CN107068665A - 微型发光二极管器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型发光二极管器件及其制作方法，该微型发光二极管器件包括：微器件单元阵列，相邻的微器件单元之间具有间隙；连接层，位于所述微器件单元之间的间隙，至少与一个微器件单元连接；固定层，位于所述微器件单元阵列的下方，仅与所述连接层的下表面接触，并在所述微器件单元的下方形成空腔。本发明针对小尺寸的微半导体单元，在其间的间隙形成连接层，用于与固定层接触，可大大增加粘接点的接触面积，保证微型器件在拾取之前不会因外界因素的影响导致良率损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型发光二极管器件及其制作方法。
背景技术
微元件技术是指在衬底上以高密度集成的微小尺寸的元件阵列。微型器件的一些实例包括微机电系统(MEMS) 微动开关、发光二极管显示系统和基于MEMS或者石英的振荡器。目前，微间距发光二极管（Micro LED）技术逐渐成为研究热门，工业界期待有高品质的微元件产品进入市场。高品质微间距发光二极管产品会对市场上已有的诸如LCD/OLED的传统显示产品产生深刻影响。
中国专利文献CN105359283公开了一种具有柱的微型发光二极管器件，其以在微器件的下方设置稳定柱作为微型发光二极管器件的支撑，但稳定柱与器件导电触点的粘附性并不是很好，芯片制作后到被拾取前，任意的机械运动或其他外界因素或可能导致在微型器件失去对稳定柱的粘附。
发明内容
本发明公开了一种形成准备好进行拾取的微型器件阵列的结和方法。
本发明的技术方案为：微型发光二极管器件，包括：微器件单元阵列，相邻的微器件单元之间具有间隙；连接层，位于所述微器件单元之间的间隙，至少与一个微器件单元连接；固定层，位于所述微器件单元阵列的下方，仅与所述连接层的下表面接触，并在所述微器件单元的下方形成空腔。
优选地，所述连接层与至少一个微器件单元的下表面连接，并向间隙延伸形成连接区，所述固定层仅与连接区接触。
优选地，所述连接层由构成所述微器件单元的材料层向所述间隙延伸而成，并在间隙内形成连接区，所述固定层仅与所述连接区接触。
优选地，所述连接层向所述间隙延伸的长度为相邻的微器件单元之间距离的1/2以上。
优选地，所述连接层为一系列系列离散的图案构成，每个图案呈条状或块状。
优选地，所述连接层至少同时连接两个微器件单元。
优选地，所述微器件单元为发光二极管单元，所述连接层为AlGaInP系材料层或GaN基材料层。
优选地，所述微器件单元为AlGaInP系发光二极管，其包括窗口层，所述连接层为窗口层向间隙延伸并减薄至一定厚度而成。
优选地，所述连接层的厚度为10~500nm。
优选地，所述固定层与所述连接层的接触面积小于所述连接层位于所述间隙内的投影面积。
优选地，所述微器件单元下方的空腔尺寸大于该微器件的尺寸。
优选地，所述微器件单元正对其下方的空腔，且尺寸大于所述空腔的尺寸。
在一些实施例中，该器件在由外延片制成芯片的过程中，部分台面区域保留一定厚度的外延层与固定层部分接触，支撑微型器件处于待拾取状态。较佳的，保留的外延层的台面区域面积较下方与固定层的接触面积大。保留的外延层可为诸如GaP层或GaN层之类，其与固定层的接触粘附性较好。
在一些实施例中，该器件的微器件单元的底面上形成一连接层，该连接层向微器件单元之间的间隙延伸，形成连接区，并在连接区与固定层接触。
前述微型发光二极管器件阵列可通过下面方法制备获得，包括步骤：（1）提供半导体外延结构，具有相对的上表面和下表面；（2）在所述半导体外延结构的表面上定义一系列微器件单元区、切割道区和连接区，其中连接区位于切割道区内；（3）在所述外延结构下表面的微器件单元区对应形成一系列牺牲层单元；（4）在所述牺牲层上形成固定层，并向切割道区延伸，与所述半导体外延结构下表面的切割道区接触；（5）去除所述切割道区的外延结构从而在所述切割道区形成间隙，并在连接区保留一定厚度作为连接层；（6）去除所述牺牲层，此时外延结构在各个微器件单元区的下方形成空腔，仅连接层与所述固定层接触。
优选地，所述步骤（3）中，所述牺牲层单元的面积大于所述微器件单元区的面积。
优选地，所述步骤（3）中，所述牺牲层单元完全覆盖所述微器件单元区，并部分覆盖所述切割道区。
优选地，所述步骤（5）中进行两次台面蚀刻，第一次台面蚀刻至牺牲层并裸露出牺牲层的表面形成切割道，第二次台面蚀刻至外延结构的底层，并保持一定的厚度作为连接层。
本发明针对小尺寸的微半导体单元，在其间的间隙形成连接层，用于与固定层接触，可大大增加粘接点的接触面积，保证微型器件在拾取之前不会因外界因素的影响导致良率损失。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1~ 20为根据本发明实施的制作微型发光二极管器件的过程示意图。
图21为根据本发明实施的一种微型发光二极管的剖面示意图。
图22为图21所示微型发光二极管的顶面图示。
图23为根据本发明实施的另一种微型发光二极管的剖面示意图。
图24~26为图23所示微型发光二极管的几种顶面图示。
图27为根据本发明实施的再一种微型发光二极管的剖面示意图。
具体实施方式
下面各个实施例公开了用于固定微型器件阵列（诸如承载基板上的微型发光二极管(LED)器件以使其待拾取和转移到接收基板的结构。在一个实施例中，固定层由粘合性材料形成，可使微型器件阵列保持在承载基板上的适当位置，同时也提供易于从中拾取微型器件阵列的结构。所述粘合性材料包括热固性材料，诸如但不限于苯并环丁烯(BCB)或环氧树脂。
下面结合制作方法和示意图对本发明的微型发光二极管器件进行详细的描述。
（一）提供外延结构100如图1所示，提供外延结构100，其一般可包括生长衬底101和其上外延叠层，包括N型半导体层111、发光层112、P型半导体层113和窗口层114。在下面描述中所示和所述的具体实施例参考了红光发射LED器件的形成，但以下序列和描述也适用于其他LED器件诸如绿光(例如495nm-570nm波长) LED器件或蓝光(例如450nm-495nm波长) LED器件的形成，所述绿光LED器件由材料诸如氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)和磷化铝镓(AlGaP)形成，所述蓝光LED器件由材料诸如氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)和硒化锌(ZnSe)形成。可选的，蚀刻停止层可形成于生长衬底与N型半导体层111之间以有助于生长衬底101的后续移除。
在一个较佳实施例中，生长衬底101可由GaAs形成，蚀刻停止层可由InGaP形成，N型半导体层111的材料可为砷化铝镓AlxGa1-xAs，x>0.4或磷化铝镓铟 (AlxGa1-x)yIn1-yP，x>0.4；发光层112 的材料例可为磷化铝镓铟（(AlxGa1-x)yIn1-yP，x<0.5）；P型半导体层113 的材料可为砷化铝镓(AlxGa1-xAs，x>0.4) 或磷化铝镓铟 (AlxGa1-x)yIn1-yP，x>0.4，窗口层114的材料例如可为磷化镓、磷化镓砷、砷化铝镓或磷化铝镓铟，其厚度为1~10微米。
（二）定义微器件单元
如图2所示，在外延结构的表面100a上定义微器件单元区A和切割道区B，通过切割道区B将外延结构100划分为一系列微单元阵列A。
在一个较佳实施例中，可在外延结构100表面的微器件单元区内上形成第一电极阵列115，如图3所示。该第一电极阵列115的材料可以例如Au/AuZn/Au。在本步骤中可对第一电极阵列进行熔合，使其与外延结构形成欧姆接触。
（三）制作牺牲层120
如图4所示，在第一电极阵列115的表面上形成牺牲层120，牺牲层120的厚度为0.1~5微米之间，材料可为氧化物、氮化物或者可选择性地相对于其他层被移除的其他材料，例如可选用厚度为2~4微米的Ti层作为牺牲层120。在一些实施例中，该牺牲层120呈条状分布，如图5所示，每个条状牺牲层单元覆盖同一列的微器件单元区（例如第Ai列），在相邻的两列微器件单元的中间预留一空间121，用于后续填充粘合性材料作为固定层。较佳的，每个条状牺牲层单元完全覆盖微器件单元区A并向切割道区B延伸一定距离，使得该预留空间121的面积小于对应的切割道B的面积。
在一些实施例中，该牺牲层120可同时覆盖相邻的两列微器件单元（例如第Ai+1列和第Ai+2列），并向两侧的切割道区B延伸一定距离，在相邻的两列微器件单元的中间预留一空间121，用于后续填充粘合性材料作为固定层，如图6和7所示；在一些实施例中，该牺牲层120也可连成一片，仅在相邻的两个或四个微器件单元的中间预留空间121，用于后续填充固定层，如图8和9所示。
（四）制作固定层130
如图10和图11所示，在牺牲层120的表面上形成固定层130，其填充了预留空间121形成支撑部131，并覆盖牺牲层120的上表面，用于将外延结构100键合到承载衬底140上（例如玻璃基板、蓝宝石或其他具有平面的基板）。固定层130的材料可为热固型粘合性材料，例如但不限于苯并环丁烯(BCB)或环氧树脂，通过加热固化，从而在预留空间形成支撑部。根据所选择的具体材料，固定层130可被热固化或者利用施加UV能量来固化。
在图10所示的实施例中，固定层130形成于外延结构的表面上。作为另一种实施例，固定层130也可先形成在承载衬底140的表面上。作为再一种实施例，可同时在外延结构的表面上和承载衬底140的表面上涂布BCB作为固定层，进行软烤、硬烤，然后键合。作为再一种实施例，可先于外延结构的表面上和/或承载衬底140的表面上形成AP3000作为粘合增进剂，再涂布BCB。
（五）去除生长衬底101
如图12所示，去除生长衬底101，露出外延结构的N型半导体层111表面。可通过多种方法来实现移除，包括激光剥离(LLO)、磨削或者蚀刻，具体取决于生长衬底101的材料选择，在所示的具体实施例中，在生长衬底101由GaAs形成的情况下，可通过蚀刻或磨削及选择性蚀刻的组合连同蚀刻停止层上的选择性蚀刻停止来实现移除。
较佳的，如图13所示，在N型半导体111的表面上制作第二电极阵列150，其与第一电极阵列115对应。
（六）台面蚀刻
本步骤中形成两个台面，均位于图2所示的切割道B内，其中第一台面作为微器件单元之间的走道区域C；第二台面作为微器件单元之间的连接区D，对应于支撑部131对应的位置，可参考图7-9所示的预留空间121的图案进行设置，但连接区D面积大于预留空间121的面积，即大于支撑部131的面积。
蚀刻第一台面，如图14-18所示，蚀刻至牺牲层120，裸露出牺牲层的表面120a形成切割道200。其中图14为蚀刻完第一个台面后的俯视图，其对应于图5所示的图案，图15为沿图14中的线C-C剖开的截面图，图16对应于图7所示的图案，图17对应于图8所示的图，图18对应于图9所示的图案。
蚀刻第二台面，如图19和20所示，其蚀刻至外延结构100的底层，并保持一定的厚度作为连接层114a。其中图19为蚀刻完第二个台面后的俯视图，其对应于图5所示的图案，图15为沿图19中的线d-d剖开的截面图。在一个较佳实施例中，第二台面蚀刻至窗口层114，保留窗口层114的厚度50~500nm作为连接层114a。
通过台面蚀刻，外延结构100形成了侧向分开的微器件单元，并在连接区D保持连接。
（六）去除牺牲层
在形成侧向分开的微器件单元之后，移除牺牲层120从而在微器件单元的下方形成空腔170。图21-图25 示出了根据本发明的实施例在移除牺牲层之后形成通过走道间（即为相邻微器件单元之间的间隙）的连接层114a与下方的固定层部分区域支撑的微器件单元阵列，如图21~26所示。
在图21所示的具体实施例中，微器件单元通过部分台面区域残留的外延材料层114a（例如磷化镓、氮化镓等）与固定层130（例如苯并环丁烯）部分接触，支撑微型器件处于待拾取状态。
较佳的，微器件单元的面积W1大于其下方的空腔的面积W2。进一步的， 残留的外延材料层114a的台面区域面积W3大于与其直接接触的支撑部131的面积W4。
在上述各图示所示的实施例中，微型发光二极管器件均为垂直型，其在外延结构的上、下表面形成电极结构，本发明并不局限于此结构。在一些实施例，本发明也可应用于水平结构的微半导体器件（即p、n电极位于同侧），如图27所示。
在上述实施例，一方面利用微器件之间的间隙形成连接区，在与连接区与固定层的支撑部接触，对于微型发光二极管器件能够达到大面积固定层与连接层接触，可增加附着性，避免良率损失；另一方面利用固定层（例如苯并环丁烯）与外延材料层（例如GaP层、GaN）区域性接触粘附性较好的优点，保证微型器件在拾取之前不会因外界因素的影响导致良率损失，可大大提升Micro LED芯片良率。
在本发明中，其中走道区域C用于裸露牺牲层，其面积越大，越容易移除牺牲层，连接区D用于与固定芯粒，连接区面积越大芯粒越稳定，因此走道区域C和连接区D的布置并不限于图14~18所示的那些，在其他实施例中，走道区域C和连接区D的布置也可作对调设置，或者其他设计。
Claims (17)
1.微型发光二极管器件，包括：
微器件单元阵列，相邻的微器件单元之间具有间隙；
连接层，位于所述微器件单元之间的间隙，至少与一个微器件单元连接；
固定层，位于所述微器件单元阵列的下方，仅与所述连接层的下表面接触，并在所述微器件单元的下方形成空腔。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述连接层与至少一个微器件单元的下表面连接，并向间隙延伸形成连接区，所述固定层仅与连接区接触。
3.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述连接层由构成所述微器件单元的材料层向所述间隙延伸而成，并在间隙内形成连接区，所述固定层仅与所述连接区接触。
4.根据权利要求3所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述连接层向所述间隙延伸的长度为相邻的微器件单元之间距离的1/2以上。
5.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述连接层为一系列系列离散的图案构成，每个图案呈条状或块状。
6.根据权利要求5所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述连接层至少同时连接两个微器件单元。
7.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述微器件单元为发光二极管单元，所述连接层为AlGaInP系材料层或GaN基材料层。
8.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述微器件单元为AlGaInP系发光二极管，其包括窗口层，所述连接层为窗口层向间隙延伸并减薄至一定厚度而成。
9.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述连接层的厚度为10~500nm。
10.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述固定层与所述连接层的接触面积小于所述连接层位于所述间隙内的投影面积。
11.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述微器件单元下方的空腔尺寸大于该微器件的尺寸。
12.根据权利要求1所述的微型发光二极管器件，其特征在于：所述微器件单元正对其下方的空腔，且尺寸大于所述空腔的尺寸。
13.微型发光二极管器件阵列的制作方法，包括步骤：
（1）提供半导体外延结构，具有相对的上表面和下表面；
（2）在所述半导体外延结构的表面上定义一系列微器件单元区、切割道区和连接区，其中连接区位于切割道区内；
（3）在所述外延结构下表面的微器件单元区对应形成一系列牺牲层单元；
（4）在所述牺牲层上形成固定层，并向切割道区延伸，与所述半导体外延结构下表面的切割道区接触；
（5）去除所述切割道区的外延结构从而在所述切割道区形成间隙，并在连接区保留一定厚度作为连接层；
（6）去除所述牺牲层，此时外延结构在各个微器件单元区的下方形成空腔，仅连接层与所述固定层接触。
14.根据权利要求13所述的微型发光二极管器件的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述牺牲层单元的面积大于所述微器件单元区的面积。
15.根据权利要求13所述的微型发光二极管器件的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述牺牲层单元完全覆盖所述微器件单元区，并部分覆盖所述切割道区。
16.根据权利要求13所述的微型发光二极管器件的制作方法，其特征在于：所述步骤（5）中进行两次台面蚀刻，第一次台面蚀刻至牺牲层并裸露出牺牲层的表面形成切割道，第二次台面蚀刻至外延结构的底层，并保持一定的厚度作为连接层。
17.根据权利要求16所述的微型发光二极管器件的制作方法，其特征在于：通过台面蚀刻，外延结构形成了侧向分开的微器件单元，并在连接区保持连接。
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108022963A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-11 | 北海威德电子科技有限公司 | 一种用于显示器的混合led发光体 |
| CN108417682A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-17 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种微型发光元件及其制作方法 |
| WO2018192322A1 (zh) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 厦门三安光电有限公司 | 微型发光二极管器件及其制作方法 |
| CN109065689A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-21 | 易美芯光（北京）科技有限公司 | 一种Micro LED封装结构及其制备方法 |
| CN109860364A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-06-07 | 天津三安光电有限公司 | 发光二极管 |
| CN109935610A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-06-25 | 英属开曼群岛商錼创科技股份有限公司 | 微型元件结构 |
| CN109994579A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 云谷（固安）科技有限公司 | 微型led显示面板的制备方法和微型led显示面板 |
| CN110164900A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | LED芯片及其制备方法、芯片晶圆、Micro-LED显示装置 |
| CN110246749A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-09-17 | 优显科技股份有限公司 | 光电半导体装置的制造方法 |
| GB2577377A (en) * | 2018-07-31 | 2020-03-25 | Lg Display Co Ltd | Electroluminescent display device |
| CN111276504A (zh) * | 2018-12-04 | 2020-06-12 | 錼创显示科技股份有限公司 | 微型半导体元件结构 |
| US20210111325A1 (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display module and manufacturing method thereof |
| CN113629095A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-09 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 发光显示装置以及发光显示装置的制作方法 |
| CN114678453A (zh) * | 2017-09-15 | 2022-06-28 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 微型发光二极管及其制作方法 |
| CN115295690A (zh) * | 2022-10-07 | 2022-11-04 | 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 | 微发光二极管显示基板边缘处的微发光二极管转移方法 |
| US11588082B2 (en) | 2017-12-19 | 2023-02-21 | PlayNitride Inc. | Micro device and micro device display apparatus |
| CN110246749B (zh) * | 2018-03-07 | 2024-05-28 | 乐金显示有限公司 | 光电半导体装置的制造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI685945B (zh) * | 2018-12-04 | 2020-02-21 | 錼創顯示科技股份有限公司 | 微型半導體元件結構 |
| TWI750488B (zh) | 2019-07-17 | 2021-12-21 | 錼創顯示科技股份有限公司 | 半導體結構與微型半導體顯示裝置 |
| US11411146B2 (en) * | 2020-10-08 | 2022-08-09 | Lumileds Llc | Protection layer for a light emitting diode |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130285086A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Hsin-Hua Hu | Method of forming a micro led device with self-aligned metallization stack |
| US20140355168A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | LuxVue Technology Corporation | Micro pick up array with compliant contact |
| CN104661953A (zh) * | 2012-09-24 | 2015-05-27 | 勒克斯维科技公司 | 微型器件稳定柱 |
| US9217541B2 (en) * | 2013-05-14 | 2015-12-22 | LuxVue Technology Corporation | Stabilization structure including shear release posts |
| US20170025563A1 (en) * | 2015-05-15 | 2017-01-26 | X-Celeprint Limited | Printable inorganic semiconductor method |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003077940A (ja) | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Sony Corp | 素子の転写方法及びこれを用いた素子の配列方法、画像表示装置の製造方法 |
| DE102004025684A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-17 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zum Ausbilden einer Kontaktstruktur zur elektrischen Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterchips |
| US7288753B2 (en) * | 2004-05-05 | 2007-10-30 | Eastman Kodak Company | OLED display with composite photosensor |
| US7293908B2 (en) * | 2005-10-18 | 2007-11-13 | Goldeneye, Inc. | Side emitting illumination systems incorporating light emitting diodes |
| TWI321857B (en) * | 2006-07-21 | 2010-03-11 | Epistar Corp | A light emitting device |
| TWI357886B (en) * | 2007-08-13 | 2012-02-11 | Epistar Corp | Stamp having nanometer scale structure and applica |
| CN102376826B (zh) * | 2010-08-06 | 2014-08-06 | 晶元光电股份有限公司 | 半导体光电元件及其制作方法 |
| US9728676B2 (en) * | 2011-06-24 | 2017-08-08 | Cree, Inc. | High voltage monolithic LED chip |
| US9159700B2 (en) * | 2012-12-10 | 2015-10-13 | LuxVue Technology Corporation | Active matrix emissive micro LED display |
| KR101771461B1 (ko) * | 2015-04-24 | 2017-08-25 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 |
| TWI610459B (zh) * | 2015-05-13 | 2018-01-01 | 友達光電股份有限公司 | 微型發光二極體裝置與其製造方法 |
| TWI557831B (zh) * | 2015-05-15 | 2016-11-11 | 友達光電股份有限公司 | 微組件的傳送方法 |
| US10417473B2 (en) * | 2016-09-07 | 2019-09-17 | Mei-Yen Lee | Optical imaging system with variable light field for biometrics application |
| US10224231B2 (en) * | 2016-11-15 | 2019-03-05 | X-Celeprint Limited | Micro-transfer-printable flip-chip structures and methods |
| CN107068665B (zh) * | 2017-04-18 | 2019-02-05 | 天津三安光电有限公司 | 微型发光二极管器件及其制作方法 |
| US11101417B2 (en) * | 2019-08-06 | 2021-08-24 | X Display Company Technology Limited | Structures and methods for electrically connecting printed components |
-
2017
- 2017-04-18 CN CN201710253226.6A patent/CN107068665B/zh active Active
-
2018
- 2018-02-13 TW TW107105289A patent/TWI645558B/zh active
- 2018-03-12 WO PCT/CN2018/078704 patent/WO2018192322A1/zh active Application Filing
- 2018-03-12 KR KR1020197022579A patent/KR102239715B1/ko active IP Right Grant
-
2019
- 2019-09-23 US US16/579,736 patent/US11791446B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130285086A1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Hsin-Hua Hu | Method of forming a micro led device with self-aligned metallization stack |
| CN104661953A (zh) * | 2012-09-24 | 2015-05-27 | 勒克斯维科技公司 | 微型器件稳定柱 |
| US9217541B2 (en) * | 2013-05-14 | 2015-12-22 | LuxVue Technology Corporation | Stabilization structure including shear release posts |
| US20140355168A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | LuxVue Technology Corporation | Micro pick up array with compliant contact |
| US20170025563A1 (en) * | 2015-05-15 | 2017-01-26 | X-Celeprint Limited | Printable inorganic semiconductor method |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11791446B2 (en) | 2017-04-18 | 2023-10-17 | Xiamen San'an Optoelectronics Co., Ltd. | Micro-device with strengthened connecting layers |
| WO2018192322A1 (zh) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 厦门三安光电有限公司 | 微型发光二极管器件及其制作方法 |
| CN109860364A (zh) * | 2017-08-30 | 2019-06-07 | 天津三安光电有限公司 | 发光二极管 |
| CN114678453A (zh) * | 2017-09-15 | 2022-06-28 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 微型发光二极管及其制作方法 |
| CN108022963A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-05-11 | 北海威德电子科技有限公司 | 一种用于显示器的混合led发光体 |
| CN109935610B (zh) * | 2017-12-19 | 2023-04-07 | 英属开曼群岛商錼创科技股份有限公司 | 微型元件结构 |
| CN109935610A (zh) * | 2017-12-19 | 2019-06-25 | 英属开曼群岛商錼创科技股份有限公司 | 微型元件结构 |
| US11705548B2 (en) | 2017-12-19 | 2023-07-18 | PlayNitride Inc. | Apparatus with micro device |
| US11588082B2 (en) | 2017-12-19 | 2023-02-21 | PlayNitride Inc. | Micro device and micro device display apparatus |
| CN110246749A (zh) * | 2018-03-07 | 2019-09-17 | 优显科技股份有限公司 | 光电半导体装置的制造方法 |
| CN110246749B (zh) * | 2018-03-07 | 2024-05-28 | 乐金显示有限公司 | 光电半导体装置的制造方法 |
| CN108417682A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-17 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种微型发光元件及其制作方法 |
| CN109065689B (zh) * | 2018-07-18 | 2023-09-29 | 易美芯光（北京）科技有限公司 | 一种Micro LED封装结构及其制备方法 |
| CN109065689A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-21 | 易美芯光（北京）科技有限公司 | 一种Micro LED封装结构及其制备方法 |
| GB2577377A (en) * | 2018-07-31 | 2020-03-25 | Lg Display Co Ltd | Electroluminescent display device |
| GB2577377B (en) * | 2018-07-31 | 2021-03-10 | Lg Display Co Ltd | Electroluminescent display device |
| US11088339B2 (en) | 2018-07-31 | 2021-08-10 | Lg Display Co., Ltd. | Electroluminescent display device |
| CN111276504A (zh) * | 2018-12-04 | 2020-06-12 | 錼创显示科技股份有限公司 | 微型半导体元件结构 |
| CN109994579A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 云谷（固安）科技有限公司 | 微型led显示面板的制备方法和微型led显示面板 |
| CN109994579B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-12-25 | 成都辰显光电有限公司 | 微型led显示面板的制备方法和微型led显示面板 |
| CN110164900A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | LED芯片及其制备方法、芯片晶圆、Micro-LED显示装置 |
| US11652196B2 (en) * | 2019-10-15 | 2023-05-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display module and manufacturing method thereof |
| US20210111325A1 (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display module and manufacturing method thereof |
| CN113629095A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-09 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 发光显示装置以及发光显示装置的制作方法 |
| CN115295690B (zh) * | 2022-10-07 | 2022-12-16 | 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 | 微发光二极管显示基板边缘处的微发光二极管转移方法 |
| CN115295690A (zh) * | 2022-10-07 | 2022-11-04 | 罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司 | 微发光二极管显示基板边缘处的微发光二极管转移方法 |
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