BR112021007349A2 - Dispositivo emissor de luz e método de fabricação do mesmo - Google Patents

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Abstract

dispositivo emissor de luz e método de fabricação do mesmo. a presente invenção trata de um dispositivo emissor de luz e um método para a fabricação do dispositivo emissor de luz. o método para a fabricação de um dispositivo emissor de luz incluindo a formação de uma pluralidade de primeiras células emissoras de luz e uma pluralidade de segundas células emissoras de luz em uma superfície de um primeiro substrato, fornecendo um segundo substrato para estar voltado para a primeira e a segunda células emissoras de luz, ligando seletivamente as primeiras células emissoras de luz sobre o segundo substrato e corte do segundo substrato em uma unidade de montagem incluindo pelo menos duas primeiras células emissoras de luz.

Description

DISPOSITIVO EMISSOR DE LUZ E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DO MESMO Campo de Aplicação
[001] A presente invenção se refere a um dispositivo emissor de luz e, mais especificamente, a um dispositivo emissor de luz que inclui uma pluralidade de células emissoras de luz, e seu método de fabricação.
Estado da Técnica
[002] Diodos emissores de luz como fontes de luz inorgânica, estão sendo amplamente usados em vários campos, como dispositivo de exibição, lâmpadas de veículo e iluminação geral. Os diodos emissores de luz estão substituindo rapidamente as fontes de luz existentes devido a sua vida útil mais longa, menor consumo de energia e maior velocidade de resposta do que as fontes de luz existentes.
[003] Em geral, um dispositivo de exibição exibe várias cores geral usando cores misturadas de azul, verde e vermelho. Cada pixel do dispositivo de exibição inclui subpixels de azul, verde e vermelho, a cor de um pixel específico é determinada pela cor desses subpixels e uma imagem é exibida por uma combinação desses pixels.
[004] Os diodos emissores de luz convencionais têm sido usados principalmente como fonte de luz de fundo em aparelhos de exibição. No entanto, recentemente, um visor de micro LED foi desenvolvido como um dispositivo de próxima geração, que diretamente implementa imagens usando diodos emissores de luz.
Descrição Geral da Invenção Problema técnico
[005] Dispositivos emissores de luz construídos de acordo com modalidades exemplificativas da invenção fornecem excelente reprodutibilidade de cores.
[006] Modalidades exemplificativas também fornecem um método para a fabricação de um dispositivo emissor de luz que pode reduzir uma porção de uma bolacha de ser desperdiçada.
[007] Recursos adicionais dos conceitos inventivos serão apresentados na descrição a seguir e, em parte, serão evidentes a partir da descrição ou podem ser aprendidos pela prática dos conceitos inventivos.
Solução técnica
[008] Um método para fabricar um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, inclui as etapas de formação de uma pluralidade de primeiras células emissoras de luz e uma pluralidade de segundas células emissoras de luz em uma superfície de um primeiro substrato, fornecendo um segundo substrato para estar voltado para a primeira e segundas células emissoras de luz, ligando seletivamente as primeiras células emissoras de luz ao segundo substrato e cortando o segundo substrato em uma unidade de montagem incluindo pelo menos duas primeiras células emissoras de luz.
[009] O método pode ainda incluir a formação de uma camada de proteção de luz enchendo substancialmente uma área entre as primeiras células emissoras de luz.
[010] O método pode ainda incluir a formação, no primeiro substrato, de uma camada dielétrica entre a primeira e a segunda células emissoras de luz, a camada dielétrica tendo aberturas que expõem as superfícies superiores das primeiras células emissoras de luz, formando peças de ligação para preencher as aberturas e formando pads passando através das peças de ligação e eletricamente acoplado com as respectivas primeiras células emissoras de luz.
[011] A etapa de ligação seletiva das primeiras células emissoras de luz ao segundo substrato pode incluir a formação de peças de ligação nas primeiras células emissoras de luz, separando as primeiras células emissoras de luz do primeiro substrato por meio da realização seletiva de um processo de elevação a laser em porções do primeiro substrato correspondendo às primeiras células emissoras de luz e ligando as primeiras células emissoras de luz separadas ao segundo substrato pelas peças de ligação.
[012] As primeiras células emissoras de luz vizinhas podem ser espaçadas por uma primeira distância em uma primeira direção e por uma segunda distância em uma segunda direção perpendicular à primeira direção, segundas células emissoras de luz vizinhas podem ser espaçadas por uma terceira distância na primeira direção e por uma quarta distância na segunda direção, e uma segunda célula emissora de luz pode ser disposta entre duas primeiras células emissoras de luz vizinhas.
[013] O método pode ainda incluir a montagem das primeiras células emissoras de luz da unidade de montagem em um substrato de montagem de uma só vez.
[014] Uma pluralidade de esferas de metal pode ser formada na forma de uma grade no substrato de montagem.
[015] O método pode ainda incluir ligar seletivamente as segundas células emissoras de luz em um terceiro substrato e cortar o terceiro substrato em uma unidade de montagem incluindo pelo menos duas segundas células emissoras de luz.
[016] O método pode incluir ainda a formação seletiva de peças de ligação nas primeiras células emissoras de luz no primeiro substrato, virando o primeiro substrato, de modo que as primeiras células emissoras de luz formadas com as peças de ligação e as segundas células emissoras de luz fiquem em um terceiro substrato, separando as primeiras células emissoras de luz do primeiro substrato, ligando as primeiras células emissoras de luz separadas ao terceiro substrato através das peças de ligação, virando o terceiro substrato e ligando uma superfície das primeiras células emissoras de luz a um quarto substrato, expondo as peças de ligação removendo o terceiro substrato e formando pads que passam através das respectivas peças de ligação e são eletricamente acopladas com as respectivas primeiras células emissoras de luz.
[017] O método pode ainda incluir a formação de uma camada de proteção de luz entre as primeiras células emissoras de luz no terceiro substrato.
[018] Um dispositivo emissor de luz de acordo com outra modalidade exemplificativa inclui um substrato, pelo menos duas células emissoras de luz dispostas no substrato, uma camada de proteção de luz disposta entre as pelo menos duas células emissoras de luz e tendo aberturas, cada uma expondo uma superfície de cada uma das células emissoras de luz e peças de ligação preenchendo as aberturas e dispostas entre as células emissoras de luz e o substrato.
[019] Uma superfície da camada de proteção de luz voltada para o substrato pode ser coplanar com uma superfície de cada uma das peças de ligação.
[020] A camada de proteção de luz pode entrar em contato com o substrato e ser disposta entre as peças de ligação e o substrato.
[021] A distância de separação entre duas células emissoras de luz vizinhas pode ser cerca de 8 a cerca de 15 vezes uma dimensão crítica de cada uma das células emissoras de luz.
[022] Cada uma das células emissoras de luz pode incluir uma primeira peça emissora de luz, uma segunda peça emissora de luz e uma terceira peça emissora de luz verticalmente empilhada uma sobre a outra e uma pluralidade de pads eletricamente acoplados com a primeira, segunda e terceira peças emissoras de luz.
[023] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir eletrodos que passam através das peças de ligação e eletricamente acoplados com os pads.
[024] Cada um dos eletrodos de passagem pode incluir uma primeira peça disposta dentro de cada uma das peças de ligação e uma segunda peça se estendendo da primeira peça para uma superfície superior de cada uma das peças de ligação.
[025] A segunda porção pode se estender para uma superfície da camada de proteção de luz voltada para o substrato.
[026] A segunda peça pode se estender para a camada de proteção contra a luz.
[027] O substrato pode incluir uma pluralidade de pads de substrato dispostas em posições correspondentes às segundas porções dos eletrodos de passagem.
[028] Deve ser entendido que tanto a descrição geral acima como a descrição detalhada a seguir são exemplificativas e explicativas e se destinam a fornecer explicações adicionais da invenção como reivindicada.
Efeitos Vantajosos
[029] No dispositivo emissor de luz de acordo com as modalidades exemplificativas, como as células emissoras de luz, que são densamente formadas em uma bolacha, são seletivamente individualizadas através de vários processos para serem separadas umas das outras por uma distância predeterminada, é possível transferir as células emissoras de luz em uma distância alvo desejada. Como tal, quando comparado com a formação direta de células emissoras de luz separadas por uma distância alvo, é possível reduzir uma porção da bolacha a ser desperdiçada para obter uma distância de separação desejada entre as células emissoras de luz a serem transferidas.
[030] Além disso, ao montar as células emissoras de luz, cada uma com uma pequena dimensão crítica, por uma unidade de montagem incluindo pelo menos duas células emissoras de luz, em vez de uma por uma, é possível evitar a ocorrência de um choque ou dano durante a montagem, e é possível montar de forma eficiente as células emissoras de luz em um aparelho alvo.
[031] Além disso, porque uma camada de proteção de luz é disposta entre as células emissoras de luz, as luzes geradas a partir das células emissoras de luz podem ser protegidas para evitar a ocorrência de uma mistura de cores, o que pode melhorar a reprodutibilidade da cor de um dispositivo emissor de luz.
Descrição das Figuras
[032] A Fig. 1A é uma vista superior esquemática de um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[033] As Figs. 1B e 1C são vistas em seção transversal tomadas ao longo da linha A-A’ da Fig. 1B, de acordo com modalidades exemplificativas.
[034] A Fig. 2A é uma vista superior esquemática de um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[035] A Fig. 2B é uma vista em seção transversal tomada ao longo das linhas A-A’ e B-B’ da Fig. 2A.
[036] A Fig. 3A é uma vista superior esquemática de um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[037] A Fig. 3B é uma vista em seção transversal tomada ao longo das linhas A-A’ e B-B’ da Fig. 3A.
[038] A Fig. 4A é uma vista superior esquemática de um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[039] A Fig. 4B é uma vista em seção transversal esquemática tomada ao longo de uma linha A-A’ da Fig. 4A.
[040] A Fig. 4C é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha B-B’ da Fig. 4A.
[041] As Figs. 5A, 5B, 6A, 7A, 8A, 9A, 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A e 18A são vistas superiores para ilustrar um método para fabricar um dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa.
[042] As Figs. 5C, 6B, 7B, 8B, 9B, 10B, 11B, 12B, 13B, 14B, 15B, 16B, 17B, e 18B são vistas em seção transversal tomadas ao longo das linhas A-A’ das Figs. 5B, 6A, 7A, 8A, 9A, 10A, 11A, 12A, 13A, 14A, 15A, 16A, 17A, e 18A, respectivamente.
[043] As Figs. 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, e 26 são vistas em seção transversal ilustrando um método para fabricar um dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa.
Melhor Modo de Realizar a Invenção
[044] A fim de compreender a configuração e o efeito da invenção suficientemente, as modalidades da invenção serão descritas com referência às figuras anexas. No entanto, a invenção não está limitada às modalidades aqui estabelecidas e pode ser implementada de várias formas, e uma variedade de mudanças podem ser adicionadas.
[045] Salvo definido em contrário, todos os termos aqui utilizados possuem os mesmos significados que os comumente entendidos por um técnico especialista no assunto aos quais a presente invenção é parte.
[046] A seguir, um dispositivo emissor de luz será descrito abaixo com referência às figuras anexas através de várias modalidades exemplificativas.
[047] A Fig. 1A é uma vista superior esquemática de um dispositivo emissor de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa, e as Figs. 1B e 1C são vistas em seção transversal tomadas ao longo da linha A-A’ da Fig. 1B, de acordo com modalidades exemplificativas.
[048] Referindo às Figs. 1A a 1C, um dispositivo emissor de luz pode incluir um substrato de montagem MSUB e uma pluralidade de células emissoras de luz LED dispostas em uma superfície do substrato de montagem MSUB. De acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, a pluralidade de células emissoras de luz LED inclui quatro células emissoras de luz LED dispostas em uma configuração 2x2. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a um número particular das células emissoras de luz LED ou um arranjo particular do mesmo. Por exemplo, a pluralidade de células emissoras de luz LED pode incluir pelo menos duas células emissoras de luz LED. Como outro exemplo, a pluralidade de células emissoras de luz LED pode incluir nove células emissoras de luz LED dispostas em uma configuração 3x3. Quatro a nove células emissoras de luz LED podem formar uma unidade de montagem que pode ser montada ao mesmo tempo durante um processo de montagem, que será descrito em mais detalhes posteriormente.
[049] A pluralidade de células emissoras de luz LED pode ser disposta para ser separada uma da outra em uma primeira direção DR1 e uma segunda direção DR2 perpendicular à primeira direção DR1. Mais particularmente, a pluralidade de células emissoras de luz LED pode ser separada por uma terceira distância DT3 na primeira direção DR1 e por uma quarta distância DT4 na segunda direção DR2. Por exemplo, a terceira distância DT3 e a quarta distância DT4 podem ser substancialmente iguais entre si. Como outro exemplo, a terceira distância DT3 e a quarta distância DT4 podem ser diferentes uma da outra.
[050] De acordo com uma modalidade exemplificativa, cada uma da terceira distância DT3 e da quarta distância DT4 pode ser cerca de 8 a cerca de 15 vezes a dimensão crítica (CD) de uma célula emissora de luz LED. Por exemplo, quando cada célula emissora de luz LED é de 50 µm a 80 µm, cada uma da terceira distância DT3 e a quarta distância DT4 entre duas células emissoras de luz vizinhas pode ser de cerca de 650 µm a 700 µm.
[051] Cada uma da pluralidade das células emissoras de luz LED pode incluir uma primeira peça emissora de luz LE1, uma segunda peça emissora de luz LE2 e uma terceira peça emissora de luz LE3. De acordo com uma modalidade exemplificativa, cada célula emissora de luz LED pode ter uma estrutura na qual a primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 são empilhadas verticalmente. Neste caso, a terceira peça emissora de luz LE3 pode estar voltada para o substrato de montagem MSUB e uma superfície da primeira peça emissora de luz LE1 pode ser uma superfície de extração de luz. De acordo com uma modalidade exemplificativa, o comprimento de onda da luz emitida a partir da primeira peça emissora de luz LE1 pode ser o mais curto e o comprimento de onda da luz emitida a partir da segunda peça emissora de luz LE2 pode ser maior do que o comprimento de onda da luz emitida pela primeira peça emissora de luz LE1 e menor do que o comprimento de onda da luz emitida pela terceira peça emissora de luz LE3. O comprimento de onda da luz emitida pela terceira peça emissora de luz LE3 pode ser o mais longo. Por exemplo, a primeira peça emissora de luz LE1 pode emitir luz azul, a segunda peça emissora de luz LE2 pode emitir luz verde e a terceira peça emissora de luz LE3 pode emitir luz vermelha, sem estar sendo limitado a estes. Por exemplo, de acordo com outras modalidades exemplificativas, a segunda peça emissora de luz LE2 pode emitir luz tendo um comprimento de onda mais curto do que o da peça emissora de luz LE1. Em algumas modalidades exemplificativas, cada célula emissora de luz LED pode ter uma estrutura, na qual pelo menos uma da primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 está horizontalmente disposta para ser separada de cada outra.
[052] Cada célula emissora de luz LED pode incluir uma pluralidade de pads PD, que são eletricamente acoplados com a primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3, respectivamente. De acordo com uma modalidade exemplificativa, cada uma da pluralidade de pads PD pode ser disposta entre a terceira peça emissora de luz LE3 e o substrato de montagem MSUB.
[053] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir uma camada de proteção de luz LS disposta entre as células emissoras de luz LED. A camada de proteção de luz LS pode circundar as paredes laterais externas das células emissoras de luz LED e pode preencher substancialmente uma área entre as células emissoras de luz LED. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a camada de proteção de luz LS pode incluir aberturas OP, que expõem as células emissoras de luz LED, respectivamente. A camada de blindagem de luz LS pode incluir um material, que tem uma propriedade de isolamento e uma característica de blindagem de luz. Por exemplo, a camada de proteção de luz LS pode incluir um material, como um fotorresiste ou uma matriz preta.
[054] À medida que a camada de proteção de luz LS está disposta entre as células emissoras de luz adjacentes, o LED e a luz emitida pelas respectivas células emissoras de luz, o LED pode não exercer uma influência um sobre o outro. Desta forma, uma mistura de cores pode ser evitada e o dispositivo emissor de luz pode ter reprodutibilidade de cor melhorada. Em algumas modalidades exemplificativas, a camada de proteção de luz LS pode ser seletivamente omitida.
[055] O dispositivo emissor de luz pode ainda incluir peças de ligação BD, que cobrem os pads PD das células emissoras de luz LED e preenchem substancialmente as aberturas OP das camadas de proteção de luz LS entre as respectivas terceiras peças emissoras de luz LE3 e o substrato de montagem MSUB. Uma superfície de cada uma das peças de ligação BD pode ser colocada em contato com cada uma das terceiras peças emissoras de luz LE3 e pode ter substancialmente o mesmo tamanho de cada célula emissora de luz LED quando vista de cima.
[056] Cada uma das peças de ligação BD pode incluir um polímero. Por exemplo, cada uma das peças de ligação BD pode incluir pelo menos um de um fotorresiste, epóxi, BCB (benzociclobuteno), Flare TM como uma série de PAE (éter de poliarileno), MSSQ (metilsilsesquioxano), PMMA (polimetilmetacrilato), PDMS (polidimetilsiloxano), fluoropolímero, uma poli-imida, MSSQ (metilsilsesquioxano), PEEK (polieterehercetona), ATSP (poliéster termoendurecível aromático), PVDC (cloreto de polivinilideno), LCP (polímero de cristal líquido) e uma cera. Por exemplo, cada uma das peças de ligação BD pode incluir um polímero termoendurecível, que é curado a uma temperatura de cerca de 100ºC a cerca de 300ºC.
[057] O dispositivo emissor de luz pode incluir pads de passagem VPD, que são eletricamente acopladas com a pluralidade de pads PD de cada célula emissora de luz LED e passam através de cada peça de ligação BD. Cada um dos pads de passagem VPD pode incluir uma primeira peça PT1 que passa através da peça de ligação BD e uma segunda peça PT2 que se estende da primeira peça PT1 para uma superfície da peça de ligação BD.
[058] Referindo à Fig. 1B, uma superfície da camada de proteção de luz LS, de acordo com uma modalidade exemplificativa, pode ser coplanar com a superfície de cada peça de ligação BD. A outra superfície da camada de proteção de luz LS voltada para o substrato de montagem MSUB pode ser coplanar com a superfície da primeira peça emissora de luz LE1. Como tal, cada uma das segundas porções PT2 dos pads de passagem VPD das células emissoras de luz LED e pads de montagem MPD podem ser expostas entre a camada de proteção de luz LS e as peças de ligação BD e o substrato de montagem MSUB. A segunda porção PT2 de cada um dos pads de passagem VPD pode se estender não apenas para a peça de ligação BD, mas também para uma superfície da camada de proteção de luz LS.
[059] Referindo à Fig. 1C, a única superfície da camada de proteção de luz LS de acordo com outra modalidade exemplificativa pode entrar em contato com o substrato de montagem MSUB. As segundas porções PT2 dos pads de passagem VPD das células emissoras de luz LED e os pads de montagem MPD podem ser cobertas pela camada de proteção de luz LS. A segunda porção PT2 de cada um dos pads de passagem VPD pode se estender para a camada de proteção de luz LS.
[060] O substrato de montagem MSUB pode incluir um circuito nele, como uma placa de circuito impresso (PCB).
[061] O substrato de montagem MSUB pode incluir os pads de montagem MPD em posições correspondentes ao VPD de pads de passagem. Os pads de montagem MPD podem ser eletricamente ligados com os pads VPD por um material, como esferas de solda.
[062] Conforme a segunda porção PT2 de cada um dos pads de passagem VPD se estende até a peça de ligação BD e/ou uma superfície da camada de proteção de luz LS, as células emissoras de luz LED podem ser montadas no substrato de montagem MSUB, que inclui os pads de montagem MPD que podem ter várias estruturas dependendo das disposições e dos comprimentos de extensão do VPD através dos pads.
[063] A seguir, uma célula emissora de luz será descrita em mais detalhes.
[064] A Fig. 2A é uma vista superior esquemática de uma célula emissora de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a Fig. 2B é uma vista em seção transversal tomada ao longo das linhas A-A’ e B-B’ da Fig. 2A. A Fig. 3A é uma vista superior esquemática de uma célula emissora de luz de acordo com uma modalidade exemplificativa, e a Fig. 3B é uma vista em seção transversal tomada ao longo das linhas A-A’ e B-B’ da Fig. 3A. A Fig. 4A é uma vista superior esquemática de um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, a Fig. 4B é uma vista em seção transversal esquemática tomada ao longo de uma linha A-A’ da Fig. 4A, e Fig. 4C é uma vista em seção transversal tomada ao longo da linha B-B’ da Fig. 4A.
[065] Referindo às Figs. 2A a 4C, uma célula emissora de luz LED pode incluir uma primeira peça emissora de luz LE1, uma segunda peça emissora de luz LE2 e uma terceira peça emissora de luz LE3.
[066] De acordo com uma modalidade exemplificativa ilustrada, a primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 podem ser verticalmente empilhadas. Em algumas modalidades exemplificativas, no entanto, pelo menos uma da primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 podem estar dispostas horizontalmente no mesmo plano.
[067] A primeira peça emissora de luz LE1 pode incluir uma primeira camada semicondutora do tipo n 102, uma primeira camada ativa 104, uma primeira camada semicondutora do tipo p 106 e uma primeira camada ôhmica 108. A segunda peça emissora de luz LE2 pode incluir uma segunda camada semicondutora do tipo n 202, uma segunda camada ativa 204, uma segunda camada semicondutora do tipo p 206 e uma segunda camada ôhmica 208. A terceira peça emissora de luz LE3 pode incluir uma terceira camada semicondutora do tipo n 306, uma terceira camada ativa 304, uma terceira camada semicondutora do tipo n 302 e uma terceira camada ôhmica 308.
[068] Cada uma da primeira camada semicondutora tipo n 102, a segunda camada semicondutora tipo n 202 e a terceira camada semicondutora tipo n 302 podem ser uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio dopada com Si. Cada uma da primeira camada semicondutora tipo p 106, a segunda camada semicondutora tipo p 206 e a terceira camada semicondutora tipo p 306 podem ser uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio dopada com Mg. Cada uma da primeira camada ativa 104, a segunda camada ativa 204 e a terceira camada ativa 304 podem incluir um poço multiquântico (MQW) e a proporção da composição dos mesmos pode ser determinada para emitir luz de um comprimento de onda de pico desejado. Como cada uma da primeira camada ôhmica 108, a segunda camada ôhmica 208 e a terceira camada ôhmica 308, um óxido condutor transparente (TCO), tal como SnO, InO2, ZnO ou ITO (óxido de índio e estanho) pode ser usado.
[069] A célula emissora de luz LED pode ainda incluir um primeiro pad PD1 eletricamente acoplado com a primeira camada semicondutora tipo n 102, um segundo pad PD2 eletricamente acoplado com a segunda camada semicondutora tipo n 202, um terceiro pad PD3 eletricamente acoplado com a terceiro camada semicondutora do tipo n 302 e um pad comum CPD eletricamente acoplado em comum com a primeira camada ôhmica 108, a segunda camada ôhmica 208 e a terceira camada ôhmica 308.
[070] Embora o CPD de pad comum seja ilustrado como acoplando eletricamente a primeira camada ôhmica 108, a segunda camada ôhmica 208 e a terceira camada ôhmica 308 em comum, no entanto, os conceitos inventivos não estão limitados aos mesmos. Por exemplo, em algumas modalidades exemplificativas, o pad comum CPD pode eletricamente acoplar a primeira camada semicondutora do tipo n 102, a segunda camada semicondutora do tipo n 202 e a terceira camada semicondutora do tipo n 302. De acordo com uma modalidade exemplificativa, cada um do primeiro pad PD1, o segundo pad PD2, o terceiro pad PD3 e o pad comum CPD podem incluir pelo menos um de Au, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Hf, Cr, Ti e Cu, ou uma liga dos mesmos.
[071] Quando a primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 têm substancialmente o mesmo tamanho como mostrado nas Figs. 2B e 3B, a peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 podem ter paredes laterais externas que são coplanares com cada outra. A primeira camada semicondutora tipo n 102 pode ser eletricamente acoplada com a primeiro pad PD1 por uma primeira estrutura de passagem VA1, a segunda camada semicondutora tipo n 202 pode ser eletricamente acoplada com o segundo pad PD2 por uma segunda estrutura de passagem VA2, o terceiro camada semicondutora tipo n 302 pode ser eletricamente acoplada com o terceiro pad PD3 por uma terceira estrutura de passagem VA3, a primeira camada ôhmica 108 pode ser eletricamente acoplada com o pad comum CPD por uma quarta estrutura de passagem VA4, a segunda camada ôhmica 208 pode ser eletricamente acoplado com o CPD de pad comum por uma quinta estrutura de passagem VA5 e a terceira camada ôhmica 308 pode ser eletricamente acoplada com o CPD de pad comum por uma sexta estrutura de passagem VA6.
[072] Referindo às Figs. 4A, 4B e 4C, de acordo com outra modalidade exemplificativa, a primeira peça emissora de luz LE1 pode ter uma área maior que a segunda peça emissora de luz LE2 e a segunda peça emissora de luz LE2 pode ser maior do que a terceira peça emissora de luz LE3. Por exemplo, quando a primeira peça emissora de luz LE1 inclui a primeira camada semicondutora tipo n 102, a primeira camada ativa 104, a primeira camada semicondutora tipo p 106 e a primeira camada ôhmica 108, que são sequencialmente empilhadas, a segunda peça emissora de luz LE2 inclui a segunda camada ôhmica 208, a segunda camada semicondutora tipo p 206, a segunda camada ativa 204 e a segunda camada semicondutora tipo n 202, que são sequencialmente empilhadas, e a terceira peça emissora de luz LE3 inclui a terceira camada ôhmica 308, a terceira camada semicondutora de tipo p 306, a terceira camada ativa 304 e a terceira camada semicondutora de tipo n 302, que são sequencialmente empilhadas, a primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 pode ser gravada, de modo que cada uma da primeira camada semicondutora tipo n 102 e a primeira camada ôhmica 108 da primeira peça emissora de luz LE1 seja exposta pela segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3, cada uma da segunda camada semicondutora tipo n 202 e a segunda camada ôhmica 208 da segunda peça emissora de luz LE2 é exposta pela terceira peça emissora de luz LE3 e a terceira camada ôhmica 308 da terceira peça emissora de luz LE3 é exposta pela terceira camada semicondutora tipo p 306, a terceira camada ativa 304 e a terceira camada semicondutora tipo n 302.
[073] A primeira camada semicondutora tipo n 102 pode ser eletricamente acoplada ao primeiro pad PD1 por um primeiro padrão de contato CT1 e um primeiro padrão estendido EL1, a segunda camada semicondutora tipo n 202 pode ser eletricamente acoplada ao segundo pad PD2 por um segundo padrão de contato CT2 e um segundo padrão estendido EL2 e a terceira camada semicondutora tipo n 302 podem ser eletricamente acopladas ao terceiro pad PD3 por um terceiro padrão de contato CT3 e um terceiro padrão estendido EL3. A primeira camada ôhmica 108 e a segunda camada ôhmica 208 podem ser eletricamente acopladas ao pad comum CPD por um quarto padrão de contato CT4 e um padrão estendido comum CEL, e a terceira camada ôhmica 308 pode ser eletricamente acoplada ao pad comum CPD por um quinto padrão de contato CT5 e o padrão estendido comum CEL. Cada um do primeiro padrão estendido EL1, o segundo padrão estendido EL2, o terceiro padrão estendido EL3 e o padrão estendido comum CEL podem se estender para o topo da primeira camada semicondutora tipo n exposta 102 e, assim, pode ter substancialmente uma camada plana superfície superior. O primeiro padrão estendido EL1 pode ser eletricamente acoplado com o primeiro pad PD1 por uma primeira estrutura de passagem VA1, o segundo padrão estendido EL2 pode ser eletricamente acoplado ao segundo pad PD2 por uma segunda estrutura de passagem VA2, o terceiro padrão estendido EL3 pode ser eletricamente acoplado ao terceiro pad PD3 por uma terceiro estrutura de passagem VA3, e o padrão estendido comum CEL pode ser eletricamente acoplado com o pad comum CPD por uma estrutura de passagem comum CVA. A primeira estrutura de passagem VA1, a segunda estrutura de passagem VA2, a terceira estrutura de passagem VA3 e a estrutura de passagem comum CVA podem ser formados à mesma altura de uma porção plana e, assim, podem ser eletricamente acoplados com o primeiro pad PD1, o segundo pad PD2, o terceiro pad PD3 e o pad comum CPD de forma mais estável, respectivamente. Em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro padrão estendido EL1, o segundo padrão estendido EL2, o terceiro padrão estendido EL3 e o padrão estendido comum CEL podem ser omitidos seletivamente.
[074] Referindo às Figs. 2A a 4C, a célula emissora de luz LED poda ainda incluir uma primeira peça de adesão AD1, que se liga à primeira peça emissora de luz LE1 e a segunda peça emissora de luz LE2 entre a primeira peça emissora de luz LE1 e a segunda peça emissora de luz LE2, e uma segunda peça de adesão AD2, que se liga à segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3 entre a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3. Cada uma da primeira peça de adesão AD1 e da segunda peça de adesão AD2 pode incluir um material que tem uma propriedade de isolamento, transmitindo luz visível e uma característica de ligação. Cada uma da primeira peça de adesão AD1 e da segunda peça de adesão AD2 pode incluir vidro, um polímero, um resiste ou uma poli-imida. Por exemplo, cada uma da primeira peça de adesão AD1 e da segunda peça de adesão AD2 pode incluir SOG, BCB, HSQ ou um fotorresiste SU-8.
[075] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a célula emissora de luz LE1 pode ainda incluir um primeiro filtro de cor CF1 disposto entre a primeira peça emissora de luz LE1 e a segunda peça emissora de luz LE2 e um segundo filtro de cor CF2, disposto entre a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3. O primeiro filtro de cor CF1 pode refletir a luz gerada a partir da primeira peça emissora de luz LE1 enquanto passando a luz gerada a partir da segunda peça emissora de luz LE2 e da terceira peça emissora de luz LE3 por meio dessa, de modo que a luz gerada a partir da primeira peça emissora de luz LE1 não exerce uma influência de cada uma da segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3. O segundo filtro de cor CF2 pode refletir a luz gerada de cada uma da primeira peça emissora de luz LE1 e da segunda peça emissora de luz LE2 enquanto passa a luz gerada da terceira peça emissora de luz LE3 através do mesmo, de modo que a luz gerada a partir da primeira peça emissora de luz LE1 e a segunda peça emissora de luz LE2 não exerce influência sobre a terceira peça emissora de luz LE3. Cada um do primeiro filtro de cor CF1 e do segundo filtro de cor CF2 pode incluir um DBR (refletor de Bragg distribuído) tendo uma estrutura, no qual TiO2 e SiO2 são empilhados alternadamente. Por exemplo, a sequência de alternância ou número de TiO2 e SiO2 no segundo filtro de cor CF2 pode ser diferente da sequência de alternância ou número de TiO2 e SiO2 no primeiro filtro de cor CF1.
[076] A célula emissora de luz LED pode ainda incluir uma camada de proteção de luz LS, que circunda a parede lateral externa de cada uma da primeira peça emissora de luz LE1, a segunda peça emissora de luz LE2 e a terceira peça emissora de luz LE3. A camada de proteção de luz LS pode incluir uma abertura OP, que expõe uma superfície da primeira peça emissora de luz LE1. Como descrito acima com referência às Figs. 1A, 1B e 1C, a camada de proteção de luz LS pode incluir um material que tem uma propriedade de isolamento e uma característica de proteção de luz. Por exemplo, a camada de proteção de luz LS pode incluir um material, como um fotorresiste e uma matriz preta.
[077] O LED da célula emissora de luz pode ainda incluir uma peça de ligação BD, que cobre o primeiro pad PD1, o segundo pad PD2, o terceiro pad PD3 e o pad comum CPD sobre a terceira peça emissora de luz LE3 e preenche a abertura OP da camada de proteção de luz LS. De acordo com uma modalidade exemplificativa, a peça de ligação BD pode incluir um polímero. Por exemplo, a peça de ligação BD pode incluir pelo menos um de um fotorresiste, epóxi, BCB, Flare TM, MSSQ, PMMA, PDMS, fluoropolímero, uma poli-imida, MSSQ, PEEK, ATSP, PVDC, LCP e uma cera. Por exemplo, cada uma das peças de ligação BD pode incluir um polímero termoendurecível, que é curado a uma temperatura de cerca de 100ºC a cerca de 300ºC.
[078] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a superfície superior da peça de ligação BD pode ser substancialmente coplanar com uma superfície da camada de proteção de luz LS. A outra, superfície da camada de proteção de luz LS pode ser coplanar com uma superfície da primeira peça emissora de luz LE1.
[079] A célula emissora de luz LED pode incluir ainda um quarto pad PD4, um quinto pad PD5, um sexto pad PD6 e um sétimo pad PD7, que passam através da peça de ligação BD e são eletricamente acoplados ao primeiro pad PD1, ao segundo pad PD2, ao terceiro pad PD3 e ao pad comum CPD, respectivamente. Cada um do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 podem incluir pelo menos um de Au, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Hf, Cr, Ti e Cu, ou uma liga dos mesmos.
[080] Cada uma do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 podem incluir uma primeira porção PT1, que está disposta na peça de ligação BD, e uma segunda porção PT2, que se estende a partir da primeira porção PT1 em uma superfície da peça de ligação BD. De acordo com uma modalidade exemplificativa, as disposições e os comprimentos de extensão do quarto pad PD4, do quinto pad PD5, do sexto pad PD6 e do sétimo pad PD7 podem ser alterados dependendo de um aparelho no qual a célula emissora de luz LED deve ser montada. Desta forma, um dispositivo emissor de luz incluindo células emissoras de luz LED pode ser aplicado a vários aparelhos eletrônicos.
[081] De acordo com outra modalidade exemplificativa ilustrada das Figs. 2A e 2B, a segunda porção PT2 de cada um do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 pode se estender dentro da peça de ligação BD. De acordo com outras modalidades exemplificativas ilustradas das Figs. 3A, 3B, 4A e 4B, a segunda porção PT2 de cada um do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 podem se estender não apenas para a peça de ligação BD, mas também para a camada de proteção de luz LS. Desta maneira, as disposições e os comprimentos de extensão do quarto pad PD4, do quinto pad PD5, do sexto pad PD6 e do sétimo pad PD7 podem ser alterados dependendo de um aparelho no qual a célula emissora de luz LED deve ser montada.
[082] Daqui em diante, um método para fabricar o dispositivo emissor de luz mostrado nas Figs. 1A e 1B será descrito.
[083] As Figs. 5A, 5B, e 6A à 18A são vistas superiores que ilustram um método de fabricação um dispositivo emissor de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, e as Figs. 5C, 6B a 18B são vistas em seção transversal tomadas ao longo da linha A-A’ de uma vista superior correspondente das Figs. 5B, 6A a 18A. A Fig. 5B é uma vista ampliada de B da Fig. 5A.XH
[084] Referindo às Figs. 5A, 5B, e 5C, uma pluralidade de células emissoras de luz LED cada uma incluindo uma primeira peça emissora de luz LE1, uma segunda pela emissora de luz LE2, e uma terceira pela emissora de luz LE3 pode ser formada em um primeiro substrato 100.
[085] O primeiro substrato 100 pode ser capaz de crescer uma camada semicondutora à base de nitreto de gálio sobre o mesmo e pode incluir uma safira (Al2O3), um carboneto de silício (SiC), um nitreto de gálio (GaN), um nitreto de índio e gálio (InGaN) , um nitreto de alumínio e gálio (AlGaN), um nitreto de alumínio (AlN), um óxido de gálio (Ga2O3), um arsênico de gálio (GaAs), ou silício (Si). Além disso, o substrato 100 pode ser um substrato flexível ou um substrato incluindo um circuito no mesmo.
[086] De acordo com outra modalidade exemplificativa ilustrada da Fig. 5A, o primeiro substrato 100 pode usar uma bolacha circular WF com uma zona plana FZ. No entanto, os conceitos inventivos não são limitados aos mesmos e, em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro substrato 100 pode usar uma bolacha circular com um entalhe ou uma bolacha quadrangular.
[087] Ao formar sequencialmente uma primeira camada semicondutora tipo n 102, uma primeira camada ativa 104 e uma primeira camada semicondutora tipo p 106 no primeiro substrato 100 usando um método de crescimento, tal como MOCVD (deposição de vapor químico orgânico de metal), MBE (epitaxi de feixe molecular), HVPE (epitaxi de fase de vapor de hidreto) e MOC (cloreto orgânico de metal) e formando uma primeira camada ôhmica 108 na primeira camada semicondutora tipo p 106 por meio de uma deposição química de vapor (CVD) ou processo de deposição física de vapor (PVD), a primeira peça emissora de luz LE1 pode ser formada. Ao formar sequencialmente uma segunda camada semicondutora do tipo n, uma segunda camada ativa 204 e uma segunda camada semicondutora do tipo p 206 em um segundo substrato usando um método de crescimento, como
MOCVD, MBE, HVPE e MOC, e formando uma segunda camada ôhmica 208 na segunda camada semicondutora tipo p 206 através de um processo CVD ou PVD, a segunda peça emissora de luz LE2 pode ser formada. Ao formar sequencialmente uma terceira camada semicondutora de tipo n 302, uma terceira camada ativa 304 e uma terceira camada semicondutora de tipo p 306 em um terceiro substrato usando um método de crescimento, tal como MOCVD, MBE, HVPE e MOC, e formando uma terceira camada ôhmica 308 na terceira camada semicondutora tipo p 306 através de um processo CVD ou PVD, a terceira peça emissora de luz LE3 pode ser formada.
[088] A segunda peça emissora de luz LE2 pode ser ligada à primeira peça emissora de luz LE1 usando uma primeira peça de adesão AD1 e o segundo substrato pode ser removido por um processo de elevação a laser (LLO), por exemplo. A terceira peça emissora de luz LE3 pode ser ligada à segunda peça emissora de luz LE2 usando uma segunda peça de adesão AD2 e o terceiro substrato pode ser removido por um processo de elevação a laser (LLO) ou de elevação química (CLO), por exemplo.
[089] Como descrito acima com referência às Figs. 2A e 2B, formando através de orifícios na primeira peça emissora de luz LE1, na segunda peça emissora de luz LE2 e na terceira peça emissora de luz LE3, uma primeira estrutura de passagem VA1 eletricamente acoplada com a primeira camada semicondutora tipo n 102, um segunda estrutura de passagem VA2 eletricamente acoplada com a segunda camada semicondutora tipo n 202, uma terceira estrutura de passagem VA3 eletricamente acoplada com a terceira camada semicondutora tipo n 302, uma quarta estrutura de passagem VA4 eletricamente acoplada com a primeira camada ôhmica 108, uma quinta estrutura de passagem VA5 eletricamente acoplada com a segunda camada ôhmica 208 e uma sexta estrutura de passagem VA6 eletricamente acoplada com a terceira camada ôhmica 308 pode ser formada. Então, o primeiro pad PD1 contatando eletricamente acoplado com a primeira estrutura de passagem VA1, um segundo pad PD2 eletricamente acoplado com a segunda estrutura de passagem VA2, um terceiro pad PD3 eletricamente acoplado com a terceira estrutura de passagem VA3 e um pad comum CPD eletricamente acoplado em comum com a quarta estrutura de passagem VA4, a quinta estrutura de passagem VA5 e a sexta estrutura de passagem VA6 podem ser formados.
[090] As células emissoras de luz LED podem ser separadas por uma primeira distância DT1 em uma primeira direção DR1 e podem ser separadas por uma segunda distância DT2 em uma segunda direção DR2. Por exemplo, a primeira distância DT1 e a segunda distância DT2 podem ser substancialmente as mesmas.
[091] Daqui em diante, as células emissoras de luz, de acordo com uma modalidade exemplificativa, serão descritas como tendo um arranjo 9x9, como mostrado na Fig. 5B.
[092] Referindo às Figs. 6A e 6B, uma camada de ligação BDL cobrindo as células emissoras de luz LED pode ser formada no primeiro substrato 100, no qual a pluralidade de células emissoras de luz LED é formada. A camada de ligação BDL pode ser formada para cobrir o primeiro pad PD1, o segundo pad PD2, o terceiro pad PD3 e o pad comum CPD de cada uma das células emissoras de luz LED.
[093] De acordo com uma modalidade exemplificativa, a camada de ligação BDL pode incluir um primeiro polímero. Por exemplo, a camada de ligação BDL pode incluir pelo menos um de um fotorresiste, epóxi, BCB, Flare TM, MSSQ, PMMA, PDMS, fluoropolímero, uma poli-imida, MSSQ, PEEK, ATSP, PVDC, LCP e uma cera. Por exemplo, cada uma das unidades de ligação BD pode incluir um polímero termoendurecível, que é curado a uma temperatura de cerca de 100ºC a cerca de 300ºC. Como outro exemplo, a camada de ligação BDL pode ter uma característica fixável/destacável.
[094] Referindo às Figs. 7A e 7B, um primeiro padrão de máscara MS1, que cobre seletivamente as células emissoras de luz LED alvo, pode ser formado na camada de ligação BDL.
[095] As células emissoras de luz LED a serem mascaradas pelo primeiro padrão de máscara MS1 podem ser ajustadas para estar em uma distância de separação desejada, de modo a ser adequado para um aparelho no qual as células emissoras de luz LED devem ser finalmente montadas. Por exemplo, duas células emissoras de luz vizinhas LED na primeira direção DR1 mascaradas pelo primeiro padrão de mascaramento MS1 podem ser espaçadas por uma terceira distância DT3 maior do que a primeira distância DT1. Duas células emissoras de luz vizinhas LED na segunda direção DR2 mascaradas pelo primeiro padrão de mascaramento MS1 podem ser espaçadas por uma quarta distância DT4 maior do que a segunda distância DT2. Em algumas modalidades exemplificativas, a terceira distância DT3 e a quarta distância DT4 podem ser substancialmente iguais entre si. De acordo com uma modalidade exemplificativa, cada uma da terceira distância DT3 e da quarta distância DT4 pode ser cerca de 8 a cerca de 15 vezes a dimensão crítica (CD) de cada uma das células emissoras de luz LED mascaradas.
[096] De acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, uma distância de separação é descrita como sendo ajustada por não selecionar duas células emissoras de luz LED entre as células emissoras de luz LED mascaradas pelo primeiro padrão de mascaramento MS1 na primeira direção DR1 e na segunda direção DR2. No entanto, os conceitos inventivos não se limitam a estes.
[097] Daqui em diante, as células emissoras de luz LED que são mascaradas pelo primeiro padrão de mascaramento MS1 são referidas como primeiras células emissoras de luz LED1.
[098] Referindo às Figs. 8A e 8B, ao gravar a camada de ligação BDL através do uso do primeiro padrão de mascaramento MS1 como um resiste de gravação, as peças de ligação BD podem ser formadas nas primeiras células emissoras de luz LED1. Referindo às Figs. 9A e 9B, após formar a pela de ligação BD, o primeiro padrão de máscara MS1 pode ser removido.
[099] Referindo às Figs. 10A e 10B, o primeiro substrato 100, no qual as primeiras células emissoras de luz LED1 formadas com as peças de ligação BD e as outras células emissoras de luz LED são formadas, pode ser virado, de modo que as primeiras células emissoras de luz LED1 formadas com as peças de ligação BD e as outras células emissoras de luz LED estão voltadas para um primeiro substrato de suporte SPB1.
[0100] O primeiro substrato de suporte SPB1 pode ser um substrato que suporta temporariamente as células emissoras de luz LED. Como tal, o tipo e a estrutura do primeiro substrato de suporte SPB1 não são particularmente limitados.
[0101] O primeiro substrato de suporte SPB1 pode estar voltado para as peças de ligação BD formadas nas primeiras células emissoras de luz LED1 e nas outras células emissoras de luz LED. Um segundo padrão de mascaramento MS2 pode ser disposto no primeiro substrato 100. O segundo padrão de mascaramento MS2 pode incluir aberturas, que expõem porções do primeiro substrato 100 que correspondem às primeiras células emissoras de luz LED1 formadas com as peças de ligação BD. Ao realizar um processo seletivo de elevação a laser (LLO) através das aberturas do segundo padrão de mascaramento MS2, as primeiras células emissoras de luz LED1 formadas com as peças de ligação BD podem ser seletivamente separadas do primeiro substrato
100. Desta forma, as primeiras células emissoras de luz LED1 formadas com as peças de ligação BD podem ser separadas do primeiro substrato 100 e ligadas ao primeiro substrato de suporte SPB1 pelas peças de ligação BD.
[0102] Referindo às Figs. 11A e 11B, as primeiras células emissoras de luz LED1 podem ser dispostas no primeiro substrato de suporte SPB1, embora sejam separadas umas das outras pela terceira distância DT3 na primeira direção DR1 e pela quarta distância DT4 na segunda direção DR2.
[0103] Referindo às Figs. 12A e 12B, as células emissoras de luz restantes LED, exceto as primeiras células emissoras de luz LED1, podem ser retidas no primeiro substrato 100. As células emissoras de luz restantes LED podem incluir segundas células emissoras de luz LED2, terceiras células emissoras de luz LED3, quartas células emissoras de luz LED4, quintas células emissoras de luz LED5, sextas células emissoras de luz LED6, sétimas células emissoras de luz LED7, oitavas células emissoras de luz LED8, e nonas células emissoras de luz LED9. Neste caso, os termos "segundo", "terceiro", "quarto", "quinto", "sexto", "sétimo", "oitavo" e "nono" referem-se a uma sequência em que as células emissoras de luz LED são separadas do primeiro substrato 100, e essas células emissoras de luz LED podem não ser diferentes em termos de estrutura e características.
[0104] Referindo às Figs. 13A e 13B, uma camada de proteção de luz LS, que preenche substancialmente uma área entre as primeiras células emissoras de luz LED1, pode ser formada no primeiro substrato de suporte SPB1. A camada de proteção de luz LS pode incluir um material que tem uma propriedade de isolamento e protege a luz visível, como uma matriz preta ou um fotorresiste.
[0105] Referindo às Figs. 14A e 14B, um segundo substrato de suporte SPB2 pode ser fixado a uma superfície das células emissoras de luz LED usando uma peça de adesão AAD. O segundo substrato de suporte SPB2 pode ser um substrato que suporta temporariamente as células emissoras de luz LED. Como tal, o tipo e a estrutura do segundo substrato de suporte SPB2 não são particularmente limitados.
[0106] A peça de adesão AAD pode incluir um segundo polímero. De acordo com uma modalidade exemplificativa, o segundo polímero pode ter uma seletividade de corrosão para um decapante em relação ao primeiro polímero incluído nas peças de ligação BD. Por exemplo, por um decapante, o segundo polímero pode ser gravado enquanto o primeiro polímero não pode ser gravado. De acordo com outra modalidade exemplificativa, o segundo polímero pode ter um ponto de fusão diferente do primeiro polímero. Por exemplo, a 300ºC, o segundo polímero pode fundir enquanto o primeiro polímero pode não fundir.
[0107] A peça de adesão AAD pode incluir pelo menos um de fotorresiste, epóxi, BCB, Flare TM, MSSQ, PMMA, PDMS, fluoropolímero, uma poli-imida, MSSQ, PEEK, ATSP, PVDC, LCP e uma cera.
[0108] Então, o primeiro substrato de suporte SPB1 pode ser removido. Por exemplo, uma vez que cada uma das peças de ligação BD inclui um material de ligação fixável/destacável, o primeiro substrato de suporte SPB1 pode ser removido das peças de ligação BD. Ao remover o primeiro substrato de suporte SPB1, as peças de ligação BD podem ser expostas.
[0109] Referindo às Figs. 15A e 15B, um quarto pad PD4, um quinto pad PD5, um sexto pad PD6 e um sétimo pad PD7, que passam a peça de ligação BD e são eletricamente acopladas ao primeiro pad PD1, o segundo pad PD2, o terceiro pad PD3, e o pad comum CPD, respectivamente, de cada célula emissora de luz LED podem ser formados, respectivamente. Por exemplo, cada um do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 podem se estender para a peça de ligação BD e a camada de proteção de luz LS. Como outro exemplo, cada um do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 podem se estender apenas na peça de ligação BD.
[0110] Referindo às Figs. 16A e 17A, ao observar o segundo substrato de suporte SPB2 a partir de uma perspectiva de wafer WF, as primeiras células emissoras de luz LED1 podem ser dispostas no segundo substrato de suporte SPB2.
[0111] Uma vez que cada uma das primeiras células emissoras de luz LED1 tem uma dimensão crítica (CD) de cerca de 50 µm a cerca de 80 µm, é geralmente difícil montar as primeiras células emissoras de luz LED1 de maneira uma a uma em um substrato de montagem alvo MSUB devido ao pequeno tamanho das primeiras células emissoras de luz LED1 e ao número das primeiras células emissoras de luz LED1 a serem transferidas. Como tal, a fim de montar várias primeiras células emissoras de luz LED1 de cada vez, uma unidade de montagem MU incluindo várias primeiras células emissoras de luz LED1 pode ser definida e o segundo substrato de suporte SPB2 pode ser cortado de acordo com a unidade de montagem MU. A unidade de montagem MU pode incluir pelo menos duas primeiras células emissoras de luz LED1. A unidade de montagem MU pode incluir a camada de proteção de luz LS, que circunda as paredes laterais externas das primeiras células emissoras de luz LED1.
[0112] De acordo com uma modalidade exemplificativa, cortando o segundo substrato de suporte SPB2 em uma unidade de montagem MU que inclui as primeiras células emissoras de luz LED1 dispostas em uma configuração 2x2, como mostrado nas Figs. 16A e 16B, quatro primeiras células emissoras de luz LED1 na unidade de montagem MU podem ser montadas de uma vez.
[0113] De acordo com outra modalidade exemplificativa, cortando o segundo substrato de suporte SPB2 em uma unidade de montagem MU que inclui as primeiras células emissoras de luz LED1 dispostas em uma configuração 3x3, como mostrado nas Figs. 17A e 17B, nove primeiras células emissoras de luz LED1 na unidade de montagem MU podem ser montadas de uma vez.
[0114] Referindo às Figs. 18A e 18B, o segundo substrato de suporte SPB2 pode ser virado, de modo que as primeiras células emissoras de luz LED1 formadas no segundo substrato de suporte SPB2, que são cortadas de acordo com a unidade de montagem MU, podem ficar de frente para o substrato de montagem alvo MSUB. No substrato de montagem MSUB, os pads de montagem MPD podem ser formados em posições respectivamente correspondentes ao quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 de cada uma das primeiras células emissoras de luz LED1.
[0115] Os pads de montagem MPD do substrato de montagem MSUB podem ser eletricamente ligados aos quartos pads PD4, quintos pads PD5, sextos pads PD6 e sétimos pads PD7 usando esferas de solda ou semelhantes.
[0116] Então, o segundo substrato de suporte SPB2 pode ser removido.
[0117] Embora as primeiras células emissoras de luz, que são cortadas de acordo com uma unidade de montagem, tenham sido descritas como sendo montadas no substrato de montagem MSUB, no entanto, os conceitos inventivos não estão limitados a estas. Por exemplo, em algumas modalidades exemplificativas, um substrato formado com um BGA (matriz de grade de bola) pode ser usado. Como o BGA, esferas de metal incluindo pelo menos um de Au, In, Sn, Pb e Cu podem ser formadas no substrato na forma de uma grade. Em algumas modalidades exemplificativas, o substrato pode incluir um circuito neste. Neste caso, a unidade de montagem MU pode incluir as primeiras células emissoras de luz, que estão dispostas para corresponder, respectivamente, às posições das esferas de metal da forma de grade.
[0118] Desta forma, entre as células emissoras de luz 9x9 LED, as primeiras células emissoras de luz LED1 podem ser montadas no substrato de montagem alvo MSUB. Uma vez que a estrutura e o comprimento de extensão de cada um do quarto pad PD4, o quinto pad PD5, o sexto pad PD6 e o sétimo pad PD7 podem ser alterados dependendo do substrato de montagem MSUB, um dispositivo emissor de luz pode ser aplicado a vários substratos de montagem. Além disso, como a camada de proteção de luz LS é formada entre as primeiras células emissoras de luz LED1 para proteger a luz gerada das primeiras células emissoras de luz vizinhas LED1, uma mistura de cores pode ser evitada, melhorando assim a reprodutibilidade da cor. Além disso, ao definir a unidade de montagem MU incluindo pelo menos duas primeiras células emissoras de luz LED1 e montar as primeiras células emissoras de luz LED1 no substrato de montagem MSUB pela unidade de montagem MU, é possível montar de forma eficiente e estável as primeiras células emissoras de luz LED1 tendo uma pequena dimensão crítica (CD), em comparação com a montagem das primeiras células emissoras de luz LED1 em um processo um a um.
[0119] Referindo de volta à Fig. 12A, as segundas células emissoras de luz LED2, as terceiras células emissoras de luz LED3, as quartas células emissoras de luz LED4, as quintas células emissoras de luz LED5, as sextas células emissoras de luz LED6, as sétimas células emissoras de luz LED7, as oitavas células emissoras de luz LED8, e as nonas células emissoras de luz LED9 podem permanecer no primeiro substrato 100. Ao aplicar os processos mostrados nas Figs. 5A a 18B sequencialmente para as segundas células emissoras de luz LED2, as terceiras células emissoras de luz LED3, as quartas células emissoras de luz LED4, as quintas células emissoras de luz LED5, as sextas células emissoras de luz LED6, as sétimas células emissoras de luz LED7, as oitavas células emissoras de luz de LED8 e as nonas células emissoras de luz LED9, a pluralidade de células emissoras de luz LED na bolacha WF pode ser montada para direcionar substratos de montagem MSUB.
[0120] Desta forma, as primeiras células emissoras de luz LED1, as segundas células emissoras de luz LED2, as terceiras células emissoras de luz LED3, as quartas células emissoras de luz LED4, as quintas células emissoras de luz LED5, as sextas células emissoras de luz LED6, as sétimas células LED7, as oitavas células emissoras de luz LED8 e as nonas células emissoras de luz LED9, que são densamente formadas na primeira distância DT1 e a segunda distância DT2 podem ser separadas em células emissoras de luz LED separadas pela terceira distância DT3 e a quarta distância DT4, por meio de processos de separação realizados nove vezes. Mais particularmente, quando as células emissoras de luz LED separadas pela terceira distância DT3 e a quarta distância DT4 são formadas diretamente na bolacha WF, porções substanciais da bolacha WF podem ser desperdiçadas por distâncias aumentadas entre as células emissoras de luz para separação. De acordo com as modalidades exemplificativas, porque as células emissoras de luz densamente formadas LED são montadas através de vários processos de separação, como descrito acima, as porções da bolacha WF que de outra forma seriam desperdiçadas podem ser substancialmente reduzidas.
[0121] As Figs. 19 à 26 são vistas em seção transversal que ilustram um método de fabricação um dispositivo emissor de luz, de acordo com outra modalidade exemplificativa.
[0122] Referindo à Fig. 19, uma pluralidade de células emissoras de luz LED pode ser formada no primeiro substrato
100.
[0123] Cada uma das células emissoras de luz LED pode ter uma estrutura, na qual uma primeira peça emissora de luz LE1, uma segunda peça emissora de luz LE2 e uma terceira peça emissora de luz LE3 são empilhadas verticalmente e podem ser formadas com um primeiro pad PD1, um segundo pad PD2, um terceiro pad PD3 e um pad comum CPD. Uma vez que o processo para formar a pluralidade de células emissoras de luz LED no primeiro substrato 100 é substancialmente o mesmo que o processo descrito acima com referência às Figs. 5A a 5C, descrições repetidas dos mesmos serão omitidas para evitar redundância.
[0124] 5A a 5C, descrições repetidas dos mesmos serão omitidas para evitar redundância. Uma camada dielétrica DL, que cobre a pluralidade de células emissoras de luz LED, pode ser formada.
[0125] A superfície superior da camada dielétrica DL pode ser mais alta do que as superfícies superiores das células emissoras de luz LED. A camada dielétrica DL pode incluir um material que tem uma seletividade de corrosão para um decapante em relação a uma camada de ligação BDL a ser subsequentemente formada.
[0126] Referindo à Fig. 20, por exemplo, a camada dielétrica DL pode incluir pelo menos um de um óxido de silício, um nitreto de silício ou um oxinitreto de silício.
[0127] Referindo à Fig. 21, a camada de ligação BDL pode ser formada na camada dielétrica DL para preencher substancialmente as aberturas OP. A camada de ligação BDL pode incluir um polímero, como poliuretano fixável/destacável. Alternativamente, a camada de ligação BDL pode incluir fotorresiste SOG, BCB, HSQ ou SU-8.
[0128] Referindo à Fig. 22, gravando a camada de ligação BDL para expor a superfície superior da camada dielétrica DL, as peças de ligação BD que preenchem substancialmente as aberturas OP podem ser formadas, respectivamente. As peças de ligação BD podem ser formadas seletivamente apenas nas primeiras células emissoras de luz LED1, respectivamente.
[0129] Embora a camada de ligação BDL seja gravada conforme descrito acima, a camada dielétrica DL pode não ser substancialmente gravada devido à sua seletividade de gravação contra um gravador, que grava a camada de ligação BDL.
[0130] Referindo à Fig. 23, um quarto pad PD4, um quinto pad PD5, um sexto pad PD6 e um sétimo pad PD7, que passam através da peça de ligação BD e são eletricamente acopladas ao primeiro pad PD1, o segundo pad PD2, o terceiro pad PD3, e o pad CPD comum, respectivamente, de cada uma das primeiras células emissoras de luz LED1 pode ser formada, respectivamente.
[0131] Referindo à Fig. 24, a camada dielétrica DL pode ser removida. Em algumas modalidades exemplificativas, um processo para remover a camada dielétrica DL pode ser omitido.
[0132] Referindo às Figs. 24 a 26, ao virar o primeiro substrato 100, as primeiras células emissoras de luz LED1 podem ficar de frente para um substrato alvo. De acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada, ao virar o primeiro substrato 100, as primeiras células emissoras de luz LED1 formadas com as peças de ligação BD podem ficar de frente para um substrato de montagem MSUB.
[0133] Um padrão de mascaramento MS pode ser formado no primeiro substrato 100. O padrão de mascaramento MS pode incluir aberturas OP em posições correspondentes às primeiras células emissoras de luz LED1. Ao realizar um processo seletivo de elevação de laser através das aberturas OP, as primeiras células emissoras de luz LED1 podem ser separadas do primeiro substrato 100. As primeiras células emissoras de luz LED1 separadas podem ser montadas seletivamente no substrato de montagem MSUB pelas peças de ligação BD, respectivamente.
[0134] Em algumas modalidades exemplificativas, uma camada de proteção de luz LS, que preenche substancialmente uma área entre as células emissoras de luz LED, pode ser adicionalmente formada como mostrado na Fig. 1C. A camada de proteção de luz LS pode ter uma superfície superior coplanar com uma superfície de cada uma da primeira peça emissora de luz LE1. Além disso, a camada de proteção de luz LS pode preencher entre o substrato de montagem MSUB e as células emissoras de luz LED.
[0135] Na Fig. 25, as outras células emissoras de luz LED, exceto as primeiras células emissoras de luz LED1, podem ser retidas no primeiro substrato 100, como mostrado nas Figs. 12A e 12B, que podem ser montados em substratos de montagem alvo MSUB repetindo o método descrito acima com referência às Figs. 19 a 26.
[0136] O método para fabricar um dispositivo emissor de luz mostrado nas Figs. 5A, 5B, 6A a 18A, 5C e 6B a 18B foi descrito como um exemplo. O dispositivo emissor de luz mostrado nas Figs. 1A e 1B também podem ser fabricados através de um método substancialmente semelhante a ser descrito abaixo.
[0137] As células emissoras de luz podem ser formadas em um primeiro substrato. Uma primeira superfície de cada uma das células emissoras de luz pode ser uma superfície, na qual um primeiro pad, um segundo pad, um terceiro pad e um pad comum são expostos. Uma segunda superfície oposta à primeira superfície pode estar voltada para o primeiro substrato.
[0138] As primeiras peças de adesão podem ser formadas em um primeiro substrato de suporte. As primeiras peças de adesão podem incluir um primeiro polímero. Depois de virar o primeiro substrato e dispor o primeiro substrato, de modo que as primeiras superfícies das respectivas células emissoras de luz fiquem de frente para as primeiras peças de adesão, realizando um processo de elevação a laser, as células emissoras de luz podem ser separadas do primeiro substrato. As células emissoras de luz separadas podem ser transferidas para o primeiro substrato de suporte. As primeiras superfícies das respectivas células emissoras de luz transferidas para o primeiro substrato de suporte podem ficar de frente para o primeiro substrato de suporte e as segundas superfícies das respectivas células emissoras de luz podem ser expostas.
[0139] As segundas peças de adesão podem ser formadas em um segundo substrato. As segundas peças de adesão podem incluir um segundo polímero. Por exemplo, o segundo polímero pode ser diferente em termos de solubilidade em um agente de ataque do primeiro polímero. Como outro exemplo, o segundo polímero pode ser diferente em termos de ponto de fusão do primeiro polímero.
[0140] Depois de virar o primeiro substrato de suporte e dispor o primeiro substrato de suporte, de modo que as segundas superfícies das respectivas células emissoras de luz fiquem voltadas para as segundas peças de adesão, ao remover as primeiras peças de adesão, as células emissoras de luz podem ser separadas do primeiro substrato de suporte. Por exemplo,
um decapante pode dissolver as primeiras peças de adesão, mas não pode dissolver as segundas peças de adesão. Como outro exemplo, a uma temperatura predeterminada, as primeiras peças de adesão podem fundir, mas as segundas peças de adesão podem ser curadas. As segundas superfícies das respectivas células emissoras de luz transferidas para o segundo substrato de suporte podem ficar de frente para o segundo substrato de suporte e as primeiras superfícies das respectivas células emissoras de luz podem ser expostas. Em particular, o primeiro pad, o segundo pad, o terceiro pad e o pad comum de cada uma das células emissoras de luz podem ser expostas.
[0141] Através dos processos descritos acima, as peças de ligação podem ser formadas seletivamente apenas nas primeiras células emissoras de luz. Cada uma das peças de ligação pode incluir um terceiro polímero. Por exemplo, o terceiro polímero pode ser diferente em termos de solubilidade em um agente de ataque do segundo polímero. Como outro exemplo, o terceiro polímero pode ser diferente em termos de ponto de fusão do segundo polímero.
[0142] Em seguida, um quarto pad, um quinto pad, um sexto pad e um sétimo pad, que passam pelas respectivas peças de ligação e são eletricamente acoplados ao primeiro pad, o segundo pad, o terceiro pad e o pad comum de cada uma das células emissoras de luz podem ser formados. As primeiras superfícies das primeiras células emissoras de luz podem ser superfícies, nas quais os quartos pads, os quintos pads, os sextos pads e os sétimos pads estão expostos.
[0143] Depois de preparar um terceiro substrato de suporte e virar o segundo substrato de suporte e, assim, dispor o segundo substrato de suporte, de modo que as primeiras superfícies das respectivas células emissoras de luz fiquem voltadas para o terceiro substrato de suporte, as primeiras células emissoras de luz podem ser seletivamente separadas do segundo substrato de suporte. Por exemplo, no processo para separar seletivamente as primeiras células emissoras de luz, depois de mascarar as outras células emissoras de luz, exceto as primeiras células emissoras de luz, por dissolução seletiva, através do uso de um condicionador, apenas as segundas peças de adesão que ligam as primeiras células emissoras de luz, as primeiras células emissoras de luz podem ser separadas do segundo substrato de suporte. O decapante pode dissolver seletivamente as segundas peças de adesão. Como outro exemplo, no processo para separar seletivamente as primeiras células emissoras de luz, realizando tratamento térmico seletivamente em porções do terceiro substrato de suporte, onde as primeiras células emissoras de luz estão posicionadas e, assim, dissolvendo seletivamente as segundas peças de adesão que ligam as primeiras células emissoras de luz, as primeiras células emissoras de luz podem ser separadas do segundo substrato de suporte.
[0144] As primeiras células emissoras de luz separadas do terceiro substrato de suporte podem, então, ser montadas em um substrato de montagem através dos processos descritos acima com referência às Figs. 12A a 18A e 12B a 18B.
[0145] Embora certas modalidades e implementações exemplificativas tenham sido descritas aqui, outras modalidades e modificações são evidentes a partir desta descrição. Por conseguinte, os conceitos inventivos não se limitam a essas modalidades, mas ao escopo mais amplo das reivindicações anexas e a várias modificações óbvias e

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Método de fabricação de um dispositivo emissor de luz, caracterizado por compreender as etapas de formar uma pluralidade de primeiras células emissoras de luz e uma pluralidade de segundas células emissoras de luz em uma superfície de um primeiro substrato, fornecer um segundo substrato para estar voltado para a primeira e a segunda células emissoras de luz, ligar seletivamente as primeiras células emissoras de luz ao segundo substrato e cortar o segundo substrato em uma unidade de montagem incluindo pelo menos duas primeiras células emissoras de luz.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a etapa de formar uma camada de proteção de luz enchendo substancialmente uma área entre as primeiras células emissoras de luz.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por compreender as etapas de formar, no primeiro substrato, uma camada dielétrica entre a primeira e a segunda células emissoras de luz, a camada dielétrica tendo aberturas que expõem as superfícies superiores das primeiras células emissoras de luz, formar peças de ligação para preencher as aberturas e formar pads que passam através das peças de ligação e eletricamente acopladas com as respectivas primeiras células emissoras de luz.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ligação seletiva das primeiras células emissoras de luz ao segundo substrato compreender as etapas de formar peças de ligação nas primeiras células emissoras de luz, separar as primeiras células emissoras de luz do primeiro substrato realizando seletivamente um processo de elevação a laser em porções do primeiro substrato correspondentes às primeiras células emissoras de luz e ligar as primeiras células emissoras de luz separadas ao segundo substrato pelas peças de ligação.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas primeiras células emissoras de luz vizinhas serem espaçadas por uma primeira distância em uma primeira direção e por uma segunda distância em uma segunda direção perpendicular à primeira direção, as segundas células emissoras de luz vizinhas serem espaçadas por uma terceira distância na primeira direção e por uma quarta distância na segunda direção, e uma segunda célula emissora de luz ser disposta entre duas primeiras células emissoras de luz vizinhas.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda montar as primeiras células emissoras de luz da unidade de montagem em um substrato de montagem de uma só vez.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por uma pluralidade de esferas de metal serem formadas na forma de uma grade no substrato de montagem.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por ligar seletivamente as segundas células emissoras de luz a um terceiro substrato, e cortar o terceiro substrato para uma unidade de montagem incluindo pelo menos duas segundas células emissoras de luz.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda por compreender as etapas de formar seletivamente peças de ligação nas primeiras células emissoras de luz no primeiro substrato, virar o primeiro substrato, de modo que as primeiras células emissoras de luz formadas com as peças de ligação e as segundas células emissoras de luz fiquem de frente para um terceiro substrato, separar as primeiras células emissoras de luz do primeiro substrato, ligar as primeiras células emissoras de luz separadas ao terceiro substrato através das peças de ligação, virar o terceiro substrato e ligar uma superfície das primeiras células emissoras de luz a um quarto substrato, expor as peças de ligação removendo o terceiro substrato e formar pads que passam através das respectivas peças de ligação e são eletricamente acopladas com as respectivas primeiras células emissoras de luz.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda formar uma camada de proteção de luz entre as primeiras células emissoras de luz no terceiro substrato.
11. Dispositivo emissor de luz, caracterizado por compreender um substrato, pelo menos duas células emissoras de luz dispostas no substrato, uma camada de proteção de luz disposta entre as pelo menos duas células emissoras de luz e tendo aberturas, cada uma expondo uma superfície de cada uma das células emissoras de luz e ligar peças preenchendo as aberturas e dispostas entre as células emissoras de luz e o substrato.
12. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por uma superfície da camada de proteção de luz voltada para o substrato ser coplanar com uma superfície de cada uma das peças de ligação.
13. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a camada de proteção de luz entrar em contato com o substrato e estar disposta entre as peças de ligação e o substrato.
14. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por uma distância de separação entre duas células emissoras de luz vizinhas ser cerca de 8 a cerca de 15 vezes a dimensão crítica de cada uma das células emissoras de luz.
15. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por cada uma das células emissoras de luz compreender uma primeira peça emissora de luz, uma segunda peça emissora de luz e uma terceira peça emissora de luz verticalmente empilhada uma sobre a outra e uma pluralidade de pads eletricamente acoplados com a primeira, segunda e terceira peças emissoras de luz.
16. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda eletrodos que passam através das peças de ligação e eletricamente acoplados aos pads.
17. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por cada um dos eletrodos de passagem compreender uma primeira peça disposta dentro de cada uma das peças de ligação e uma segunda peça que se estende da primeira peça para uma superfície superior de cada uma das peças de ligação.
18. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela segunda porção se estender até uma superfície da camada de proteção de luz voltada para o substrato.
19. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela segunda porção se estender na camada de proteção de luz.
20. Dispositivo emissor de luz, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo substrato compreender uma pluralidade de pads de substrato dispostos em posições correspondentes às segundas porções dos eletrodos de passagem.
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