CN111063691A - 将电路和系统集成到微型装置基板上 - Google Patents

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CN111063691A CN201910859759.8A CN201910859759A CN111063691A CN 111063691 A CN111063691 A CN 111063691A CN 201910859759 A CN201910859759 A CN 201910859759A CN 111063691 A CN111063691 A CN 111063691A
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格拉姆雷扎·查济
埃桑诺拉·法蒂
巴哈雷·萨德吉马基
侯赛因·扎马尼·西博尼
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Abstract

本申请涉及将电路和系统集成到微型装置基板上。集成光学显示系统包含具有适当电子器件的背板和微型装置阵列。触控传感结构可以集成到所述系统中。在一个实施例中，集成电路和系统集成在转移到基板的微型装置的顶部上。可以提供一或多个平坦化层中的开口以将所述微型装置与电极和其它电路连接。可以使用光反射器来重新引导光，并且可以在所述微型装置之前或在与微型装置的表面相对的基板表面上集成颜色转换层或滤色器。

Description

将电路和系统集成到微型装置基板上
相关申请的交叉引用
本申请是2018年2月9日提交的美国申请序列号15/892,523(代理人案号15USPT)的部分继续申请，并要求其优先权，其要求2017年2月9日提交的美国临时专利申请 序列号62/456,739(代理人案号15USPL01)和2017年4月7日提交的美国临时专利申请 序列号62/482,939(代理人案号15USPL02)的优先权和权益，所述申请各自通过引用整体 并入本文。本申请还要求2018年10月16日提交的美国临时专利申请序列号 62/746,300(代理人案号32PL01)、2019年2月21日提交的申请序列号62/808,578(代理 人案号32PL02)和2018年11月16日提交的申请序列号62/768,812(代理人案号35PL01) 的优先权，其全部都通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及将电路和系统集成到微型装置基板中。本公开的几个实施例还涉及将一 或多个颜色转换层集成到微型装置基板中。本公开的一些实施例还涉及扩展微型装置的 区域或微型装置的粘接区。
背景技术
一种提高系统性能的方法是将微型装置集成到系统基板中。挑战在于转移数百万个 这些装置，以及针对每个像素将其与电路集成并获得适当的产量。
本发明的一个目的是通过提供与电路集成的微型装置来克服现有技术的缺点。
发明内容
本说明书的一些实施例涉及将电路和系统集成在微型装置基板中。微型装置基板可 以包括微型发光二极管(LED)、有机LED、传感器、固态装置、集成电路、MEMS(微机 电系统)和/或其它电子组件。
一个实施例包含夹在具有至少一个图案化反射层的两个反射层之间的光源。图案化 反射层可以具有异形图案以改善光输出均匀性。在装置和反射层之间可以存在其它层。
接收基板可以是但不限于印刷电路板(PCB)、薄膜晶体管(TFT)背板、集成电路基板， 或者在光学微型装置(例如，LED)的情况下，可以是显示器的组件(例如，驱动电路背板)。 微型装置供体(donor)基板和受体(receiver)基板图案化可以与不同的转移技术结合使用， 包含但不限于采用不同机构(例如，静电转移头和弹性体转移头，或直接转移机构，例如 双功能焊盘等)的拾取和放置。
附图说明
本发明将参考代表其优选实施例的附图来更详细地描述，其中：
图1是示出了根据本发明的一个实施例的基于将电路集成到具有集成微型装置的受 体基板的系统的示意性横截面图。
图2A示出了根据本发明的一个实施例的具有到微型装置的开口的受体基板的顶视 图。
图2B示出了根据本发明的一个实施例的具有微型装置和集成电路的受体基板。
图3示出了根据本发明的一个实施例的将电路集成到具有微型装置的受体基板中的 另一示范性结构。
图4A示出了根据本发明的一个实施例的将局部集成区中的装置连接到开口中的电 路的示范性结构。
图4B示出了根据本发明的一个实施例的将局部集成区中的装置连接到开口中的电 路的示范性结构，所述开口中的电路并入反射层。
图4C是示出了根据本发明的一个实施例的微型装置和反射层的示意性横截面图。
图4D是示出了根据本发明的一个实施例的微型装置和反射层的示意性横截面图。
图4E示出了根据本发明的一个实施例的具有平衡光学结构的另一个实例。
图5A-5D示出了根据本发明的一个实施例的集成到具有微型装置的受体基板的顶部结构的横截面。
图6A示出了根据本发明的一个实施例的具有微型装置的连接的局部阵列和全局阵 列的平面图，所述微型装置在一侧上具有连接。
图6B-6D示出了根据本发明的一个实施例的具有微型装置的连接和公共电极的局部阵列和全局阵列的另一平面图，所述微型装置在一侧上具有连接。
图7A示出了根据本发明的一个实施例的具有两个焊盘的微型装置的焊盘平面图。
图7B示出了根据本发明的一个实施例的具有两个焊盘的微型装置的焊盘平面图的 顶视图。
图8A-8B示出了基于两个反射层的光导，其中一个反射层被图案化。
图8C示出了根据本发明的一个实施例的具有梯度剖面的图案化反射层。
图9A示出了根据本发明的一个实施例的夹在两个反射层之间的光源，其中至少一个反射层被图案化。
图9B示出了根据本发明的一个实施例的图9A结构中的光源输出的示范性射线跟踪。
图9C示出了根据本发明的一个实施例的图9A中的结构的一些关键参数。
图10A-B示出了根据本发明的一个实施例的夹在反射层之间以建立均匀表面发射光源的光源的横截面。
图11A-C示出了根据本发明的一个实施例的夹在反射层之间以建立均匀表面发射光源的光源的其它实施例。
图12A是示出了根据本发明的一个实施例的基于将缓冲层集成到受体基板的系统的示意性横截面图。
图12B是示出了根据本发明的一个实施例的基于将微型装置集成到受体基板的系统的示意性横截面图。
图12C是示出了根据本发明的一个实施例的具有集成微型装置和平坦化层的系统的示意性横截面图。
图12D是示出了根据本发明的一个实施例的具有集成微型装置和多个其它平坦化层的系统的示意性横截面图。
图12E是示出了根据本发明的一个实施例的具有集成微型装置和平坦化层中的通孔 的系统的示意性横截面图。
图12F是示出了根据本发明的一个实施例的集成微型装置和背板的示意性横截面图。
图12G是示出了根据本发明的一个实施例的系统与微型装置和不同顶层集成的示意性横截面图。
图12H是示出了根据本发明的一个实施例的系统与微型装置和钝化层的顶表面上的另一基板集成的示意性横截面图。
图12I是示出了根据本发明的一个实施例的系统与微型装置集成并去除第一基板的 示意性横截面图。
图12J是示出了根据本发明的一个实施例的系统与微型装置和覆盖缓冲层的光学层 集成的示意性横截面图。
图13A-13F是示出了根据本发明的一个实施例的系统利用平坦化层中的开口与微型 装置集成的示意性横截面图。
图14A示出了根据本发明的一个实施例的背板通过开口与微型装置集成的顶视图。
图14B示出了根据本发明的一个实施例的背板通过开口与微型装置集成的另一顶视图。
图15A是示出了根据本发明的一个实施例的系统与具有平坦化和电介质层的微型装置集成的示意性横截面图。
图15B是示出了根据本发明的一个实施例的系统与微型装置和金属化集成的示意性横截面图。
图15C是示出了根据本发明的一个实施例的系统与微型装置集成的示意性横截面图。
图16A-16C是示出了根据本发明的一个实施例的其上包含集成电路的背板布置的示意性横截面图。
图17A是示出了根据本发明的一个实施例的与不同层集成的微型装置的示意性横截面图。
图17B示出了根据本发明的一个实施例的图17A的顶视图。
图17C是示出了根据本发明的一个实施例的微型装置与背板集成的示意性横截面图。
图17D是示出了根据本发明的一个实施例的利用钝化层中的沟槽集成在基板上的微型装置的示意性横截面图。
图18A-18C示出了根据本发明的一个实施例的微型装置和微型装置的顶部上的背板补偿的一些示范性组合。
图19A是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层和背板集成的微型装置的示意性横截面图。
图19B是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层、背板和颜色转换层集成的 微型装置的示意性横截面图。
图19C是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层、背板、颜色转换层集成的微型装置并去除基板的示意性横截面图。
图19D是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层、背板、颜色转换层集成的微型装置并去除缓冲层的示意性横截面图。
图20A是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层、背板和微型装置的顶表面 上的触点集成的微型装置的示意性横截面图。
图20B是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层、背板、颜色转换层和微型装置的顶表面上的触点集成的微型装置的示意性横截面图。
图20C是示出了根据本发明的一个实施例的与不同顶层、背板、颜色转换层、微型装置的顶表面上的触点集成并去除基板的微型装置的示意性横截面图。
图20D是示出了根据本发明的一个实施例的通过平坦化层中的通孔与不同顶层、背 板、颜色转换层、微型装置的顶表面上的触点集成并去除缓冲层的微型装置的示意性横截面图。
图21A-21D是示出了根据本发明的一个实施例的在微型装置的侧壁上具有反射器的微型装置的示意性横截面图。
图22是示出了根据本发明的一个实施例的与缓冲层上的颜色转换层集成的微型装 置的示意性横截面图。
图23A-图23B是示出了根据本发明的一个实施例的显示系统的示意性横截面图。
图24是示出了根据本发明的一个实施例的其上沉积有一堆层的装置基板的示意性 横截面图。
图25A示出了根据本发明的一个实施例的将延伸层加入到装置中的结构。
图25B示出了根据本发明的一个实施例的图25A中的结构的装置的示范性顶视图。
图26A示出了根据本发明的一个实施例的延伸层用作平坦化层的装置。
图26B示出了根据本发明的一个实施例的图26A中的结构的示范性顶视图。
图27A是示出了根据本发明的一个实施例的延伸层还用作平坦化的示意性横截面图。
图27B示出了根据本发明的一个实施例的图27A中的结构的示范性顶视图。
图28A是示出了根据本本发明的一个实施例的顶部触点延伸到微型装置的底侧的示意性横截面图。
图28B是示出了根据本本发明的一个实施例的焊盘延伸到延伸层的示意性横截面图。
图29是示出了根据本本发明的一个实施例的根据一个实施例的装置基板的示意性 横截面图。
在不同图中使用相同的附图标记表示相似或相同的元件。
尽管本公开易于进行各种修改和替换形式，但是具体实施例或实施方案已在附图中 通过实例的方式示出，并且将在本文中详细描述。然而，应当理解的是，本公开不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开应涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神 和范围内的所有修改、等同方案和替代方案。
具体实施方式
尽管结合各个实施例和实例描述了本教导，但是并不旨在将本教导限于这些实施例。相反，如本领域技术人员将理解，本教导涵盖各种替代方案和等同方案。
在本公开中，受体基板中的焊盘可以是指微型装置被转移到的受体基板中的指定区 域。焊盘可以是导电的，以准备微型装置和像素电路之间的连接或像素电路可以位于焊盘下方或焊盘一侧的连接。焊盘可以具有某种形式的粘接材料以永久地保持微型装置。 焊盘可以是多个层的堆叠，以提供更机械稳定的结构以及更好的功能(例如，粘接和导电 能力)。
本说明书中的焊盘可以提供电连接，机械连接，或仅提供用于转移微型装置的限定 区域。在实施例中使用的焊盘的形状出于说明目的，并且可以具有任何形状。在对实施例没有任何影响的情况下，可以改变焊盘相对于像素的位置。可以改变像素中的焊盘组 的定向。例如，它们可以被旋转、移位或移动到不同的位置。焊盘可以具有包括不同导 电层、半导体层和/或电介质层的复杂结构。焊盘可以位于受体基板中的其它结构(例如， 晶体管)的顶部上。而且，焊盘可以位于受体基板上的其它结构的旁边。
在实施例中使用的光源的形状出于说明目的，并且装置可以具有不同的形状。光源 装置可以在将接触受体基板的一侧上具有一或多个焊盘。焊盘可以是机械的、电的或两者的组合。一或多个焊盘可以连接到公共电极或行/列电极。电极可以是透明的或不透明的。光源可以具有不同的层。光源可以包含不同的材料，例如有机材料、无机材料或它 们的组合。
参考图1，本发明的一个实施例包括基板100、底部电极104、微型装置106、顶部 电极112和集成电路层114。缓冲层102可以沉积在基板100和底部电极104之间。缓 冲层104可以用作分离层，以及用于将完全集成的系统与基板100分隔。可以除去缓冲 层102，尤其是当堆叠的微型装置106和电路层结构114保留在基板100上时。底部电 极104可以沉积在基板100上，并且可以被图案化用于单独的微型装置106或用作所有 微型装置106的公共电极。一些额外的层可以沉积在底部电极104的顶部上以建立微型 装置106的粘接位置。在微型装置106被转移到基板100上之前，在底部电极104上和 微型装置106上及周围形成平坦化层108。平坦化层108可以包含不同的层和材料，例 如电介质层。然后，在平坦化层108中形成(例如，蚀刻)向下到每个微型装置106的开 口110。然后，可以通过首先在开口110中设置或形成顶部电极112来将背板安装在微 型装置结构上，由此可以将顶部电极112连接到微型装置106。然后，可以使用顶部电 极112将微型装置106连接到集成电路层114，所述集成电路层114经由顶部电极112 将每个微型装置106互连到外部电源和控制系统。集成电路层114可以是TFT、CMOS 小芯片或其它类型的集成电路。如果微型装置106没有连接到公共电压水平，则可以忽 略公共电极104。在沉积缓冲层102之前或之后，可以将触摸感测结构放置在微型装置 106上。触摸感测结构可以通过电介质层与微型装置106和/或它们的电极112分隔。触 摸结构可以与微型装置106在同一平面中。触摸结构可以包括任何类型，例如电容性触 摸结构、电阻性触摸结构、压力型触摸结构、光学触摸结构或其组合。
图2A示出了平坦化层108的顶视图。可以使用延伸通过平坦化层108的开口110 来接收顶部电极112，以将微型装置106连接到集成电路层114。每个微型装置106的 开口110的数量取决于微型装置106和集成电路层114之间所需的连接的数量。
图2B示出了背板(即集成电路层114)与微型装置106之间的连接。跟踪电路122从开口110中的顶部电极112延伸到集成电路层114中的焊盘116。可以存在公共电极(例 如，电极120和118)。公共电极118和120可以直接连接到顶部电极112，或者电路可 以延伸通过跟踪电路122以避免跨接中的任何短路。集成电路层114(例如，背板)可以 在平坦化层108之后制造，背板可以包含TFT层。
在替代实施例中，可以在基板100和微型装置106之间包含(例如，沉积)其它层，例如颜色转换、滤色器或其它装置。在另一个实施例中，光分布层可以集成在微型装置 106和微型装置106的顶部上的其它层(例如，集成电路层114)之间。在另一个实施例中， 其它结构(例如，颜色转换层、滤色器或其它装置)可以放置在基板100的下侧上，与微 型装置106所位于的一侧相对。在另一个实施例中，底部电极104可以是分布层。
参考图3，受体结构108包含形成为行和列阵列的多个微型装置106，其与行电极118a到118f和列电极120a到120e连接。驱动和控制集成电路114连接到列120a到120e 和行118a到118f以驱动微型装置106。经由平坦化层108中的开口110a通过连接向下 进行连接。还可以存在驱动集成电路层114的通用列电极120和行电极118。
图4A示出了将微型装置106集成到背板集成电路层114中并且提供到微型装置106的可控电极的途径的平面图。所述平面图包含集成区420，其可以包含焊盘、着陆区和 其它结构以及至少一个可控电极422。在一个实施例中，可控电极422和集成区420是 透明的，以使光能够通过它们以用于特定光电装置。在另一个实施例中，对于某些光电 装置，可控电极422在两列(行或相邻的微型装置106)之间延伸到开放区424，驱动器可 以在其中集成。这里，可控电极422可以是反射性的，以将光引导向并通过底层(例如， 透明底部电极104)。尽管本结构对于某些应用是有用的(例如，集成微型LED用于照明)， 但由于应用的结构不均匀性(例如，显示应用的背光单元)，这可能是一个挑战。图4B示 出了包含在集成电路层114的顶部上的另外的连续反射器层426和图案化透明集成区 422的结构。连续反射器层426实现了更均匀的光提取。
图4C示出了图4A-4B的一个示范性实施例的横截面视图。可以将反射层426沉积或转移到基板100上，然后可以将缓冲(或电介质)层102沉积在反射层426的顶部上。 可以在反射层426之前沉积另一或多个缓冲层或其它结构。在图4D的示范性实施例中， 反射层426可以沉积在基板100的另一侧上，即与底部电极104和微型装置106相对。 在图4C和4D的图示实施例中，底部电极104针对每个微型装置106被图案化，而顶部 电极416是单个公共电极，其中任一个可以是透明的或反射性的。在图4C和4D的两个 结构上，可以在微型装置106集成之后沉积其它层，例如围绕微型装置108的填料或平 坦化层108以及顶部电极416。顶部电极层416中可以包含其它层，例如颜色转换。在 图4E中所示的一个示范性结构中，集成区420和电极422横跨所有区域形状相同。这 里，电极422横跨有源区延伸并且用于避免装置106短路，一些电极具有至少一个开口 422-c以使电极的有源422-a部分与无源部分422-b分解，这是为了均匀性。因此，分别 使用有源和无源电极422-a和422-b来平衡局部阵列和控制电极结构的光学均匀性。
低成本应用的一个挑战是将其它结构(例如，顶部电极112)集成到具有集成微型装 置106的受体基板100中。一种集成方法是如图5A中所示的沉积过程，如本文之前参 考图1和4所讨论。然而，本过程可能很昂贵并且需要昂贵的大型设备。另一种方法是 印刷。图5B示出了用于层压包含顶部电极112的顶部结构516的结构。这里，顶部结 构516用不同的方法分开制造。具有集成微型装置106的受体基板100可以用填料层108 绝缘，但是填料层108不覆盖微型装置106，因此暴露的微型装置从填料层108向上延 伸，从而消除了对开口110的需要，并且实现了到顶部电极112的连接。然后可以将顶 部结构516层压到受体基板100。受体基板100或顶部结构516上的焊盘520具有多个 层，以由于在层压期间施加的压力和温度而提供电接触。可以对材料进行合金化或退火 以建立导电焊盘520。在另一个实施例中，可以在层压过程之后使用另外的退火步骤。 填料层108可以沉积或印刷到受体基板100上。在图5C中所示的另一示范性结构中， 在微型装置106之间的受体基板100上使用单独的间隔物508，而不是完整的填料层108。 间隔物508可以包含电介质或绝缘材料，从而消除了顶部结构516上的结构与受体基板 100上的不需要的区域短路的可能性。如图5D中所示，间隔物508可以延伸到微型装 置106的相同高度，例如与底部电极104和微型装置组合相同的高度，由此间隔物508 从基板100向上延伸与微型装置106基本上相同的距离，使得间隔物508海可以支撑顶 部结构516。这里，可以不影响性能的情况下改变顶部结构516和底部基板100的位置。
在具有微型装置106(其在一侧上具有触点)的结构中，局部和/或全局阵列结构需要 包含到两个电极的连接。这里，在局部阵列中，微型装置106可以串联或并联连接。图 6A示出了局部阵列位于集成区420中的结构。微型装置106以行(或列)的形式形成在串 联结构中，然后连接在一起以以列(或行)的形式形成并联结构。微型装置106可以与在 其间延伸的串联电极422c串联连接在一起，并且它们可以通过在微型装置106的阵列 的相对端处的公共第一和第二电极422a和422b连接到驱动器。第一和第二电极中的一 个422a或422b可以是微型装置106的多个集成区420(例如，多个像素，如图6B中所 示)的公共电极，以减少连接到驱动器的迹线的数量。在另一个实施例中，第一电极422a 可以以列(或行)位于集成区420的不同侧上，以使得能够在两个相邻列(或行)之间共享公 共电极422a。图6C示出了将微型装置106连接成并联和串联配置的另一个示范性实施 例，其中在集成区420中并通过串联电极422c互连的微型装置106的阵列(即多个行和 列)连接到单个第二电极422b。然后将多个集成区420连接到单个公共第一电极422a。 图6D示出了局部阵列420的完全并联结构。这里，局部阵列420中的微型装置106可 以连接到电极422c以并联。图6A-6D中的微型装置/电极结构可以在基板100上的一个 导电层中制造，以形成所有可能的电极并且导致非常低成本的过程。针对每个局部阵列 420还可以使用单个微型装置106。
图7A示出了一个实施例，其中多个电极104和焊盘105基于双焊盘微型装置106 设置在受体基板100上。电极104的尺寸是X4 756，并且两个电极之间的距离是X3 754。 类似的结构可以用于多个焊盘105，每一个的焊盘尺寸是X1 750。受体基板100上的两 个焊盘位置之间的距离应小于X2-2Dx-2Bx，其中X2 752是微型装置106的电极焊盘105 之间的距离，Dx是微型装置106的转移对准精度，并且Bx是受体基板100上和微型装 置106上的焊盘105之间的适当粘接所需的最小尺寸。
图7B示出了图7A的实施例的顶视图。受体焊盘105在X方向上的尺寸大于 X1+2Dx-Db。这里，受体焊盘105在Y方向上的尺寸不同于X方向，即应大于Y1+2Dy-Db， 其中Y1 758-1是微型装置焊盘105在Y方向上的尺寸，Dy是Y方向上的转移对准精度， 并且Db是最小粘接重叠。底部电极104在Y方向上的尺寸是Y2 758。
根据受体基板100上的焊盘设计的一个实施例，焊盘尺寸大于“微型装置的焊盘尺寸+2x转移对准精度-最小粘接重叠”。
根据受体基板100上的焊盘设计的另一个实施例，受体基板100上的焊盘之间的距离小于“微型装置的焊盘之间的距离-2x转移对准精度-微型装置的焊盘尺寸+最小粘接 重叠”。
然后，通过公共电极422a连接局部阵列420，以形成全局阵列。可以通过第二可控电极422b分别控制每个局部阵列420。
图8A和8B中示出的利用根据本发明的集成系统的导光板(LGP)800的一个实施例包括背光板结构，其中来自一或多个光源820的光被引导到基板822中，基板822可以 包含以下中的一或多种：基板100、平坦化层108、底部电极104、顶部电极112和集成 电路层114。所述结构通过在基板822的一侧上沉积(或另一种形式的形成)反射层824 并在基板822的另一侧(相对侧)上沉积反射图案826(例如，圆形或其它合适的形状)的阵 列而形成，如图8A中所示。所述图案也可以是图8A中所示的图像的负像，即图8B中 的圆形或其它适当形状的开口。在一种情况下，图案化反射层826可以沉积在各个基板 上并层压到第一基板822。本结构也可以用于这里描述的其它实施例。
为了操纵基板822内的光束的角度，在层824和826的金属沉积之前和/或之后，可以使用机械或化学方法对基板822的顶侧和/或底侧进行纹理化。纹理可以具有随机纹 理，或者它们可以具有被设计成提高背光板的效率的某些图案。反射图案826的阵列可 以是均匀的，或者反射图案826的阵列可以具有梯度，这取决于光源的位置、数量或分 布，例如当靠近光源820时间隔较远，并且当远离光源820时间隔较近，如图8C中所 示。在一个实施例中，光源820可以是安装在基板822的一个侧边缘中的LED。此外， 基板822可以具有与光源820的高度无关的任何厚度。当光源820的高度大于基板822 的厚度时，可以使用光学构件来防止光束逃逸。在一种情况下，基板822可以包含柔性 PEN塑料，并且金属层824和826可以包含使用溅射沉积的或使用丝网印刷系统印刷的 一或多个铝和银层。
根据本发明的另一个实施例，图9A到9C中所示的LGP 900包含光源920，其可以 分布在基板922的一侧上，其中全反射层924位于基板922的一侧上，部分图案化反射 层926位于基板922的相对侧上，如图9A中所示。在本情况下，光源920可以与或不 与基板922的另一侧上的反射图案926对准。基板922可以是填充层，例如电介质，或 仅是在两个反射层924和926之间具有间隔物的气隙。基板922可以包含以下中的一或 多种：基板100、平坦化层108、底部电极104、顶部电极112和集成电路层114。这里 可以针对间隔物或钝化层使用任何先前的方法。在反射层924和926的任一侧上可以存 在另一基板。反射层924和926中的任一个也可以是源920的任一电极的一部分。使用 本方案来代替使用边缘照明方案，可以通过将光源920分布在反射层924的基板922的 表面上来提高光提取效率。
图9B示出了前述实施例的光束射线传播的一个实例。图案化反射层926可以是所示内容的负像，即具有透明开口的反射片，而不是反射形状之间的透明空间。而且，图 案926可以具有不同的剖面(例如，围绕光源920的梯度)，以补偿由各个点源装置引起 的光不均匀性。在LGP 900(例如，任何层924或926)的顶部上，可以存在其它结构，例 如层压或堆叠在其上的颜色转换层沉积物。在一个实施例中，颜色转换层可以设置在每 个光源920上。作为一个实例，假定光滑的表面和界面，金属图案926的定位可以被优 化以用于1)来自各个光源920的光的最大提取，和2)横跨基板922的光的传播以实现均 匀照明。
在一个示范性计算中，假定基板922的顶和底表面/界面都是光滑的。取决于反射图 案926中的形状的尺寸“a”928、反射图案926中的透明开口的尺寸“b”930和光束角 α932，角度大于避开最近的反射图案的最小角度α1但小于离开光源920的光的临界角αc的光束将从最近的开口x 934离开导光板(LGP)900。
因此，逃逸光的临界距离x＝d×tan(αc)-(a/2)或tan(αc)＝(a/2+x)/d。
用于逃逸光的最小角度由tan(α1)＝(a/2)/d限定，并且与临界距离x 934相关的光束 角是临界角减去最小角度或αx＝αc-α1。如果x>b，则与逃逸光相关的光束角将小于临界 距离x，由此逃逸角将为αx＝tan-1(a/2+b)/d)-tan-1(a/2d)。
在理想情况下，当x>b时，角度大于临界角αc或逃逸角αx的任何光束将被捕获在LGP 900内，例如图9C中的光束3。角度小于αc的光束将取决于发射角度、反射图案 尺寸“a”928和间隙尺寸“b”930通过最近的开口934或随后的开口离开LGP 900。
对基板922的底反射表面和/或顶表面进行纹理化优化了光的传播，并且在两个相邻 光源920之间的区域中产生均匀的光束提取。在另一个实施例中，不是在图案沉积之前对LGP 900的基板922的顶表面(图5中示出)进行纹理化，而是可以在图案形成之后进 行本过程。因此，仅由“b”表示的区域被纹理化。在另一个实施例中，可以在图案化 反射层926的图案沉积之后对基板922的顶表面进行纹理化，并且可以在反射层924的 金属毯覆沉积之前对基板922的底表面进行纹理化。
在另一个实施例中，如图10A中所示，LGP 1000包含光源1020，其可以位于基板1022的顶表面上，反射图案1026下方和反射层1024的相对侧上。
在另一个实施例中，如图10B中所示，LGP 1050包含与光源1020的高度相同的高度，或者光源1020安装在嵌入基板1022的孔中，所述基板1022可以包含以下中的一 或多种：基板100、平坦化层108、底部电极104、顶部电极112和集成电路层114。在 本方案中，光束来自光源1020的一侧。对于LED灯源，顶部和底部反射器层1026和 1024也可以是LED触点的电极的一部分。与其它实施例类似，可以在反射层1024和 1026的金属沉积之前或之后对基板1022的顶表面和底表面进行纹理化。在本实例中， 在基板1022中制造凹坑(或孔)，并且在放置LED 1020之后，通过环氧树脂或其它可固 化材料将它们固定在位。
在另一个实施例中，基板1122的顶表面可以具有凹面或凸面镜结构，以进一步增强从LGP单元1100的均匀光提取。如图11A中所示，每个LED 1120放置在凹形结构 1126-1的焦点(F)和镜1124-1之间。凹形结构1124-B另外促进沿LGP 1100的光传播。 在本情况下，LED 1120可以位于基板1122的顶侧或底侧上，即靠近反射层1124或1126， 这取决于光源高度和LGP 1100的总厚度。
在另一个实施例中，如图11B中所示，光源1120的高度与LGP 1150的高度相当， 即与基板1122基本上相同，由此角锥凹面镜1124-2可以提供在顶部或底部反射层1124 或1126，以将侧照射光引导向底部或顶部多孔板(图11B)。
图11C示出了另一个实施例，其中LGP 1175包含嵌入基板1122内的光源1120，所述基板1122已被修改以接收凸面镜结构1126-2。基板1122可以包含以下中的一或多种： 基板100、平坦化层108、底部电极104、顶部电极112和集成电路层114。凸形结构1126-2 可以减少在背光单元中需要的光源1120的总数量，同时保持特定的均匀光强度。在所 有上述实例中，将进行仔细的计算以找到凸面或凹面镜1124-1和1124-2的最佳曲率， 以获得来自背光单元的均匀光辐射。另外，光学微透镜可以提供在两个相邻的顶部反射 器之间，以进一步增强光传播。
在图9A-9C、10A-10B和11A-11C的实施例中，反射层924/926、1024/1026、1124/1126 中的任一个可以是光源920、1020、1120的电极的一部分。透明电极可以沉积在图案化反射层926、1026、1126之上或之前。在图9A-C、10A-B和11A-C的实施例中，具有 其它结构(例如，电极、颜色转换层和其它层)的基板可以在任何反射层之前或之后提供。 在9A-C、图10A-B和图11A-C的实施例中，基板922、1022、1122可以是填料层，或 仅是两个反射层之间的空间。填料可以具有具有反射特性的颗粒以改善光输出均匀性。 在9A-C、图10A-B和图11A-C的实施例中，图案化反射层可以具有剖面(例如，围绕点 光源的梯度)，以利用较少光源建立均匀光输出。
在图9A-9C的实施例中，光源920可以与或不与基板922的另一侧上的反射图案926对准。基板922可以是填料层，或仅是两个反射层924、926之间的空间。可以针对 间隔物或钝化层使用任何先前的方法。在反射层924、926的任一侧上可以存在另一基 板。反射层924、926中的任一个可以是源的任一电极的一部分。
微型装置和背板集成
本公开的一些实施例涉及用于在转移到受体基板中之后增强微型装置的性能的后 处理步骤。
一种提高系统性能的方法是将微型装置集成到系统基板中。挑战在于转移数百万个 这些微型装置，以及针对每个像素将其与电路集成并获得适当的产量。在转移微型装置之前，系统基板可能由于系统基板中的其它组件而不平。尽管平坦化可能起作用，但是 由于诸如压力、温度等的处理参数的限制，它可能干扰转移过程。另一个挑战是将微型 装置粘接到系统基板中的电极中是耗时的过程，并且它通常是针对每个转移步骤完成 的。因此，如果系统需要几百个转移步骤(循环)，则由于粘接所需的时间，完成所述过 程将花费几个小时。此外，在如此小的焊盘尺寸下的粘接可重复性和可靠性是影响系统 的产量和寿命的主要问题。
在一个实施例中，提供了一种将一或多个微型装置集成到系统基板的方法。所述方 法包括将一或多个微型装置转移到系统基板，形成保护层以覆盖一或多个微型装置，图案化保护层以接收导电电极，和通过导电电极将背板元件连接到一或多个微型装置。
下面详细描述根据提供的本结构和过程的各个实施例。
另外，这些实施例示范性地以一或多个微型发光装置示出，但是本发明不限于此。可以根据实际需要改变微型发光装置的数量。
在本说明书中，术语“系统基板”、“受体基板”和“显示基板”可互换使用。然而， 本领域技术人员清楚，本文所述的实施例与基板类型无关。
这里，通过在蓝宝石基板上沉积一堆材料来制造微型装置(例如，GaN LED)。微型装置结构可以是以下中的一种的形式：圆柱形结构、台面结构、倒装芯片结构或垂直结 构。
图12A示出了基于将缓冲层集成到受体基板的系统的横截面。图12A示出了系统基板1202。缓冲层1204可以形成在基板1202的顶表面上。一或多个缓冲层1204可以 用作分离层以及可以将完全集成的系统与基板1202分隔的分隔层。可以除去缓冲层 1204，特别是当堆叠的微型装置和电路结构保留在基板1202上时。缓冲层1204还可以 包含可以被图案化或可以用作公共电极的电极。一些额外的层可以沉积在电极的顶部上 以建立微型装置的粘接位置。在将微型装置转移到系统基板1202之前形成缓冲层。缓 冲层形成在微型装置和基板表面之间。
图12B示出了在系统基板1202上转移的多个微型装置1206。在一种情况下，微型装置可以是微型发光装置。在另一种情况下，微型装置可以是通常可以以平面批量制造 的任何微型装置，包含但不限于LED、OLED、无机LED、传感器、固态装置、集成电 路、MEMS和/或其它电子组件。
图12C示出了具有集成微型装置和平坦化层的系统的横截面。可以形成保护层1208 以覆盖粘接到基板1202的微型装置1206。保护层可以是平坦化层。保护层1208可以由几个不同的层和材料制成，例如电介质层。在一种情况下，保护层1208可以延伸超出 微型装置边缘。在一个实施例中，可以使用另外的钝化层来覆盖微型装置。
图12D示出了具有集成微型装置和多个另外的平坦化层的一个实施例的横截面。可 以在覆盖微型装置1206的保护层1212上形成多个另外的平坦化层1210。其它平坦化层1210可以是任何其它层，例如保护层1208的延伸、钝化层、保护层或任何其它分隔层。 在一种情况下，可以在平坦化层之前集成颜色转换层。在另一种情况下，颜色转换层可 以在保护层(钝化层)之后集成，并且可以被另一钝化层覆盖。在一个实施例中，颜色转 换层可以是钝化层。
如果平坦化层覆盖微型装置，则可以在平坦化层中形成通孔以提供到微型装置的途 径。
图12E示出了具有集成微型装置和钝化层中的通孔的一个实施例的横截面。可以在 平坦化层1210中制造(例如，蚀刻)向下到每个微型装置1206的多个通孔1214。可以使用这些通孔1214将微型装置1206连接到背板元件。然后，在开口1214中形成顶部导 电电极1212，由此顶部导电电极1230可以连接到微型装置1206。然后，可以使用顶部 导电电极1230将微型装置1206连接到集成电路层1216。
集成电路层可以是背板、薄膜晶体管、CMOS小芯片或其它类型的集成电路。可以使用延伸通过平坦化层1210的开口1214来接收导电电极，以将微型装置1206连接到 背板元件。在一种情况下，开口1214在形成将微型装置连接到背板元件的导电电极之 前形成。每个微型装置1206的通孔1214的数量取决于微型装置106和背板元件之间所 需的连接的数量和联接方法。集成电路层(例如，背板)可以在平坦化层1210之后制造， 并且背板可以包含薄膜晶体管(TFT)层。
图12F示出了具有集成微型装置和背板的系统的横截面。背板1216可以通过在通孔1214中设置或形成导电电极1230而联接到微型装置结构。背板1216可以通过通孔 1214连接到微型装置1206。导电电极1230可以连接到微型装置1206。然后，可以使用 顶部导电电极来将微型装置106连接到集成电路层，所述集成电路层经由电极将每个微 型装置1206互连到电源或控制系统。集成电路层可以是薄膜晶体管、CMOS小芯片或 其它类型的集成电路。
图12G示出了具有集成微型装置和不同顶层的一个实施例的横截面。可以在微型装 置1206和背板1216的顶部上形成多个另外的层。另外的层1218可以包括光学层、钝 化层、颜色转换层、滤色器、光学增强层、触摸感测电极或公共电极。触摸感测结构可 以通过电介质层与微型装置和/或其电极分隔。触摸结构可以与微型装置在同一平面中。 触摸结构可以是不同类型，例如电容性触摸结构、电阻性触摸结构、压力型触摸结构、 光学触摸结构或其组合。可以沉积电极并且可以将其图案化或用作公共电极。可以在本 电极的顶部上沉积一些额外的层以获得光学性质。
在一个实施例中，可以去除第一基板(例如，在本情况下，受体基板1202)，以使得能够在面向第一基板的系统的一侧上进行灵活的系统或后处理步骤。在一种情况下，不 需要支撑层/保护层或基板，并且系统上的堆叠层可以处理分隔过程。在另一个实施例中， 将另一支撑或永久基板添加到与第一基板上的一侧不同的系统的另一侧。
图12H示出了具有集成微型装置和系统的表面上的第二基板1220的一个实施例的横截面。在由第二基板1220支撑的同时，系统可以与第一基板分隔。
图12I示出了具有集成微型装置并去除第一基板的一个实施例的横截面。可以在第 二基板1220的集成之后去除第一基板。通过修改缓冲层1204来完成分隔。后处理步骤可以在与第一基板分隔的层的表面上进行。这里，缓冲层可以包含保护层，以在分隔过 程期间保护装置(例如，微型装置、背板组件和其它导电层)免受任何副作用。在一种情 况下，保护层可以吸收用于将系统与第一基板分隔的激光的过量发射。在一个实施例中， 可以在分隔过程之后去除保护层。其它后处理步骤可以包含以下中的至少一个：在单个 或多个层中形成一或多个通孔(开口)，去除多个层中的一或多个，形成不同的电极，形 成光学层，形成颜色转换/滤色器层，或形成钝化层。
图12J示出了具有集成微型装置和覆盖缓冲层的其它层的一个实施例的横截面。在 去除第一基板之后，可以在缓冲层上形成其它层1222，所述其它层1222可以包括钝化层、颜色转换层、滤色器、光学增强层、触摸感测电极或公共电极中的一种。在一种情 况下，其它层(例如，颜色转换层、滤色器或其它装置)可以放置在与微型装置所位于的 一侧相对的基板的一侧上。这里，可以在一或多个层中形成多个通孔104，以向微型装 置或背板提供联接选项。在本公开中已描述了与图12J相关的各个实施例。
在一些实施例中，平坦化层可以在不同位置处具有到微型装置的通孔以与背板进行 连接。这些实施例示范性地以一个微型发光装置示出，但是本发明不限于此。可以根据实际需要改变微型发光装置的数量。
在所有微型装置被转移到系统基板之后，为了与背板进行连接，可以在转移的微型 装置上完成预处理步骤。这里，微型装置在一侧上具有触点。触点需要暴露以具有与背板的连接。可以由在微型装置触点的不同位置处开出的通孔来提供连接。不同的位置可 以是微型装置的p型欧姆触点和n型欧姆触点。每个微型装置的开口的数量取决于微型 装置和背板之间所需的连接的数量。通过使用平坦化层可以使系统基板的表面平整。
图13A示出了根据一些实施例的具有集成微型装置的系统的横截面，所述集成微型 装置具有通孔以与背板进行连接。钝化层/平坦化层1308可以沉积在微型装置1310的顶表面上。可以制造多个通孔/开口1306、1312以将微型装置1302连接到背板。可以通过 沉积在微型装置上的钝化层/平坦化层1308制造多个开口。在微型装置上形成平坦化层 1308，并形成开口以暴露背板工作电路。微型装置可以具有堆叠在一起的多个层。
图13B示出了根据一些实施例的具有集成微型装置的系统的横截面，所述微型装置 具有开口以与背板进行连接。在所有微型装置被转移到系统基板之后，可以通过使用平坦化层来使表面平整。钝化层/平坦化层1308可以沉积在微型装置1310的顶表面上。在 一种情况下，可以制造开口1306将微型装置1302连接到背板。在另一种情况下，公共 电极/金属层1314可以沉积在微型装置1310的表面上以连接到背板。公共电极可以与其 它微型装置共享。可以存在多于一个平坦化层。每个平坦化层可以具有多个通孔或直接 金属层。一个平坦化步级可以覆盖或延伸到一个表面，另一平坦化层可以延伸到或覆盖 高于第一表面的表面。在平坦化层之间可以存在通孔以将不同平坦化层处的连接连接在 一起。
图13C示出了在微型装置的不同表面处具有连接和通孔的组合的另一示范性系统。 可以在微型装置1310的第一表面上沉积金属化(导电)层1336。金属化层可以是所有微型装置的公共电极。可以制造多个通孔/开口以将微型装置1310的连接连接到位于与第 一表面不同的微型装置的表面处的背板。这里，微型装置可以具有两个或两个以上不同 高度的不同表面。一个平坦化步级可以覆盖或延伸到一个表面，另一平坦化层可以延伸 到或覆盖高于第一表面的表面。可以通过沉积在微型装置上的钝化层1308制造多个开 口中的一个开口1314-1。可以在微型装置上形成平坦化层1308，并且形成开口以暴露背 板工作电路。
图13D示出了在微型装置的不同表面处具有连接和通孔的组合的示范性系统的横截面。可以制造多个通孔以将微型装置1310连接到背板。平坦化层1308可以具有多个 通孔。如图13D中所示，可以通过沉积在微型装置上的钝化/平坦化层208制造开口1306， 其中可以通过缓冲层1320制造另一开口1318。
图13E示出了根据一些实施例的具有集成微型装置的系统的横截面，所述集成微型 装置具有开口以与背板进行连接。可以制造多个开口以将微型装置1310连接到背板。金属化层1334可以沉积在联接到微型装置的一个平坦化表面上，并且开口1318可以经 由微型装置底表面处的缓冲层1320制造。
图13F示出了根据一些实施例的具有集成微型装置的系统的横截面，所述集成微型 装置具有开口以与背板进行连接。可以对微型装置1310制造开口1306，以通过钝化/ 平坦化层1308连接到背板。金属化层1344可以沉积在与微型装置1310的表面相对的 一个平坦化表面上。
图14A示出了根据一个实施例的背板的顶视图。这里，微型装置1410被多个层覆盖。多个层可以包括包围微型装置1410的钝化/平坦化层1414。可以制造多个通孔/开口1418、1412以将微型装置1410连接到背板组件1402。背板组件1402可以通过导电层 1406、1408和通孔1412、1418连接到微型装置。背板可以包含多个导电迹线1406、1404、 1408、1416。这些迹线可以位于一个层或分隔层中。其它分隔层(例如，钝化层、颜色转 换层、光学增强层、触摸感测电极或公共电极)也可以沉积在微型装置上。背板组件可以 是晶体管、电容器、信号源、电源等。
图14B示出了具有背板的系统的另一示范性顶视图。这里，微型装置1410被多个层覆盖。多个层可以包括包围微型装置1410的钝化/平坦化层1414。背板组件1402可 以通过导电层1406、1408和通孔1412、1418连接到微型装置1410。背板可以包含多个 导电迹线1406、1404、1408。在一种情况下，可以使用金属化层1422将微型装置连接 到背板中的组件或电源/信号源。可以使用另一公共导电层1420连接微型装置的另一连 接。在一种情况下，在另一导电层1420和金属化层1422之间可以存在电介质层。电介 质层形成在金属化层之间，并且可以使用连接到一或多个微型装置的另一导电层来避免 电极之间的短路。
本公开的一些实施例示出了微型装置利用微型装置的不同位置处的多个通孔与背 板集成。这里，反射层可以集成在微型装置上，以将光限制在微型装置的有源区。反射层可以是公共电极或图案化电极。
图15A示出了具有集成微型装置的一个实施例的横截面，所述集成微型装置具有平 坦化和电介质层。图15A示出了基板1506。缓冲层1508可以沉积在基板1506的顶部 上。一或多个缓冲层可以用作分离层，以及用作将完全集成的系统与基板1506分隔的 分隔层。可以除去本层1508，尤其是当堆叠的微型装置和电路结构保留在基板1506上 时。微型装置1512被转移到基板1506中。这里，微型装置可以具有两个或两个以上不 同高度的不同表面。一个平坦化步级可以覆盖或延伸到一个表面，另一平坦化层可以延 伸到或覆盖高于第一表面的表面。因此，系统可以包含多步级平坦化层。可以在微型装 置1512上形成平坦化层1514。平坦化层1514可以由几个不同的层制成。平坦化层可以 是钝化层。可以在平坦化层1514中制造通孔1518-1，以将微型装置1512连接到位于不 同于第一表面的微型装置1512的表面处的背板1502。可以使用通孔1518-1提供导电电 极1520，以将微型装置1512连接到背板1502。背板可以是薄膜晶体管、CMOS小芯片 或其它类型的集成电路。可以在电极1520上形成电介质层1510，并且可以通过电介质 层中的通孔1518-2在电介质层1510上形成反射层/反射器1516。平坦化层1514可以在 基板上延伸，以提供到背板1502的连接。应注意，可以除去任何层。在一种情况下， 首先平坦化转移的装置的表面。然后，可以开出通孔以建立到背板的触点。本触点可以 位于阵列的边缘或中间。导电电极1520包含用于引导来自微型装置的光的反射材料 1516。电介质层1510包含通过其中的开口，以使光能够行进通过电极1520。
图15B示出了具有集成微型装置和背板的一个实施例的横截面。这里，微型装置1512被转移到在基板1506的顶部具有缓冲层1508的基板1506中。这里，系统可以包 含多步级平坦化层。每个平坦化层可以具有多个通孔。平面层/钝化层1522可以沉积在 具有两个或两个以上不同高度的不同表面的微型装置1512上。平坦化层1522可以在基 板1506上延伸，以提供到背板1502的连接。可以使用延伸通过平坦化层1522的开口 1518-1、1518-2来接收导电电极1520，以将微型装置1512连接到背板元件1502。
图15C示出了具有微型装置的一个实施例的横截面。这里，缓冲层1508可以沉积在基板1506的顶部上。微型装置1530被转移到基板1506中。平坦化层1514形成在微 型装置1530上。可以在平坦化层1514中制造通孔1518。可以开出这些通孔以建立到背 板1502的触点。本触点可以位于阵列的边缘或中间。可以沉积反射层1516以引导来自 微型装置的光。电介质层1510包含通过其中的开口以使光能够行进。这里，已通过缓 冲层1508提供开口1532，并且平坦化层1504可以在基板1506上延伸，以通过开口1518、 1532提供到背板1502的连接。
图16A是示出了根据本发明的一些实施例的其上包含集成电路的背板布置的截面图。这里，微型装置可以具有两个或两个以上不同高度的不同表面。一个平坦化步级可 以覆盖或延伸到一个表面，另一平坦化层可以延伸到或覆盖高于第一表面的表面。例如， 金属化层1616可以沉积在联接到微型装置的一个平坦化表面上。在平坦化层之间可以 存在通孔以将不同平坦化层处的连接连接在一起。金属化层1616可以直接沉积在微型 装置的顶表面上，或者可以对电介质层1606制造开口1604以将微型装置1614连接到 背板1602。可以沉积反射层1608以引导来自微型装置的光。
图16B是示出了根据本发明的一些实施例的其上包含集成电路的背板布置的截面图。这里，已提供了多个开口以将微型装置1614连接到集成电路层1602和系统。电路 可以是薄膜晶体管、CMOS小芯片或其它类型的集成电路。可以通过平坦化层/钝化层 1606形成开口1604，并且可以通过缓冲层1610形成其它开口1622。可以沉积反射层 1608以引导来自微型装置1614的光。
图16C是示出了根据本发明的一些实施例的其上包含集成电路的背板布置的截面图。这里，开口1604可以通过平坦化层/钝化层1642提供到具有缓冲层1610的基板1612 上的微型装置1614。平坦化层1642可以在基板上延伸以提供到背板1602的连接。
在图15A-C和图16A-C中所示的所有实施例中，背板组件可以位于平坦化或微型装置的顶部上。
图17A示出了根据本发明的一些实施例的与多个层集成的微型装置的横截面。在一 些实施例中，可以在缓冲层1710和微型装置1720上包含(例如，沉积)光学层，例如颜 色转换1722、滤色器1726、钝化层和/或电极(阻挡层)或其它装置。在本情况下，其它 结构(例如，颜色转换层、滤色器或其它装置)可以放置在与微型装置所位于的一侧相对 的下侧上。其它层(例如，平坦化/钝化层1702和反射器/反射层1724)可以沉积在微型装 置的顶表面处。可以使用针对另外的结构(例如，反射层、填料、黑矩阵或其它层)的后 处理步骤来改善所生成的LED光的外联接或限制。在另一个实例中，颜色转换层被集 成到系统基板中以建立来自微型装置的不同输出。可以使用安装在缓冲层上的滤色器来 接收来自发光微型装置的光。为了降低直接光强度，沉积阻挡层1704，覆盖微型装置表 面的一部分。在一种情况下，阻挡层可以是微型装置电极或另一功能电极(例如，触摸屏 电极)。微型装置光被阻挡层和反射器层组合地反射回颜色转换层。在颜色转换层之后或 之前，可以存在钝化层1706以保护颜色转换材料。可以将滤色器添加到堆叠，从而仅 允许颜色转换层的输出通过。可以在颜色转换层之后添加钝化层。
图17B示出了根据本发明的一些实施例的与分隔层集成的微型装置的顶视图。图17B示出了图17A的顶视图，其中在微型装置1720上沉积分隔层(例如，颜色转换层 1722、反射层1724、钝化/平坦化层1728、滤色器1726或其它分隔层)。
图17C示出了与光学层和背板集成的微型装置的横截面视图。在一些实施例中，可以在缓冲层1710和微型装置1720的底表面处包含(例如，沉积)光学层，例如颜色转换1722、滤色器1726、钝化层1706和/或电极(阻挡层)1704或其它装置。在本情况下，光 学结构(例如，颜色转换层、滤色器或其它装置)可以放置在与微型装置所位于的一侧相 对的下侧上。其它层(例如，平坦化/钝化层1728和反射层/反射器1724)可以沉积在微型 装置1720的顶表面处。顶部平坦化层/钝化层1730可以沉积在反射层上。集成电路层(例 如，背板)可以在平坦化层之后制造，并且背板1708可以包含薄膜晶体管(TFT)层。可以 在背板上沉积其它任选的钝化/平坦化层。背板组件可以位于微型装置结构层的顶部上。
图17D示出了具有利用钝化层中的沟槽集成在基板上的微型装置的系统的横截面。 在缓冲层1710上提供多个微型装置(例如，1702、1704)。可以在基板上沉积多个钝化层， 以使得能够将背板实现或制造到具有微型装置的系统中。平坦化层可以是连续膜或可以 被图案化以建立反射光学结构。可以沉积平坦化或保护层1706a，覆盖背板和微型装置。本钝化还可以用作系统的支撑结构。另一钝化/平坦化层1706b可以沉积在系统的另一 侧。本层1706b还可以用作系统的支撑。可以在顶表面和底表面处沉积的钝化层(钝化层 1706a和钝化层1708b)中形成多个沟槽1708a和1708b。背板的组件也可以位于微型装 置的顶部上。所述多个沟槽1708a、1708b垂直于弯曲方向。所述沟槽可以位于像素的 板上并且可以包括超过一个像素。
图18A-18C示出了微型装置和微型装置的顶部上的背板补偿的一些示范性组合。
图18A示出了与集成有背板组件的多个钝化层集成的微型装置的横截面视图。在一 种情况下，可以在缓冲层1806上形成多个微型装置1802。缓冲层可以是钝化层。可以 在微型装置上形成另一钝化层/平坦化层1808，并且可以将其图案化以建立与背板组件 1804的连接。
图18B示出了与集成有背板组件的多个钝化层集成的微型装置的横截面视图。在一 种情况下，可以在缓冲层1806上形成多个微型装置1802。缓冲层可以是钝化层。可以 在微型装置上形成另一钝化层/平坦化层1808，并且可以将其图案化以建立与背板组件 1804的连接。可以在平坦化/钝化层上形成反射层/反射器1810，以引导来自微型装置的 光。
图18C示出了与集成有背板组件的多个钝化层集成的微型装置1802的另一横截面视图，其中可以在反射层/反射器1810上形成电介质层1812，以使光能够行进通过顶部 电极或背板组件1804。
颜色转换层与微型装置基板集成
本公开的一些实施例涉及将颜色转换层集成到微型装置基板中。
根据一个实施例，可以提供一种显示系统。显示系统可以包括基板、沉积在基板上的缓冲层、形成在缓冲层的顶表面上的粘接焊盘、转移在粘接焊盘的顶部上的至少一个 微型装置、和设置在与微型装置的表面相对的基板表面或缓冲层表面上的一或多个颜色 转换层。
根据另一个实施例，可以提供一种制造显示系统的方法。所述方法可以包括提供基 板，在基板上沉积缓冲层，在缓冲层的顶表面上形成粘接焊盘，在粘接焊盘的顶部上转移至少一个微型装置，和在与微型装置的表面相对的基板表面或缓冲层表面上设置一或多个颜色转换层。
根据一些实施例，可以提供一种显示系统。显示系统可以包括：基板、形成在基板上的一或多个平坦化层；形成在一或多个平坦化层的顶表面上的粘接焊盘、转移在粘接 焊盘的顶部上的至少一个微型装置、和设置在微型装置上或上方的一或多个颜色转换 层。
本公开涉及将一或多个颜色转换层集成在微型装置基板中。微型装置基板可以包括 微发光二极管(LED)、有机LED、传感器、固态装置、集成电路、MEMS和/或其它电子 组件。颜色转换层可以包含磷光体或量子点(QD)。
在一个实施例中，颜色转换层可以集成在与微型装置的表面相对的微型装置基板表 面上。
在另一个实施例中，颜色转换层可以集成在缓冲层上。
在又一个实施例中，可以去除基板，并且可以在缓冲层的表面上直接形成一或多个 颜色转换层。
在一些实施例中，可以在缓冲层之后形成一或多个颜色转换层，其中可以去除缓冲 层，并且可以在微型装置的表面上直接形成一或多个颜色转换层。
在另一个实施例中，缓冲层是基板。
在另外的实施例中，粘接焊盘形成在缓冲层的顶部上。
在另一个实施例中，可以在至少一个微型装置上或上方形成一或多个平坦化层。
在另一个实施例中，可以在粘接焊盘之前在缓冲层上形成反射器/阻挡层。
在又一个实施例中，粘接焊盘可以是透明的，以允许光进出微型装置。
在一些实施例中，可以在颜色转换图案之间沉积黑矩阵，以减少微型装置的环境反 射和颜色混合。
在又一个实施例中，可以针对颜色转换层形成筑堤(bank)层以分隔不同的颜色转换 层。
在另一个实施例中，通过一或多个平坦化层中的通孔在微型装置上沉积至少一个触 点，以提供电极以将微型装置连接到背板。
在另一个实施例中，粘接焊盘包括光分布焊盘/结构和粘接层。可以使用粘接焊盘改 善粘接的表面剖面。
在另一个实施例中，可以在粘接层之前形成光分布焊盘/结构。光分布结构增强了来 自微型装置的光提取。可以在光分布结构中提供光分布层。光分布层和光分布结构可以相同。在另一种情况下，可以调节光分布层的高度以补偿筑堤层的深度。光分布层可以 位于具有反射器层的筑堤层的一部分上，或填充整个筑堤层。
在一些实施例中，平坦化层可以围绕微型装置形成，并且第二反射结构可以覆盖图 案化平坦化层。
在另一个实施例中，可以使用一或多个类似或不同的平坦化层来使微型装置周围的 至少一些区域平整。
在另一个实施例中，背板可以在微型装置上形成并延伸。微型装置可以具有通过电 极到背板的至少一个触点。电极可以是第二反射器本身(same)或是其一部分。
图19A示出了根据本发明的一些实施例的与多个层集成的微型装置的横截面。图19A示出了基板1902。缓冲层1906可以沉积在基板1902的顶表面上。一或多个缓冲层 可以用作分离层，以及用于将完全集成的系统与基板1902分隔。可以除去缓冲层1906， 尤其是当堆叠的微型装置和电路层结构保留在基板1902上时。可以在缓冲层1906的顶 表面上形成粘接焊盘1908。粘接焊盘1908和缓冲层106可以是相同或不同的层。在一 个实施例中，可以在粘接焊盘1908之前在缓冲层上形成反射器/阻挡层1912。可以将微 型装置1904转移到粘接焊盘1908的顶部上的基板1902中。粘接焊盘1908可以是透明 的，以允许光进出微型装置。阻挡层1912可以是微型装置电极或另一功能电极(例如， 触摸屏电极)。其它层(例如，平坦化层1910)可以形成在微型装置上或上方。平坦化层 1910可以由几个不同的层制成。平坦化层1910可以是钝化层。第二反射器/反射层1920 可以覆盖图案化平坦化层1910。可以在反射层1920上形成另一类似或不同的平坦化层 1918，以使微型装置1904周围的区域平整。
在一个实施例中，可以在平坦化层1918中制造通孔以将微型装置1904连接到背板1914。可以使用通孔来提供导电电极以将微型装置1904连接到背板。背板可以在微型 装置1904上延伸。背板可以是薄膜晶体管、CMOS小芯片或其它类型的集成电路。可 以使用针对另外的结构(例如，反射层或其它层)的后处理步骤来改善所生成的LED光的 外联接或限制。平坦化层1918可以在基板上延伸，以提供到背板1914的连接。应注意， 可以除去任何层。在一种情况下，首先平坦化转移的装置的表面。然后，可以开出通孔 以建立到背板的触点。本触点可以位于阵列的边缘或中间。在一种情况下，导电电极可 以包含第二反射器以引导来自微型装置的光。
图19B示出了横截面，其示出了与不同顶层、背板和颜色转换层集成的微型装置。在本情况下，其它结构(例如，一或多个颜色转换层1922、滤色器或其它装置)可以放置 在与微型装置1904所位于的一侧相对的基板1902的下侧上。在另一个实例中，一或多 个颜色转换层1922被集成到微型装置基板1902中以建立来自微型装置的不同输出。颜 色转换层可以包括安装在缓冲层1906上的滤色器层，以接收来自发光微型装置1904的 光。微型装置光被阻挡层和反射器层1920组合地反射回一或多个颜色转换层1922。在 一种情况下，可以在颜色转换图案之间沉积黑矩阵1924，以减少微型装置1904的环境 反射和颜色混合。在一个实例中，黑矩阵可以是树脂(例如，聚酰亚胺或聚丙烯酸)层。 其中已分散了黑色颜料(例如，炭黑)颗粒。在另一方面，滤色器可以沉积在颜色转换层 上。可以在沉积滤色器层之前在颜色转换层之后使用平坦化层和/或筑堤层。筑堤层可以 分隔不同的颜色转换层。
在颜色转换之后或之前，可以存在钝化层以保护颜色转换材料。可以将滤色器添加 到堆叠中以仅允许颜色转换层的输出通过。可以在颜色转换层之后添加钝化层。
图19C示出了横截面，其示出了与不同顶层、背板、颜色转换层集成的微型装置并去除基板。在本情况下，可以去除基板以使柔性系统或一或多个颜色转换层可以直接形 成在缓冲层的表面上。在由背板1914支撑的同时，系统可以与基板分隔。本分隔可以 通过修改缓冲层1906来完成。后处理步骤可以在与基板分隔的层的表面上进行。这里， 缓冲层可以包含保护层，以在分隔过程期间保护装置(例如，微型装置、背板组件和其它 导电层)免受任何副作用。在一种情况下，保护层可以吸收用于将系统与基板分隔的激光 的过量发射。在一个实施例中，可以在分隔过程后去除保护层。
图19D示出了横截面，其示出了与不同顶层、背板、颜色转换层集成的微型装置并去除缓冲层。在去除基板之后，可以去除缓冲层1906，并且可以在表面上形成一或多个 颜色转换层。这里，可以在一或多个层中形成多个通孔，以向微型装置或背板提供联接 选项。
图20A示出了具有微型装置的一个实施例的横截面。这里，缓冲层2006可以沉积在基板2002的顶部上。微型装置2004被转移到基板2002中。平坦化层2010形成在微 型装置2004上。可以在平坦化层中制造通孔2016。可以开出这些通孔以建立到背板2014 的触点2030。本触点2030可以位于微型装置的边缘或中间。可以沉积反射层2020以引 导来自微型装置的光。另一平坦化层2018可以在基板上延伸，以提供通过开口到背板 的连接。粘接焊盘2008可以通过至少一个触点(例如，顶侧处的触点)联接到装置。在一 种情况下，可以是电介质的层覆盖未被触点覆盖的装置表面的部分。可以存在可能具有 不同功能(例如，钝化层、光学增强层或封装层)的侧表面。
图20B示出了横截面，其示出了通过平坦化层2016中的通孔与不同顶层、背板、 颜色转换层和微型装置的顶表面上的触点集成的微型装置。可以开出这些通孔以建立到 背板2014的触点2030。本触点2030可以位于微型装置的边缘或中间。在一种情况下， 其它结构(例如，一或多个颜色转换层、滤色器或其它装置)可以放置在与微型装置所位 于的一侧相对的下侧上。在另一个实例中，一或多个颜色转换层2036被集成到微型装 置2004基板中以建立来自微型装置的不同输出。滤色器可以安装在缓冲层上以接收来 自发光微型装置的光。在一种情况下，黑矩阵2032可以沉积在颜色转换图案之间，以 减少微型装置的环境反射和颜色混合。
可以在沉积滤色器层之前在颜色转换层之后或之前使用平坦化层和/或筑堤层。筑堤 层可以分隔不同的颜色转换层。可以针对颜色转换层形成筑堤层以分隔不同的颜色转换 层。
图20C示出了横截面，其示出了通过平坦化层中的通孔与不同顶层、背板、颜色转换层、微型装置的顶表面上的触点集成的微型装置并去除基板。在本情况下，可以去除 如图20B中所示的基板2002，以使得能够在面向基板的系统的一侧上进行柔性系统或 后处理步骤。在由背板2014支撑的同时，系统可以与基板2002分隔。本分隔可以通过 修改缓冲层2006来完成。
图20D示出了横截面，其示出了通过平坦化层中的通孔与不同顶层、背板、颜色转换层、微型装置的顶表面上的触点集成的微型装置并去除缓冲层。在去除如图20C中所 示的基板之后，可以去除缓冲层2006。这里，可以在一或多个层中形成多个通孔，以向 微型装置或背板2014提供联接选项。
图21A-21D示出了横截面视图，其示出了根据本公开的实施例的在微型装置的侧壁 上具有反射器的微型装置。这里，缓冲层2106沉积在基板2102的顶部上。微型装置2104被转移到基板2102中。反射层2118可以沉积在微型装置2104的侧壁上以引导来自微 型装置的光。可以在微型装置上形成平坦化层2110。可以在平坦化层2110中制造通孔 2120以建立到背板2114的触点2130。本触点2130可以位于微型装置的边缘或中间。 粘接焊盘2108可以通过至少一个触点(例如，顶侧处的触点)联接到装置。
图21B示出了将颜色转换层集成在与微型装置2104所位于的一侧相对的下侧上的微型装置基板2102中以建立来自微型装置的不同输出。在一种情况下，黑矩阵2132可 以沉积在颜色转换层2136的侧壁上，以减少微型装置2104的环境反射。
图21C示出了横截面，其示出了与微型装置的顶表面上的触点集成的微型装置并去 除基板。在本情况下，可以去除如图21B中所示的基板2102，以使得能够在面向基板 的系统的一侧上进行柔性系统或后处理步骤。在由背板2114支撑的同时，系统可以与 基板2102分隔。分隔可以通过修改缓冲层2106来完成。
图21D示出了在去除如图21C中所示的基板之后，可以去除缓冲层2106。这里， 可以在一或多个层中形成多个通孔，以向微型装置或背板2114提供联接选项。
图22示出了横截面，其示出了与不同层和背板集成的微型装置。在本情况下，可以在基板2240上形成缓冲层2206-1，随后在缓冲层2206-1上形成一或多个颜色转换层2236。
图23A-23B示出了显示系统的横截面。在图23A中，可以提供基板2308。可以在 基板上形成多个平坦化层2314。还可以在平坦化层上形成背板。可以在一或多个平坦化 层2314的顶表面上形成粘接焊盘。粘接焊盘包括光分布焊盘2312和粘接层2304。光分 布焊盘2312和粘接层2304可以相同或不同。在一个实施例中，可以在粘接焊盘之前在 一或多个平坦化层上形成反射器层/阻挡层2310。反射器(或阻挡层)2310安装在光分布 焊盘的一或多侧上，以通过光分布结构和一或多个颜色转换层将光反射回。微型装置 2302可以被转移到粘接焊盘的顶部上的基板2308中。粘接焊盘可以是透明的，以允许 光进出微型装置。可以提供粘接焊盘以改善粘接的表面剖面。联接到微型装置的反射器 层2310可以引导光通过光分布焊盘。微型装置周围可以存在填料。填料可以是一或多 个颜色转换层2306。在另一种情况下，颜色转换可以位于填料层的顶部上。
在到达一或多个颜色转换层2306之前，光分布焊盘2312对光进行分布。在一个结构中，光被分布并被引导远离颜色转换层2306所位于的基板。光分布焊盘可以是厚透 明层。在一个实例中，本层大于3μm。在另一个实例中，针对每个像素或子像素，透明 层的一侧被一或多个不透明或反射层2310阻挡。在另一个实例中，在微型装置后或其 顶部上可以存在反射层。
参考图23B，可以提供基板2308。可以在基板上形成多个平坦化层2314。还可以 在基板上形成缓冲层。还可以在基板上形成背板。这里，透明粘接焊盘可以形成在反射 器结构2310内。粘接焊盘包括光分布焊盘2312和粘接层2304。反射器2310是透明的， 因此来自微型装置的光可以被引导到反射器中。在一种情况下，若微型装置是传感器， 反射器还可以将光引导到微型装置。可以在反射层上沉积筑堤层2320或其它平坦化层。 微型装置周围可以存在填料。填料可以是一或多个颜色转换层2306。在另一种情况下， 颜色转换可以位于填料层的顶部上。
在另一个实施例中，光分布焊盘/结构2312可以在粘接层2304之前形成。光分布结构2312增强了来自微型装置的光提取。在另一种情况下，可以调节光分布层的高度以 补偿筑堤层2320的深度。光分布层可以位于具有反射器层的筑堤层的一部分上，或填 充整个筑堤层。
扩展微型装置的尺寸以实现更好的集成
本公开的一些实施例涉及用于增强微型装置到基板(例如，系统基板)中的粘接过程 的方法和结构。
微型装置的发展由几个主要步骤组成，例如多个层的外延生长、层的图案化和钝化 以及剥离过程。这些步骤可能是昂贵的，因此，非常希望减小微型装置的尺寸以在一个晶片基板中产生更多的微型装置。这样，可以降低每个微型装置的成本。然而，此装置 的处理和粘接可能具有挑战性。例如，对于10微米以下的装置，焊盘可能小至几微米。 将如此小的焊盘粘接到基板上需要有效对准，因为粘接质量将受到重叠的显著影响。而 且，由于粘接焊盘的表面积较小，此粘接的性质可能受到损害。仍然需要扩展微型装置 的装置区或粘接区。
本公开的一些实施例涉及扩展微型装置的装置区或粘接区。本文描述了一种光电装 置，其包括围绕光电装置形成的一或多个延伸层和延伸到延伸层的至少一个接触层。
下面详细描述根据提供的本结构和过程的各个实施例。
图24示出了光电装置基板2402，其中不同的导电层2404和有源层2406沉积在装置基板2402的顶部上，接着是其它导电层2408。所述装置包括设置在装置基板2402上 的形成顶表面和底表面的多个半导体层，其中多个半导体层被隔离成较小区域，所述较 小区域形成至少一个侧表面，并且形成联接到顶表面或底表面上的光电装置的至少一个 导电焊盘。导电层2404可以包括缓冲层、p型掺杂层、n型掺杂层、电荷阻挡层和电极。 有源层2406可以包括多量子阱(MQW)层和其它导电层2408。MQW层可以包含堆叠中 的多个单量子层。导电层可以是透明的或不透明的。透明导电层的实例是可以在p掺杂 半导体层(例如，GaN或GaAs)上形成以获得更好的横向电流传导的薄Ni/Au或ITO。导 电层可以具有不同层的堆叠。例如，然后在透明导电层上形成p型电极，例如Pd/Au、 Pt或Ni/Au。这里，欧姆触点2412被电介质层2410包围。粘接焊盘2414可以沉积在欧 姆触点2412上并且可以在电介质层上延伸。电介质层可以避免装置和欧姆触点之间不 希望的短路/联接。
然而，对于小型装置或具有多个焊盘的装置来说，所述区域可能不足以将焊盘制造 的较大。
图25A示出了形成在基板2402上的微型装置2406，其中多个延伸层2510被添加 到装置2406。这里，一或多个延伸层围绕光电装置2406在侧表面处形成，并且至少一 个粘接焊盘(例如，2414)可以延伸到一或多个延伸层2510。这些延伸层2510中的一些 可以具有其它功能，例如反射、颜色转换等。电介质层2410可以在延伸层2510上延伸。 粘接焊盘2414也可以在延伸层2510上延伸。还可以通过使用不同的反射指数优化延伸 层2510来增强光提取。在一种情况下，延伸层2510可以形成在沉积在基板2402上的 缓冲层上。
在一种情况下，一或多个延伸层中的至少一个是聚合物，并且一或多个延伸层中的 至少一个的宽度在100nm到几微米之间。
图25B示出了如图25A中所示的装置的示范性顶视图。这里，延伸层2522覆盖微 型装置2524的至少一侧，并且连接到触点/通孔2412的焊盘2520在一个方向上延伸到 延伸层2522的至少一部分。
图26A示出了延伸层2522还用作平坦化层的装置。这里，装置2602具有多于一个触点2606、2604，并且在延伸层2522中存在开口，以提供到至少一个触点2606、2604 的途径。延伸层2522还可以包含电介质层。微型装置2602可以具有p型或n型粘接焊 盘。其中一个粘接焊盘(P，N)至少覆盖延伸层2522的一部分。制造通过延伸层2522到 下级触点2604的沟槽2610。
图26B示出了图26A中的结构的示范性顶视图。这里，延伸层2522覆盖到下级触 点2606的沟槽2610的至少一侧。用于所述连接2604的粘接焊盘2612可以延伸到延伸 层2522的至少一个区域。装置2602的另一侧上的另一触点2606连接到另一粘接焊盘 2614，所述另一粘接焊盘2614可以延伸到延伸层2522的至少另一区域。
图27A示出了延伸层2522还用作平坦化层的另一个装置实施例。这里，所述装置具有多于一个触点2704、2706，并且在延伸层中存在开口，以提供到至少一个触点2704、2706的途径。延伸层2522还可以包含电介质层。焊盘(P，N)中的一个至少覆盖延伸区 域的一部分。栅极触点2710也可以提供到与栅极金属连接的延伸层2522。
图27B示出了图27A中的结构的示范性顶视图。这里，延伸层2522覆盖到下级触 点2708的沟槽2710的至少一侧。用于所述连接的焊盘2706延伸到延伸层2522的至少 一个区域。这里，其它触点2712、2714通过其它接触焊盘2720、2740连接到装置2708。 装置2708的另一侧上的另一触点2714连接到另一焊盘2740，所述另一焊盘2740延伸 到延伸层2522的至少另一区域。
图28A示出了顶部触点2802延伸到装置2824的底侧的一个实施例。粘接焊盘2804的迹线被延伸层2522覆盖。之后，通过延伸层2522的通孔或装置区的一部分提供从装 置的另一侧到装置的途径。顶部触点2802可以通过通孔连接到迹线。
图28B示出了顶部触点2816可以通过迹线2818延伸到微型装置的另一侧的一个实施例。迹线2818被延伸层2522覆盖。延伸层2522可以是平坦化层。临时基板2820可 以粘接在微型装置的顶表面上。延伸层2522可以形成在沉积在基板2820上的缓冲层 2822上。在一种情况下，可以存在通过通孔2830连接到焊盘2814的中间层2806。在 另一种情况下，它可以直接连接到焊盘2814。焊盘2814可以延伸到延伸层2522。
图29示出了根据本发明的一个实施例的具有连接到驱动器基板的多个微型装置的 一个实施例。驱动器基板可以包含像素电路2918。微型装置2910通过粘接焊盘2908或通过迹线2904联接到像素电路，所述迹线2904被沉积以覆盖装置中的至少一个接触点 和联接到像素电路的驱动器基板中的一个接触点。驱动器基板可以在与微型装置2910 所位于的一侧不同的一侧具有接触焊盘2940。这些接触焊盘2940通过基板中的通孔 2920联接到像素电路2918或联接到微型装置。在微型装置的一部分和驱动器基板的一 部分之间可以存在极化/电介质层2916。在微型装置2910集成在驱动器基板中之后，可 以存在另外的平坦化/封装层2912。然后，驱动器基板通过驱动器基板上的粘接焊盘2940 和系统基板2900上的焊盘2902或通过迹线2922联接到系统基板，所述迹线2922被沉 积以覆盖驱动器基板中的至少一个接触点和系统基板2900中的一个接触点。系统基板 2900可以具有额外的电路或接触层2946，其能够提供到驱动器基板的途径。粘接剂2942 提供机械可靠性并且也可以用作联接剂。在一种情况下，粘接剂2942可以被图案化为 仅存在于选定区域中。在系统基板2900和驱动器基板之间可以存在平坦化和粘接剂 2940。这里，可以提供多个微型装置2910(例如，红色、绿色和蓝色)。多个微型装置可 以一起连接到形成单元的驱动器基板。
根据一个实施例，提供了一种将一或多个微型装置集成到系统基板的方法。所述方 法包括将一或多个微型装置转移到系统基板，形成保护层以覆盖一或多个微型装置，其延伸超出一或多个微型装置的边缘，图案化保护层以接收导电电极，和通过导电电极将 背板元件连接到一或多个微型装置。导电电极包含每个微型装置的单独电极。
根据另一个实施例，保护层包括平坦化层，其中平坦化层是以下中的一种：连续平坦化层或图案化平坦化层。
根据其它实施例，所述方法可以进一步包括在覆盖每个微型装置的保护层上形成多 个另外的平坦化层。多个另外的平坦化层是以下中的一种：保护层的延伸、钝化层、另一保护层或任何其它分隔层。在形成将一或多个微型装置连接到背板元件的导电电极之前去除保护层。
根据一些实施例，图案化保护层包括在形成将一或多个微型装置连接到背板元件的 导电电极之前在保护层中形成多个通孔。多个通孔提供在微型装置的不同位置处以提供 到背板元件的连接，并且金属化层或公共电极直接沉积到一或多个微型装置。
根据另外的实施例，所述方法可以进一步包括在一或多个微型装置和系统基板之间 形成缓冲层，在背板元件的顶部上形成多个其它层，其中多个其它层包括以下中的一种： 钝化层、颜色转换层、光学增强层、触摸电极或公共电极，在与系统基板分隔的多个其它层的表面上进行后处理步骤，其中后处理步骤包含以下中的至少一个：打开多个其它 层中的一或多个，去除多个其它层中的一或多个，形成不同的电极，形成光学层，形成 颜色转换/滤色器层，或形成钝化层，将第二系统基板集成到多个其它层；和在集成第二 系统基板之后去除系统基板。
根据一些实施例，缓冲层包括另一保护层以在分隔过程期间保护微型装置，并且在 缓冲层中形成多个另外的通孔到与微型装置的第一侧相对的一侧，以向微型装置提供联 接选项。
根据另外的实施例，所述方法可以进一步包括提供设置在与微型装置的表面相对的 基板表面或缓冲层表面上的一或多个颜色转换层，并在微型装置下面的颜色转换层上提 供一或多个另外的层，其中另外的层包括以下中的一种：滤色器、黑矩阵、筑堤层、阻 挡层、反射层、钝化层和平坦化层。平坦化层是支撑层，其包括以下中的一种：连续平 坦化层或图案化平坦化层，并且其中在微型装置和背板上提供另一图案化平坦化层。
根据另一个实施例，提供了一种显示系统。所述显示系统包括：基板、沉积在基板上的缓冲层、形成在缓冲层的顶表面上的粘接焊盘、转移在粘接焊盘的顶部上的至少一 个微型装置；和设置在与微型装置的表面相对的基板表面或缓冲层表面上的一或多个颜 色转换层。修改缓冲层以将基板与显示系统分隔，其中缓冲层被减薄或去除。
根据一个实施例，所述显示器可以进一步包括：在粘接焊盘之前在缓冲层上形成的 第一反射层、在至少一个微型装置上或上方形成的一或多个平坦化层、覆盖一或多个平坦化层的第二反射层；和在一或多个平坦化层上形成并延伸的背板。粘接焊盘是透明的，以允许光进出微型装置。
根据另一个实施例，所述显示器可以进一步包括：黑矩阵，其沉积在颜色转换层之间，与微型装置的表面相对，以减少微型装置的环境反射和颜色混合；和筑堤层，其针 对颜色转换层而形成以分隔不同的颜色转换层。
根据一些实施例，所述显示器可以进一步包括至少一个触点，其通过一或多个平坦 化层中的通孔沉积在微型装置上，以提供电极从而将微型装置连接到背板。
根据另一个实施例，可以提供一种制造显示系统的方法。所述方法可以包括提供基 板，在基板上沉积缓冲层，在缓冲层的顶表面上形成粘接焊盘，在粘接焊盘的顶部上转移至少一个微型装置；在与微型装置的表面相对的基板表面上设置一或多个颜色转换 层，和在与微型装置相对的粘接焊盘表面上的缓冲层上形成反射层。
根据一个实施例，可以提供一种显示系统。所述显示系统可以包括：基板、形成在基板上的一或多个平坦化层、形成在一或多个平坦化层的顶表面上的粘接焊盘、转移在 粘接焊盘的顶部上的至少一个微型装置；和设置在微型装置上或上方的一或多个颜色转 换层。粘接焊盘包括光分布结构和粘接层，光分布结构是以下中的一种：具有反射层的 筑堤层的一部分或填充整个筑堤层，并且在粘接焊盘之前在平坦化层上形成反射层以将 光引导通过光分布焊盘。
根据一些实施例，可以提供一种光电装置。所述光电装置可以包括多个半导体层，其设置在基板上，形成顶表面和底表面，其中多个半导体层具有形成至少一个侧表面的 隔离区；至少一个导电焊盘，其在顶表面或底表面中的至少一个上联接到光电子装置； 和一或多个延伸层，其在至少一个侧表面处围绕光电装置形成，其中至少一个导电焊盘 延伸到一或多个延伸层。一或多个延伸层覆盖光电装置的至少一侧，并且至少一个接触 层通过一或多个延伸层中的开口提供。
根据另一个实施例，一或多个延伸层覆盖光电装置的至少一侧，并且至少一个接触 层通过一或多个延伸层中的开口提供。
根据一个实施例，所述装置可以进一步包括电介质层，其围绕所述至少一个触点形 成并且在所述一或多个延伸层上延伸。至少一个导电焊盘沉积在至少一个接触层上并在 电介质层上延伸。一或多个延伸层包括以下中的至少一种：另一电介质层、反射层和颜色转换层。一或多个延伸层形成在缓冲层上。一或多个延伸层扩展光电装置的区域，其 中一或多个延伸层中的至少一个是聚合物。而且，一或多个延伸层中的至少一个的宽度 在100nm到几微米之间。
总之，本公开涉及通过在供体基板上提供保护层，将一或多个颜色转换层集成到与 微型装置的表面相对的微型装置基板中来将电路和系统集成到微型装置基板中。本公开 的一些实施例还涉及扩展微型装置的区域或微型装置的粘接区。
已出于说明和描述的目的呈现了本发明的一或多个实施例的前述描述。其并非旨在 穷举本发明或将本发明限制于所公开的精确形式。鉴于上述教导，可以进行多种修改和变化。本发明的范围旨在不受本详细描述的限制，而是受所附权利要求的限制。

Claims (39)

1.一种将一或多个微型装置集成到系统基板的方法，所述方法包括：
将所述一或多个微型装置转移到所述系统基板；
形成保护层以覆盖所述一或多个微型装置，其延伸超出所述一或多个微型装置的边缘；
图案化所述保护层以接收导电电极；和
通过所述导电电极将背板元件连接到所述一或多个微型装置，其中所述导电电极包含每个微型装置的单独电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述保护层包括平坦化层，其中所述平坦化层是以下中的一种：连续平坦化层或图案化平坦化层。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在覆盖每个微型装置的所述保护层上形成多个另外的平坦化层，其中所述多个另外的平坦化层包括以下中的一种：所述保护层的延伸、钝化层、电介质层、另一保护层、颜色转换层、反射层和分隔层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中图案化所述保护层包括：在形成将所述一或多个微型装置连接到所述背板元件的所述导电电极之前，在所述保护层中形成多个通孔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个通孔被提供在所述微型装置的不同位置处以提供与所述背板元件的连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将金属化层或公用电极直接沉积到所述一或多个微型装置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在形成将所述一或多个微型装置连接到所述背板元件的所述导电电极之前，去除所述保护层。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在所述一或多个微型装置和所述系统基板之间形成缓冲层。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在所述背板元件的顶部上形成多个其它层，其中所述多个其它层包括以下中的一种：钝化层、颜色转换层、光学增强层、触控电极或公用电极。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括
在与所述系统基板分隔的所述多个其它层的表面上执行后处理步骤，其中所述后处理步骤包含以下中的至少一个：打开所述多个其它层中的一或多个，去除所述多个其它层中的一或多个，形成不同的电极，形成光学层，形成颜色转换/滤色器层，或形成钝化层。
11.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：
将第二系统基板集成到所述多个其它层；和
在集成所述第二系统基板之后，去除所述系统基板。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述缓冲层包括另一保护层以在分隔过程中保护所述微型装置。
13.根据权利要求8所述的方法，其中在所述缓冲层中形成多个另外的通孔到与微型装置的第一侧相对的一侧，以向所述微型装置提供耦联选项。
14.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括
提供一或多个颜色转换层，其设置在与所述微型装置的表面相对的基板表面或缓冲层表面上。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括
在所述微型装置下面的所述颜色转换层上提供一或多个另外的层，其中所述另外的层包括以下中的一种：滤色器、黑矩阵、筑堤层、阻挡层、反射层、钝化层和平坦化层。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述平坦化层是支撑层，其包括以下中的一种：连续平坦化层或图案化平坦化层，并且其中在所述微型装置和背板上提供另一图案化平坦化层。
17.一种显示系统，其包括：
基板；
缓冲层，其沉积在所述基板上；
粘接焊盘，其形成在所述缓冲层的顶表面上；
至少一个微型装置，其转移在所述粘接焊盘的顶部上；和
一或多个颜色转换层，其设置在与所述微型装置的表面相对的基板表面或缓冲层表面上。
18.根据权利要求17所述的显示系统，其进一步包括
第一反射层，其在所述粘接焊盘之前形成在所述缓冲层上；
一或多个平坦化层，其形成在所述至少一个微型装置上或上方；
第二反射层，其覆盖所述一或多个平坦化层；和
背板，其形成并延伸在所述一或多个平坦化层上。
19.根据权利要求17所述的显示系统，其中所述粘接焊盘是透明的，以允许光进出所述微型装置。
20.根据权利要求17所述的显示系统，其进一步包括
黑矩阵，其沉积在所述颜色转换层之间，与所述微型装置的表面相对，以减少所述微型装置的环境反射和颜色混合；和
筑堤层，其针对所述颜色转换层而形成以分隔不同的颜色转换层。
21.根据权利要求17所述的显示系统，其进一步包括
至少一个触点，其通过所述一或多个平坦化层中的通孔沉积在所述微型装置上，以提供电极从而将所述微型装置连接到所述背板。
22.根据权利要求17所述的显示系统，其中修改所述缓冲层以将所述基板与所述显示系统分隔，其中所述缓冲层被减薄或去除。
23.根据权利要求17所述的显示系统，其中所述一或多个颜色转换层包括以下中的一种：量子点或磷光体。
24.一种制造显示系统的方法，所述方法包括：
提供基板；
在所述基板上沉积缓冲层。
在所述缓冲层的顶表面上形成粘接焊盘；
将至少一个微型装置转移在所述粘接焊盘的顶部上；和
在与所述微型装置的表面相对的基板表面上设置一或多个颜色转换层。
25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括
在与所述微型装置相对的所述粘接焊盘的表面上的缓冲层上形成反射层。
26.一种显示系统，其包括：
基板；
一或多个平坦化层，其形成在所述基板上；
粘接焊盘，其形成在所述一或多个平坦化层的顶表面上；
至少一个微型装置，其转移在所述粘接焊盘的顶部上；和
一或多个颜色转换层，其设置在所述微型装置上或上方。
27.根据权利要求26所述的显示系统，其中所述粘接焊盘包括光分布结构和粘接层。
28.根据权利要求27所述的显示系统，其中所述光分布结构是以下中的一种：具有反射层的所述筑堤层的一部分或填充整个筑堤层。
29.根据权利要求28所述的显示系统，其中所述反射层在所述粘接焊盘之前形成在所述平坦化层上以将光引导通过所述光分布焊盘。
30.一种光电装置，其包括：
多个半导体层，其设置在基板上，形成顶表面和底表面，其中所述多个半导体层具有形成至少一个侧表面的隔离区；
至少一个导电焊盘，其在所述顶表面或所述底表面中的至少一个上耦联到所述光电子装置；和
一或多个延伸层，其在所述至少一个侧表面处围绕所述光电装置形成，其中所述至少一个导电焊盘延伸到所述一或多个延伸层。
31.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述一或多个延伸层覆盖所述光电装置的至少一侧。
32.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述至少一个接触层通过所述一或多个延伸层中的开口提供。
33.根据权利要求32所述的光电装置，其进一步包括：
电介质层，其形成在所述至少一个触点周围并且在所述一或多个延伸层上延伸。
34.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述至少一个导电焊盘沉积在所述至少一个接触层上并且在所述电介质层上延伸。
35.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述一或多个延伸层包括以下中的至少一种：另一电介质层、反射层和颜色转换层。
36.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述一或多个延伸层形成在缓冲层上。
37.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述一或多个延伸层扩展所述光电装置的区域。
38.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述一或多个延伸层中的至少一个是聚合物。
39.根据权利要求30所述的光电装置，其中所述一或多个延伸层中的所述至少一个的宽度在100nm到几微米之间。
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