초록 ▼

□ 연구개요
웨이퍼 본딩 (Wafer bonding) 및 반도체 공정 기술을 이용하여 무기물 기반의 초고효율, 초고해상도 적층형 무기물 다색 마이크로 LED 디스플레이 제작 기술 확보와 동시에 그를 실현할 수 있는 기초 요소 기술을 개발하고자 하는 과제임. 이를 통해 관련 소자의 구조, 공정 설계의 가이드라인을 제시하여 후속 연구로 발전시키고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
￭ 착수시 연구목표
적층형 마이크로 LED 공정 기술 개발
· 본딩 후 소자 제작 공정을 위해 충분한 강도를 갖는 웨이퍼

□ 연구개요
웨이퍼 본딩 (Wafer bonding) 및 반도체 공정 기술을 이용하여 무기물 기반의 초고효율, 초고해상도 적층형 무기물 다색 마이크로 LED 디스플레이 제작 기술 확보와 동시에 그를 실현할 수 있는 기초 요소 기술을 개발하고자 하는 과제임. 이를 통해 관련 소자의 구조, 공정 설계의 가이드라인을 제시하여 후속 연구로 발전시키고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
￭ 착수시 연구목표
적층형 마이크로 LED 공정 기술 개발
· 본딩 후 소자 제작 공정을 위해 충분한 강도를 갖는 웨이퍼 본딩 적층 공정 개발.
· 웨이퍼 본딩 시 본딩 계면의 광학 설계를 통해 상/하부 소자의 간섭 최소화.
· 웨이퍼 본딩 후, 상/하부 소자 별도 제어.
￭ 연구결과
웨이퍼 본딩 공정으로 적층 픽셀을 제작하는데 성공하였으며 본딩 계면의 광학 설계를 통해 색간섭 방지 특성을 검증함.
Al2O3의 절연막을 이용한 웨이퍼 본딩으로 상하부를 절연하여 향후 별도 전기적 제어가 가능하게 함.

￭ 착수시 연구목표
픽셀 미세화 기술개발
· 초고해상도(2000ppi급 이상)를 위한 Aspect ratio 5 이상의 건식 식각 공정 개발.
￭ 연구결과
60000 ppi급 이상의 미세 픽셀 구조를 제작함.

￭ 착수시 연구목표
표면 재결합 제어 기술개발
· 시뮬레이션을 통한 표면 재결합의 영향성 조사 및 표면 재결합 억제 구조 제안.
· PL (photoluminescence) 및 EL(electroluminescence)을 이용해 표면 재결합의 영향을 정량적, 체계적으로 조사.
· 표면 처리 및 passivation박막 증착을 통한 표면 재결합 억제 기술 개발.
￭ 연구결과
TCAD 시뮬레이션을 통해 표면 결함 밀도에 따른 radiative efficiency특성 예측이 가능하게 하였으며 TRPL을 이용하여 표면 상태의 영향을 실제 샘플에서 정량적으로 조사함.
(NH4)2S 처리 및 Al2O3 passivation을 통해 표면 재결합을 억제하는 기술을 개발함.

□ 연구개발결과의 중요성
기술적 중요성
• AR/VR/홀로그램 등에 사용될 미래 디스플레이의 경우, 디스플레이 소자와 사람의 안구와의 거리가 가까워 짐에 따라 초고해상도 기술(1500 ppi이상)이 필요하나 현재까지 제안된 기술로는 이를 달성할 수 없음. 새로운 접근 방식을 사용한 본 개발 기술로 2000 ppi이상의 디스플레이의 제작이 가능함에 따라 고해상도 디스플레이 업계에서의 활용이 가능함.

경제적 중요성
• 마이크로 LED 관련 시장은 2013년 3,700만불 규모에서 2020년 234억불 규모에 이를 것으로 전망되고 있어 기술 선도로 인한 시장 확보가 상당히 중요한 상황에서 본 연구에서 도출한 원천 IP는 매우 중요한 기술이 될 것임. (출처: Display search)

학술적/교육적 중요성
• 마이크로 LED 디스플레이 기술은 원천 기술 및 응용 기술 확보에 따라 다양한 시장을 개척, 리드할 수 있는 매력적인 기술이나 현재까지 관련 연구 인력 및 원천 기술이 확보되지 않고 있음. 관련 분야의 인재 확보를 위해 본 과제를 발판으로 후속 연구를 수행하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 1. 적층형 마이크로LED 공정 기술 개발 ... 7
• 2. 픽셀 미세화 기술 개발 ... 9
• 3. 표면 재결합 제어 기술 개발 ... 10
• 4. 디스플레이 구동 회로와의 집적 아이디어 제시 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 29