are binary compounds selected from the group consisting of CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS and mixtures thereof; It may be selected from the group consisting of ternary compounds selected from the group consisting of CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS and mixtures thereof, and quaternary compounds selected from the group consisting of HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe and mixtures thereof.

III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The group III-V compound may be selected from the group consisting of a binary compound selected from the group consisting of GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, and mixtures thereof; a ternary compound selected from the group consisting of GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, and mixtures thereof; and a quaternary compound selected from the group consisting of GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and mixtures thereof.

IV-VI족화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. The group IV-VI compound may be selected from the group consisting of a binary compound selected from the group consisting of SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe and mixtures thereof; a ternary compound selected from the group consisting of SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe and mixtures thereof; and a quaternary compound selected from the group consisting of SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe and mixtures thereof.

IV족 원소로 는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. Group IV elements can be selected from the group consisting of Si, Ge, and mixtures thereof.

IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.The Group IV compound may be a binary compound selected from the group consisting of SiC, SiGe, and mixtures thereof.

이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. At this time, the binary, ternary or quaternary compound may exist within the particle at a uniform concentration, or may exist within the same particle with the concentration distribution partially divided into different states. In addition, one quantum dot may have a core/shell structure surrounding another quantum dot.

코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.The interface between the core and the shell can have a concentration gradient in which the concentration of elements present in the shell decreases toward the center.

이러한 양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.These quantum dots can have a full width of half maximum (FWHM) of an emission wavelength spectrum of about 45 nm or less, preferably about 40 nm or less, and more preferably about 30 nm or less, and color purity or color reproducibility can be improved in this range. In addition, since light emitted by these quantum dots is emitted in all directions, a wide viewing angle can be improved.

또한, 양자점의 형태는 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.In addition, the shape of the quantum dot is not particularly limited to the commonly used shape, but more specifically, it can be used in the shape of spherical, pyramidal, multi-arm, or cubic nanoparticles, nanotubes, nanowires, nanofibers, nanoplatelet particles, etc.

형광염료는 예를 들어, 적색 형광염료, 녹색 형광염료, 그 이외의 제3의 색상의 빛을 발광하는 염료 또는 이들의 조합일 수 있다.The fluorescent dye can be, for example, a red fluorescent dye, a green fluorescent dye, a dye that emits light of a third color, or a combination thereof.

적색 형광염료는 녹색 파장대의 광을 흡수하여 적색 파장대의 광을 발광하는 물질로, 예를 들어, (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, 카즌(CaAlSiN3), CaMoO4, Eu2Si5N8, K2SiF6, SrCaAlSiN3, CaS, SrLiAlN3 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 적색 형광염료는, 예를 들어, 617nm 내지 637nm 에서 최대 발광피크를 가지며, 반치폭(FWHM)이 10nm 내지 100nm인 물질일 수 있다. A red fluorescent dye is a material that absorbs light in a green wavelength range and emits light in a red wavelength range, and may be, for example, at least one of (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, CaAlSiN3, CaMoO4, Eu2Si5N8, K2SiF6, SrCaAlSiN3, CaS, and SrLiAlN3. In addition, the red fluorescent dye may be, for example, a material having a maximum emission peak at 617 nm to 637 nm and a full width at half maximum (FWHM) of 10 nm to 100 nm.

녹색 형광염료는 청색 파장대의 광을 흡수하여 녹색 파장대의 광을 발광하는 물질로, 예를 들어, 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, 바리움마그네슘알루미네이트(BAM), 알파사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, Sr1-xBax)Si2O2N2, LuAG, (Ca, Sr, Ba)Si2O2N2, GaS 중 적어도 하나일 수 있다. A green fluorescent dye is a material that absorbs light in the blue wavelength range and emits light in the green wavelength range, and may be, for example, at least one of yttrium aluminum garnet (YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, barium magnesium aluminate (BAM), alpha-SiAlON, beta-SiAlON, Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, Sr1-xBax)Si2O2N2, LuAG, (Ca, Sr, Ba)Si2O2N2, and GaS.

또한, 녹색 형광염료는 예를 들어, 510nm 내지 525nm 에서 최대 발광피크를 가지며, 반치폭(FWHM)이 60nm 내지 70nm인 물질일 수 있다. 구체 예에서, 녹색 형광염료로는, 520nm 에서 최대발광피크를 가지며, 반치폭(FWHM)이 62nm인 제1 녹색 형광염료와, 511nm 에서 최대 발광피크를 가지며, 반치폭(FWHM)이 64nm인 제2 녹색 형광염료가 사용될 수 있다. 다만, 녹색 형광염료가 전술한 예들 만으로 제한되지 않는다.In addition, the green fluorescent dye may be, for example, a material having a maximum emission peak at 510 nm to 525 nm and a full width at half maximum (FWHM) of 60 nm to 70 nm. In a specific example, as the green fluorescent dye, a first green fluorescent dye having a maximum emission peak at 520 nm and a full width at half maximum (FWHM) of 62 nm and a second green fluorescent dye having a maximum emission peak at 511 nm and a full width at half maximum (FWHM) of 64 nm may be used. However, the green fluorescent dye is not limited to the examples described above.

한편 지금까지 나열한 형광염료는 무기 형광물질로, 유기 형광물질로는 BODIPY 계열 형광체로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the fluorescent dyes listed so far can be made of inorganic fluorescent substances, and organic fluorescent substances can be made of BODIPY series fluorescent substances.

또한, Perovskite 소재 또한 적용 가능하다. Additionally, Perovskite materials can also be applied.

이와 같이, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에는 적색 및 녹색 서브화소(R-SP, G-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 각각 제 1 및 제 2 색변환패턴(115a, 115b)이 위치하게 되므로, 각각의 마이크로-LED(120)로부터 방출되는 청색광은 적색 서브픽셀(R-SP)에서는 적색 서브픽셀(R-SP)에 위치하는 제 1 색변환패턴(115a)에 의해 청색광이 적색광으로 파장 변환되게 되며, 녹색 서브픽셀(G-SP)에서는 녹색 서브픽셀(G-SP)에 위치하는 제 2 색변환패턴(115b)에 의해 청색광이 녹색광으로 파장 변환되게 된다. In this way, since the first and second color conversion patterns (115a, 115b) are positioned in correspondence to the emission areas (EA) of the red and green sub-pixels (R-SP, G-SP) in each sub-pixel (R-SP, G-SP), the blue light emitted from each micro-LED (120) is wavelength-converted into red light by the first color conversion pattern (115a) positioned in the red sub-pixel (R-SP) in the red sub-pixel (R-SP), and the blue light is wavelength-converted into green light by the second color conversion pattern (115b) positioned in the green sub-pixel (G-SP) in the green sub-pixel (G-SP).

따라서, 각각의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에서는 적색광, 녹색광, 청색광을 발하게 되어, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 고휘도의 풀컬러를 구현하게 된다. Accordingly, each of the red, green, and blue subpixels (R-SP, G-SP, B-SP) emits red light, green light, and blue light, so that the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention implements high-brightness full color.

이때, 청색 서브픽셀(B-SP)에서는 마이크로-LED(120)로부터 발광되는 청색광을 통해 화상의 청색광을 그대로 구현할 수 있으므로, 청색 서브픽셀(B-SP)에는 마이크로-LED(120)로부터 발광되는 청색광이 그대로 투과될 수 있도록, 아무것도 위치하지 않거나, 또는 투명한 레진이 위치할 수 있다. At this time, since the blue light of the image can be implemented as is through the blue light emitted from the micro-LED (120) in the blue sub-pixel (B-SP), nothing can be positioned in the blue sub-pixel (B-SP) or a transparent resin can be positioned so that the blue light emitted from the micro-LED (120) can be transmitted as is.

또는 제 1 및 제 2 색변환패턴(115a, 115b)이 양자점으로 이루어지도록 하는 경우, 적색 및 녹색 서브픽셀(R-SP, G-SP)로부터 구현되는 적색광과 녹색광의 색 순도(color purity)가 향상되는 동시에 장시간 발광 후에도 색 순도를 처음과 같이 유지할 수 있는 효과를 갖게 되므로, 청색 서브픽셀(B-SP)에서도 투명레진에 양자점이 포함되도록 할 수 있다. Alternatively, when the first and second color conversion patterns (115a, 115b) are made of quantum dots, the color purity of red and green light implemented from red and green subpixels (R-SP, G-SP) is improved, and the color purity can be maintained as it was at the beginning even after long-term light emission. Therefore, quantum dots can be included in the transparent resin even in the blue subpixel (B-SP).

즉, 청색 서브픽셀(B-SP)에 대응되는 투명레진에는 마이크로-LED(120)로부터 발광되는 청색광이 반응하여, 보다 고순도의 청색 파장대의 광을 출광하는 청색 양자점들이 더욱 분포되어 위치할 수 있는 것이다. That is, the blue light emitted from the micro-LED (120) reacts to the transparent resin corresponding to the blue sub-pixel (B-SP), so that blue quantum dots that emit light of a higher purity blue wavelength can be further distributed and positioned.

여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에 별도의 블랙매트릭스를 구비하지 않아도, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에 구비된 마이크로-LED(120)로부터 발광되는 청색광이 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Here, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention can prevent the occurrence of light leakage at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) or light leakage caused by the blue light emitted from the micro-LED (120) provided in each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) being incident on an adjacent sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) without providing a separate black matrix at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

이는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 마이크로-LED(120)의 제 2 반도체층(127)의 외측면을 불투명한 실리콘패턴(130)이 감싸도록 함으로써, 실리콘패턴(130)이 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 가장자리를 두르게 위치하기 때문인데, 실리콘패턴(130)이 블랙매트릭스의 역할을 하도록 함에 따라 실리콘패턴(130)에 의해 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다. This is because the outer surface of the second semiconductor layer (127) of the micro-LED (120) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) is wrapped by an opaque silicon pattern (130), so that the silicon pattern (130) is positioned to surround the edge of the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP). As the silicon pattern (130) acts as a black matrix, light leakage caused by the silicon pattern (130) can be prevented.

또한, 실리콘패턴(130)은 블랙수지로 이루어지는 블랙매트릭스에 비해 높은 반사율을 갖는데, 이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 마이크로-LED(120)의 광 효율을 보다 향상시키게 된다. In addition, the silicon pattern (130) has a higher reflectivity than the black matrix made of black resin, and through this, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention further improves the light efficiency of the micro-LED (120).

아래 (표 1)은 일반적인 블랙매트릭스와 실리콘패턴(130)의 반사율을 측정한 실험결과이다. Below (Table 1) are the experimental results measuring the reflectivity of a typical black matrix and a silicon pattern (130).

블랙매트릭스Black Matrix 실리콘패턴Silicon pattern 반사율(%)reflectivity(%) 0 ~ 50 ~ 5 30 ~ 6030 ~ 60

(표 1)을 살펴보면, 일반적인 블랙매트릭스는 블랙수지로 이루어짐에 따라, 거의 모든 광(=컬러)을 흡수하게 됨에 따라 반사율이 0 ~ 5%로 매우 미미하게 발생하게 되나, 불투명한 실리콘패턴(130)은 반사율이 30 ~ 60%로 블랙매트릭스에 비해 매우 높은 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 반사율이 높은 실리콘패턴(130)을 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 가장자리를 두르는 비발광영역(NEA)에 위치하도록 하면, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로부터 발광된 광 중 비발광영역(NEA)으로 진행하는 광을 반사시켜 발광영역(EA)으로 추출되도록 할 수 있다. (Inspecting Table 1), since a general black matrix is made of black resin, it absorbs almost all light (=color), resulting in a very small reflectance of 0 to 5%, but it can be confirmed that the opaque silicon pattern (130) has a reflectance of 30 to 60%, which is much higher than the black matrix. In this way, if the silicon pattern (130) with high reflectance is positioned in the non-emission area (NEA) surrounding the edge of the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP), the light emitted from each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) and traveling to the non-emission area (NEA) can be reflected and extracted to the light-emitting area (EA).

따라서, 마이크로-LED(120)의 광효율을 향상시키게 되며, 또한, 인접한 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로부터 반사되어 발생되는 빛샘을 보다 최소화할 수 있게 되는 것이다. Accordingly, the light efficiency of the micro-LED (120) is improved, and light leakage caused by reflection from adjacent sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) can be further minimized.

또한, 이와 같이 인접한 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로부터 반사되어 발생되는 광을 다시 반사시켜 외부로 추출되도록 함으로써, 이를 통해서도 마이크로-LED(120)의 광효율을 보다 향상시키게 된다. In addition, by reflecting the light generated by reflection from adjacent subpixels (R-SP, G-SP, B-SP) and extracting it to the outside, the light efficiency of the micro-LED (120) is further improved.

또한, 실리콘패턴(130)은 블랙수지로 이루어지는 블랙매트릭스에 비해 높은 열전도율을 또한 갖는데, 이를 통해서도, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 마이크로-LED(120)의 광 효율을 보다 향상시키게 된다. In addition, the silicon pattern (130) also has a higher thermal conductivity than the black matrix made of black resin, and through this, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention further improves the light efficiency of the micro-LED (120).

아래 (표 2)는 일반적인 블랙매트릭스와 실리콘패턴(130)의 열전도율을 측정한 실험결과이다. Below (Table 2) are the experimental results measuring the thermal conductivity of a typical black matrix and a silicon pattern (130).

블랙매트릭스Black Matrix 실리콘패턴Silicon pattern 열전도율(W/K)Thermal Conductivity (W/K) 4 ~ 64 ~ 6 7575

(표 2)를 살펴보면, 일반적인 블랙매트릭스는 블랙수지로 이루어짐에 따라, 열전도율이 4 ~ 6W/K로 매우 낮은 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, 실리콘패턴(130)은 75W/K로 열전도율이 블랙매트릭스에 비해 매우 높은 것을 확인할 수 있는데, 이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 마이크로-LED(120)를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있다. (As shown in Table 2), it can be seen that the general black matrix has a very low thermal conductivity of 4 to 6 W/K as it is made of black resin. In contrast, the silicon pattern (130) has a thermal conductivity of 75 W/K, which is very high compared to the black matrix. Through this, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention can quickly dissipate high-temperature heat generated in the process of driving the micro-LED (120) to the outside.

이를 통해, 열화에 의해 마이크로-LED(120)의 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있게 된다. Through this, it is also possible to prevent the efficiency of the micro-LED (120) from being reduced due to deterioration.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 마이크로-LED(120) 상부로 위치하는 색변환패턴(115a, 115b)의 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. As described above, the micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention can prevent light leakage from occurring at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) or from being incident on an adjacent sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) without having to position a separate black matrix between each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) of the color conversion pattern (115a, 115b) positioned above the micro-LED (120) by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it.

이를 통해, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED(120)로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED(120)의 광 추출 효율 또한 향상시키게 된다. Through this, the process for forming a black matrix can be omitted, which can lead to the effects of simplifying the process and reducing the process cost. In addition, by deleting the black matrix, some of the light emitted from the micro-LED (120) can be prevented from being absorbed by the black matrix, which also improves the light extraction efficiency of the micro-LED (120).

또한, 실리콘패턴(130)에 의해 마이크로-LED(120)를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED(120)의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있게 된다. In addition, the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED (120) by the silicon pattern (130) can be quickly dissipated to the outside, thereby preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED (120).

또한, 공통전극(129)을 다양한 재료를 사용하여 형성할 수 있어, 공정비용 절감 및 공정의 편의성을 더욱 가질 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다. In addition, the common electrode (129) can be formed using various materials, which can reduce process costs and enhance process convenience, thereby improving process efficiency.

이하, 도 2a ~ 2l을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 제조방법에 대해 살펴보도록 하겠다. Hereinafter, a method for manufacturing a micro-LED display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2a to 2l.

도 2a ~ 2l은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀에 대한 제조 단계별 공정 단면도이며, 도 3a ~ 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀에 대한 또 다른 제조 단계별 공정 단면도이다. FIGS. 2A to 2L are cross-sectional views showing manufacturing steps for three subpixels of a micro-LED display device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3B are cross-sectional views showing manufacturing steps for another three subpixels of a micro-LED display device according to the first embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 본 발명의 제 1실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(도 1의 100)는 마이크로-LED(도 1의 120)를 형성하는데 특징이 있으므로, 설명의 편의를 위하여 이를 중점으로 설명하도록 하겠다. Before the explanation, the micro-LED display device (100 in FIG. 1) according to the first embodiment of the present invention is characterized by forming a micro-LED (120 in FIG. 1), so for the convenience of explanation, this will be mainly explained.

먼저 도 2a에 도시한 바와 같이, 성장기판(201) 상에는 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 홈패턴(203)을 형성한다. First, as shown in Fig. 2a, a home pattern (203) is formed on a growth substrate (201) corresponding to the light-emitting area (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP).

여기서 성장기판(201)은 실리콘웨이퍼로 이루어지는데, 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판(201)은 사파이어로 이루어지는 기판에 비해 저렴한 장점을 갖는다. Here, the growth substrate (201) is made of a silicon wafer, and the growth substrate (201) made of a silicon wafer has the advantage of being inexpensive compared to a substrate made of sapphire.

이러한 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판(201)은 마이크로-LED(도 1의 120)로부터 방출되는 광에 실질적으로 불투명하거나(opaque) 그러한 광을 상당히 감쇠시키게 된다. The growth substrate (201) made of such a silicon wafer is substantially opaque to the light emitted from the micro-LED (120 in FIG. 1) or significantly attenuates such light.

또한, 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판(201)은 높은 반사율을 가지며, 열전도도가 우수한 특성을 갖는다. In addition, the growth substrate (201) made of a silicon wafer has high reflectivity and excellent thermal conductivity.

다음으로 도 2b에 도시한 바와 같이, 홈패턴(203)을 포함하는 성장기판(201)의 전면으로 에피(epi) 성장 공정을 진행한다. Next, as shown in Fig. 2b, an epi growth process is performed on the entire surface of the growth substrate (201) including the home pattern (203).

에피 성장 공정을 통해 제 2 반도체물질층(227)과, 활성물질층(225) 그리고 제 1 반도체물질층(223)을 순차적으로 형성할 수 있는데, 제 1 및 제 2 반도체물질층(223, 227)과 활성물질층(225)은 각각 질화물반도체로 형성될 수 있다. Through an epi growth process, a second semiconductor material layer (227), an active material layer (225), and a first semiconductor material layer (223) can be sequentially formed, and the first and second semiconductor material layers (223, 227) and the active material layer (225) can each be formed of a nitride semiconductor.

즉, 제 2 반도체물질층(227)은 n-GaN계 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, n-GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, 또는 AlInGaN 등이 될 수 있다. 여기서, 제 2 반도체물질층(227)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Si, Ge, Se, Te, 또는 C 등이 사용될 수 있다.That is, the second semiconductor material layer (227) may be formed of an n-GaN-based semiconductor material, and the n-GaN-based semiconductor material may be GaN, AlGaN, InGaN, or AlInGaN. Here, Si, Ge, Se, Te, or C may be used as an impurity for doping the second semiconductor material layer (227).

그리고 제 1 반도체물질층(223)은 p-GaN계 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, p-GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, 또는 AlInGaN 등이 될 수 있다. 여기서, 제 1 반도체물질층(223)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Mg, Zn, 또는 Be 등이 이용될 수 있다.And the first semiconductor material layer (223) can be made of a p-GaN-based semiconductor material, and the p-GaN-based semiconductor material can be GaN, AlGaN, InGaN, or AlInGaN. Here, Mg, Zn, or Be can be used as an impurity used for doping the first semiconductor material layer (223).

활성물질층(225)은 InGaN/GaN 등의 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있는데, 청색광을 발광한다. The active material layer (225) may have a multi-quantum well structure such as InGaN/GaN, and emits blue light.

이러한 GaN으로 대표되는 제 1 및 제 2 반도체물질층(223, 227)과 활성물질층(225)은 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판(201) 상에서 우수한 결정 품질을 가지고 에피 성장될 수 있다.The first and second semiconductor material layers (223, 227) and the active material layer (225) represented by GaN can be epitaxially grown with excellent crystal quality on a growth substrate (201) made of a silicon wafer.

여기서, 질화물 반도체층은 성장기판(201) 상에 금속유기화학증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) 공정을 통해 형성할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, MBE(Molecular Beam Epitaxy), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), VPE(Vapor Phase Epitaxy)등의 방법을 통해서도 구현될 수 있다. MOCVD 공정은 대략 900 ~1300℃에서 진행될 수 있다.Here, the nitride semiconductor layer can be formed on the growth substrate (201) through a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process, but is not limited thereto. For example, it can also be implemented through methods such as MBE (Molecular Beam Epitaxy), PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), and VPE (Vapor Phase Epitaxy). The MOCVD process can be performed at approximately 900 to 1300°C.

다음으로 도 2c에 도시한 바와 같이, 발광영역(EA)을 제외한 나머지 영역의 제 1 및 제 2 반도체물질층(도 2b의 223, 227)과 활성물질층(도 2b의 225)을 제거하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 제 1 및 제 2 반도체층(123, 127)과 활성층(125)을 각각 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 2c, the first and second semiconductor material layers (223, 227 of FIG. 2b) and the active material layer (225 of FIG. 2b) of the remaining area except the light-emitting area (EA) are removed, thereby forming the first and second semiconductor layers (123, 127) and the active layer (125) corresponding to the light-emitting area (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP), respectively.

이는 마스크를 이용한 식각(Etching) 공정으로 수행될 수 있다. This can be done by an etching process using a mask.

또한, 제 2 반도체물질층(도 2b의 227)의 일부를 노출시키도록 제 1 반도체물질층(도 2b의 223)과 활성물질층(도 2b의 225)의 일부를 더욱 식각할 수도 있다. Additionally, a portion of the first semiconductor material layer (223 in FIG. 2b) and the active material layer (225 in FIG. 2b) may be further etched to expose a portion of the second semiconductor material layer (227 in FIG. 2b).

다음으로 도 2d에 도시한 바와 같이 제 1 반도체층(123) 상부로 p형 전극(121)을 형성하고, 도 2e에 도시한 바와 같이 성장기판(201)의 비발광영역(NEA)에 대응하여 제 2 반도체층(127)의 측면과 접하도록 공통전극(129)을 형성하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 청색광을 발광하는 마이크로-LED(120)를 완성한다. Next, as illustrated in FIG. 2d, a p-type electrode (121) is formed on the first semiconductor layer (123), and as illustrated in FIG. 2e, a common electrode (129) is formed to contact the side surface of the second semiconductor layer (127) corresponding to the non-emitting area (NEA) of the growth substrate (201), thereby completing a micro-LED (120) that emits blue light corresponding to the emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

이후, 도 2f에 도시한 바와 같이 성장기판(201)의 전면으로 반사절연막(113)을 형성한다. Thereafter, as shown in Fig. 2f, a reflective insulating film (113) is formed on the front surface of the growth substrate (201).

반사절연막(113)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 위치하는 마이크로-LED(120)의 사이영역으로 위치하여, 반사절연막(113)에는 마이크로-LED(120)가 위치하는 오목부(113a)를 형성하게 된다. The reflective insulating film (113) is positioned in the interspace between the micro-LEDs (120) corresponding to the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP), so that a concave portion (113a) in which the micro-LEDs (120) are positioned is formed in the reflective insulating film (113).

다음으로 도 2g에 도시한 바와 같이 반사절연막(113)에 비발광영역(NEA)의 일측으로 공통전극(129)을 노출하는 반사절연막콘택홀(113b)을 형성한 뒤, 도 2h에 도시한 바와 같이 반사절연막콘택홀(113b) 내부로 공통전극(129)과 전기적으로 접촉되는 공통전극기둥(129a)을 형성한다. 이후, 도 2i에 도시한 바와 같이 비발광영역(NEA)의 스위칭영역(TrA)에 대응하여 구동 박막트랜지스터(DTr)가 구비된 기판(101)을 준비한 뒤, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 형성된 각각의 마이크로-LED(120)를 각각의 마이크로-LED(120)의 p형전극(121)이 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)과 연결되는 연결전극(111)과 접촉되도록 안착시킨다. Next, as illustrated in FIG. 2g, a reflective insulating film contact hole (113b) is formed to expose a common electrode (129) on one side of a non-emitting area (NEA) in a reflective insulating film (113), and then, as illustrated in FIG. 2h, a common electrode pillar (129a) in electrical contact with the common electrode (129) is formed inside the reflective insulating film contact hole (113b). Thereafter, as illustrated in FIG. 2i, a substrate (101) equipped with a driving thin film transistor (DTr) corresponding to a switching region (TrA) of a non-emitting region (NEA) is prepared, and then each micro-LED (120) formed corresponding to an emitting region (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) is mounted such that the p-type electrode (121) of each micro-LED (120) is in contact with the connection electrode (111) connected to the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr).

이때, 공통전극기둥(129a)은 기판(101) 상에 구비된 공통전압배선(108)과 접촉되도록 한다. At this time, the common electrode pillar (129a) is brought into contact with the common voltage wiring (108) provided on the substrate (101).

이후, 도 2j에 도시한 바와 같이 마이크로-LED(120)가 성장된 성장기판(201)의 배면을 그라이딩(grinding)을 수행하고 이후 식각(Etching)하여, 각 마이크로-LED(120)의 제 2 반도체층(127)이 성장기판(201)의 외부로 노출되도록 한다. Thereafter, as shown in Fig. 2j, the back surface of the growth substrate (201) on which the micro-LED (120) is grown is ground and then etched so that the second semiconductor layer (127) of each micro-LED (120) is exposed to the outside of the growth substrate (201).

여기서 식각은 건식식각을 사용할 수 있는데, 건식 식각공정은 식각 가스인 CxFy 계열의 가스 혹은 SxFy 계열의 가스를 주반응 가스로, N2, Ar, O2등과 같은 가스를 보조가스로 사용하여, 수mTorr 내지 수 백mTorr 대역인 낮은 압력에서 상부에 플라즈마 소오스를, 그리고 하부 척에 각각 수십KHz 내지 GHz 범위의 RF를 독립적으로 인가하여 플라즈마를 발생시켜 화학적인 반응을 일으킴으로써 진행할 수 있다.Here, etching can use dry etching, and the dry etching process can be performed by using an etching gas of the CxFy series or SxFy series as the main reaction gas and a gas such as N2, Ar, or O2 as an auxiliary gas, at a low pressure of several mTorr to several hundred mTorr, independently applying a plasma source to the upper and RF in the range of several tens of KHz to GHz to the lower chuck to generate plasma and cause a chemical reaction.

이를 통해, 도 2k에 도시한 바와 같이 성장기판(201)은 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 감싸는 실리콘패턴(130)을 이루게 된다. Through this, as illustrated in FIG. 2k, the growth substrate (201) forms a silicon pattern (130) that surrounds the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113).

이러한 실리콘패턴(130)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에 위치하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 가장자리를 두르게 된다. These silicon patterns (130) are located at the boundary of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) and surround the edge of the light-emitting area (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP).

다음으로, 도 2l에 도시한 바와 같이 적색 서브픽셀(R-SP)의 발광영역(EA)에는 제 1 색변환패턴(115a)을 형성하고, 녹색 서브픽셀(G-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 제 2 색변환패턴(115b)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 2l, a first color conversion pattern (115a) is formed in the light-emitting area (EA) of the red subpixel (R-SP), and a second color conversion pattern (115b) is formed corresponding to the light-emitting area (EA) of the green subpixel (G-SP).

이를 통해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)가 완성된다. Through this, a micro-LED display device (100) according to the first embodiment of the present invention is completed.

한편, 도 3a에 도시한 바와 같이, 성장기판(201)의 비발광영역(NEA)에 대응하여 제 2 반도체층(127)의 측면과 접하도록 공통전극(129)을 형성하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 청색광을 발광하는 마이크로-LED(120)를 완성한 뒤, 비발광영역(NEA)의 일측으로는 공통전극(129)으로부터 연장되는 공통전극기둥(129a)을 더욱 형성할 수도 있다. Meanwhile, as illustrated in FIG. 3a, a common electrode (129) is formed to be in contact with the side surface of the second semiconductor layer (127) corresponding to the non-emitting area (NEA) of the growth substrate (201), and a micro-LED (120) that emits blue light corresponding to the emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) is completed. Then, a common electrode pillar (129a) extending from the common electrode (129) may be further formed on one side of the non-emitting area (NEA).

그리고 도 3b에 도시한 바와 같이, 비발광영역(NEA)의 스위칭영역(TrA)에 대응하여 구동 박막트랜지스터(DTr)가 구비된 기판(101)을 준비하는데, 이때 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)과 연결되는 연결전극(111)을 포함하는 기판(101) 상에는 반사절연막(113)이 형성되어 있으며, 반사절연막(113)에는 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 각각 오목부(113a)가 구비되어 있다. And as illustrated in FIG. 3b, a substrate (101) equipped with a driving thin film transistor (DTr) corresponding to a switching region (TrA) of a non-emitting region (NEA) is prepared, and at this time, a reflective insulating film (113) is formed on the substrate (101) including a connection electrode (111) connected to a drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr), and the reflective insulating film (113) is provided with a concave portion (113a) corresponding to the emitting region (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP).

이후, 성장기판(201)의 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하여 형성된 각각의 마이크로-LED(120)를 각각의 마이크로-LED(120)의 p형전극(121)이 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)과 연결되는 연결전극(111)과 접촉되도록 반사절연막(113)의 오목부(113a)로 안착시킬 수도 있다. Thereafter, each micro-LED (120) formed corresponding to the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) of the growth substrate (201) may be settled into the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the p-type electrode (121) of each micro-LED (120) comes into contact with the connection electrode (111) connected to the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr).

- 제 2 실시예 -- Example 2 -

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀들을 나타내는 단면도이다. FIG. 4 is a cross-sectional view showing three subpixels of a micro-LED display device according to a second embodiment of the present invention.

한편, 중복된 설명을 피하기 위해 앞서의 앞서 전술한 제 1 실시예의 설명과 동일한 역할을 하는 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하며, 제 2 실시예에서 전술하고자 하는 특징적인 내용만을 살펴보도록 하겠다.  Meanwhile, in order to avoid redundant explanation, the same parts that play the same role as those described in the first embodiment mentioned above will be given the same reference numerals, and only the characteristic contents to be described in the second embodiment will be examined.

설명에 앞서, 기판(101) 상에 정의된 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에는 각각 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 구비되나, 설명의 편의 및 도면의 간결함을 위하여 하나의 서프픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에만 구동 박막트랜지스터(DTr)를 도시하도록 한다. Before the explanation, each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) defined on the substrate (101) is equipped with a driving and switching thin film transistor (DTr, not shown), but for the convenience of explanation and the simplicity of the drawing, the driving thin film transistor (DTr) is shown only in one sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 기판(101) 상에 다수의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)이 정의되며, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 활성층(125a, 125b, 125c)에 대응하는 발광영역(EA)을 포함하며, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라서는 비발광영역(NEA)을 이루게 된다. As described above, the micro-LED display device (100) according to the second embodiment of the present invention has a plurality of sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) defined on a substrate (101), includes an emitting area (EA) corresponding to an active layer (125a, 125b, 125c) of a micro-LED (120a, 120b, 120c), and forms a non-emitting area (NEA) along the edge of the emitting area (EA).

그리고 비발광영역(NEA) 내의 일측으로는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 스위칭영역(TrA)을 포함한다. And, on one side of the non-emitting area (NEA), it includes a switching area (TrA) in which a driving thin film transistor (DTr) is formed.

스위칭영역(TrA) 상에는 액티브영역(103a)과 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)으로 이루어지는 반도체층(103)과, 반도체층(103) 상부에 위치하는 게이트절연막(105) 및 게이트전극(104) 그리고 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(109a, 109b)으로 이루어지는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 위치한다. On the switching region (TrA), a semiconductor layer (103) is positioned, which comprises an active region (103a) and source and drain regions (103b, 103c) doped with high concentrations of impurities on both sides of the active region (103a), a gate insulating film (105) and a gate electrode (104) positioned on the upper portion of the semiconductor layer (103), and a driving thin film transistor (DTr) which comprises source and drain electrodes (109a, 109b) in contact with the source and drain regions (103b, 103c).

이때, 게이트전극(104) 상부로는 제 1 층간절연막(106a)이 위치하며, 소스 및 드레인전극(109a, 109b)은 제 1 층간절연막(106a)과 그 하부의 게이트절연막(105)에 구비된 제 1, 2 반도체층 콘택홀(107a, 107b)에 의해 반도체층(103)의 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 접촉하게 된다. At this time, a first interlayer insulating film (106a) is positioned above the gate electrode (104), and the source and drain electrodes (109a, 109b) come into contact with the source and drain regions (103b, 103c) of the semiconductor layer (103) through the first and second semiconductor layer contact holes (107a, 107b) provided in the first interlayer insulating film (106a) and the gate insulating film (105) underneath it.

그리고 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 데이터라인과 평행하게 공통전압배선(108)이 더욱 형성되며, 소스 및 드레인전극(109a, 109b)과 공통전압배선(108) 그리고 두 전극(109a, 109b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 제 2 층간절연막(106b)이 위치한다. And, a common voltage wiring (108) is further formed parallel to the data line on the upper portion of the first interlayer insulating film (106a), and a second interlayer insulating film (106b) is positioned on the upper portion of the first interlayer insulating film (106a) exposed between the source and drain electrodes (109a, 109b), the common voltage wiring (108), and the two electrodes (109a, 109b).

그리고 제 2 층간절연막(106b)에는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)을 노출하는 드레인콘택홀(PH)이 구비되며, 이러한 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 드레인콘택홀(PH)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)과 연결되는 연결전극(111)이 위치한다. And, the second interlayer insulating film (106b) is provided with a drain contact hole (PH) that exposes the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr), and a connection electrode (111) connected to the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr) through the drain contact hole (PH) is positioned on the second interlayer insulating film (106b).

연결전극(111)을 포함하는 기판(101) 상부로는 반사절연막(113)이 위치하며, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하는 반사절연막(113)에는 각각 오목부(113a)가 구비되며, 각각의 오목부(113a) 내에는 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)가 각각 위치하게 된다. A reflective insulating film (113) is positioned on the upper portion of the substrate (101) including the connecting electrode (111), and a concave portion (113a) is provided in the reflective insulating film (113) corresponding to the light-emitting area (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP), and a micro-LED (120a, 120b, 120c) is positioned within each concave portion (113a).

따라서, 반사절연막(113)은 각각의 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 외측면을 감싸도록 배치되어, 각각의 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 광효율을 향상시키는 역할을 하게 된다. Accordingly, the reflective insulating film (113) is arranged to surround the outer surface of each micro-LED (120a, 120b, 120c), thereby improving the light efficiency of each micro-LED (120a, 120b, 120c).

그리고, 이러한 반사절연막(113)은 공통전압배선(108)의 일부를 노출하도록 형성된다. And, this reflective insulating film (113) is formed to expose a part of the common voltage wiring (108).

여기서, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 반사절연막(113)의 오목부(113a) 내부로 위치하는 각각의 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)는 연결전극(111)과 연결되는 p형전극(121)과, p형전극(121)과 이격되어 위치하는 공통전극(129) 그리고 이들 사이에 위치하는 발광부로서 제 1 및 제 2 반도체층(123, 127)과 활성층(125a, 125b, 125c)을 포함한다.Here, each micro-LED (120a, 120b, 120c) positioned inside the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) for each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) includes a p-type electrode (121) connected to the connection electrode (111), a common electrode (129) positioned spaced apart from the p-type electrode (121), and first and second semiconductor layers (123, 127) and an active layer (125a, 125b, 125c) as a light-emitting portion positioned therebetween.

여기서, 활성층(125a, 125b, 125c)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 다른 컬러의 광을 발광하게 되는데, 즉, 적색 서브픽셀(R-SP)의 발광영역(EA)에 위치하는 제 1 마이크로-LED(120a)는 제 1 활성층(125a)으로부터 적색광(red)이 발광되며, 녹색 서브픽셀(G-SP)의 발광영역(EA)에 위치하는 제 2 마이크로-LED(120b)는 제 2 활성층(125b)으로부터 녹색광(green)이 발광된다. Here, the active layers (125a, 125b, 125c) emit light of different colors for each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP). That is, the first micro-LED (120a) positioned in the light-emitting area (EA) of the red subpixel (R-SP) emits red light (red) from the first active layer (125a), and the second micro-LED (120b) positioned in the light-emitting area (EA) of the green subpixel (G-SP) emits green light (green) from the second active layer (125b).

그리고 청색 서브픽셀(B-SP)의 발광영역(EA)에 위치하는 제 3 마이크로-LED(120c)는 제 3 활성층(125c)으로부터 청색광(blue)이 발광된다. And the third micro-LED (120c) located in the light-emitting area (EA) of the blue sub-pixel (B-SP) emits blue light (blue) from the third active layer (125c).

따라서, 각각의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에서는 적색광, 녹색광, 청색광을 발하게 되어, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 고휘도의 풀컬러를 구현하게 된다. Accordingly, each of the red, green, and blue subpixels (R-SP, G-SP, B-SP) emits red light, green light, and blue light, so that the micro-LED display device (100) according to the second embodiment of the present invention implements high-brightness full color.

여기서, 본 발명의 제 2 실시에에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 제 2 반도체층(127)이 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되어 형성되며, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘(Silicon; Si) 패턴(130)이 감싸도록 위치하는 것을 특징으로 한다. Here, the micro-LED display device (100) according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the second semiconductor layer (127) is formed to protrude from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113), and the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) is surrounded by a silicon (Si) pattern (130).

이와 같이, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴에 따라, 실리콘패턴(130)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에 위치하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 가장자리를 두르게 된다. In this way, by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) of the micro-LED (120a, 120b, 120c) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it, the silicon pattern (130) is positioned at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) and surrounds the edge of the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

이러한 실리콘패턴(130)은 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 성장기판의 일부로, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)는 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판 상에서 성장되어 형성되게 되는데, 이러한 실리콘패턴(130)은 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)로부터 방출되는 광에 실질적으로 불투명하거나(opaque) 그러한 광을 상당히 감쇠시키게 된다. This silicon pattern (130) is part of a growth substrate of a micro-LED (120a, 120b, 120c), and the micro-LED (120a, 120b, 120c) is formed by growing on a growth substrate made of a silicon wafer. This silicon pattern (130) is substantially opaque to light emitted from the micro-LED (120a, 120b, 120c) or significantly attenuates such light.

또한, 실리콘패턴(130)은 높은 반사율을 가지며, 열전도도가 우수한 특성을 갖는다. Additionally, the silicon pattern (130) has high reflectivity and excellent thermal conductivity.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the micro-LED display device (100) according to the second embodiment of the present invention can prevent light leakage from occurring at the boundary of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) or light leakage from occurring by being incident on an adjacent subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) without having to position a separate black matrix between each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it.

이를 통해, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 광 추출 효율 또한 향상시키게 된다. Through this, the process for forming a black matrix can be omitted, which can bring about the effects of simplifying the process and reducing the process cost, and also, by deleting the black matrix, some of the light emitted from the micro-LED (120a, 120b, 120c) can be prevented from being absorbed by the black matrix, which also improves the light extraction efficiency of the micro-LED (120a, 120b, 120c).

또한, 실리콘패턴(130)에 의해 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있게 된다. In addition, the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED (120a, 120b, 120c) by the silicon pattern (130) can be quickly dissipated to the outside, thereby preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED (120a, 120b, 120c).

또한, 공통전극(129)을 다양한 재료를 사용하여 형성할 수 있는데, 즉, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 제 2 반도체층(127)과 전기적으로 연결되는 공통전극(129)은 반사절연막(113)의 오목부(113a)에 위치하는 제 2 반도체층(127)의 측면으로부터 반사절연막(113)과 실리콘패턴(130) 사이로 연장되어 형성되게 된다. In addition, the common electrode (129) can be formed using various materials, that is, by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it, the common electrode (129) electrically connected to the second semiconductor layer (127) is formed by extending from the side surface of the second semiconductor layer (127) located in the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) between the reflective insulating film (113) and the silicon pattern (130).

따라서, 공통전극(129)은 마이크로-LED((120a, 120b, 120c)의 발광영역(EA)을 제외한 비발광영역(NEA)에만 형성되게 되므로, 공통전극(129)은 광이 투과될 수 있는 투명한 재료 외에도 전도성을 갖는 어떠한 물질로도 형성할 수 있는 것이다. Accordingly, since the common electrode (129) is formed only in the non-emitting area (NEA) excluding the emitting area (EA) of the micro-LED ((120a, 120b, 120c), the common electrode (129) can be formed of any material having conductivity in addition to a transparent material through which light can be transmitted.

이때, 도면상으로는 공통전극(129)이 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 분리된 형태로 도시되었으나, 공통전극(129)은 기판(101) 상에서 모두 연결되어 각각의 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)가 모두 공통전극(129)을 공유할 수 있다. At this time, although the common electrode (129) is depicted in a form that is separated for each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) in the drawing, the common electrode (129) is connected to all on the substrate (101) so that each micro-LED (120a, 120b, 120c) can share the common electrode (129).

도 5a ~ 5b는 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 구성에 따른 마이크로-LED 표시장치의 세개의 서브픽셀들을 나타내는 단면도이다. FIGS. 5a and 5b are cross-sectional views showing three subpixels of a micro-LED display device according to another configuration of the second embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 기판(101) 상에 정의된 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에는 각각 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 구비되나, 설명의 편의 및 도면의 간결함을 위하여 하나의 서프픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에만 구동 박막트랜지스터(DTr)를 도시하도록 한다. Before the explanation, each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) defined on the substrate (101) is equipped with a driving and switching thin film transistor (DTr, not shown), but for the convenience of explanation and the simplicity of the drawing, the driving thin film transistor (DTr) is shown only in one sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 구성에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 기판(101) 상에 다수의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)이 정의되는데, 다수의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)들 각각이 데이터라인들과 게이트라인들의 교차 구조에 의해 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As described above, a micro-LED display device (100) according to another configuration of the second embodiment of the present invention has a plurality of sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) defined on a substrate (101), and each of the plurality of sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) may be defined by a crossing structure of data lines and gate lines, but is not limited thereto.

이러한 각각의 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에는 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 활성층(125a, 125b, 125c)에 대응하는 발광영역(EA)을 포함하며, 발광영역(EA)의 가장자리를 따라서는 비발광영역(NEA)을 이루게 된다. Each of these sub-pixels (R-SP, G-SP, B-SP) includes an emitting area (EA) corresponding to an active layer (125a, 125b, 125c) of a micro-LED (120a, 120b, 120c), and a non-emitting area (NEA) is formed along the edge of the emitting area (EA).

그리고 비발광영역(NEA)의 일측으로는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 스위칭영역(TrA)을 포함한다. And one side of the non-emitting region (NEA) includes a switching region (TrA) in which a driving thin film transistor (DTr) is formed.

스위칭영역(TrA) 상에는 액티브영역(103a)과 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)으로 이루어지는 반도체층과, 반도체층(103) 상부에 위치하는 게이트절연막(105) 및 게이트전극(104) 그리고 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(109a, 109b)으로 이루어지는 구동 박막트랜지스터(DTr)가 위치한다. On the switching region (TrA), a semiconductor layer comprising an active region (103a) and source and drain regions (103b, 103c) doped with high concentrations of impurities on both sides of the active region (103a), a gate insulating film (105) and a gate electrode (104) positioned on the upper portion of the semiconductor layer (103), and a driving thin film transistor (DTr) comprising source and drain electrodes (109a, 109b) in contact with the source and drain regions (103b, 103c) is positioned.

이때, 게이트전극(104) 상부로는 제 1 층간절연막(106a)이 위치하며, 소스 및 드레인전극(109a, 109b)은 제 1 층간절연막(106a)과 그 하부의 게이트절연막(105)에 구비된 제 1, 2 반도체층 콘택홀(107a, 107b)에 의해 반도체층(103)의 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 접촉하게 된다. At this time, a first interlayer insulating film (106a) is positioned above the gate electrode (104), and the source and drain electrodes (109a, 109b) come into contact with the source and drain regions (103b, 103c) of the semiconductor layer (103) through the first and second semiconductor layer contact holes (107a, 107b) provided in the first interlayer insulating film (106a) and the gate insulating film (105) underneath it.

이때, 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 데이터라인과 평행하게는 공통전압배선(108)이 더욱 형성되며, 소스 및 드레인전극(109a, 109b)과 공통전압배선(108) 그리고 두 전극(109a, 109b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(106a) 상부로는 제 2 층간절연막(106b)이 위치한다. At this time, a common voltage wiring (108) is further formed parallel to the data line on the upper side of the first interlayer insulating film (106a), and a second interlayer insulating film (106b) is positioned on the upper side of the first interlayer insulating film (106a) exposed between the source and drain electrodes (109a, 109b), the common voltage wiring (108), and the two electrodes (109a, 109b).

그리고 제 2 층간절연막(106b)에는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)을 노출하는 드레인콘택홀(PH)이 구비되며, 이러한 제 2 층간절연막(106b) 상부로는 드레인콘택홀(PH)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(109b)과 연결되는 연결전극(111)이 위치한다. And, the second interlayer insulating film (106b) is provided with a drain contact hole (PH) that exposes the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr), and a connection electrode (111) connected to the drain electrode (109b) of the driving thin film transistor (DTr) through the drain contact hole (PH) is positioned on the second interlayer insulating film (106b).

연결전극(111)을 포함하는 기판(101) 상부로는 반사절연막(113)이 위치하며, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 발광영역(EA)에 대응하는 반사절연막(113)에는 각각 오목부(113a)가 구비되며, 각각의 오목부(113a) 내에는 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)가 각각 위치하게 된다. A reflective insulating film (113) is positioned on the upper portion of the substrate (101) including the connecting electrode (111), and a concave portion (113a) is provided in the reflective insulating film (113) corresponding to the light-emitting area (EA) of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP), and a micro-LED (120a, 120b, 120c) is positioned within each concave portion (113a).

여기서, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 반사절연막(113)의 오목부(113a) 내부로 위치하는 각각의 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)는 연결전극(111)과 연결되는 p형전극(121)과, p형전극(121)과 이격되어 위치하는 공통전극(129) 그리고 이들 사이에 위치하는 발광부로서 제 1 및 제 2 반도체층(123, 127)과 활성층(125a, 125b, 125c)을 포함한다.Here, each micro-LED (120a, 120b, 120c) positioned inside the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) for each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) includes a p-type electrode (121) connected to the connection electrode (111), a common electrode (129) positioned spaced apart from the p-type electrode (121), and first and second semiconductor layers (123, 127) and an active layer (125a, 125b, 125c) as a light-emitting portion positioned therebetween.

활성층(125a, 125b, 125c)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별로 다른 컬러의 광을 발광하게 되는데, 즉, 적색 서브픽셀(R-SP)의 발광영역(EA)에 위치하는 제 1 마이크로-LED(120a)는 제 1 활성층(125a)으로부터 적색광(red)이 발광되며, 녹색 서브픽셀(G-SP)의 발광영역(EA)에 위치하는 제 2 마이크로-LED(120b)는 제 2 활성층(125b)으로부터 녹색광(green)이 발광된다. The active layers (125a, 125b, 125c) emit light of different colors for each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP). That is, the first micro-LED (120a) positioned in the light-emitting area (EA) of the red subpixel (R-SP) emits red light (red) from the first active layer (125a), and the second micro-LED (120b) positioned in the light-emitting area (EA) of the green subpixel (G-SP) emits green light (green) from the second active layer (125b).

그리고 청색 서브픽셀(B-SP)의 발광영역(EA)에 위치하는 제 3 마이크로-LED(120c)는 제 3 활성층(125c)으로부터 청색광(blue)이 발광된다. And the third micro-LED (120c) located in the light-emitting area (EA) of the blue sub-pixel (B-SP) emits blue light (blue) from the third active layer (125c).

따라서, 각각의 적색, 녹색, 청색 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)에서는 적색광, 녹색광, 청색광을 발하게 되어, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 고휘도의 풀컬러를 구현하게 된다. Accordingly, each of the red, green, and blue subpixels (R-SP, G-SP, B-SP) emits red light, green light, and blue light, so that the micro-LED display device (100) according to the second embodiment of the present invention implements high-brightness full color.

여기서, 본 발명의 제 2 실시에의 또 다른 구성에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 제 2 반도체층(127)이 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되어 형성되며, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘(Silicon; Si) 패턴(130)이 감싸도록 위치하는 것을 특징으로 한다. Here, a micro-LED display device (100) according to another configuration of the second embodiment of the present invention is characterized in that the second semiconductor layer (127) is formed to protrude from a concave portion (113a) of a reflective insulating film (113), and a silicon (Si) pattern (130) is positioned to surround an outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113).

이와 같이, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴에 따라, 실리콘패턴(130)은 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에 위치하여, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 발광영역(EA)의 가장자리를 두르게 된다. In this way, by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) of the micro-LED (120a, 120b, 120c) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it, the silicon pattern (130) is positioned at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) and surrounds the edge of the light-emitting area (EA) of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP).

이러한 실리콘패턴(130)은 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 성장기판의 일부로, 마이크로-LED(120)는 실리콘웨이퍼로 이루어지는 성장기판 상에서 성장되어 형성되게 되는데, 이러한 실리콘패턴(130)은 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)로부터 방출되는 광에 실질적으로 불투명하거나(opaque) 그러한 광을 상당히 감쇠시키게 된다. This silicon pattern (130) is part of a growth substrate of a micro-LED (120a, 120b, 120c), and the micro-LED (120) is formed by growing on a growth substrate made of a silicon wafer. This silicon pattern (130) is substantially opaque to light emitted from the micro-LED (120a, 120b, 120c) or significantly attenuates such light.

또한, 실리콘패턴(130)은 높은 반사율을 가지며, 열전도도가 우수한 특성을 갖는다. Additionally, the silicon pattern (130) has high reflectivity and excellent thermal conductivity.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 구성에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Therefore, a micro-LED display device (100) according to another configuration of the second embodiment of the present invention can prevent light leakage from occurring at the boundary of each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) or light leakage from occurring by being incident on an adjacent subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) without having to position a separate black matrix between each subpixel (R-SP, G-SP, B-SP) by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it.

이를 통해, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 광 추출 효율 또한 향상시키게 된다. Through this, the process for forming a black matrix can be omitted, which can bring about the effects of simplifying the process and reducing the process cost, and also, by deleting the black matrix, some of the light emitted from the micro-LED (120a, 120b, 120c) can be prevented from being absorbed by the black matrix, which also improves the light extraction efficiency of the micro-LED (120a, 120b, 120c).

또한, 실리콘패턴(130)에 의해 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있게 된다. In addition, the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED (120a, 120b, 120c) by the silicon pattern (130) can be quickly dissipated to the outside, thereby preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED (120a, 120b, 120c).

여기서, 도 5a에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 구성에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)과 실리콘패턴(130) 상부로 공통전극(129)을 형성할 수 있다. Here, as illustrated in FIG. 5a, a micro-LED display device (100) according to another configuration of the second embodiment of the present invention can form a common electrode (129) on top of a second semiconductor layer (127) protruding from a concave portion (113a) of a reflective insulating film (113) and a silicon pattern (130).

이러한 공통전극(129)은 활성층(125a, 125b, 125c)에서 발광된 광을 투과 시키기 위해 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide; ZnO) 및 주석 산화물(Tin Oxide; TO) 계열의 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.This common electrode (129) may be made of a transparent conductive oxide of the indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin zinc oxide (ITZO), zinc oxide (ZnO), and tin oxide (TO) series to transmit light emitted from the active layer (125a, 125b, 125c), but is not limited thereto.

이러한 공통전극(129)은 공통전극기둥(129a)을 통해 반사절연막(113)에 의해 노출되는 공통전압배선(108)과 전기적으로 연결되게 된다. This common electrode (129) is electrically connected to the common voltage wiring (108) exposed by the reflective insulating film (113) through the common electrode pillar (129a).

이와 같은, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)는 p형 전극(121)과 공통전극(129) 사이에 흐르는 전류에 따른 전자와 정공의 재결합에 따라 발광하게 된다. In this way, micro-LEDs (120a, 120b, 120c) emit light according to the recombination of electrons and holes according to the current flowing between the p-type electrode (121) and the common electrode (129).

또는 도 5b에 도시한 바와 같이, 공통전극(129)을 생략할 수도 있는데, 이는 실리콘패턴(130)에 원소 도핑을 통해 실리콘패턴(130)의 적어도 일부분을 도체화함으로써, 실리콘패턴(130) 자체가 공통전극(129)의 역할을 대신할 수 있다. Alternatively, as illustrated in FIG. 5b, the common electrode (129) may be omitted, whereby at least a portion of the silicon pattern (130) may be made conductive through element doping, so that the silicon pattern (130) itself can serve as the common electrode (129).

실리콘은 전기저항율(ρ)이 2.3 ×105(Ω·m)이지만 불순물로서 B나 P가 첨가됨으로써 p 형 반도체 물질 및 n 형 반도체 물질로 사용될 수 있고, 사용 온도 범위가 넓은 반도체로서 전류를 제어할 수 있게 된다. Silicon has an electrical resistivity (ρ) of 2.3 × 105 (Ω m), but by adding B or P as impurities, it can be used as a p-type semiconductor material or an n-type semiconductor material, and as a semiconductor with a wide operating temperature range, it can control current.

실리콘을 p형 반도체 물질로 만들기 위한 첨가 원소는 첨가 원소 A(Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, B, Al, Ga, In, Tl) 및 천이 금속 원소 M1(Y, Mo, Zr)의 각 군이며, 실리콘을 n 형 반도체 물질로 만들기 위한 첨가 원소는 첨가 원소 B(N, P, As, Sb, Bi, O, S, Se, Te), 천이 금속 원소 M2(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, 단지 Fe는 10 at% 이하), 그리고 희토류 원소RE(RE; La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu)의 각 군이 있다. The additive elements for making silicon into a p-type semiconductor material are each group of additive elements A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, B, Al, Ga, In, Tl) and transition metal elements M1 (Y, Mo, Zr), and the additive elements for making silicon into an n-type semiconductor material are each group of additive elements B (N, P, As, Sb, Bi, O, S, Se, Te), transition metal elements M2 (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, but Fe is less than 10 at%), and rare earth elements RE (RE; La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu).

이와 같이, 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 감싸는 실리콘패턴(130)을 원소 도핑을 통해 도체화함으로써, 실리콘패턴(130) 자체가 공통전극(129)의 역할을 대신 하도록 할 수 있어, 별도의 공통전극(129)을 생략할 수 있는 것이다. In this way, by making the silicon pattern (130) surrounding the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) conductive through element doping, the silicon pattern (130) itself can take the place of the common electrode (129), so that a separate common electrode (129) can be omitted.

이때, 비표시영역(NEA)에서는 실리콘패턴(130)으로부터 연장되는 공통전극기둥(129a)이 더욱 형성될 수 있으며, 공통전극기둥(129a)은 기판(101) 상에 구비된 공통전압배선(108)과 접촉되도록 하여, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)는 p형 전극(121)과 실리콘패턴(130) 사이에 흐르는 전류에 따른 전자와 정공의 재결합에 따라 발광하게 된다. At this time, in the non-display area (NEA), a common electrode pillar (129a) extending from the silicon pattern (130) can be further formed, and the common electrode pillar (129a) is brought into contact with the common voltage wiring (108) provided on the substrate (101), so that the micro-LED (120a, 120b, 120c) emits light according to the recombination of electrons and holes according to the current flowing between the p-type electrode (121) and the silicon pattern (130).

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마이크로-LED 표시장치(100)는 반사절연막(113)의 오목부(113a)로부터 돌출되는 제 2 반도체층(127)의 외측면을 실리콘패턴(130)이 감싸도록 위치시킴으로써, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c) 상부로 위치하는 색변환패턴(115a, 115b)의 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP) 별 사이로 별도의 블랙매트릭스를 위치하지 않아도 각 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)의 경계에서 빛샘이 발생하거나 또는 이웃하여 위치하는 서브픽셀(R-SP, G-SP, B-SP)로 입사되어 발생되는 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. As described above, the micro-LED display device (100) according to the second embodiment of the present invention can prevent light leakage from occurring at the boundary of each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) or from being incident on an adjacent sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) without having to position a separate black matrix between each sub-pixel (R-SP, G-SP, B-SP) of the color conversion patterns (115a, 115b) positioned above the micro-LEDs (120a, 120b, 120c) by positioning the outer surface of the second semiconductor layer (127) protruding from the concave portion (113a) of the reflective insulating film (113) so that the silicon pattern (130) surrounds it.

이를 통해, 블랙매트릭스 형성을 위한 공정을 생략할 수 있어, 공정의 단순화 및 공정비용 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 또한, 블랙매트릭스 삭제를 통해 블랙매트릭스에 의해 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)로부터 발광된 광 중 일부가 흡수되는 것을 방지할 수 있어, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 광 추출 효율 또한 향상시키게 된다. Through this, the process for forming a black matrix can be omitted, which can bring about the effects of simplifying the process and reducing the process cost, and also, by deleting the black matrix, some of the light emitted from the micro-LED (120a, 120b, 120c) can be prevented from being absorbed by the black matrix, which also improves the light extraction efficiency of the micro-LED (120a, 120b, 120c).

또한, 실리콘패턴(130)에 의해 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)를 구동하는 과정에서 발생되는 고온의 열을 외부로 신속하게 방열되도록 할 수 있어, 마이크로-LED(120a, 120b, 120c)의 열화에 의한 효율이 저감되는 것 또한 방지할 수 있게 된다. In addition, the high temperature heat generated in the process of driving the micro-LED (120a, 120b, 120c) by the silicon pattern (130) can be quickly dissipated to the outside, thereby preventing a decrease in efficiency due to deterioration of the micro-LED (120a, 120b, 120c).

또한, 공통전극(129)을 다양한 재료를 사용하여 형성할 수 있어, 공정비용 절감 및 공정의 편의성을 더욱 가질 수 있어, 공정의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.In addition, the common electrode (129) can be formed using various materials, which can reduce process costs and enhance process convenience, thereby improving process efficiency.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and may be implemented by making various changes without departing from the spirit of the present invention.

100 : 마이크로-LED 표시장치, 101 : 기판
103 : 반도체층(103a : 액티브영역, 103b, 103c : 소스 및 드레인영역)
105 : 게이트절연막, 106a, 106b : 제 1 및 제 2 층간절연막
107a, 107b : 제 1, 2 반도체콘택홀, 108 : 공통전압배선
109a, 109b : 소스 및 드레인전극, 111 : 연결전극
113 : 반사절연막(113a : 오목부), 115a, 115b : 제 1 및 제 2 색변환패턴
120 : 마이크로-LED(121 : p형 전극, 123 : 제 1 반도체층, 125 : 활성층, 127 : 제 2 반도체층, 129 : 공통전극)
130 : 실리콘패턴
100: Micro-LED display device, 101: Substrate
103: Semiconductor layer (103a: active region, 103b, 103c: source and drain regions)
105: Gate insulating film, 106a, 106b: First and second interlayer insulating films
107a, 107b: 1st, 2nd semiconductor contact hole, 108: Common voltage wiring
109a, 109b: source and drain electrodes, 111: connection electrode
113: Reflective insulating film (113a: concave portion), 115a, 115b: First and second color conversion patterns
120: Micro-LED (121: p-type electrode, 123: first semiconductor layer, 125: active layer, 127: second semiconductor layer, 129: common electrode)
130 : Silicon pattern

Claims (14)

제 1 색을 표현하는 제 1 서브픽셀과, 상기 제 1 색보다 큰 파장 대역을 갖는 제 2 색을 표현하고 상기 제 1 서브픽셀과 인접 배치된 제 2 서브픽셀이 정의된 기판과;
상기 제 1 및 제 2 서브픽셀의 발광영역에 각각 위치하며, 제 1 및 제 2 반도체층과 상기 제 1 및 제 2 반도체층 사이로 위치하는 활성층을 포함하는 발광다이오드와;
상기 발광영역의 가장자리를 두르는 비발광영역에 대응하여, 상기 제 2 반도체층의 외측면 일부를 감싸며 배치되는 실리콘패턴
을 포함하고,
상기 기판 상에 위치하는 공통전압배선을 더 포함하며, 상기 실리콘패턴, 상기 공통전압배선, 및 상기 제 2 반도체층은 전기적으로 서로 연결되는 LED 표시장치.
A substrate having a first subpixel expressing a first color and a second subpixel expressing a second color having a wavelength band larger than that of the first color and positioned adjacent to the first subpixel, the substrate being defined;
A light emitting diode, each positioned in the light emitting area of the first and second subpixels, including first and second semiconductor layers and an active layer positioned between the first and second semiconductor layers;
A silicon pattern arranged to surround a portion of the outer surface of the second semiconductor layer, corresponding to a non-luminous region surrounding the edge of the luminous region.
Including,
An LED display device further comprising a common voltage wiring positioned on the substrate, wherein the silicon pattern, the common voltage wiring, and the second semiconductor layer are electrically connected to each other.
제 1 항에 있어서,
상기 발광다이오드는 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결된 p형 전극과, 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되며 상기 비발광영역에 위치하는 공통전극을 포함하며,
상기 p형 전극은 상기 기판 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 상기 공통전극은 상기 기판 상에 위치하는 상기 공통전압배선과 전기적으로 연결되는 LED 표시장치.
In paragraph 1,
The light-emitting diode includes a p-type electrode electrically connected to the first semiconductor layer, and a common electrode electrically connected to the second semiconductor layer and located in the non-emitting region.
An LED display device in which the p-type electrode is electrically connected to a driving thin film transistor positioned on the substrate, and the common electrode is electrically connected to the common voltage wiring positioned on the substrate.
제 1 색을 표현하는 제 1 서브픽셀과, 상기 제 1 색보다 큰 파장 대역을 갖는 제 2 색을 표현하고 상기 제 1 서브픽셀과 인접 배치된 제 2 서브픽셀이 정의된 기판과;
상기 제 1 및 제 2 서브픽셀의 발광영역에 각각 위치하며, 제 1 및 제 2 반도체층과 상기 제 1 및 제 2 반도체층 사이로 위치하는 활성층을 포함하는 발광다이오드와;
상기 발광영역의 가장자리를 두르는 비발광영역에 대응하여, 상기 제 2 반도체층의 외측면 일부를 감싸며 배치되는 실리콘패턴
을 포함하고,
상기 발광다이오드는 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결된 p형 전극과, 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되며 상기 비발광영역에 위치하는 공통전극을 포함하며,
상기 p형 전극은 상기 기판 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 상기 공통전극은 상기 기판 상에 위치하는 공통전압배선과 전기적으로 연결되고,
상기 공통전극은 상기 제 2 반도체층의 측면으로부터 상기 실리콘패턴 하부로 연장되어 위치하는 LED 표시장치.
A substrate having a first subpixel expressing a first color and a second subpixel expressing a second color having a wavelength band larger than that of the first color and positioned adjacent to the first subpixel, the substrate being defined;
A light emitting diode, each positioned in the light emitting area of the first and second subpixels, including first and second semiconductor layers and an active layer positioned between the first and second semiconductor layers;
A silicon pattern arranged to surround a portion of the outer surface of the second semiconductor layer, corresponding to a non-luminous region surrounding the edge of the luminous region.
Including,
The light-emitting diode includes a p-type electrode electrically connected to the first semiconductor layer, and a common electrode electrically connected to the second semiconductor layer and located in the non-emitting region.
The above p-type electrode is electrically connected to a driving thin film transistor positioned on the substrate, and the above common electrode is electrically connected to a common voltage wiring positioned on the substrate.
An LED display device in which the common electrode is positioned so as to extend from the side of the second semiconductor layer to the bottom of the silicon pattern.
제 2 항에 있어서,
상기 공통전극은 상기 제 2 반도체층과 상기 실리콘패턴의 상부로 위치하는 LED 표시장치.
In the second paragraph,
An LED display device in which the above common electrode is positioned above the second semiconductor layer and the silicon pattern.
제 1 항에 있어서,
상기 실리콘패턴의 상면과 상기 제 2 반도체층의 상면은 동일 평면 상에 위치하는 LED 표시장치.
In paragraph 1,
An LED display device in which the upper surface of the above silicon pattern and the upper surface of the second semiconductor layer are positioned on the same plane.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 서브픽셀과 인접 배치된 제 3 서브픽셀을 포함하며,
상기 제 1 내지 제 3 서브픽셀의 각 상기 발광다이오드는 각각 다른 색상의 광을 발광하는 LED 표시장치.
In paragraph 1,
A third subpixel is included adjacent to the second subpixel,
An LED display device in which each of the light-emitting diodes of the first to third sub-pixels emits light of a different color.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 서브픽셀의 상기 발광다이오드는 상기 제 1 색을 발광하며,
상기 제 2 서브픽셀의 상기 발광영역에 대응하여 위치하며, 상기 제 1 색을 상기 제 2 색으로 파장 변환시키는 제 1 색변환패턴을 포함하는 LED 표시장치.
In paragraph 1,
The light emitting diodes of the first and second subpixels emit the first color,
An LED display device including a first color conversion pattern positioned corresponding to the light-emitting area of the second subpixel and wavelength-converting the first color into the second color.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 색 보다 큰 파장 대역을 갖는 제 3 색을 표현하며, 상기 제 2 서브픽셀과 이웃하여 배치된 제 3 서브픽셀을 포함하며,
상기 제 3 서브픽셀에 대응하여 위치하며, 상기 제 1 색을 상기 제 3 색으로 파장 변환시키는 제 2 색변환패턴을 포함하는 LED 표시장치.
In paragraph 7,
A third color having a wavelength band larger than that of the second color is expressed, and a third subpixel is included that is arranged adjacent to the second subpixel,
An LED display device including a second color conversion pattern positioned corresponding to the third subpixel and wavelength-converting the first color into the third color.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 색은 청색광이며, 상기 제 2 색은 녹색광이며, 상기 제 3 색은 적색광인 LED 표시장치.
In Article 8,
An LED display device wherein the first color is blue light, the second color is green light, and the third color is red light.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 색변환패턴은 상기 제 1 색을 상기 제 2 색으로 변환시키는 양자점을 포함하며,
상기 제 2 색변환패턴은 상기 제 1 색을 상기 제 3 색으로 변환시키는 양자점을 포함하는 LED 표시장치.
In Article 8,
The above first color conversion pattern includes a quantum dot that converts the first color into the second color,
An LED display device in which the second color conversion pattern includes quantum dots that convert the first color into the third color.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 전면에는 상기 발광영역에 각각 대응하는 오목부를 포함하는 반사절연막이 위치하며, 상기 발광다이오드는 상기 오목부에 각각 위치하는 LED 표시장치.
In paragraph 1,
An LED display device in which a reflective insulating film including concave portions each corresponding to the light-emitting area is positioned on the front surface of the substrate, and the light-emitting diodes are each positioned in the concave portions.
성장기판 상에 각 서브픽셀 별 발광영역에 대응하여 홈패턴을 형성하는 단계와;
상기 성장기판 상에 순차적으로 제 2 반도체물질층과 활성물질층 그리고 제 1 반도체물질층을 에피 성장시키는 단계와;
상기 성장기판 상의 상기 발광영역을 제외한 상기 제 2 반도체물질층과 상기 활성물질층 그리고 상기 제 1 반도체물질층을 식각하여, 각 서브픽셀 별 발광영역에 대응하여 제 1 및 제 2 반도체층과 활성층을 각각 형성하는 단계와;
상기 제 1 반도체층 상부로 p형 전극을 형성하는 단계와;
상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접촉되는 공통전극을 형성하는 단계와;
상기 각 서브픽셀 별로 구동 박막트랜지스터가 구비된 구동기판을 상기 p형 전극이 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인전극과 전기적으로 연결되는 연결전극과 전기적으로 접속되도록 상기 성장기판에 밀착시키는 단계와;
상기 제 2 반도체층의 적어도 일부 면이 외부로 노출되고, 상기 제 2 반도체층의 외측면을 감싸도록, 상기 성장기판의 배면을 식각하여 실리콘패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 LED 표시장치의 제조방법.
A step of forming a home pattern corresponding to the light-emitting area of each subpixel on a growth substrate;
A step of sequentially epitaxially growing a second semiconductor material layer, an active material layer, and a first semiconductor material layer on the growth substrate;
A step of etching the second semiconductor material layer, the active material layer, and the first semiconductor material layer, excluding the light-emitting area on the growth substrate, to form first and second semiconductor layers and an active layer, respectively, corresponding to the light-emitting area of each subpixel;
A step of forming a p-type electrode on top of the first semiconductor layer;
A step of forming a common electrode in electrical contact with the second semiconductor layer;
A step of closely contacting a driving substrate equipped with a driving thin film transistor for each of the above sub-pixels to the growth substrate so that the p-type electrode is electrically connected to a connection electrode that is electrically connected to the drain electrode of the driving thin film transistor;
A step of forming a silicon pattern by etching the back surface of the growth substrate so that at least a portion of the surface of the second semiconductor layer is exposed to the outside and surrounds the outer surface of the second semiconductor layer.
A method for manufacturing an LED display device including:
제 12 항에 있어서,
상기 각 서브픽셀에 위치하는 상기 활성층은 청색광을 발광하며,
상기 각 서브픽셀 중 적색 서브픽셀에 대응하여, 상기 제 2 반도체층 상부로 상기 청색광을 적색광으로 색변환시키는 제 1 색변환패턴을 형성하는 단계와;
상기 각 서브픽셀 중 녹색 서브픽셀에 대응하여, 상기 제 2 반도체층 상부로 상기 청색광을 녹색광으로 색변환시키는 제 2 색변환패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 LED 표시장치의 제조방법.
In Article 12,
The active layer located in each of the above subpixels emits blue light,
A step of forming a first color conversion pattern that converts the blue light into red light on the upper part of the second semiconductor layer, corresponding to a red subpixel among each of the above subpixels;
A step of forming a second color conversion pattern that converts the blue light into green light on top of the second semiconductor layer, corresponding to the green subpixel among each of the above subpixels.
A method for manufacturing an LED display device including:
제 12 항에 있어서,
상기 실리콘패턴에 원소를 도핑하는 단계를 더욱 포함하는 LED 표시장치의 제조방법.
In Article 12,
A method for manufacturing an LED display device, further comprising a step of doping an element into the above silicon pattern.
KR1020190106553A 2019-08-29 2019-08-29 Light emitting diode(LED) display device Active KR102768123B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190106553A KR102768123B1 (en) 2019-08-29 2019-08-29 Light emitting diode(LED) display device
KR1020250017060A KR20250023459A (en) 2019-08-29 2025-02-11 Light emitting diode(LED) display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190106553A KR102768123B1 (en) 2019-08-29 2019-08-29 Light emitting diode(LED) display device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020250017060A Division KR20250023459A (en) 2019-08-29 2025-02-11 Light emitting diode(LED) display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210026150A KR20210026150A (en) 2021-03-10
KR102768123B1 true KR102768123B1 (en) 2025-02-13

Family

ID=75148096

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190106553A Active KR102768123B1 (en) 2019-08-29 2019-08-29 Light emitting diode(LED) display device
KR1020250017060A Pending KR20250023459A (en) 2019-08-29 2025-02-11 Light emitting diode(LED) display device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020250017060A Pending KR20250023459A (en) 2019-08-29 2025-02-11 Light emitting diode(LED) display device

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102768123B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220149857A (en) * 2021-04-30 2022-11-09 삼성디스플레이 주식회사 Display device
CN113451350A (en) * 2021-06-30 2021-09-28 上海天马微电子有限公司 Display panel and display device
EP4307284A4 (en) 2021-07-19 2024-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. DISPLAY DEVICE
TWI796799B (en) * 2021-09-28 2023-03-21 友達光電股份有限公司 Display apparatus
WO2025065382A1 (en) * 2023-09-27 2025-04-03 京东方科技集团股份有限公司 Display substrate and manufacturing method therefor, and display device
KR20250078656A (en) * 2023-11-23 2025-06-04 삼성디스플레이 주식회사 Light-emitting element, display device including the same, and method for manufacturing of display device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102394349B1 (en) * 2015-08-24 2022-05-03 엘지디스플레이 주식회사 Display device and method for manufacturing thereof
KR102465382B1 (en) * 2015-08-31 2022-11-10 삼성디스플레이 주식회사 Diplay apparatus and manufacturing method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20250023459A (en) 2025-02-18
KR20210026150A (en) 2021-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102768123B1 (en) Light emitting diode(LED) display device
US20210288291A1 (en) Organic light-emitting diode display
CN110970473B (en) Self-luminous display device
KR20200049929A (en) Optical member and display divice including the same
US11844249B2 (en) Display device and method for manufacturing the same
KR102429116B1 (en) Self light emitting display device
US11088237B2 (en) Self-light emitting display device
US10600940B2 (en) Display device
KR102735082B1 (en) Light emitting diode(LED) display device
KR20210043977A (en) Light emitting diode(LED) display device
US20230240098A1 (en) Display apparatus
KR102789690B1 (en) Transparent light emitting diode display device
US12302732B2 (en) Color filter structure using quantum dots and display device
US20250079411A1 (en) Display device and method for fabricating the same
CN221352788U (en) Light-emitting components
US20250022985A1 (en) Light emitting element array, display device and manufacturing method of display device
US20230209961A1 (en) Light emitting display device
US20250176338A1 (en) Light emitting element, display device including the same, and method of manufacturing the display device
KR20240077579A (en) Display apparatus
CN115347013A (en) display device
KR20250035627A (en) Display device
CN119317317A (en) Display device
KR20250037793A (en) Display device and method for fabricating the same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20190829

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20220713

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20190829

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240326

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20241122

A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant
PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20250211

Patent event code: PA01071R01D

PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250211

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250211

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration