DE112017001139T5 - MICRO DEVICE INTEGRATION IN SYSTEM SUBSTRATE - Google Patents

MICRO DEVICE INTEGRATION IN SYSTEM SUBSTRATE Download PDF

Info

Publication number
DE112017001139T5
DE112017001139T5 DE112017001139.6T DE112017001139T DE112017001139T5 DE 112017001139 T5 DE112017001139 T5 DE 112017001139T5 DE 112017001139 T DE112017001139 T DE 112017001139T DE 112017001139 T5 DE112017001139 T5 DE 112017001139T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
micro
substrate
layer
subpixel
integrated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112017001139.6T
Other languages
German (de)
Inventor
Gholamreza Chaji
Ehsanollah Fathi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vuereal Inc
Original Assignee
Vuereal Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/060,942 external-priority patent/US10134803B2/en
Application filed by Vuereal Inc filed Critical Vuereal Inc
Publication of DE112017001139T5 publication Critical patent/DE112017001139T5/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0095Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

Nachverarbeitungsschritte zum Integrieren von Mikrovorrichtungen in ein Systemsubstrat (Aufnahmesubstrat) oder Verbessern der Leistung der Mikrovorrichtungen nach dem Übertragen. Nachverarbeitungsschritte für zusätzliche Strukturen wie reflektierende Schichten, Füllstoffe, Schwarzmatrix oder andere Schichten können verwendet werden, um das Auskoppeln oder Eindämmen des erzeugten LED-Lichts zu verbessern. Dielektrische und metallische Schichten können verwendet werden, um eine elektro-optische Dünnfilmvorrichtung in das Systemsubstrat mit übertragenen Mikrovorrichtungen zu integrieren. Farbumwandlungsschichten können in das Systemsubstrat integriert werden, um verschiedene Outputs von den Mikrovorrichtungen zu erzeugen.Post-processing steps for integrating micro devices into a system substrate (receiving substrate) or improving the performance of the micro devices after transfer. Post-processing steps for additional structures, such as reflective layers, fillers, black matrix, or other layers, may be used to enhance the decoupling or containment of the generated LED light. Dielectric and metallic layers can be used to integrate an electro-optic thin film device into the system substrate with transmitted micro devices. Color conversion layers can be integrated into the system substrate to produce different outputs from the micro devices.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION (S)

Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der U.S.-Patentanmeldung Nummer 15/060,942 , eingereicht am 4. März 2016, auf die in diesem Dokument in ihrer Gesamtheit verwiesen wird.The present patent application claims the priority of U.S. Patent Application Number 15 / 060,942 , filed on 4 March 2016, to which reference is made in its entirety in this document.

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Offenbarung betrifft die übertragene Mikrovorrichtungssystemintegration auf einem Aufnahmesubstrat. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Offenbarung die Nachverarbeitungsschritte für das Verbessern der Leistung von Mikrovorrichtungen nach dem Übertragen in ein Aufnahmesubstrat, umfassend die Entwicklung einer optischen Struktur, die Integration von elektro-optischen Dünnfilmvorrichtungen, das Hinzufügen von Farbumwandlungsschichten und die korrekte Strukturierung von Vorrichtungen auf einem Donatorsubstrat.The present disclosure relates to transferred microsystem integration on a receiving substrate. More particularly, the present disclosure relates to the post-processing steps for improving the performance of micro devices after transfer to a receiving substrate, including developing an optical structure, integrating thin-film electro-optic devices, adding color conversion layers, and properly patterning devices on one donor.

KURZE ZUSAMMENFASSUNGSHORT SUMMARY

Einige Ausführungsformen dieser Beschreibung betreffen Nachverarbeitungsschritte zum Verbessern der Leistung der Mikrovorrichtungen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Mikrovorrichtungs-Array Mikro-Lichtemissionsdioden (LEDs), organische LEDs, Sensoren, Festkörpervorrichtungen, integrierte Schaltkreise, MEMS (mikro-elektromechanische Systeme) und/oder andere elektronische Bauteile umfassen. Das Aufhahmesubstrat kann eine Leiterplatte, eine Dünnfilmtransistor-Rückwandplatine, ein Substrat für integrierte Schaltkreise oder, in einem Fall von optischen Mikrovorrichtungen wie LEDs, ein Bauteil einer Anzeige, zum Beispiel eine Treiberschaltungsrückwandplatine, sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In diesen Ausführungsformen können, zusätzlich zu dem Zusammenschalten der Mikrovorrichtungen, Nachverarbeitungsschritte für zusätzliche Strukturen wie reflektierende Schichten, Füllstoffe, Schwarzmatrix oder andere Schichten verwendet werden, um das Auskoppeln des erzeugten LED-Lichts zu verbessern. Als ein anderes Beispiel können dielektrische und metallische Schichten verwendet werden, um eine elektro-optische Dünnfilmvorrichtung in das Systemsubstrat mit den übertragenen Mikrovorrichtungen zu integrieren.Some embodiments of this description relate to post-processing steps to improve the performance of the micro devices. For example, in some embodiments, the micro device array may include micro light emitting diodes (LEDs), organic LEDs, sensors, solid state devices, integrated circuits, MEMS (micro-electro-mechanical systems), and / or other electronic components. The receptacle substrate may be, but is not limited to, a printed circuit board, a thin film transistor backplane, an integrated circuit substrate or, in the case of optical micro devices such as LEDs, a component of a display, for example a drive circuit backplane. In these embodiments, in addition to interconnecting the micro devices, post processing steps may be used for additional structures such as reflective layers, fillers, black matrix, or other layers to enhance the coupling out of the generated LED light. As another example, dielectric and metallic layers may be used to integrate an electro-optic thin film device into the system substrate with the transferred microdevices.

In einer Ausführungsform erstreckt sich die aktive Fläche des Pixels (oder Subpixels), sodass sie größer als die Mikrovorrichtung ist, indem Füllstoffe verwendet werden, beispielsweise ein Dielektrikum. Hier ist der Füllstoff gemustert, um die aktive Pixelfläche zu definieren. Dabei ist eine aktive Pixelfläche (oder Subpixelfläche) definiert als die Fläche, die von dem Pixel (oder Subpixel) Licht, das von der lichtemittierenden Mikrovorrichtung (oder -vorrichtungen) produziert wird, emittiert oder in dem Fall eines Sensors dazu dient, aufgenommenes Licht zu sammeln und zu einer lichtabtastenden Mikrovorrichtung des Pixels (oder Subpixels) zu leiten. In einer anderen Ausführungsform werden reflektierende Schichten verwendet, um das Licht in der aktiven Fläche einzudämmen.In one embodiment, the active area of the pixel (or subpixel) extends to be larger than the micro device using fillers, such as a dielectric. Here, the filler is patterned to define the active pixel area. Herein, an active pixel area (or subpixel area) is defined as the area emitted by the pixel (or subpixel) light produced by the micro light emitting device (or devices), or in the case of a sensor, to receive received light and to direct to a pixel (or subpixel) photochromic microdevice. In another embodiment, reflective layers are used to contain the light in the active area.

Gemäß einem Gesichtspunkt ist ein Verfahren zur Anfertigung von integrierten Vorrichtungen bereitgestellt, wobei die integrierte Vorrichtung eine Vielzahl von Pixeln umfasst, wobei jedes Pixel mindestens ein Subpixel umfasst, umfassend eine Mikrovorrichtung, die auf einem Substrat integriert ist, wobei das Verfahren umfasst: Erstrecken einer aktiven Fläche eines ersten Subpixels auf eine Fläche, die größer ist als eine Fläche einer ersten Mikrovorrichtung des ersten Subpixels, indem eine Füllschicht um die erste Mikrovorrichtung und zwischen der ersten Mikrovorrichtung und mindestens einer zweiten Mikrovorrichtung gemustert wird.In one aspect, there is provided a method of fabricating integrated devices, the integrated device comprising a plurality of pixels, each pixel comprising at least one sub-pixel comprising a micro device integrated on a substrate, the method comprising: extending an active one Surface of a first subpixel on an area that is larger than an area of a first micro device of the first subpixel by patterning a filler layer around the first micro device and between the first micro device and at least one second micro device.

Eine Ausführungsform umfasst das Anfertigen von mindestens einer reflektierenden Schicht, die mindestens einen Teilabschnitt einer Seite der gemusterten Füllschicht bedeckt, wobei die reflektierende Schicht mindestens einen Teil des einfallenden oder austretenden Lichts in der aktiven Fläche des Subpixels eindämmt.An embodiment includes making at least one reflective layer covering at least a portion of one side of the patterned fill layer, wherein the reflective layer isolates at least a portion of the incident or outgoing light in the active area of the subpixel.

In einem Fall wird die reflektierende Schicht als eine Elektrode der Mikrovorrichtung angefertigt.In one case, the reflective layer is made as an electrode of the micro device.

In einem Fall mustert die Musterbildung der Füllschicht überdies die Füllschicht um ein weiteres Subpixel herum.In one case, the patterning of the fill layer also views the fill layer around another subpixel.

In einer anderen Ausführungsform wird die Musterbildung der Füllschicht überdies mit einem dielektrischen Füllmaterial ausgeführt.In another embodiment, the patterning of the fill layer is further performed with a dielectric fill material.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist eine integrierte Vorrichtung vorgesehen, die umfasst: eine Vielzahl von Pixeln, wobei jedes mindestens ein Subpixel umfasst, das eine Mikrovorrichtung umfasst, die auf einem Substrat integriert ist; und eine gemusterte Füllschicht, die um eine erste Mikrovorrichtung eines ersten Subpixels und zwischen der ersten Mikrovorrichtung und mindestens einer zweiten Mikrovorrichtung gebildet ist, wobei die gemusterte Füllschicht eine aktive Fläche des ersten Subpixels auf eine Fläche erstreckt, die größer ist als eine Fläche der ersten Mikrovorrichtung.In another aspect, there is provided an integrated device comprising: a plurality of pixels, each comprising at least one sub-pixel comprising a micro device integrated on a substrate; and a patterned fill layer formed around a first micro-device of a first sub-pixel and between the first micro-device and at least one second micro-device, wherein the patterned fill layer extends an active area of the first sub-pixel to a surface larger than an area of the first micro device ,

In einem Fall umfasst die integrierte Vorrichtung überdies: mindestens eine reflektierende Schicht, die mindestens einen Teilabschnitt einer Seite der gemusterten Füllschicht bedeckt, wobei die reflektierende Schicht mindestens einen Teil des einfallenden oder austretenden Lichts auf die aktive Fläche des ersten Subpixels eindämmt.In one case, the integrated device further comprises: at least one reflective layer comprising at least a portion of a Covered side of the patterned filling layer, wherein the reflective layer isolates at least a portion of the incident or exiting light on the active surface of the first subpixel.

In einem Fall ist die reflektierende Schicht eine Elektrode der Mikrovorrichtung.In one case, the reflective layer is an electrode of the micro device.

In einer Ausführungsform ist die gemusterte Füllschicht um ein weiteres Subpixel gebildet.In one embodiment, the patterned fill layer is formed around another sub-pixel.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt ist ein Verfahren zum Anfertigen einer integrierten Vorrichtung bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von Pixeln umfasst, die jeweils mindestens ein Subpixel umfassen, das eine auf einem Substrat integrierte Mikrovorrichtung umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Integrieren von mindestens einer Mikrovorrichtung in ein Aufnahmesubstrat; und nach der Integration von der mindestens einen Mikrovorrichtung das Integrieren von mindestens einer Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung in das Aufnahmesubstrat.According to another aspect, there is provided a method of fabricating an integrated device, the device comprising a plurality of pixels each comprising at least one sub-pixel comprising a micro device integrated on a substrate, the method comprising: integrating at least one micro device in a receiving substrate; and after integration of the at least one micro device, integrating at least one thin-film electro-optical device into the receiving substrate.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Integrieren der mindestens einen Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung das Bilden eines optischen Pfads für die Mikrovorrichtung durch alle oder einige Schichten der mindestens einen elektro-optischen Vorrichtung hindurch.In some embodiments, integrating the at least one thin-film electro-optic device includes forming an optical path for the micro-device through all or some layers of the at least one electro-optic device.

In einigen Ausführungsformen ist das Integrieren der mindestens einen Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung derart, dass ein optischer Pfad für die Mikrovorrichtung durch eine Oberfläche oder Fläche der integrierten Vorrichtung, die nicht eine Oberfläche oder Fläche der elektro-optischen Vorrichtung ist, hindurch verläuft.In some embodiments, integrating the at least one thin film electro-optic device is such that an optical path for the microdevice passes through a surface or surface of the integrated device that is not a surface or surface of the electro-optic device.

Einige Ausführungsformen umfassen überdies das Anfertigen einer Elektrode der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung, wobei die Elektrode der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung eine aktive Fläche von mindestens einem Pixel und einem Subpixel definiert.In addition, some embodiments include fabricating an electrode of the thin-film electro-optic device, wherein the electrode of the thin-film electro-optic device defines an active area of at least one pixel and one subpixel.

Einige Ausführungsformen umfassen überdies das Anfertigen einer Elektrode, die als eine geteilte Elektrode von sowohl der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung als auch der lichtemittierenden Mikrovorrichtung dient.Moreover, some embodiments include preparing an electrode serving as a divided electrode of both the thin-film electro-optical device and the micro light-emitting device.

In einer Ausführungsform kann eine der Mikrovorrichtungselektroden als die reflektierende Schicht dienen.In one embodiment, one of the microdevice electrodes may serve as the reflective layer.

In einer anderen Ausführungsform kann die aktive Fläche aus einigen Subpixeln oder Pixeln bestehen.In another embodiment, the active area may consist of several subpixels or pixels.

Die aktive Fläche kann größer als, kleiner als oder gleich groß wie die Pixelfläche (oder Subpixelfläche) sein.The active area may be greater than, less than or equal to the pixel area (or sub-pixel area).

In dieser Beschreibung werden die aktive Pixelfläche und aktive Subpixelfläche austauschbar verwendet. Es ist jedoch eindeutig für einen Fachmann, dass das Pixel und/oder Subpixel in allen hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann.In this description, the active pixel area and active sub-pixel area are used interchangeably. However, it will be apparent to those skilled in the art that the pixel and / or subpixel may be used in all of the embodiments described herein.

In einer anderen Ausführungsform werden die Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtungen auf das Aufnahmesubstrat abgeschieden, nachdem die Mikrovorrichtungen in das Aufnahmesubstrat integriert worden sind.In another embodiment, the thin film electro-optic devices are deposited on the receiving substrate after the microdevices have been integrated into the receiving substrate.

In einer Ausführungsform ist ein optischer Pfad für die Mikrovorrichtung entwickelt, um Licht durch alle oder einige Schichten der elektro-optischen Vorrichtung hindurch zu emittieren (oder zu absorbieren).In one embodiment, an optical path for the micro device is designed to emit (or absorb) light through all or some layers of the electro-optic device.

In einer anderen Ausführungsform verläuft der optische Pfad für die Mikrovorrichtung nicht durch alle oder einige Schichten der elektro-optischen Vorrichtung hindurch.In another embodiment, the optical path for the micro device does not pass through all or some layers of the electro-optic device.

In einer Ausführungsform ist die elektro-optische Vorrichtung eine Dünnfilmvorrichtung.In one embodiment, the electro-optical device is a thin-film device.

In einer anderen Ausführungsform wird die Elektrode der elektro-optischen Vorrichtung verwendet, um die aktive Fläche des Pixels (oder Subpixels) zu definieren.In another embodiment, the electrode of the electro-optical device is used to define the active area of the pixel (or subpixel).

In einer anderen Ausführungsform wird mindestens eine der Elektroden der elektro-optischen Vorrichtung mit der Mikrovorrichtungselektrode geteilt.In another embodiment, at least one of the electrodes of the electro-optical device is shared with the micro-device electrode.

In einer Ausführungsform bedeckt Farbumwandlungsmaterial die Oberfläche und umgibt teilweise (oder vollständig) den Körper der Mikrovorrichtung.In one embodiment, color conversion material covers the surface and partially (or completely) surrounds the body of the micro device.

In einer Ausführungsform trennt die Bankstruktur die Farbumwandlungsmaterialien.In one embodiment, the bank structure separates the color conversion materials.

In einer anderen Ausführungsform bedeckt Farbumwandlungsmaterial die Oberfläche (und/oder teilweise oder vollständig den Körper) der aktiven Fläche.In another embodiment, color conversion material covers the surface (and / or partially or completely the body) of the active area.

In einer Ausführungsform sind die Mikrovorrichtungen auf Donatorsubstrat gemustert, um mit der Array-Struktur in dem Aufnahmesubstrat (Systemsubstrat) übereinzustimmen. In diesem Fall werden alle Vorrichtungen in einem Teil (oder dem ganzen) des Donatorsubstrats auf das Aufhahmesubstrat übertragen.In one embodiment, the microdevices are patterned on donor substrate to conform to the array structure in the receiving substrate (system substrate). In this case, all devices in a part (or the whole) of the donor substrate transferred to the Aufhahmesubstrat.

In einer anderen Ausführungsform werden Verbindungskontaktlöcher in dem Donatorsubstrat geschaffen, um die Mikrovorrichtungen auf dem Donatorsubstrat mit dem Aufnahmesubstrat zu koppeln.In another embodiment, vias are created in the donor substrate to couple the micro devices on the donor substrate to the receiving substrate.

In einer anderen Ausführungsform weist das Donatorsubstrat mehr als einen Mikrovorrichtungstyp auf und das Muster der Mikrovorrichtungstypen auf dem Donatorsubstrat stimmt mindestens in einer Richtung teilweise oder ganz mit dem Muster der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Systemsubstrat überein.In another embodiment, the donor substrate has more than one type of micro-device, and the pattern of micro-device types on the donor substrate coincides, at least in one direction, partially or wholly with the pattern of the corresponding areas (or pads) on the system substrate.

In einer anderen Ausführungsform weist das Donatorsubstrat mehr als einen Mikrovorrichtungstyp auf und mindestens in einer Richtung ist die Teilung (Pitch) zwischen unterschiedlichen Mikrovorrichtungen in dem Donatorsubstrat ein Vielfaches der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Systemsubstrat.In another embodiment, the donor substrate has more than one type of micro-device, and in at least one direction, the pitch between different microdevices in the donor substrate is a multiple of the pitch of the corresponding surfaces (or pads) on the system substrate.

In einer anderen Ausführungsform weist das Donatorsubstrat mehr als einen Mikrovorrichtungstyp auf. Mindestens in einer Richtung stimmt die Teilung (Pitch) zwischen zwei unterschiedlichen Mikrovorrichtungen mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Aufnahmesubstrat (oder Systemsubstrat) überein.In another embodiment, the donor substrate has more than one type of micro-device. In at least one direction, the pitch between two different microdevices coincides with the pitch of the corresponding areas (or pads) on the receiving substrate (or system substrate).

In einer Ausführungsform schafft das Muster unterschiedlicher Mikrovorrichtungstypen auf dem Donatorsubstrat ein zweidimensionales Array jedes Typs, wobei die Teilung (Pitch) zwischen den jeweiligen Arrays unterschiedlichen Typs mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen auf dem Systemsubstrat übereinstimmt.In one embodiment, the pattern of different types of microdevices on the donor substrate creates a two-dimensional array of each type, wherein the pitch between the respective arrays of different types coincides with the pitch of the corresponding areas on the system substrate.

In einer anderen Ausführungsform schafft das Muster unterschiedlicher Mikrovorrichtungstypen auf dem Donatorsubstrat ein eindimensionales Array, wobei die Teilung (Pitch) der Arrays mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Systemsubstrat übereinstimmt.In another embodiment, the pattern of different types of microdevices on the donor substrate creates a one-dimensional array, wherein the pitch of the arrays coincides with the pitch of the corresponding areas (or pads) on the system substrate.

Die vorhergehenden und zusätzlichen Gesichtspunkte und Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden dem Durchschnittsfachmann angesichts der ausführlichen Beschreibung verschiedener Ausführungsformen und/oder Gesichtspunkte offensichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gemacht wird, von denen eine Kurzbeschreibung als Nächstes bereitgestellt wird.The foregoing and additional aspects and embodiments of the present disclosure will become apparent to those of ordinary skill in the art in view of the detailed description of various embodiments and / or aspects made with reference to the drawings, a brief description of which is provided next.

Figurenlistelist of figures

Die vorhergehenden und anderen Vorteile der Offenbarung werden beim Lesen der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offensichtlich werden.

  • 1 zeigt ein Aufnahmesubstrat mit Kontaktpads und ein Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind.
  • 2A zeigt ein Aufnahmesubstrat mit Kontaktpads, ein Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind, und konforme dielektrische und reflektierende Schichten an der Oberseite.
  • 2B zeigt ein Aufnahmesubstrat mit Kontaktpads, ein Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind, und gemusterte konforme dielektrische und reflektierende Schichten.
  • 2C zeigt ein Aufnahmesubstrat mit Kontaktpads, ein Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind, gemusterte dielektrische und reflektierende Schichten und eine Schwarzmatrixschicht, die zwischen benachbarten Mikrovorrichtungen gebildet ist.
  • 3A zeigt ein Aufnahmesubstrat mit Kontaktpads, ein Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind, gemusterte konforme dielektrische und reflektierende Schichten, eine Schwarzmatrixschicht und eine transparente leitfähige Schicht, die auf dem Substrat abgeschieden ist.
  • 3B zeigt ein Aufnahmesubstrat mit einem integrierten Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind, und optische reflektierende Bauteile zur Verbesserung der Lichtauskopplung.
  • 3C zeigt ein Aufnahmesubstrat mit einem integrierten Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind, und konkave Kontaktpads zur Verbesserung der Lichtauskopplung.
  • 3D zeigt ein Aufnahmesubstrat mit einem integrierten Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat in einer Unterseitenemissionsausgestaltung befestigt sind.
  • 3E zeigt ein Aufnahmesubstrat mit einem integrierten Array übertragener Mikrovorrichtungen, die an dem Aufnahmesubstrat befestigt sind.
  • 4A zeigt ein Aufnahmesubstrat mit übertragenen Mikrovorrichtungen, einer konformen dielektrischen Schicht und einer verbundenen reflektierenden Schicht.
  • 4B zeigt ein Aufnahmesubstrat mit übertragenen Mikrovorrichtungen, konformer dielektrischer Schicht, verbundener reflektierender Schicht und einer transparenten leitfähigen Schicht, abgeschieden auf dem Substrat.
  • 5 zeigt ein Aufnahmesubstrat mit übertragenen Mikrovorrichtungen und einen gemusterten Füllstoff, der die Pixel (oder Subpixel) definiert.
  • 6A zeigt eine pixelierte Füllstruktur, die alle Subpixel in mindestens einem Pixel (zum Beispiel beide Subpixel bei einem Pixel bedeckt, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist) bedeckt.
  • 6B zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, eine Füllschicht, die gemustert ist, um das Pixel zu definieren, und gemusterte konforme dielektrische und reflektierende Schichten um das Pixel.
  • 6C zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, eine Füllschicht, die gemustert ist, um das Pixel zu definieren, gemusterte konforme dielektrische und reflektierende Schichten um das Pixel und eine Schwarzmatrixschicht, die um das Pixel gewickelt ist.
  • 6D zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, eine Füllschicht, die gemustert ist, um das Pixel zu definieren, gemusterte konforme dielektrische und reflektierende Schichten um das Pixel, eine Schwarzmatrixschicht, die um das Pixel gewickelt ist, und eine transparente leitfähige Schicht, abgeschieden auf dem Substrat.
  • 6E zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, mit reflektierenden optischen Bauteilen auf dem Aufnahmesubstrat für bessere Lichtauskopplung.
  • 6F zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, mit konkaven Kontaktpads auf dem Aufhahmesubstrat.
  • 6G zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, mit einer Unterseitenemissionsausgestaltung.
  • 6H zeigt ein Pixel, das aus zwei Subpixeln hergestellt ist, mit einer Unterseitenemissionsausgestaltung, einer gemeinsamen oberen Elektrode und Seitenreflektoren.
  • 7 zeigt ein Aufhahmesubstrat mit zwei Kontaktpads.
  • 8 zeigt ein Aufnahmesubstrat mit einer übertragenen Mikrovorrichtung, die auf eines der Kontaktpads gebondet ist.
  • 9 zeigt die Integration einer übertragenen Mikrovorrichtung mit einer elektro-optischen Dünnfilmvorrichtung in einer Hybridstruktur.
  • 10 zeigt ein anderes Beispiel einer Integration einer übertragenen Mikrovorrichtung mit einer elektro-optischen Dünnfilmvorrichtung in einer Hybridstruktur.
  • 11 zeigt ein Beispiel der Integration einer übertragenen Mikrovorrichtung mit einer elektro-optischen Dünnfilmvorrichtung in einer Hybridstruktur mit einer gemeinsamen oberen Elektrode.
  • 12 zeigt eine Ausführungsform für die Integration einer übertragenen Mikrovorrichtung mit einer elektro-optischen Dünnfilmvorrichtung in einer Dualoberflächenhybridstruktur mit sowohl oberen als auch unteren transparenten Elektroden.
  • 13A zeigt eine andere Ausführungsform für ein Systemsubstrat und eine integrierte Mikrovorrichtung mit Dünnfilm-elektro-optischer Vorrichtung.
  • 13B zeigt eine andere Ausführungsform eines Systemsubstrats und eine integrierte Mikrovorrichtung mit einer Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung.
  • 14A zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Systemsubstrats und eine integrierte Mikrovorrichtung mit zwei Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtungen.
  • 14B zeigt ein Beispiel eines Systemsubstrats und eine integrierte Mikrovorrichtung mit zwei Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtungen und einer reflektierenden Schicht auf dem Aufnahmesubstrat.
  • 15 veranschaulicht einen Querschnitt eines Systemsubstrats und eines Mikrovorrichtungssubstrats.
  • 16 zeigt den Ausrichtungsschritt für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 17 zeigt den Bondingschritt für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 18 zeigt den Mikrovorrichtungssubstrat-Entfernschritt für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 19 zeigt den Opferschicht-Entfernschritt für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 20 zeigt den Schritt zur Bildung der gemeinsamen Elektrode für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 21 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit einer Füllschicht(en).
  • 22 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats bedeckt mit einer Stützschicht.
  • 23 zeigt den Mikrovorrichtungssubstrat-Entfernschritt für ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 24A zeigt den Opfer-/Pufferschicht-Entfernschritt für ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess. Ein Systemsubstrat mit Kontaktpads ist ebenfalls gezeigt.
  • 24B zeigt die freiliegenden Mikrovorrichtungen nach dem Entfernen der Opfer-/Pufferschicht.
  • 25 zeigt den Bondingschritt für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 26A zeigt den Stützschicht-Entfernschritt für ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess. Ein Systemsubstrat mit Kontaktpads und übertragenen Mikrovorrichtungen ist ebenfalls gezeigt.
  • 26B zeigt die freiliegenden Mikrovorrichtungen nach Entfernen der Stützschicht und der Füllschicht.
  • 27 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats, das mit einer Füllschicht bedeckt ist.
  • 28A ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit Durchgangslöchern in dem Substrat und der Opferschicht.
  • 28B ist der in 28A gezeigte Querschnitt nach Entfernen der Pufferschicht.
  • 29 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit Durchgangslöchern in dem Substrat und der Opferschicht, bedeckt von einer isolierenden Schicht.
  • 30 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit einer leitfähigen Schicht, die über Durchgangslöcher in dem Substrat gefüllt ist, und der Opferschicht.
  • 31 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit einer gemeinsamen oberen Elektrode.
  • 32 ist ein Querschnitt eines integrierten Systemsubstrats mit einer gemeinsamen oberen Elektrode.
  • 33A zeigt eine zweidimensionale Anordnung von Mikrovorrichtungen in einem Donatorsubstrat.
  • 33B ist ein Querschnitt eines Systemsubstrats und eines Mikrovorrichtungssubstrats.
  • 34 ist ein Querschnitt eines gebondeten Systemsubstrats und Mikrovorrichtungssubstrats.
  • 35 zeigt den Laser-Lift-Off-Schritt für ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 36 ist ein Querschnitt eines Systemsubstrats und eines Mikrovorrichtungssubstrats nach dem selektiven Übertragungsprozess.
  • 37 zeigt ein integriertes Systemsubstrat mit einer gemeinsamen oberen Elektrode.
  • 38A ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit Mikrovorrichtungen, die unterschiedliche Höhen aufweisen.
  • 38B ist der in 38A gezeigte Querschnitt, nachdem die Pufferschicht gemustert worden ist.
  • 39 ist ein Querschnitt eines Mikrovorrichtungssubstrats mit einer Füllschicht.
  • 40 zeigt den Ausrichtungsschritt für ein Systemsubstrat mit Spannmechanismen und ein Mikrovorrichtungssubstrat in einem Übertragungsprozess.
  • 41A zeigt eine zweidimensionale Anordnung von Mikrovorrichtungen in einem Donatorsubstrat.
  • 41B ist ein Querschnitt eines Systemsubstrats und eines Mikrovorrichtungssubstrats mit unterschiedlichen Teilungen (Pitches).
  • 42 zeigt den selektiven Mikrovorrichtungsübertragungsprozess für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat mit unterschiedlichen Teilungen (Pitches).
  • 43 ist ein Querschnitt eines Systemsubstrats und eines Mikrovorrichtungssubstrats mit unterschiedlichen Teilungen (Pitches).
  • 44 zeigt den selektiven Mikrovorrichtungsübertragungsprozess für ein Systemsubstrat und ein Mikrovorrichtungssubstrat mit unterschiedlichen Teilungen (Pitches).
  • 45 zeigt ein integriertes Mikrovorrichtungssubstrat.
  • 46A zeigt den Übertragungsprozess von Mikrovorrichtungen auf ein Systemsubstrat mit einer Planarisierungsschicht, einer gemeinsamen oberen Elektrode, Bankstrukturen und Farbumwandlungselementen.
  • 46B zeigt die Struktur von 46A mit dem Zusatz einer gemeinsamen Elektrode, die auf der Planarisierungsschicht gebildet ist.
  • 47 zeigt eine Struktur mit Farbumwandlung zum Definieren der Farbe der Pixel.
  • 48 zeigt eine Struktur mit konformer gemeinsamer Elektrode und Farbumwandlung, die von einer Bankschicht getrennt sind.
  • 49 zeigt eine Struktur mit konformer Farbumwandlung, die von einer Bankschicht getrennt ist.
  • 50 zeigt eine Struktur mit Farbumwandlungselementen auf der gemeinsamen Elektrode ohne die Bankschicht.
  • 51 zeigt eine Struktur mit konformer gemeinsamer Elektrode und Farbumwandlung.
  • 52 zeigt eine Struktur mit konformen Farbumwandlungselementen, die direkt auf den Mikrovorrichtungen gebildet sind.
  • 53A zeigt eine Struktur mit Farbumwandlung zum Definieren der Pixelfarbe, eine Planarisierungsschicht und eine gemeinsame transparente Elektrode.
  • 53B zeigt die Struktur von 53A nach dem Bilden der Einkapselungsschicht.
  • 54A zeigt eine Struktur mit Farbumwandlung zum Definieren der Pixelfarbe und ein separates Substrat zum Einkapseln.
  • 54B zeigt die Struktur von 54B, nachdem das Substrat, das mit der Einkapselungsschicht beschichtet ist, an das integrierte Systemsubstrat gebondet ist.
  • 55A zeigt eine Struktur mit einem Systemsubstrat mit Kontaktpads und ein separates Donatorsubstrat mit Mikrovorrichtungen.
  • 55B zeigt die Struktur von 55A nach der Übertragung der Mikrovorrichtungen auf das Systemsubstrat.
  • 55C zeigt die Struktur von 55B nach dem Nachverarbeiten, um eine gemeinsame Elektrode und Farbumwandlungsschichten abzuscheiden.
The foregoing and other advantages of the disclosure will become apparent upon reading the following detailed description and upon reference to the drawings.
  • 1 Fig. 10 shows a receiving substrate with contact pads and an array of transferred micro devices attached to the receiving substrate.
  • 2A Figure 11 shows a receiving substrate with contact pads, an array of transferred micro devices mounted on the receiving substrate, and conformal dielectric and reflective layers on the top.
  • 2 B Fig. 10 shows a receiving substrate with contact pads, an array of transferred micro devices mounted on the receiving substrate, and patterned conformal dielectric and reflective layers.
  • 2C Fig. 10 shows a receiving substrate with contact pads, an array of transferred micro devices mounted on the receiving substrate, patterned dielectric and reflective layers, and a black matrix layer formed between adjacent micro devices.
  • 3A Figure 11 shows a receiving substrate with contact pads, an array of transferred micro devices mounted on the receiving substrate, patterned conformal dielectric and reflective layers, a black matrix layer, and a transparent conductive layer deposited on the substrate.
  • 3B Fig. 10 shows a receiving substrate having an integrated array of transferred micro devices mounted on the receiving substrate and optical reflective components for improving light extraction.
  • 3C Fig. 10 shows a receiving substrate with an integrated array of transferred micro devices mounted on the receiving substrate and concave contact pads for improving light extraction.
  • 3D Fig. 10 shows a receiving substrate having an integrated array of transferred micro devices attached to the receiving substrate in a bottom-side emitting configuration.
  • 3E shows a receptacle substrate with an integrated array of transferred micro devices attached to the receptacle substrate.
  • 4A shows a receiving substrate with transmitted micro devices, a compliant dielectric layer and a bonded reflective layer.
  • 4B shows a receiving substrate with transferred microdevices, conformal dielectric layer, associated reflective layer and a transparent conductive layer deposited on the substrate.
  • 5 Figure 4 shows a receiving substrate with transferred micro devices and a patterned filler defining the pixels (or subpixels).
  • 6A Figure 12 shows a pixelized fill structure covering all subpixels in at least one pixel (for example, covering both subpixels for a pixel made of two subpixels).
  • 6B Figure 4 shows a pixel made of two sub-pixels, a fill layer patterned to define the pixel, and patterned conformal dielectric and reflective layers around the pixel.
  • 6C For example, a pixel made up of two subpixels, a fill layer patterned to define the pixel, patterned conformal dielectric and reflective layers around the pixel, and a black matrix layer wrapped around the pixel.
  • 6D Figure 4 shows a pixel made of two sub-pixels, a fill layer patterned to define the pixel, patterned conformal dielectric and reflective layers around the pixel, a black matrix layer wrapped around the pixel, and a transparent conductive layer. deposited on the substrate.
  • 6E shows a pixel made of two sub-pixels with reflective optical components on the receiving substrate for better light extraction.
  • 6F shows a pixel made of two sub-pixels with concave contact pads on the receiving substrate.
  • 6G Fig. 12 shows a pixel made of two subpixels with a bottom emission embodiment.
  • 6H Fig. 10 shows a pixel made of two subpixels with a bottom emission design, a common top electrode, and side reflectors.
  • 7 shows a Aufhahmesubstrat with two contact pads.
  • 8th shows a receptacle substrate with a transferred micro device bonded to one of the contact pads.
  • 9 shows the integration of a transferred micro device with an electro-optical thin-film device in a hybrid structure.
  • 10 shows another example of integration of a transferred micro device with an electro-optical thin-film device in a hybrid structure.
  • 11 shows an example of the integration of a transferred micro device with an electro-optical thin-film device in a hybrid structure with a common upper electrode.
  • 12 shows an embodiment for the integration of a transferred micro device with an electro-optical thin-film device in a dual-surface hybrid structure with both upper and lower transparent electrodes.
  • 13A shows another embodiment for a system substrate and a thin film electro-optic device integrated micro device.
  • 13B shows another embodiment of a system substrate and a micro device integrated with a thin-film electro-optical device.
  • 14A shows a modified embodiment of a system substrate and an integrated micro device with two thin-film electro-optical devices.
  • 14B Fig. 12 shows an example of a system substrate and an integrated micro device with two thin-film electro-optic devices and a reflective layer on the receiving substrate.
  • 15 illustrates a cross section of a system substrate and a micro device substrate.
  • 16 shows the alignment step for a system substrate and a micro device substrate in a transfer process.
  • 17 shows the bonding step for a system substrate and a micro device substrate in a transfer process.
  • 18 shows the micro device substrate removal step for a system substrate and a micro device substrate in a transfer process.
  • 19 shows the sacrificial layer removal step for a system substrate and a micro device substrate in a transfer process.
  • 20 shows the step of forming the common electrode for a system substrate and a micro device substrate in a transfer process.
  • 21 Figure 10 is a cross section of a micro device substrate with a fill layer (s).
  • 22 FIG. 12 is a cross section of a micro device substrate covered with a support layer. FIG.
  • 23 shows the micro device substrate removal step for a micro device substrate in a transfer process.
  • 24A shows the sacrificial / buffer layer removal step for a micro device substrate in a transfer process. A system substrate with contact pads is also shown.
  • 24B shows the exposed micro devices after removal of the sacrificial / buffer layer.
  • 25 shows the bonding step for a system substrate and a micro device substrate in a transfer process.
  • 26A Fig. 10 shows the support layer removal step for a micro device substrate in a transfer process. A system substrate with contact pads and transferred micro devices is also shown.
  • 26B shows the exposed micro devices after removal of the backing layer and the fill layer.
  • 27 FIG. 12 is a cross section of a micro device substrate covered with a fill layer. FIG.
  • 28A FIG. 12 is a cross section of a micro device substrate having through holes in the substrate and the sacrificial layer. FIG.
  • 28B is the in 28A Cross section shown after removal of the buffer layer.
  • 29 FIG. 12 is a cross section of a micro device substrate having through holes in the substrate and the sacrificial layer covered by an insulating layer. FIG.
  • 30 FIG. 12 is a cross section of a micro device substrate with a conductive layer filled via through holes in the substrate and the sacrificial layer. FIG.
  • 31 FIG. 12 is a cross section of a micro device substrate having a common top electrode. FIG.
  • 32 FIG. 12 is a cross-section of an integrated system substrate having a common upper electrode. FIG.
  • 33A shows a two-dimensional array of micro devices in a donor substrate.
  • 33B FIG. 12 is a cross section of a system substrate and a micro device substrate. FIG.
  • 34 FIG. 12 is a cross-section of a bonded system substrate and micro-device substrate. FIG.
  • 35 shows the laser lift-off step for a micro device substrate in a transfer process.
  • 36 FIG. 12 is a cross-section of a system substrate and a micro device substrate after the selective transfer process. FIG.
  • 37 shows an integrated system substrate with a common upper electrode.
  • 38A Figure 12 is a cross section of a micro device substrate with micro devices having different heights.
  • 38B is the in 38A shown cross section after the buffer layer has been patterned.
  • 39 is a cross-section of a micro device substrate with a fill layer.
  • 40 shows the alignment step for a system substrate with tensioning mechanisms and a micro-device substrate in a transfer process.
  • 41A shows a two-dimensional array of micro devices in a donor substrate.
  • 41B FIG. 12 is a cross section of a system substrate and a micro device substrate having different pitches. FIG.
  • 42 shows the selective micro device transfer process for a system substrate and a micro device substrate with different pitches.
  • 43 FIG. 12 is a cross section of a system substrate and a micro device substrate having different pitches. FIG.
  • 44 shows the selective micro device transfer process for a system substrate and a micro device substrate with different pitches.
  • 45 shows an integrated micro-device substrate.
  • 46A shows the transfer process of micro devices on a system substrate with a planarization layer, a common top electrode, bank structures and color conversion elements.
  • 46B shows the structure of 46A with the addition of a common electrode formed on the planarization layer.
  • 47 shows a color conversion structure for defining the color of the pixels.
  • 48 FIG. 12 shows a conformal common electrode color conversion structure separated from a bank layer. FIG.
  • 49 shows a conformal color conversion structure separated from a bank layer.
  • 50 shows a structure with color conversion elements on the common electrode without the bank layer.
  • 51 shows a structure with conformal common electrode and color conversion.
  • 52 shows a structure with conformal color conversion elements formed directly on the micro devices.
  • 53A FIG. 12 shows a color conversion structure for defining the pixel color, a planarization layer and a common transparent electrode. FIG.
  • 53B shows the structure of 53A after forming the encapsulating layer.
  • 54A shows a color conversion structure for defining the pixel color and a separate encapsulating substrate.
  • 54B shows the structure of 54B after the substrate coated with the encapsulant layer is bonded to the integrated system substrate.
  • 55A Figure 4 shows a structure with a system substrate with contact pads and a separate donor substrate with micro devices.
  • 55B shows the structure of 55A after transferring the micro devices to the system substrate.
  • 55C shows the structure of 55B after post-processing to deposit a common electrode and color conversion layers.

Während die vorliegende Offenbarung verschiedenen Abwandlungen und alternativen Formen unterliegen kann, sind spezifische Ausführungsformen oder Ausführungen exemplarisch in den Zeichnungen gezeigt worden und werden ausführlich hierin beschrieben. Es sollte jedoch klar sein, dass die Offenbarung nicht auf die offenbarten speziellen Formen beschränkt werden soll. Stattdessen soll die Offenbarung alle Abwandlungen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die in den Erfindungsgedanken und den Schutzumfang einer Erfindung fallen, die von den anhängigen Ansprüchen definiert ist.While the present disclosure may be subject to various modifications and alternative forms, specific embodiments or embodiments have been shown by way of example in the drawings and will be described in detail herein. It should be understood, however, that the disclosure is not intended to be limited to the specific forms disclosed. Rather, the disclosure is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of an invention as defined by the appended claims.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Der Entwicklungsprozess eines Systems basierend auf Mikrovorrichtungen besteht aus dem Vorverarbeiten der Vorrichtungen auf einem Donatorsubstrat (oder einem temporären Substrat), Übertragen der Mikrovorrichtungen von dem Donatorsubstrat auf das Aufnahmesubstrat und Nachverarbeitung, um eine Vorrichtungsfunktionalität zu ermöglichen. Der Vorverarbeitungsschritt kann das Musterbilden und Hinzufügen von Bondingelementen umfassen. Der Übertragungsprozess kann das Bonden eines zuvor ausgewählten Arrays von Mikrovorrichtungen an das Aufnahmesubstrat umfassen, dem das Entfernen des Donatorsubstrats folgt. Mehrere unterschiedliche ausgewählte Übertragungsprozesse sind bereits für Mikrovorrichtungen entwickelt worden. Nach der Integration der Mikrovorrichtungen in das Aufhahmesubstrat können zusätzliche Nachverarbeitungsprozesse ausgeführt werden, um erforderliche funktionale Verbindungen herzustellen.The development process of a system based on micro devices consists of pre-processing the devices on a donor substrate (or a temporary substrate), transferring the micro devices from the donor substrate to the receiving substrate, and post-processing to enable device functionality. The preprocessing step may include patterning and adding bonding elements. The transfer process may include bonding a pre-selected array of micro devices to the receiving substrate followed by removal of the donor substrate. Several different selected transmission processes have already been developed for microdevices. After integration of the microdevices into the receiving substrate, additional post-processing processes may be performed to produce required functional connections.

In dieser Offenbarung wird „emittierende Vorrichtung“ verwendet, um unterschiedliche Integrations- und Nachverarbeitungsverfahren zu beschreiben. Einem Fachmann ist es jedoch klar, dass andere Vorrichtungen wie Sensoren in diesen Ausführungsformen verwendet werden können. Beispielsweise wird im Fall von Sensor-Mikrovorrichtungen der optische Pfad ähnlich dem von emittierenden Mikrovorrichtungen sein, jedoch in entgegengesetzter Richtung.In this disclosure, "emitting device" is used to describe different integration and postprocessing methods. However, one skilled in the art will appreciate that other devices, such as sensors, may be used in these embodiments. For example, in the case of sensor micro devices, the optical path will be similar to that of emissive micro devices, but in the opposite direction.

Einige Ausführungsformen dieser Offenbarung betreffen Nachverarbeitungsschritte zum Verbessern der Leistung der Mikrovorrichtungen. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen das Mikrovorrichtungs-Array Mikro-Lichtemissionsdioden (LEDs), organische LEDs, Sensoren, Festkörpervorrichtungen, MEMS (mikro-elektromechanische Systeme) und/oder andere elektronische Bauteile umfassen. Das Aufhahmesubstrat kann eine Leiterplatte, eine Dünnfilmtransistor-Rückwandplatine, ein integriertes Schaltungssubstrat oder, in einem Fall von optischen Mikrovorrichtungen wie LEDs, ein Bauteil einer Anzeige, zum Beispiel eine Treiberschaltungsrückwandplatine, sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In diesen Ausführungsformen können, zusätzlich zum Zusammenschalten der Mikrovorrichtungen, Nachverarbeitungsschritte für zusätzliche Strukturen wie reflektierende Schichten, Füllstoffe, Schwarzmatrix oder andere Schichten verwendet werden, um das Auskoppeln des erzeugten LED-Lichts zu verbessern. Bei einem anderen Beispiel können dielektrische und metallische Schichten verwendet werden, um eine elektro-optische Dünnfilmvorrichtung in das Systemsubstrat mit den übertragenen Mikrovorrichtungen zu integrieren.Some embodiments of this disclosure relate to post-processing steps to improve the performance of the micro devices. For example, in some embodiments, the micro device array may include micro light emitting diodes (LEDs), organic LEDs, sensors, solid state devices, MEMS (micro-electro-mechanical systems), and / or other electronic components. The receptacle substrate may be, but is not limited to, a printed circuit board, a thin film transistor backplane, an integrated circuit substrate or, in the case of optical micro devices such as LEDs, a component of a display, for example a driver circuit backplane. In these embodiments, in addition to interconnecting the micro devices, post processing steps may be used for additional structures such as reflective layers, fillers, black matrix, or other layers to enhance the coupling out of the generated LED light. In another example, dielectric and metallic layers may be used to integrate an electro-optic thin film device into the system substrate with the transferred micro devices.

In einer Ausführungsform ist die aktive Fläche des Pixels (oder Subpixels) erstreckt, um größer zu sein als die Mikrovorrichtung, indem Füllstoffe (oder ein Dielektrikum) verwendet werden. Hier ist der Füllstoff gemustert, um die aktive Fläche des Pixels (die aktive Fläche ist die Fläche, die Licht emittiert oder eintretendes Licht absorbiert) zu definieren. In einer anderen Ausführungsform werden reflektierende Schichten verwendet, um das Licht in der aktiven Fläche einzudämmen. In one embodiment, the active area of the pixel (or subpixel) is extended to be larger than the micro device by using fillers (or a dielectric). Here, the filler is patterned to define the active area of the pixel (the active area is the area that emits light or absorbs incoming light). In another embodiment, reflective layers are used to contain the light in the active area.

In einer Ausführungsform kann die reflektierende Schicht eine der Mikrovorrichtungselektroden sein.In one embodiment, the reflective layer may be one of the micro device electrodes.

In einer anderen Ausführungsform kann die aktive Fläche aus einigen Subpixeln oder Pixeln bestehen.In another embodiment, the active area may consist of several subpixels or pixels.

Die aktive Fläche kann größer als, kleiner als oder gleich groß wie die Pixelfläche (Subpixelfläche) sein.The active area may be greater than, less than or equal to the pixel area (sub-pixel area).

In einer anderen Ausführungsform werden Dünnfilm-elektro-optische Vorrichtungen in das Aufnahmesubstrat abgeschieden, nachdem die Mikrovorrichtungen in das Aufnahmesubstrat integriert sind.In another embodiment, thin film electro-optic devices are deposited in the receiving substrate after the microdevices are integrated into the receiving substrate.

In einer Ausführungsform ist ein optischer Pfad für die Mikrovorrichtung entwickelt, um Licht durch alle oder einige Schichten der elektro-optischen Vorrichtung hindurch zu emittieren (oder zu absorbieren).In one embodiment, an optical path for the micro device is designed to emit (or absorb) light through all or some layers of the electro-optic device.

In einer anderen Ausführungsform verläuft der optische Pfad für die Mikrovorrichtung nicht durch alle oder einige Schichten der optoelektronischen Vorrichtung hindurch.In another embodiment, the optical path for the micro device does not pass through all or some layers of the optoelectronic device.

In einer Ausführungsform ist die optoelektronische Vorrichtung eine Dünnfilmvorrichtung.In one embodiment, the optoelectronic device is a thin film device.

In einer anderen Ausführungsform wird die Elektrode der elektro-optischen Vorrichtung verwendet, um die aktive Fläche des Pixels (oder Subpixels) zu definieren.In another embodiment, the electrode of the electro-optical device is used to define the active area of the pixel (or subpixel).

In einer anderen Ausführungsform wird mindestens eine der Elektroden der elektro-optischen Vorrichtung mit der Mikrovorrichtungselektrode geteilt.In another embodiment, at least one of the electrodes of the electro-optical device is shared with the micro-device electrode.

In einer Ausführungsform bedeckt Farbumwandlungsmaterial die Oberfläche und umgibt teilweise (oder vollständig) den Körper der Mikrovorrichtung.In one embodiment, color conversion material covers the surface and partially (or completely) surrounds the body of the micro device.

In einer Ausführungsform trennt die Bankstruktur die Farbumwandlungsmaterialien.In one embodiment, the bank structure separates the color conversion materials.

In einer anderen Ausführungsform bedeckt Farbumwandlungsmaterial die Oberfläche (und/oder teilweise oder vollständig den Körper) der aktiven Fläche.In another embodiment, color conversion material covers the surface (and / or partially or completely the body) of the active area.

In einer Ausführungsform sind die Mikrovorrichtungen auf Donatorsubstrat gemustert, um mit der Array-Struktur in dem Aufnahmesubstrat (Systemsubstrat) übereinzustimmen. In diesem Fall werden alle Vorrichtungen in einem Teil des (oder in dem ganzen) Donatorsubstrats auf das Aufnahmesubstrat übertragen.In one embodiment, the microdevices are patterned on donor substrate to conform to the array structure in the receiving substrate (system substrate). In this case, all devices in a part of (or in the whole) donor substrate are transferred to the receiving substrate.

In einer anderen Ausführungsform werden Durchgangslöcher in dem Donatorsubstrat geschaffen, um die Mikrovorrichtungen auf dem Donatorsubstrat mit dem Aufnahmesubstrat zu koppeln.In another embodiment, vias are provided in the donor substrate to couple the micro devices on the donor substrate to the receiving substrate.

In einer anderen Ausführungsform weist das Donatorsubstrat mehr als einen Mikrovorrichtungstypen auf, und mindestens in einer Richtung stimmt das Muster der Mikrovorrichtungstypen auf dem Donatorsubstrat teilweise oder vollständig mit dem Muster der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Systemsubstrat überein.In another embodiment, the donor substrate has more than one type of microdevice, and in at least one direction, the pattern of microdevice types on the donor substrate partially or completely matches the pattern of the corresponding areas (or pads) on the system substrate.

In einer anderen Ausführungsform weist das Donatorsubstrat mehr als einen Mikrovorrichtungstyp auf, und in mindestens einer Richtung ist die Teilung (Pitch) zwischen unterschiedlichen Mikrovorrichtungen im Donatorsubstrat ein Vielfaches der Teilung (Pitch) der entsprechenden Fläche (oder Pads) auf dem Systemsubstrat.In another embodiment, the donor substrate has more than one type of micro-device, and in at least one direction, the pitch between different microdevices in the donor substrate is a multiple of the pitch of the corresponding area (or pads) on the system substrate.

In einer anderen Ausführungsform weist das Donatorsubstrat mehr als einen Mikrovorrichtungstyp auf. Mindestens in einer Richtung stimmt die Teilung (Pitch) zwischen zwei unterschiedlichen Mikrovorrichtungen mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Aufnahmesubstrat (oder Systemsubstrat) überein.In another embodiment, the donor substrate has more than one type of micro-device. In at least one direction, the pitch between two different microdevices coincides with the pitch of the corresponding areas (or pads) on the receiving substrate (or system substrate).

In einer Ausführungsform schafft das Muster unterschiedlicher Mikrovorrichtungstypen auf dem Donatorsubstrat ein zweidimensionales Array jedes Typs, wo die Teilung (Pitch) zwischen den jeweiligen Arrays unterschiedlichen Typs mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen auf dem Systemsubstrat übereinstimmt.In one embodiment, the pattern of different types of microdevices on the donor substrate creates a two-dimensional array of each type where the pitch between the respective arrays of different types coincides with the pitch of the corresponding areas on the system substrate.

In einer anderen Ausführungsform schafft das Muster unterschiedlicher Mikrovorrichtungstypen auf dem Donatorsubstrat ein eindimensionales Array, wo die Teilung (Pitch) der Arrays mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Systemsubstrat übereinstimmt.In another embodiment, the pattern of different types of microdevices on the donor substrate provides a one-dimensional array where the pitch of the arrays coincides with the pitch of the corresponding areas (or pads) on the system substrate.

1 zeigt ein Aufnahmesubstrat 100, Kontaktpads 101a und 101b und Mikrovorrichtungen 102a und 102b, die in einem Array auf dem Aufnahmesubstrat 100 befestigt sind. Kontaktpads 101, auf denen die Mikrovorrichtungen 102 übertragen wurden, befinden sich in einem Array auf dem Aufnahmesubstrat 100. Mikrovorrichtungen 102 werden von einem Donatorsubstrat übertragen und an die Kontaktpads 101 gebondet. Mikrovorrichtungen 102 können eine beliebige Mikrovorrichtung sein, die typischerweise in flächigen Losen gefertigt werden, umfassend, aber nicht beschränkt auf, LEDs, OLEDs, Sensoren, Festkörpervorrichtungen, integrierte Schaltkreise, MEMS und/oder andere elektronische Bauteile. 1 shows a receiving substrate 100 , Contact pads 101 and 101b and micro devices 102 and 102b in an array on the receiving substrate 100 are attached. contact pads 101 on which the micro devices 102 are transferred, are in an array on the receiving substrate 100 , microdevices 102 are transferred from a donor substrate and to the contact pads 101 bonded. microdevices 102 may be any micro device typically fabricated in sheet-like lots, including, but not limited to, LEDs, OLEDs, sensors, solid state devices, integrated circuits, MEMS and / or other electronic components.

Wie in 2A dargestellt, können in einer Ausführungsform, in der die Mikrovorrichtungen 102 Mikro-LEDs sind, eine konforme dielektrische Schicht 201 und eine reflektierende Schicht 202 über den gebondeten Mikro-LEDs gebildet sein. In einigen Ausführungsformen ist die konforme dielektrische Schicht 201 circa 0,1 bis 1 µm dick, und sie kann mittels einer beliebigen aus einer Anzahl von unterschiedlichen Dünnfilmabscheidungstechniken abgeschieden werden. Die konforme dielektrische Schicht 201 isoliert die Mikro-LED-Seitenwände von der reflektierenden Schicht 202. Zusätzlich passiviert und schützt die dielektrische Schicht 201 die Mikro-LED-Seitenwände. Die konforme dielektrische Schicht 201 kann auch die obere Oberfläche des Aufnahmesubstrats 100 zwischen benachbarten Mikro-LED-Vorrichtungen 102a und 102b bedecken. Die konforme reflektierende Schicht 202 kann über die dielektrische Schicht 201 abgeschieden werden. Die reflektierende Schicht 202 kann eine einzelne Schicht sein oder aus mehreren Schichten hergestellt sein. Eine Reihe leitfähiger Materialien kann als die reflektierende Schicht 202 verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann die konforme reflektierende Schicht 202 eine metallische Doppelschicht mit einer Gesamtdicke von bis zu 0,5 µm sein.As in 2A can be shown in an embodiment in which the micro devices 102 Micro LEDs are a conformal dielectric layer 201 and a reflective layer 202 be formed over the bonded micro-LEDs. In some embodiments, the conformal dielectric layer is 201 0.1 to 1 μm thick, and may be deposited by any one of a number of different thin film deposition techniques. The conformal dielectric layer 201 isolates the micro-LED sidewalls from the reflective layer 202 , Additionally, the dielectric layer passivates and protects 201 the micro-LED sidewalls. The conformal dielectric layer 201 may also be the upper surface of the receiving substrate 100 between adjacent micro-LED devices 102 and 102b cover. The conforming reflective layer 202 can over the dielectric layer 201 be deposited. The reflective layer 202 may be a single layer or made up of multiple layers. A series of conductive materials can be considered the reflective layer 202 be used. In some embodiments, the conformal reflective layer 202 a metallic double layer with a total thickness of up to 0.5 microns.

Mit Bezug auf 2B können die dielektrische Schicht 201 und die reflektierende Schicht 202 dann gemustert werden, indem beispielsweise lithografische Musterbildung und Ätzen verwendet werden, um die obere Oberfläche der Mikro-LEDs 102 teilweise freizulegen. In einer Ausführungsform, in der die Mikro-LEDs in eine Rückwandplatine eines Anzeigesystems integriert sind, auch mit Bezug auf 2C, kann eine Schwarzmatrix 203 zwischen benachbarten Mikro-LEDs 102 und auf der reflektierenden Schicht 202 gebildet sein, um die Reflektion des Umgebungslichts zu vermindern. In einem Beispiel kann die Schwarzmatrix 203 eine Schicht aus Harzen wie Polyimid oder Polyacryl sein, in denen Partikel schwarzen Pigments wie Kohlenschwarz gelöst sind. In einigen Ausführungsformen kann die Dicke der Schwarzmatrix 203 0,01 bis 2 µm sein. Diese Schicht kann gemustert und geätzt sein, um die obere Oberfläche der Mikro-LEDs 102 freizulegen, wie in 2C gezeigt. Wahlweise kann die Dicke der Schwarzmatrix 203 konstruiert sein, um das integrierte Substrat 100 zu planarisieren. In einer anderen Ausführungsform ist eine Planarisierungsschicht gebildet, die aus organischem Isoliermaterial hergestellt sein kann, und ist gemustert, um das Rückwandplatinensubstrat zu planarisieren.Regarding 2 B can the dielectric layer 201 and the reflective layer 202 can then be patterned using, for example, lithographic patterning and etching to form the top surface of the micro LEDs 102 partially uncover. In an embodiment in which the micro-LEDs are integrated into a backplane of a display system, also with reference to FIG 2C , can be a black matrix 203 between adjacent micro-LEDs 102 and on the reflective layer 202 be formed to reduce the reflection of the ambient light. In one example, the black matrix 203 a layer of resins such as polyimide or polyacrylic in which particles of black pigment such as carbon black are dissolved. In some embodiments, the thickness of the black matrix 203 0.01 to 2 microns. This layer can be patterned and etched to the top surface of the micro LEDs 102 to expose, as in 2C shown. Optionally, the thickness of the black matrix 203 be constructed to the integrated substrate 100 to planarize. In another embodiment, a planarization layer, which may be made of organic insulating material, is formed and patterned to planarize the backplane substrate.

Mit Bezug auf 3A kann eine transparente leitfähige Schicht 301 konform auf dem Substrat abgeschieden sein, die die Schwarzmatrix 203 und die obere Oberfläche der Mikro-LEDs 102 bedeckt. In einigen Ausführungsformen kann die transparente Elektrode 301 0,1 bis 1 µm dicke Oxidschichten sein, umfassend, aber nicht beschränkt auf, Indium-Zinnoxid (ITO) und aluminiumdotiertes Zinkoxid. In einem Fall, in dem die integrierte Baugruppe eine Anzeigestruktur ist, kann die transparente Elektrode 301 die gemeinsame Elektrode der Mikro-LED-Vorrichtungen 102 sein.Regarding 3A can be a transparent conductive layer 301 be deposited on the substrate conforming to the black matrix 203 and the top surface of the micro LEDs 102 covered. In some embodiments, the transparent electrode 301 0.1 to 1 μm thick oxide layers, including, but not limited to, indium tin oxide (ITO) and aluminum doped zinc oxide. In a case where the integrated package is a display structure, the transparent electrode may 301 the common electrode of the micro-LED devices 102 be.

Wahlweise kann die reflektierende Schicht 202 als ein Leitfähigkeitsverstärker für die transparente Elektrode 301 verwendet werden. In diesem Fall kann ein Teil der reflektierenden Schicht nicht mit Schwarzmatrix 203 oder anderen Planarisierungsschichten bedeckt sein, sodass die transparente Elektrodenschicht 301 sich mit der reflektierenden Schicht 202 verbinden kann.Optionally, the reflective layer 202 as a conductivity enhancer for the transparent electrode 301 be used. In this case, part of the reflective layer can not be black matrixed 203 or other Planarisierungsschichten be covered so that the transparent electrode layer 301 with the reflective layer 202 can connect.

In einer anderen Ausführungsform, die in 3B gezeigt ist, kann ein reflektierendes oder ein anderer Typ von optischem Bauteil 302 auf dem Substrat 100 gebildet sein, um das Auskoppeln von Licht, das von der Mikrovorrichtung 102a und 102b produziert wurde, zu verbessern. Der gemeinsame Kontakt 301 ist transparent, um eine Lichtausstrahlung durch diese Schicht hindurch zu ermöglichen. Diese Strukturen können als obere Emissionsstrukturen bezeichnet werden.In another embodiment, in 3B can be a reflective or other type of optical component 302 on the substrate 100 be formed to the decoupling of light from the micro device 102 and 102b was produced to improve. The common contact 301 is transparent to allow light to pass through this layer. These structures can be referred to as upper emission structures.

Mit Bezug auf 3C kann das Kontaktpad 101 gebildet sein, eine konkave oder anders geformte Struktur aufzuweisen, um das Auskoppeln von Licht, das von der Mikrovorrichtung 102 produziert wird, zu verbessern. Die Kontaktpadform ist nicht auf die konkave Form beschränkt und kann in Abhängigkeit von den Lichtemissionseigenschaften der Mikrovorrichtung andere Formen aufweisen.Regarding 3C can the contact pad 101 be formed to have a concave or otherwise shaped structure to the coupling of light from the micro device 102 is produced to improve. The contact pad shape is not limited to the concave shape and may have other shapes depending on the light emission characteristics of the micro device.

In einer Ausführungsform mit Bezug auf 3D ist die Struktur ausgebildet, Licht von dem Substrat auszustrahlen. In diesen Unterseitenemissionsstrukturen kann das Substrat 100 transparent sein, und die gemeinsame Elektrode 303 ist ausgebildet, für bessere Lichtextraktion reflektierend zu sein.In an embodiment with reference to 3D For example, the structure is configured to emit light from the substrate. In these bottom emission structures, the substrate may be 100 be transparent, and the common electrode 303 is designed to be reflective for better light extraction.

In einer anderen Ausführungsform, die in 3E gezeigt ist, kann die reflektierende Schicht 202 sich erstrecken, um die Mikrovorrichtungen zu bedecken und ebenfalls als die gemeinsame obere Elektrode zu fungieren.In another embodiment, in 3E is shown, the reflective layer 202 extend to the micro devices too cover and also act as the common upper electrode.

Mit Bezug auf 4A kann in einer anderen Ausführungsform die dielektrische Schicht 201 abgeschieden und gemustert sein, bevor die reflektierende Schicht 202 gebildet wird. Wie in 4 gezeigt, kann dies einen direkten Kontakt zwischen Mikro-LEDs 102 und der reflektierenden Schicht 202 ermöglichen, die als ein gemeinsamer oberer Kontakt für die Mikrovorrichtungen 102 verwendet werden kann. Es kann eine Schwarzmatrix 203 oder, als Alternative, eine Planarisierungsschicht verwendet werden.Regarding 4A In another embodiment, the dielectric layer 201 be deposited and patterned before the reflective layer 202 is formed. As in 4 This can be a direct contact between micro LEDs 102 and the reflective layer 202 allow that as a common upper contact for the micro devices 102 can be used. It can be a black matrix 203 or, alternatively, a planarization layer.

Mit Bezug auf 4B kann in anderen Ausführungsformen eine gemeinsame transparente Elektrode 301 oder/und andere optische Schichten an der Oberseite des Substrats 100 abgeschieden sein, um Leitfähigkeit und/oder Lichtauskopplung zu verbessern.Regarding 4B may in other embodiments a common transparent electrode 301 and / or other optical layers at the top of the substrate 100 deposited to improve conductivity and / or light outcoupling.

Eine der Hauptherausforderungen bei optoelektronischen Mikrovorrichtungen ist der leere Raum zwischen benachbarten Mikrovorrichtungen. Anzeigesysteme mit dieser strukturellen Eigenschaft können ein Bildartefakt schaffen, das als „Fliegengittereffekt“ bezeichnet wird. In einer Ausführungsform können die Mikrovorrichtungsgrößen optisch erstreckt sein, sodass sie gleich oder größer als die Mikrovorrichtungsgröße sind. In einer Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, wird, nach dem Übertragen des Arrays von Mikrovorrichtungen 102 von dem Donator- auf das Aufnahmesubstrat 100, transparenter Füllstoff 501 abgeschieden und gemustert, um das Pixel (oder Subpixel) zu definieren. In einem Beispiel kann die Füllstoffgröße die in einer Pixelfläche (oder Subpixelfläche) mögliche kleinere oder die maximale Größe sein. In einem anderen Beispiel kann die Füllstoffgröße größer sein als die Pixelfläche oder die Subpixelfläche. Der Füllstoff kann eine unterschiedliche oder eine ähnliche Form wie die Pixelfläche auf dem Systemsubstrat aufweisen. Die Prozesse, die in 3 und 4 veranschaulicht sind, können dann angewandt werden, um die Lichtextraktion von den Mikrovorrichtungen zu verbessern.One of the main challenges of optoelectronic microdevices is the void space between adjacent microdevices. Display systems with this structural property can create an image artifact called a "screen-lattice effect." In one embodiment, the micro-device sizes may be optically extended to be equal to or greater than the micro-device size. In one embodiment, in 5 is shown, after transferring the array of micro devices 102 from the donor to the receiving substrate 100 , transparent filler 501 deposited and patterned to define the pixel (or subpixel). In one example, the filler size may be the smaller or the maximum size possible in a pixel area (or sub-pixel area). In another example, the filler size may be larger than the pixel area or the sub-pixel area. The filler may have a different or similar shape to the pixel area on the system substrate. The processes in 3 and 4 can then be used to enhance the light extraction from the micro devices.

Mit Bezug auf 6A ist in einer Ausführungsform, in der das Pixel 601 aus zwei Subpixeln 601a und 601b hergestellt ist, der Füllstoff 501 gemustert, um die aktive Fläche des Pixels 601 (wobei die aktive Fläche als die Fläche definiert ist, von der die Anzeige Licht emittiert) zu definieren. Hier kann die aktive Fläche kleiner als, größer als oder gleich groß wie die Größe der Pixelfläche (oder Subpixelfläche) sein. Wie in 6B, 6C und 6D gezeigt, können Prozesse, die in 2 und 3 erwähnt werden, angewandt werden. Diese Ausgestaltung beeinflusst die Verfärbung an den Kanten aufgrund der Trennung zwischen Subpixeln.Regarding 6A is in an embodiment in which the pixel 601 from two subpixels 601 and 601b is made, the filler 501 patterned to the active area of the pixel 601 (where the active area is defined as the area from which the display emits light). Here, the active area may be less than, greater than or equal to the size of the pixel area (or sub-pixel area). As in 6B . 6C and 6D can be shown, processes in 2 and 3 be applied. This design affects the discoloration at the edges due to the separation between subpixels.

Mit Bezug auf 6B können eine dielektrische Schicht 201 und eine reflektierende Schicht 202 um/über Pixel 601 gebildet sein.Regarding 6B can be a dielectric layer 201 and a reflective layer 202 around / over pixels 601 be formed.

Mit Bezug auch auf 6C kann eine Schwarzmatrix 203 zwischen benachbarten Pixeln und um jedes Pixel herum gebildet sein, um die Reflektion des Umgebungslichts zu vermindern.With reference also to 6C can be a black matrix 203 between adjacent pixels and around each pixel to reduce the reflection of the ambient light.

Mit Bezug auf 6D kann eine transparente leitfähige Schicht 301 auf dem Substrat abgeschieden werden, die die Schwarzmatrix 203 und die obere Oberfläche der Mikro-LEDs 601a und 601b bedeckt.Regarding 6D can be a transparent conductive layer 301 are deposited on the substrate, which is the black matrix 203 and the top surface of the micro LEDs 601 and 601b covered.

In einer anderen Ausführungsform, die in 6E gezeigt ist, kann ein reflektierendes oder anderes optisches Bauteil 602 auf dem Substrat 100 gebildet sein, um das Auskoppeln von Licht, das von den Mikrovorrichtungen 101a und 101b produziert wird, zu verbessern. Der gemeinsame Kontakt 301 ist transparent, damit das Licht durch diese Schicht hindurch ausgestrahlt wird. Diese Strukturen können als Oberseitenemissionsstrukturen bezeichnet werden.In another embodiment, in 6E may be a reflective or other optical component 602 on the substrate 100 be formed to the decoupling of light from the micro devices 101 and 101b is produced to improve. The common contact 301 is transparent, so that the light is emitted through this layer. These structures may be referred to as top emission structures.

Mit Bezug auf 6F kann das Kontaktpad 101 gebildet sein, eine konkave Struktur aufzuweisen, um das Auskoppeln von Licht, das von Mikrovorrichtung 101 produziert wird, zu verbessern. Die Kontaktpadform ist nicht auf die konkave Form beschränkt und kann andere Formen in Abhängigkeit von den Lichtemissionseigenschaften der Mikrovorrichtung aufweisen.Regarding 6F can the contact pad 101 be formed to have a concave structure to the decoupling of light, the micro device 101 is produced to improve. The contact pad shape is not limited to the concave shape and may have other shapes depending on the light emission characteristics of the micro device.

Mit Bezug auf 6G wird in einer anderen Ausführungsform die Struktur ausgebildet, um Licht von dem Substrat auszustrahlen. In diesen Unterseitenemissionsstrukturen kann das Substrat 100 transparent sein, und die gemeinsame Elektrode 303 ist ausgebildet, für bessere Lichtextraktion reflektierend zu sein.Regarding 6G In another embodiment, the structure is formed to emit light from the substrate. In these bottom emission structures, the substrate may be 100 be transparent, and the common electrode 303 is designed to be reflective for better light extraction.

In einer anderen Ausführungsform, die in 6H gezeigt ist, kann die reflektierende Schicht 202 erstreckt sein, um die Mikrovorrichtungen zu bedecken und ebenfalls als die gemeinsame obere Elektrode zu fungieren.In another embodiment, in 6H is shown, the reflective layer 202 may be extended to cover the micro devices and also act as the common top electrode.

In anderen Ausführungsformen kann die zuvor genannte Pixeldefinitionsstruktur mehr als ein Pixel (oder Subpixel) bedecken.In other embodiments, the aforementioned pixel definition structure may cover more than one pixel (or subpixel).

In einem anderen Fall können eine reflektierende Schicht oder die Kontaktpads auf dem Aufnahmesubstrat verwendet werden, um das Aufnahmesubstrat zu bedecken und eine reflektierende Fläche zu schaffen, bevor die Mikrovorrichtungen für eine bessere Lichtauskopplung übertragen werden.In another case, a reflective layer or pads on the receiving substrate may be used to cover the receiving substrate and provide a reflective surface before the microdevices are transferred for better light outcoupling.

In allen zuvor genannten Ausführungsformen kann die reflektierende Schicht auch undurchsichtig sein. Zusätzlich können die reflektierenden Schichten als eine der Mikrovorrichtungselektroden oder als eine der Systemsubstratverbindungen (Elektrode, Signal oder Stromleitung) verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform kann die reflektierende Schicht als eine Berührungselektrode verwendet werden. Die reflektierenden Schichten können gemustert sein, um als eine Touchscreen-Elektrode zu fungieren. In einem Fall können sie in vertikalen und horizontalen Richtungen gemustert sein, um die Kontaktbildschirm-Kreuzungselektrode zu bilden. In diesem Fall kann ein Dielektrikum zwischen vertikalen und horizontalen Spuren verwendet werden.In all the aforementioned embodiments, the reflective layer may also be opaque be. In addition, the reflective layers may be used as one of the micro device electrodes or as one of the system substrate interconnects (electrode, signal, or power line). In another embodiment, the reflective layer may be used as a touch electrode. The reflective layers may be patterned to act as a touch screen electrode. In one case, they may be patterned in vertical and horizontal directions to form the contact screen crossing electrode. In this case, a dielectric between vertical and horizontal tracks can be used.

HYBRIDSTRUKTURENHYBRID STRUCTURES

In einer anderen Ausführungsform ist eine Dünnfilm-elektro-optische Vorrichtung in das Aufnahmesubstrat integriert, nachdem die Mikrovorrichtungs-Arrays auf das Aufnahmesubstrat übertragen worden sind.In another embodiment, a thin-film electro-optical device is integrated into the receiving substrate after the micro-device arrays have been transferred to the receiving substrate.

7 zeigt ein Aufnahmesubstrat 100 und Kontaktpads 702, auf die die Mikrovorrichtungs-Arrays übertragen sind und in die die Dünnfilm-elektro-optische Vorrichtung in einer Reihe von Hybridstrukturausführungsformen integriert ist. 7 shows a receiving substrate 100 and contact pads 702 to which the micro device arrays are transferred and into which the thin film electro-optic device is integrated in a number of hybrid structure embodiments.

Mit Bezug auf 8 kann die Mikrovorrichtung 801 auf das Bondingpad 702a des Aufnahmesubstrats 100 übertragen und gebondet werden. In einem Fall ist, wie in 9 gezeigt, eine dielektrische Schicht 901 über dem Substrat 100 gebildet, um die freiliegenden Elektroden und leitfähigen Schichten zu bedecken. Lithografie und Ätzen können verwendet werden, um die dielektrische Schicht 901 zu mustern. Die leitfähige Schicht 902 wird dann abgeschieden und gemustert, um die untere Elektrode der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung 904 zu bilden. Wenn es kein Risiko einer ungewollten Kopplung zwischen unterer Elektrode 902 und anderen leitfähigen Schichten in dem Aufnahmesubstrat gibt, kann die dielektrische Schicht 901 weggelassen werden. Diese dielektrische Schicht kann jedoch ebenfalls als Planarisierungsschicht fungieren, um eine bessere Anfertigung von elektro-optischen Vorrichtungen 904 zu bieten.Regarding 8th can the micro device 801 on the bonding pad 702a of the receiving substrate 100 be transferred and bonded. In one case, as in 9 shown a dielectric layer 901 above the substrate 100 formed to cover the exposed electrodes and conductive layers. Lithography and etching can be used to form the dielectric layer 901 to look at. The conductive layer 902 is then deposited and patterned around the lower electrode of the thin-film electro-optical device 904 to build. If there is no risk of unwanted coupling between lower electrode 902 and other conductive layers in the receiving substrate, the dielectric layer 901 be omitted. However, this dielectric layer may also function as a planarization layer to better fabricate electro-optic devices 904 to offer.

Weiter mit Bezug auf 9 wird eine Bankschicht 903 auf dem Substrat 100 abgeschieden, um die Kanten der Elektrode 902 und der Mikrovorrichtung 801 zu bedecken. Eine Dünnfilm-elektro-optische Vorrichtung 904 wird dann über dieser Struktur gebildet. Organische LED-Vorrichtungen (OLEDs) sind ein Beispiel einer derartigen Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung, die unter Verwendung von unterschiedlichen Techniken gebildet werden kann, wie, aber nicht beschränkt auf, Schattenmaskierungs-, Lithografie- und Druckmusterbildung. Schließlich wird die obere Elektrode 905 der elektro-optischen Dünnfilmvorrichtung 904 abgeschieden und gemustert, falls erforderlich.Continue with reference to 9 becomes a bank layer 903 on the substrate 100 deposited to the edges of the electrode 902 and the micro device 801 to cover. A thin film electro-optical device 904 is then formed over this structure. Organic LED devices (OLEDs) are an example of such a thin film electro-optic device that can be formed using a variety of techniques, such as but not limited to shadow masking, lithography, and printing patterning. Finally, the upper electrode 905 the electro-optical thin-film device 904 deposited and patterned, if necessary.

In einer Ausführungsform, in der die Dicke der Mikrovorrichtungen 801 signifikant hoch ist, können Risse oder andere strukturelle Probleme in der unteren Elektrode 902 auftreten. In diesen Ausführungsformen kann eine Planarisierungsschicht zusammen mit der dielektrischen Schicht 901 oder ohne sie verwendet werden, um dieses Problem anzugehen.In an embodiment in which the thickness of the micro devices 801 is significantly high, can cause cracks or other structural problems in the lower electrode 902 occur. In these embodiments, a planarization layer may be used together with the dielectric layer 901 or without them being used to tackle this problem.

In einer anderen Ausführungsform, die in 10 gezeigt ist, kann die Mikrovorrichtung 801 eine Vorrichtungselektrode 1001 aufweisen. Diese Elektrode kann zu anderen Mikrovorrichtungen in dem Systemsubstrat gemeinsam sein. In diesem Fall bedeckt die Planarisierungsschicht (wenn vorhanden) und/oder Bankstruktur 903 die Elektrode 1001, um jegliche Kurzschlüsse zwischen der elektro-optischen Vorrichtung 904 und der Vorrichtungselektrode 1001 zu vermeiden.In another embodiment, in 10 can be shown, the micro device 801 a device electrode 1001 exhibit. This electrode may be common to other micro devices in the system substrate. In this case, the planarization layer (if present) and / or bank structure covers 903 the electrode 1001 to eliminate any short circuits between the electro-optical device 904 and the device electrode 1001 to avoid.

Mit Bezug auf 11 kann in einer Ausführungsform die obere Elektrode 905 der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung 904 mit der Mikrovorrichtung 801 durch eine Öffnung in der Planarisierungsschicht hindurch verbunden sein. In diesem Fall kann die elektro-optische Vorrichtung 904 selektiv gebildet sein, sodass sie diese Öffnung nicht bedeckt.Regarding 11 In one embodiment, the upper electrode 905 thin-film electro-optical device 904 with the micro device 801 be connected through an opening in the planarization layer. In this case, the electro-optical device 904 be selectively formed so that it does not cover this opening.

In einem anderen Fall kann die untere Elektrode der Mikrovorrichtung zwischen der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung und der übertragenen Mikrovorrichtung geteilt werden.In another case, the lower electrode of the micro device may be shared between the thin film electro-optical device and the transferred micro device.

Mit Bezug auf 12 kann in einem anderen Beispiel die untere Elektrode 902 der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung 904 über die Mikrovorrichtung 801 erweitert sein. Falls die Mikrovorrichtung 801 einen transparenten Pfad nach außen durch seine obere Elektrode aufweisen muss, muss die untere Elektrode 902 (wenn sie nicht transparent ist) eine Öffnung über der Mikrovorrichtung aufweisen (beispielsweise wie in 13A im Zusammenhang mit einer anderen Ausführungsform gezeigt). In diesem Fall kann die Öffnung von der Bankschicht 903 ebenfalls bedeckt sein. Die Öffnung ist nicht auf die spezifische Struktur beschränkt, die in 12 veranschaulicht ist, und kann mit unterschiedlichen Verfahren entwickelt werden.Regarding 12 in another example, the lower electrode 902 thin-film electro-optical device 904 over the micro device 801 be extended. If the micro device 801 must have a transparent path to the outside through its upper electrode, the lower electrode must 902 (if it is not transparent) have an opening over the micro device (for example, as in FIG 13A shown in connection with another embodiment). In this case, the opening of the bank layer 903 also be covered. The opening is not limited to the specific structure used in 12 is illustrated and can be developed with different methods.

Weiter mit Bezug auf 12 kann die Mikrovorrichtung 801 einen transparenten Pfad durch das Substrat 100 hindurch aufweisen, wenn die Elektrode 702 transparent ist. In einem Fall, in dem ein transparenter Pfad durch ihre obere Elektrode erforderlich ist, muss entweder die untere Elektrode 902 und die obere Elektrode der Mikrovorrichtung transparent sein, oder es muss eine Öffnung in der unteren Elektrode 902 sein. 13A zeigt eine Layout-Struktur, in der die untere Elektrode 902 eine Öffnung aufweist, um einen transparenten Pfad durch die obere Elektrode 905 zu ermöglichen. Es kann eine Öffnung 1301 in der Bankschicht 903 für die gemeinsame obere Elektrode 905 sein. Wenn es keine gemeinsame obere Elektrode 905 gibt und wenn die Bankschicht 903 transparent ist, wird die Öffnung in der Bankschicht 903 nicht benötigt. In einigen Ausführungsformen ist, wenn die obere Elektrode 905 auch undurchsichtig ist, eine Öffnung in der oberen Elektrode 905 für eine Oberseitenemission auch erforderlich.Continue with reference to 12 can the micro device 801 a transparent path through the substrate 100 through when the electrode 702 is transparent. In a case where a transparent path through its upper electrode is required, either the lower electrode must be used 902 and the upper electrode of the micro device must be transparent, or it must have an opening in the lower electrode 902 be. 13A shows a layout structure in which the lower electrode 902 an opening to a transparent path through the upper electrode 905 to enable. It can be an opening 1301 in the bank layer 903 for the common upper electrode 905 be. If there is no common upper electrode 905 there and if the bank layer 903 is transparent, the opening is in the bank layer 903 not required. In some embodiments, when the top electrode is 905 is also opaque, an opening in the upper electrode 905 also required for a topside emission.

Mit Bezug auf 13B in einer anderen Ausführungsform bedeckt die untere Elektrode 902 die Mikrovorrichtung 801 nicht, um einen transparenten Pfad für die Mikrovorrichtung 801 bereitzustellen. Es kann eine Öffnung 1301 in der Bankschicht 903 für eine gemeinsame obere Elektrode sein. Wenn es keine gemeinsame Elektrode gibt und die Bankschicht 903 transparent ist, wird die Öffnung in der Bankschicht 903 nicht benötigt.Regarding 13B in another embodiment, the lower electrode covers 902 the micro device 801 not to provide a transparent path for the micro device 801 provide. It can be an opening 1301 in the bank layer 903 for a common upper electrode. If there is no common electrode and the bank layer 903 is transparent, the opening is in the bank layer 903 not required.

In einem anderen Fall kann der Kontakt der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung erstreckt sein, um als reflektierende Schicht zu fungieren. Wie in 14A zu sehen ist, können die zwei nebeneinander angeordneten Pixel das Licht, das von der Mikrovorrichtung 801 erzeugt wird, in dem Pixel eindämmen. In einer anderen Ausführungsform, die in 14B gezeigt ist, kann die reflektierende Schicht 1401 auf der Oberfläche des Substrats 100 mehr von dem Licht zu der oberen Elektrode 905 hin reflektieren. Folglich wird das Auskoppeln des Lichts, das von der Mikrovorrichtung 801 erzeugt wird, verbessert. In diesem Fall ist die beste Praxis, entweder sowohl die obere als auch die untere Elektrode der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung transparent herzustellen, oder Öffnungen herzustellen, wenn diese Elektroden undurchsichtig sind.In another case, the contact of the thin-film electro-optical device may be extended to function as a reflective layer. As in 14A As can be seen, the two juxtaposed pixels can control the light coming from the micro device 801 is generated, in which pixels curb. In another embodiment, in 14B is shown, the reflective layer 1401 on the surface of the substrate 100 more of the light to the upper electrode 905 reflect. Consequently, the coupling out of the light that is from the micro device 801 is generated, improved. In this case, the best practice is to make either both the top and bottom electrodes of the thin-film electro-optic device transparent, or to make openings when those electrodes are opaque.

In einer anderen Ausführungsform können die Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtungen und Mikrovorrichtungen auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Systemsubstrats sein. In diesem Fall können die Schaltungen des Systemsubstrats entweder auf einer Seite des Systemsubstrats sein und mit der anderen Seite über Kontaktlöcher verbunden sein, oder die Schaltkreise können auf beiden Seiten des Systemsubstrats sein.In another embodiment, the thin-film electro-optic devices and micro devices may be on two opposite sides of the system substrate. In this case, the circuits of the system substrate may either be on one side of the system substrate and connected to the other side via vias, or the circuits may be on both sides of the system substrate.

In einem anderen Fall kann die Mikrovorrichtung auf einem Systemsubstrat und die Dünnfilm-elektro-optische Vorrichtung auf einem anderen Systemsubstrat sein. Diese zwei Substrate können dann zusammengebondet werden. In diesem Fall kann der Schaltkreis auf einem der Systemsubstrate oder auf beiden Substraten sein.In another case, the micro device may be on one system substrate and the thin film electro-optic device on another system substrate. These two substrates can then be bonded together. In this case, the circuit may be on one of the system substrates or on both substrates.

INTEGRATIONINTEGRATION

Dieses Dokument offenbart auch verschiedene Verfahren für die Integration eines monolithischen Arrays von Mikrovorrichtungen in ein Systemsubstrat oder das ausgewählte Übertragen eines Arrays von Mikrovorrichtungen auf ein Systemsubstrat. Hier sind die vorgeschlagenen Prozesse in zwei Kategorien eingeteilt. In der ersten Kategorie ist die Teilung (Pitch) der Bondingpads auf dem Systemsubstrat die gleiche wie die Teilung (Pitch) der Bondingpads auf den Mikrovorrichtungen. In der zweiten Kategorie weisen die Bondingpads auf dem Systemsubstrat eine größere Teilung (Pitch) im Vergleich zu der der Mikrovorrichtungen auf. Für die erste Kategorie werden drei unterschiedliche Integrations- oder Übertragungsschemata vorgestellt.

  1. 1. Vorderseitiges Bonden
  2. 2. Rückseitiges Bonden
  3. 3. Substratbonden über Verbindungskontaktloch
This document also discloses various methods for integrating a monolithic array of micro devices into a system substrate or selectively transferring an array of micro devices to a system substrate. Here the proposed processes are divided into two categories. In the first category, the pitch of the bonding pads on the system substrate is the same as the pitch of the bonding pads on the microdevices. In the second category, the bonding pads on the system substrate have a larger pitch compared to that of the micro devices. For the first category, three different integration or transmission schemes are presented.
  1. 1. Front bonding
  2. 2. Back bonding
  3. 3. Substrate bonding via connection via hole

In dieser Ausführungsform können Mikrovorrichtungen im Hinblick auf Funktionalität vom gleichen Typ oder unterschiedliche Typen sein. In einer Ausführungsform sind die Mikrovorrichtungen Mikro-LEDs derselben Farbe oder einer Reihe unterschiedlicher Farben (z. B. rot, grün und blau), und das Systemsubstrat ist die Rückwandplatine, die einzelne Mikro-LEDs steuert. Derartige Mehrfarb-LED-Arrays werden direkt auf einem Substrat angefertigt oder auf ein provisorisches Substrat von dem Aufbausubstrat übertragen. In einem Beispiel, das in 15 gezeigt ist, wurden RGB-Mikro-LED-Vorrichtungen 1503, 1504 und 1505 auf einer Opfer-/Pufferschicht 1502 und dem Substrat 1501 aufgebaut. In einem Fall kann das Systemsubstrat 1506, das Kontaktpads 1507 aufweist, ausgerichtet (16) und an das Mikrovorrichtungssubstrat 1501 gebondet werden, wie in 17 gezeigt. Nach Entfernen des Mikrovorrichtungssubstrats 1501 (18) und der Opfer-/Pufferschicht 1502 (19) kann eine Füllstoff-Dielektrikumbeschichtung 2001 (z. B. Polyimid-Resist) auf der integrierten Probe rotationsbeschichtet/abgeschieden werden (20). Dieser Schritt kann gefolgt sein von einem Ätzprozess, um die Oberseiten der Mikro-LED-Vorrichtungen freizulegen. In dem Fall von Mikro-LED-Vorrichtungen kann eine gemeinsame transparente Elektrode 2002 auf der Probe abgeschieden werden. In einer anderen Ausführungsform kann eine obere Elektrode abgeschieden und gemustert werden, um Mikrovorrichtungen für nachfolgende Prozesse zu isolieren.In this embodiment, micro devices may be of the same type or different types in terms of functionality. In one embodiment, the micro devices are micro LEDs of the same color or a variety of different colors (eg, red, green, and blue), and the system substrate is the backplane that controls individual micro LEDs. Such multicolor LED arrays are fabricated directly on a substrate or transferred to a temporary substrate from the build substrate. In an example that is in 15 have been shown to be RGB micro-LED devices 1503 . 1504 and 1505 on a sacrificial / buffer layer 1502 and the substrate 1501 built up. In one case, the system substrate 1506 , the contact pads 1507 has, aligned ( 16 ) and to the micro device substrate 1501 be bonded, as in 17 shown. After removing the micro device substrate 1501 ( 18 ) and the sacrificial / buffer layer 1502 ( 19 ) may be a filler dielectric coating 2001 (eg polyimide resist) are spin-coated / deposited on the integrated sample ( 20 ). This step may be followed by an etching process to expose the tops of the micro-LED devices. In the case of micro-LED devices, a common transparent electrode 2002 be deposited on the sample. In another embodiment, an upper electrode may be deposited and patterned to isolate micro devices for subsequent processes.

In einer anderen Ausführungsform werden, wie in 21 gezeigt, die Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 auf einer Puffer-/Opferschicht 1502 aufgebaut. Eine dielektrische Füllschicht 2101 wird auf dem Substrat abgeschieden/rotationsbeschichtet, um die Mikrovorrichtungen vollständig zu bedecken. In einem Beispiel, das in 21 veranschaulicht ist, wird dieser Schritt gefolgt von einem Ätzprozess, um die Oberseiten der Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 freizulegen, um den oberen gemeinsamen Kontakt und die Impfschicht für nachfolgende Prozesse (z. B. Galvanisieren) zu bilden. Mit Bezug auf 22 wird dann eine dicke mechanische Stützschicht 2102 auf den Oberseiten der Probe abgeschieden, aufgebaut oder gebondet. Hier kann die Füllschicht 2101 eine Schwarzmatrixschicht oder ein reflektierendes Material sein. Auch kann eine Elektrode (entweder als eine gemusterte oder eine gemeinsame Schicht) abgeschieden werden, bevor die mechanische Stütze abgeschieden wird. Die mechanische Stützschicht wird dann abgeschieden. In dem Fall von optoelektronischen Vorrichtungen wie LEDs muss die mechanische Stützschicht transparent sein. Wie in 23 und 24 gezeigt, wird das Mikrovorrichtungssubstrat 1501 oder die Opfer-/Pufferschicht dann entfernt, indem verschiedene Prozesse wie Laser-Lift-Off oder Ätzen verwendet werden. In einem Fall wird die Dicke des Substrats anfänglich auf ein paar Mikrometer mittels Prozessen wie tiefes reaktives Ionentiefenätzen (Deep Reactive Ion Etching - DRIE), aber nicht beschränkt darauf, vermindert. Das verbleibende Substrat wird dann mittels Prozessen wie einem nasschemischen Ätzprozess, aber nicht beschränkt darauf, entfernt. In diesem Fall kann die Puffer-/Opferschicht 1502 als eine Ätzstoppschicht fungieren, um einen einheitlichen geätzten Untergrund sicherzustellen und jegliche Beschädigung der Mikrovorrichtungen zu vermeiden. Nach Entfernen der Pufferschicht 1502, wie in 24 gezeigt, wird ein anderes Ätzen (z. B. Reactive Ion Etching - RIE) ausgeführt, um die Mikrovorrichtungen freizulegen. Eine metallische Schicht kann abgeschieden und gemustert werden, um als obere Kontakt- und Bondpads für die Mikrovorrichtungen zu dienen, wenn sie nicht während der Herstellung der Mikrovorrichtung gebildet worden sind. Das Systemsubstrat 1506, das Kontaktpads 1507 aufweist, kann dann ausgerichtet und an das Mikrovorrichtungs-Array gebondet werden, wie in 25 gezeigt. In Abhängigkeit von dem Typ und der Funktionalität der Mikrovorrichtungen kann die mechanische Stützschicht 2102 und Füllschicht 2101 dann entfernt werden, wie in 26A und 26B gezeigt.In another embodiment, as in 21 shown the micro devices 1503 . 1504 and 1505 on a buffer / sacrificial layer 1502 built up. A dielectric filling layer 2101 is deposited on the substrate / rotationally coated to completely cover the microdevices. In an example that is in 21 is illustrated, this step is followed by an etching process to the tops of the micro devices 1503 . 1504 and 1505 in order to form the upper common contact and the seed layer for subsequent processes (eg electroplating). Regarding 22 then becomes a thick mechanical support layer 2102 deposited on the tops of the sample, built or bonded. Here is the filling layer 2101 a black matrix layer or a reflective material. Also, an electrode (either as a patterned or a common layer) may be deposited before the mechanical support is deposited. The mechanical support layer is then deposited. In the case of optoelectronic devices such as LEDs, the mechanical support layer must be transparent. As in 23 and 24 is shown, the micro device substrate 1501 or the sacrificial / buffer layer is then removed using various processes such as laser lift-off or etching. In one case, the thickness of the substrate is initially reduced to a few microns using processes such as, but not limited to, Deep Reactive Ion Etching (DRIE). The remaining substrate is then removed by processes such as, but not limited to, a wet chemical etch process. In this case, the buffer / sacrificial layer 1502 act as an etch stop layer to ensure a uniform etched substrate and to avoid any damage to the micro devices. After removing the buffer layer 1502 , as in 24 As shown, another etch (eg, Reactive Ion Etching - RIE) is performed to expose the microdevices. A metallic layer may be deposited and patterned to serve as upper contact and bonding pads for the micro devices, if not formed during fabrication of the micro device. The system substrate 1506 , the contact pads 1507 can then be aligned and bonded to the micro device array, as in FIG 25 shown. Depending on the type and functionality of the micro devices, the mechanical support layer may 2102 and filling layer 2101 then be removed, as in 26A and 26B shown.

In anderen Ausführungsformen sind Verbindungskontaktlöcher durch das Substrat implementiert, um Kontakte zu der Rückseite der Mikrovorrichtungen herzustellen.In other embodiments, interconnect contact holes are implemented by the substrate to make contacts to the backside of the microdevices.

Mit Bezug auf 27 können in einer Ausführungsform die Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 Mehrfarb-Mikro-LEDs sein, die auf einer isolierenden Pufferschicht 1502 aufgebaut wurden. Diese Pufferschicht kann auch als eine Ätzstoppschicht funktionieren. Eine dielektrische Schicht 2701 wird als Füllschicht abgeschieden.Regarding 27 In one embodiment, the micro devices may 1503 . 1504 and 1505 Multi-color micro-LEDs that are on an insulating buffer layer 1502 were built. This buffer layer may also function as an etch stop layer. A dielectric layer 2701 is deposited as a filling layer.

Mit Bezug auf 28A und 28B werden Muster auf der Rückseite des Substrats 1501 unter Verwendung von Prozessen wie, aber nicht beschränkt auf, Fotolithografie gebildet. In einer Ausführungsform wird ein Verfahren wie DRIE verwendet, um Löcher durch das Substrat in dem Substrat 1501 herzustellen. Die Pufferschicht 1502, die als eine Ätzstoppschicht fungieren kann, kann unter Verwendung beispielsweise von einem Nassätzprozess entfernt werden, wie in 28B veranschaulicht.Regarding 28A and 28B become patterns on the back of the substrate 1501 using processes such as, but not limited to, photolithography. In one embodiment, a method such as DRIE is used to make holes through the substrate in the substrate 1501 manufacture. The buffer layer 1502 which may function as an etch stop layer may be removed using, for example, a wet etch process, as shown in FIG 28B illustrated.

Mit Bezug auf 29 wird ein isolierender Film 2901 auf der Rückseite des Substrats 1501 abgeschieden. Diese isolierende Schicht 2901 kann teilweise von der Rückseite der Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 entfernt werden, um das Bilden elektrischer Kontakte zu diesen Mikrovorrichtungen zu ermöglichen.Regarding 29 becomes an insulating film 2901 on the back of the substrate 1501 deposited. This insulating layer 2901 may be partially from the back of the micro devices 1503 . 1504 and 1505 are removed to allow the formation of electrical contacts to these micro devices.

Mit Bezug auf 30 werden die Durchgangslöcher mit einem leitfähigen Material 3001 unter Verwendung von Prozessen wie, aber nicht beschränkt auf, Galvanisieren gefüllt. Hier können die Verbindungskontaktlöcher als die Mikrovorrichtungskontakte und Bondingpads fungieren.Regarding 30 become the through holes with a conductive material 3001 filled using processes such as, but not limited to, electroplating. Here, the connection via holes may function as the micro device contacts and bonding pads.

Wie in 31 veranschaulicht, wird ein gemeinsamer vorderer Kontakt 3101 der Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 gebildet, indem ein Ätzprozess (z. B. unter Verwendung von RIE) ausgeführt wird, um die Oberseiten der Mikrovorrichtungen freizulegen, gefolgt von der Abscheidung einer transparenten leitfähigen Schicht, um den vorderen Kontakt 3101 zu bilden.As in 31 illustrates, becomes a common front contact 3101 the micro devices 1503 . 1504 and 1505 is formed by performing an etching process (eg, using RIE) to expose the tops of the microdevices, followed by the deposition of a transparent conductive layer around the front contact 3101 to build.

Mit Bezug auf 32 wird dann das Mikrovorrichtungssubstrat 1501 ausgerichtet und an das Systemsubstrat 1506 gebondet, das Kontaktpads 1507 aufweist, das in diesem Beispiel eine Rückwandplatine sein kann, die einzelne Vorrichtungen steuert.Regarding 32 then becomes the micro device substrate 1501 aligned and to the system substrate 1506 bonded, the contact pads 1507 which, in this example, may be a backplane that controls individual devices.

In einer anderen Ausführungsform sind Mikrovorrichtungen auf einem Substrat mit beliebigen Teilungslängen (Pitch-) angefertigt worden, um die Produktionsausbeute zu maximieren. Beispielsweise können die Mikrovorrichtungen Mehrfarb-Mikro-LEDs (z. B. RGB) sein. Das Systemsubstrat für dieses Beispiel kann eine Anzeige-Rückwandplatine mit Kontaktpads sein, die eine unterschiedliche Teilungslänge (Pitch-) von der der Mikro-LEDs aufweisen.In another embodiment, micro devices have been fabricated on a substrate with arbitrary pitches to maximize production yield. For example, the micro devices may be multicolor micro LEDs (eg RGB). The system substrate for this example may be a display backplane having contact pads having a different pitch from that of the micro LEDs.

Mit Bezug auf 33A weist das Donatorsubstrat 1501 in einer Ausführungsform Mikrovorrichtungstypen 3301, 3302 und 3303 auf, und diese sind in der Form eindimensionaler Arrays 3304 gemustert, in denen es für jede Mikrovorrichtung 3301, 3302 oder 3303 eines Typs mindestens eine Mikrovorrichtung eines anderen Typs gibt, deren Teilung (Pitch) 3305 mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Flächen (oder Pads) auf dem Aufnahmesubstrat (oder Systemsubstrat) übereinstimmt.Regarding 33A has the donor substrate 1501 in one embodiment, micro device types 3301 . 3302 and 3303 on, and these are in the form of one-dimensional arrays 3304 patterned, in which it is for each micro device 3301 . 3302 or 3303 a type at least one Micro device of another type whose pitch is 3305 coincides with the pitch of the corresponding areas (or pads) on the receiving substrate (or system substrate).

Als ein Beispiel ist in einer Ausführungsform, die in 33B gezeigt ist, die Teilung (Pitch) 3404 der Kontaktpads 1507 zweimal größer als die Teilung (Pitch) 3402 der Mikrovorrichtungen 3401, wie in 33 gezeigt.As an example, in one embodiment, which is incorporated in 33B shown is the pitch 3404 the contact pads 1507 twice larger than the pitch 3402 the micro devices 3401 , as in 33 shown.

Mit Bezug auf 34 werden das Systemsubstrat 1506 und das Mikrovorrichtungssubstrat 1501 zusammengebracht, ausgerichtet und in Kontakt gebracht.Regarding 34 become the system substrate 1506 and the micro device substrate 1501 brought together, aligned and brought into contact.

Wie in 35 und 36 gezeigt, können Verfahren wie Laser-Lift-Off (LLO) verwendet werden, um die Mikrovorrichtungen 3401 selektiv auf die Kontaktpads 3403 auf dem Systemsubstrat 1506 zu übertragen. Wie in 37 gezeigt, kann die Übertragung von dem Abscheiden einer Füllschicht 3701 und einer konformen leitfähigen Schicht 3702 auf der Oberseite des Systemsubstrats als gemeinsame Elektrode gefolgt sein.As in 35 and 36 As shown, methods such as laser lift-off (LLO) can be used to manipulate the microdevices 3401 selectively on the contact pads 3403 on the system substrate 1506 transferred to. As in 37 shown, the transfer of the deposition of a filling layer 3701 and a conformal conductive layer 3702 be followed on top of the system substrate as a common electrode.

In einer anderen Ausführungsform, die in 38 gezeigt ist, ist eine Pufferschicht 3801 als eine Materialvorlage für die Anfertigung der Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 erforderlich.In another embodiment, in 38 is shown is a buffer layer 3801 as a material template for making the micro devices 1503 . 1504 and 1505 required.

Weiter mit Bezug auf 38A und 38B wird die Pufferschicht 3801 auf der Opferschicht 1502 abgeschieden und gemustert, um Mikrovorrichtungen 1503, 1504 und 1505 zu isolieren. In einigen Fällen kann auch die Opferschicht 1502 gemustert sein.Continue with reference to 38A and 38B becomes the buffer layer 3801 on the sacrificial layer 1502 deposited and patterned to micro devices 1503 . 1504 and 1505 to isolate. In some cases, the sacrificial layer may as well 1502 be patterned.

In einer Ausführungsform können, anstatt einzelne Mikrovorrichtungen zu isolieren, Gruppen von Mikrovorrichtungen voneinander isoliert werden (wie in 38 gezeigt), um den Übertragungsprozess zu vereinfachen.In one embodiment, rather than isolating individual microdevices, groups of microdevices may be isolated from each other (as in FIG 38 shown) to simplify the transmission process.

Mit Bezug auf 39 kann ein Füllmaterial 3901 wie, aber nicht beschränkt auf, Polyimid auf das Substrat rotationsbeschichtet sein, um den Spalt zwischen den einzelnen Mikrovorrichtungen zu füllen. Dieser Füllschritt stellt die mechanische Festigkeit während des Übertragungsprozesses sicher. Dies ist besonders wichtig, wenn ein Prozess wie Laser-Lift-Off verwendet wird, um Mikrovorrichtungen von dem Trägersubstrat zu lösen.Regarding 39 can be a filler 3901 such as, but not limited to, polyimide may be spin-coated on the substrate to fill the gap between the individual microdevices. This filling step ensures the mechanical strength during the transfer process. This is especially important when using a process such as laser lift-off to release micro devices from the carrier substrate.

Mit Bezug auf 40 können Mikrovorrichtungen nicht die gleiche Höhe aufweisen, was es schwierig macht, sie an das Systemsubstrat zu bonden. In diesen Fällen kann ein elektrostatischer Spannmechanismus 4001 oder ein anderer Spannmechanismus in dem Systemsubstrat implementiert werden, um die Mikrovorrichtungen temporär auf dem Systemsubstrat für die finalen Bondingschritte zu halten. Der Spannmechanismus kann lokal für Mikrovorrichtungen sein oder eine globale Spannung für eine Gruppe von Mikrovorrichtungen sein, wie in dem Fall der Übertragung bei gleicher Teilung (Pitch) für den ganzen Wafer. Der Spannmechanismus kann auf einer Schicht über der Kontaktelektrode sein. In diesem Fall kann eine Planarisierungsschicht verwendet werden.Regarding 40 For example, micro devices may not have the same height, making them difficult to bond to the system substrate. In these cases, an electrostatic clamping mechanism 4001 or another clamping mechanism may be implemented in the system substrate to temporarily hold the micro devices on the system substrate for the final bonding steps. The clamping mechanism may be local to micro devices or global stress to a group of micro devices, as in the case of the same pitch transfer for the whole wafer. The tensioning mechanism may be on a layer above the contact electrode. In this case, a planarization layer can be used.

In einer Ausführungsform mit Bezug auf 41A bildet das Muster unterschiedlicher Mikrovorrichtungstypen 3301, 3302 und 3303 auf dem Donatorsubstrat ein zweidimensionales Array des jeweiligen Typs (zum Beispiel Array 4100), wo die Teilung (Pitch) zwischen den Arrays 4101, die als Mittenabstand zwischen benachbarten Arrays definiert ist, mit der Teilung (Pitch) der entsprechenden Fläche auf dem Systemsubstrat übereinstimmt.In an embodiment with reference to 41A forms the pattern of different micro device types 3301 . 3302 and 3303 on the donor substrate a two-dimensional array of the respective type (for example, array 4100 ), where the pitch (pitch) between the arrays 4101 , which is defined as the pitch between adjacent arrays, matches the pitch of the corresponding area on the system substrate.

In einer Ausführungsform, die in 41B und 42 gezeigt ist, ist das Mikrovorrichtungssubstrat 1501, wenn die Untervorrichtungsteilung (-Pitch) 4101 größer ist als der normale Abstand zwischen angefertigten einzelnen Mikrovorrichtungen auf ihrem Substrat (z. B. in großen Anzeigen), in Form zweidimensionaler Einzelfarb-Arrays ausgelegt. Hier sind die Kontaktpadteilung (-Pitch) 4102 und die Mikrovorrichtungs-Array-Teilung (-Pitch) 4103 gleich. Unter Verwendung dieser Technik können die Anfertigungsanforderungen der Mikrovorrichtungen entspannt und der ausgewählte Übertragungsprozess im Vergleich zu dem zuvor beschriebenen vermindert werden.In one embodiment, in 41B and 42 is shown is the micro device substrate 1501 when the sub-device pitch (pitch) 4101 greater than the normal distance between fabricated individual micro devices on their substrate (e.g., in large displays), designed as two-dimensional single color arrays. Here are the contact pad division (-Pitch) 4102 and micro device array division (pitch) 4103 equal. Using this technique, the manufacturing requirements of the microdevices can be relaxed and the selected transfer process can be reduced compared to that described above.

43 und 44 zeigen ein alternatives Muster, in dem Mikrovorrichtungen nicht in zweidimensionalen Gruppen gebildet werden und die unterschiedlichen Mikrovorrichtungen einheitlich über dem Substrat für drei unterschiedliche Mikrovorrichtungen platziert werden, wie in 43 gezeigt. 43 and 44 show an alternative pattern in which micro devices are not formed in two-dimensional groups and the different micro devices are uniformly placed over the substrate for three different micro devices, as in FIG 43 shown.

Mit Bezug auf 45 werden in einer anderen Ausführungsform Mikrovorrichtungen zuerst auf ein leitfähiges halbtransparentes gemeinsames Substrat 4501 übertragen, dann werden sie auf ein Systemsubstrat 4502 gebondet.Regarding 45 In another embodiment, micro devices are first deposited on a conductive semitransparent common substrate 4501 then transfer them to a system substrate 4502 bonded.

FARBUMWANDLUNGS STRUKTURCOLOR TRANSFORMATION STRUCTURE

In einigen Ausführungsformen, in denen Mikrovorrichtungen optische Vorrichtungen wie LEDs sind, können entweder Farbumwandlung oder Farbfilter verwendet werden, um eine unterschiedliche Funktionalität zu definieren (unterschiedliche Farben im Fall von Pixeln). In dieser Ausführungsform werden zwei oder mehr Kontaktpads auf dem Systemsubstrat mit dem gleichen Typ von optischer Vorrichtung bestückt. Sind sie einmal platziert, werden die Vorrichtungen auf den Systemsubstraten dann nach unterschiedlichen Farbumwandlungsschichten unterschieden.In some embodiments, where micro devices are optical devices such as LEDs, either color conversion or color filters can be used to define a different functionality (different colors in the case of pixels). In this embodiment, two or more contact pads on the system substrate are populated with the same type of optical device. Once placed, the devices on the system substrates then become distinguished according to different color conversion layers.

Mit Bezug auf 46A und 46B wird in einer Ausführungsform die ganze Struktur von einer Planarisierungsschicht 4601 bedeckt, nachdem Mikrovorrichtungen 1503 auf das Systemsubstrat 1506 übertragen wurden. Eine gemeinsame Elektrode 4602 wird dann auf der Planarisierungsschicht 4601 gebildet. Die Planarisierungsschicht kann die gleiche Höhe haben oder höher oder niedriger sein als die gestapelten Vorrichtungen. Wenn die Planarisierungsschicht niedriger ist (oder es keine Planarisierungsschicht gibt), kann die Wand der Vorrichtung konform von Passivierungsmaterialien bedeckt sein.Regarding 46A and 46B In one embodiment, the whole structure is a planarization layer 4601 covered after micro devices 1503 on the system substrate 1506 were transferred. A common electrode 4602 is then on the planarization layer 4601 educated. The planarization layer may be the same height or higher or lower than the stacked devices. If the planarization layer is lower (or there is no planarization layer), the wall of the device may be conformally covered by passivation materials.

Mit Bezug auf 47 wird eine Bankstruktur 4701 entwickelt (insbesondere, wenn ein Druckprozess verwendet wird, um die Farbumwandlungsschichten abzuscheiden). Die Bank kann jedes Pixel trennen oder nur unterschiedliche Farbumwandlungsmaterialien 4702 trennen.Regarding 47 becomes a bank structure 4701 (especially when a printing process is used to deposit the color conversion layers). The bank can separate every pixel or just different color conversion materials 4702 separate.

48 zeigt eine integrierte Struktur, in der die Farbumwandlungsschicht 4702 die Oberseite der übertragenen Mikrovorrichtungen vollständig bedeckt und ihre Seiten teilweise bedeckt. Bank 4701 trennt die Farbumwandlungsschichten 4702, und die Elektrode 4602 ist ein gemeinsamer Kontakt für alle übertragenen Mikrovorrichtungen. 48 shows an integrated structure in which the color conversion layer 4702 completely covers the top of the transferred micro devices and partially covers their sides. Bank 4701 separates the color conversion layers 4702 , and the electrode 4602 is a common contact for all transmitted micro devices.

49 zeigt eine integrierte Struktur, in der die Farbumwandlungsschicht 4702 die Oberseite der übertragenen Mikrovorrichtungen vollständig bedeckt und ihre Seiten teilweise bedeckt. Bank 4701 trennt die Farbumwandlungsschichten, und Kontakte zu den Mikrovorrichtungen werden nur über das Systemsubstrat 1506 hergestellt. 49 shows an integrated structure in which the color conversion layer 4702 completely covers the top of the transferred micro devices and partially covers their sides. Bank 4701 separates the color conversion layers, and contacts to the micro devices are only across the system substrate 1506 produced.

50 zeigt eine integrierte Struktur, in der die Farbumwandlungsschicht direkt auf der gemeinsamen Elektrode 4602 gebildet ist. In diesem Fall wird keine Bankschicht verwendet. 50 shows an integrated structure in which the color conversion layer directly on the common electrode 4602 is formed. In this case, no bank layer is used.

51 zeigt eine integrierte Struktur, in der die Farbumwandlungsschicht 4702 die Oberseite der übertragenen Mikrovorrichtungen vollständig bedeckt und ihre Seiten teilweise bedeckt. Die Elektrode 4602 ist ein gemeinsamer Kontakt für alle übertragenen Mikrovorrichtungen. In diesem Fall wird keine Bankschicht verwendet. 51 shows an integrated structure in which the color conversion layer 4702 completely covers the top of the transferred micro devices and partially covers their sides. The electrode 4602 is a common contact for all transmitted micro devices. In this case, no bank layer is used.

52 zeigt eine integrierte Struktur, in der die Farbumwandlungsschicht 4702 die Oberseite der übertragenen Mikrovorrichtungen vollständig bedeckt und ihre Seiten teilweise bedeckt. Die Kontakte zu den Mikrovorrichtungen werden nur über das Systemsubstrat hergestellt. In diesem Fall wird keine Bankschicht verwendet. 52 shows an integrated structure in which the color conversion layer 4702 completely covers the top of the transferred micro devices and partially covers their sides. The contacts to the micro devices are made only through the system substrate. In this case, no bank layer is used.

In einer Ausführungsform, die in 53A und 53B gezeigt ist, wird eine Planarisierungsschicht 5301 auf der Struktur abgeschieden, nachdem das Farbumwandlungsmaterial 4702 auf dem integrierten Systemsubstrat 1506 gebildet ist. In einigen Fällen, in denen das Farbumwandlungsmaterial und/oder andere Bauteile des integrierten Substrats vor Umweltbedingungen geschützt werden müssen, wird eine Einkapselungsschicht 5302 über der gesamten Struktur gebildet. Es sollte angemerkt werden, dass die Einkapselungsschicht 5302 aus einem Stapel unterschiedlicher Schichten gebildet sein kann, um das integrierte Substrat wirksam vor Umweltbedingungen zu schützen.In one embodiment, in 53A and 53B is shown, a planarization layer 5301 deposited on the structure after the color conversion material 4702 on the integrated system substrate 1506 is formed. In some instances, where the color conversion material and / or other components of the integrated substrate must be protected from environmental conditions, an encapsulating layer is formed 5302 formed over the entire structure. It should be noted that the encapsulation layer 5302 may be formed from a stack of different layers to effectively protect the integrated substrate from environmental conditions.

Mit Bezug auf 54A und 54B kann in einer anderen Ausführungsform ein separates Substrat 5401, das mit der Einkapselungsschicht 5302 beschichtet ist, an das integrierte Systemsubstrat gebondet werden.Regarding 54A and 54B may be a separate substrate in another embodiment 5401 that with the encapsulation layer 5302 coated to the integrated system substrate.

Die Ausführungsformen, die in 53 und 54 dargestellt sind, können kombiniert werden, wobei die Einkapselungsschicht 5302 sowohl auf der Struktur als auch auf dem separaten Substrat für eine wirksamere Einkapselung gebildet wird.The embodiments that are in 53 and 54 can be combined, wherein the encapsulation layer 5302 is formed on both the structure and on the separate substrate for more efficient encapsulation.

Die gemeinsame Elektrode ist eine transparente leitfähige Schicht, die auf dem Substrat in Form einer Decke abgeschieden wird. In einer Ausführungsform kann diese Schicht als eine Planarisierungsschicht fungieren. In einigen Ausführungsformen wird die Dicke dieser Schicht so gewählt, um sowohl optische als auch elektrische Anforderungen zu erfüllen.The common electrode is a transparent conductive layer which is deposited on the substrate in the form of a blanket. In one embodiment, this layer may function as a planarization layer. In some embodiments, the thickness of this layer is chosen to meet both optical and electrical requirements.

Der Abstand zwischen den optischen Vorrichtungen kann groß genug gewählt werden, um Übersprechen zwischen den optischen Vorrichtungen zu vermindern, oder eine Blockadeschicht wird zwischen den optischen Vorrichtungen abgeschieden, um dies zu erreichen. In einem Fall funktioniert die Planarisierungsschicht auch als eine Blockadeschicht.The distance between the optical devices may be made large enough to reduce crosstalk between the optical devices, or a blocking layer may be deposited between the optical devices to achieve this. In one case, the planarization layer also functions as a blocking layer.

Nachdem die Farbumwandlungsschichten abgeschieden sind, können unterschiedliche Schichten wie Polarisatoren abgeschieden werden.After the color conversion layers are deposited, different layers such as polarizers can be deposited.

In einem anderen Gesichtspunkt werden Farbfilter auf den Farbumwandlungsschichten abgeschieden. In diesem Fall können ein breiteres Farbspektrum und höhere Wirksamkeit erzielt werden. Es kann eine Planarisierungsschicht und/oder Bankschicht nach der Farbumwandlungsschicht verwendet werden, bevor die Farbfilterschichten abgeschieden werden.In another aspect, color filters are deposited on the color conversion layers. In this case, a wider color spectrum and higher efficiency can be achieved. A planarization layer and / or bank layer after the color conversion layer may be used before the color filter layers are deposited.

Die Farbfilter können größer sein als die Farbumwandlungsschicht, um jeglichen Lichtverlust zu blockieren. Darüber hinaus kann eine Schwarzmatrix zwischen den Farbumwandlungsinseln oder Farbfiltern gebildet werden.The color filters may be larger than the color conversion layer to prevent any loss of light To block. In addition, a black matrix can be formed between the color conversion islands or color filters.

55A, 55B und 55C veranschaulichen Strukturen, in denen die Vorrichtung von einigen Pixeln (oder Subpixeln) geteilt wird. Hier ist die Mikrovorrichtung 1503 nicht vollständig gemustert, aber der horizontale Zustand ist so konstruiert, dass die Kontakte 1507 die jedem Pixel zugeordnete Fläche definieren. 55A zeigt das Systemsubstrat 1506 mit Kontaktpads 1507 und ein Donatorsubstrat 1501 mit Mikrovorrichtungen 1503. Nachdem die Mikrovorrichtungen 1503 auf das Systemsubstrat (gezeigt in 55B) übertragen sind, kann eine Nachverarbeitung (55C) ausgeführt werden, wie das Abscheiden einer gemeinsamen Elektrode 4602, von Farbumwandlungsschichten 4702, Farbfiltern und so weiter. 55C zeigt ein Beispiel von Abscheiden von Farbumwandlungsschichten 4702 auf der Oberseite der Mikrovorrichtung 1503. Es können jedoch die in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren und ein anderes mögliches Verfahren verwendet werden. 55A . 55B and 55C illustrate structures in which the device is shared by a few pixels (or sub-pixels). Here is the micro device 1503 not completely patterned, but the horizontal state is constructed so that the contacts 1507 define the area associated with each pixel. 55A shows the system substrate 1506 with contact pads 1507 and a donor substrate 1501 with micro devices 1503 , After the micro devices 1503 on the system substrate (shown in FIG 55B ), a post-processing ( 55C ), such as depositing a common electrode 4602 , of color conversion layers 4702 , Color filters and so on. 55C shows an example of deposition of color conversion layers 4702 on top of the micro device 1503 , However, the methods described in this disclosure and another possible method may be used.

Es ist möglich, die Farbumwandlungsschichten wie beschrieben in aktive Pixelflächen (oder Subpixelflächen) nach dem Bilden der aktiven Fläche hinzuzufügen. Dies kann einen höheren Füllfaktor und höhere Leistung bieten und auch einen Farbaustritt aus dem Seitenpixel (oder -subpixel) vermeiden, wenn die aktive Fläche des Pixels (oder Subpixels) von reflektierenden Schichten bedeckt ist.It is possible to add the color conversion layers into active pixel areas (or sub-pixel areas) after forming the active area as described. This may provide a higher fill factor and higher performance and also avoid color leakage from the side pixel (or subpixel) when the active area of the pixel (or subpixel) is covered by reflective layers.

Während besondere Ausführungen und Anwendungen der vorliegenden Offenbarung offenbart und beschrieben wurden, ist es so zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die genaue Konstruktion und Zusammensetzungen, die hier beschrieben werden, beschränkt ist und dass verschiedene Abwandlungen, Änderungen und Variationen aus den vorhergehenden Beschreibungen offensichtlich sein können, ohne von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang einer Erfindung abzuweichen, wie sie in den anhängigen Patentansprüchen definiert ist.While particular embodiments and applications of the present disclosure have been disclosed and described, it is to be understood that the present disclosure is not limited to the precise construction and compositions described herein and that various modifications, changes and variations of the foregoing descriptions may be apparent without departing from the spirit and scope of an invention as defined in the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 15060942 [0001]US 15060942 [0001]

Claims (15)

Beansprucht wird:Claimed is: Verfahren zur Anfertigung einer integrierten Vorrichtung, wobei die integrierte Vorrichtung eine Vielzahl von Pixeln umfasst, die jeweils mindestens ein Subpixel umfassen, umfassend eine Mikrovorrichtung, die auf einem Substrat integriert ist, wobei das Verfahren umfasst: Erstrecken einer aktiven Fläche eines ersten Subpixels auf eine Fläche, die größer als eine Fläche einer ersten Mikrovorrichtung des ersten Subpixels ist, indem eine Füllschicht um die erste Mikrovorrichtung und zwischen der ersten Mikrovorrichtung und mindestens einer zweiten Mikrovorrichtung gemustert wird.A method of fabricating an integrated device, the integrated device comprising a plurality of pixels each comprising at least one subpixel, comprising a micro device integrated on a substrate, the method comprising: Extending an active area of a first subpixel to an area larger than an area of a first micro device of the first subpixel by patterning a fill layer around the first micro device and between the first micro device and at least one second micro device. Verfahren nach Anspruch 1, überdies umfassend: Anfertigen mindestens einer reflektierenden Schicht, die mindestens einen Teilabschnitt einer Seite der gemusterten Füllschicht bedeckt, wobei die reflektierende Schicht zum Eindämmen mindestens eines Teils einfallenden oder austretenden Lichts in der aktiven Fläche des Subpixels dient.Method according to Claim 1 further comprising: forming at least one reflective layer covering at least a portion of one side of the patterned fill layer, the reflective layer serving to contain at least a portion of incident or outgoing light in the active area of the subpixel. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die reflektierende Schicht als eine Elektrode der Mikrovorrichtung angefertigt wird.Method according to Claim 2 wherein the reflective layer is made as an electrode of the micro device. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Musterbildung der Füllschicht überdies die Füllschicht um ein weiteres Subpixel mustert.Method according to Claim 1 In addition, the patterning of the fill layer also scans the fill layer for another subpixel. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Musterbildung der Füllschicht überdies mit einem dielektrischen Füllmaterial ausgeführt wird.Method according to Claim 1 Moreover, the patterning of the filling layer is carried out with a dielectric filling material. Integrierte Vorrichtung, umfassend: eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils mindestens ein Subpixel umfassen, umfassend eine Mikrovorrichtung, die auf einem Substrat integriert ist; und eine gemusterte Füllschicht, die um eine erste Mikrovorrichtung eines ersten Subpixels und zwischen der ersten Mikrovorrichtung und mindestens einer zweiten Mikrovorrichtung gebildet ist, wobei die gemusterte Füllschicht eine aktive Fläche des ersten Subpixels auf eine Fläche erstreckt, die größer als eine Fläche der ersten Mikrovorrichtung ist.Integrated device comprising: a plurality of pixels, each comprising at least one subpixel, comprising a micro device integrated on a substrate; and a patterned fill layer surrounding a first micro device of a first subpixel and is formed between the first microdevice and at least one second microdevice, the patterned fill layer extending an active area of the first subpixel to an area larger than an area of the first microdevice. Integrierte Vorrichtung nach Anspruch 6, überdies umfassend: mindestens eine reflektierende Schicht, die mindestens einen Teilabschnitt einer Seite der gemusterten Füllschicht bedeckt, wobei die reflektierende Schicht zum Eindämmen mindestens eines Teils einfallenden und austretenden Lichts auf die aktive Fläche des ersten Subpixels dient.Integrated device according to Claim 6 and further comprising: at least one reflective layer covering at least a portion of one side of the patterned filler layer, the reflective layer serving to contain at least a portion of incident and outgoing light on the active surface of the first subpixel. Integrierte Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die reflektierende Schicht eine Elektrode der Mikrovorrichtung ist.Integrated device according to Claim 7 wherein the reflective layer is an electrode of the micro device. Integrierte Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die gemusterte Füllschicht um ein weiteres Subpixel gebildet wird.Integrated device according to Claim 7 wherein the patterned fill layer is formed around another sub-pixel. Verfahren zur Anfertigung einer integrierten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von Pixeln umfasst, die jeweils mindestens ein Subpixel umfassen, umfassend eine Mikrovorrichtung, die auf einem Substrat integriert ist, wobei das Verfahren umfasst: Integrieren mindestens einer Mikrovorrichtung in ein Aufnahmesubstrat; und anschließend an die Integration der mindestens einen Mikrovorrichtung Integrieren mindestens einer Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung in das Aufnahmesubstrat.A method of fabricating an integrated device, the device comprising a plurality of pixels, each comprising at least one subpixel, comprising a micro device integrated on a substrate, the method comprising: Integrating at least one micro device into a receiving substrate; and subsequent to the integration of the at least one micro device, integrating at least one thin-film electro-optical device into the receiving substrate. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Integrieren der mindestens einen Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung die Bildung eines optischen Pfads für die Mikrovorrichtung durch alle oder einige Schichten der mindestens einen elektro-optischen Vorrichtung umfasst.Method according to Claim 10 wherein integrating the at least one thin-film electro-optic device comprises forming an optical path for the micro-device through all or some layers of the at least one electro-optic device. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Integrieren der mindestens einen Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung derart ist, dass ein optischer Pfad für die Mikrovorrichtung durch eine Oberfläche oder Fläche der integrierten Vorrichtung verläuft, die eine andere als eine Oberfläche oder Fläche der elektro-optischen Vorrichtung ist.Method according to Claim 10 wherein integrating the at least one thin-film electro-optic device is such that an optical path for the micro-device passes through a surface or surface of the integrated device that is other than a surface or surface of the electro-optic device. Verfahren nach Anspruch 10, überdies umfassend das Anfertigen einer Elektrode der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung, wobei die Elektrode der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung eine aktive Fläche mindestens eines, eines Pixels und eines Subpixels, definiert.Method according to Claim 10 and further comprising fabricating an electrode of the thin-film electro-optic device, wherein the electrode of the thin-film electro-optic device defines an active area of at least one of a pixel and a subpixel. Verfahren nach Anspruch 10, überdies umfassend das Anfertigen einer Elektrode, die als eine geteilte Elektrode sowohl der Dünnfilm-elektro-optischen Vorrichtung und der lichtemittierenden Mikrovorrichtung dient.Method according to Claim 10 and further comprising preparing an electrode serving as a divided electrode of both the thin-film electro-optical device and the micro light-emitting device.
DE112017001139.6T 2016-03-04 2017-03-06 MICRO DEVICE INTEGRATION IN SYSTEM SUBSTRATE Pending DE112017001139T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/060,942 2016-03-04
US15/060,942 US10134803B2 (en) 2015-01-23 2016-03-04 Micro device integration into system substrate
PCT/IB2017/051297 WO2017149521A1 (en) 2016-03-04 2017-03-06 Micro device integration into system substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112017001139T5 true DE112017001139T5 (en) 2018-12-06

Family

ID=59745139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112017001139.6T Pending DE112017001139T5 (en) 2016-03-04 2017-03-06 MICRO DEVICE INTEGRATION IN SYSTEM SUBSTRATE

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE112017001139T5 (en)
WO (1) WO2017149521A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019226788A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Lumiode, Inc. Led display structures and fabrication of same
CN110875359A (en) * 2018-08-31 2020-03-10 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 Display panel
EP3899920A4 (en) 2018-12-21 2022-09-28 Lumiode, Inc. Addressing for emissive displays
JP7464541B2 (en) 2019-05-31 2024-04-09 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司 Display backplate and manufacturing method thereof, display panel and manufacturing method thereof, display device
WO2020238173A1 (en) 2019-05-31 2020-12-03 京东方科技集团股份有限公司 Display backplane and manufacturing method therefor, and display device
EP4016630A4 (en) 2019-08-16 2022-08-24 BOE Technology Group Co., Ltd. Display backplane and manufacturing method therefor, and display device
US11777059B2 (en) 2019-11-20 2023-10-03 Lumileds Llc Pixelated light-emitting diode for self-aligned photoresist patterning
WO2022145399A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 日東電工株式会社 Black matrix sheet, self-luminous display body, and method for manufacturing self-luminous display body

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2838561B1 (en) * 2002-04-12 2004-09-17 Commissariat Energie Atomique PHOTODECTOR MATRIX, PIXEL ISOLATED BY WALLS, HYBRIDED ON A READING CIRCUIT
US7307327B2 (en) * 2005-08-04 2007-12-11 Micron Technology, Inc. Reduced crosstalk CMOS image sensors
JP5458307B2 (en) * 2010-03-05 2014-04-02 株式会社ジャパンディスプレイ Electro-optic display
CN105209558A (en) * 2013-03-13 2015-12-30 卡博特公司 Coatings having filler-polymer compositions with combined low dielectric constant, high resistivity, and optical density properties and controlled electrical resistivity, devices made therewith, and methods for making same
US9111464B2 (en) * 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
CA2880718A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Ignis Innovation Inc. Selective transfer of semiconductor device to a system substrate
CA2887186A1 (en) * 2015-05-12 2016-11-12 Ignis Innovation Inc. Selective transferring and bonding of pre-fabricated micro-devices
CA2890398A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-04 Ignis Innovation Inc. Selective and non-selective micro-device transferring

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017149521A1 (en) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112018003713T5 (en) MICRO DEVICE INTEGRATION IN SYSTEM SUBSTRATE
DE112017001139T5 (en) MICRO DEVICE INTEGRATION IN SYSTEM SUBSTRATE
US20210202572A1 (en) Micro device integration into system substrate
DE102017127964B4 (en) Organic light emitting diode display, method of manufacturing the same, and display device
DE102016123108B4 (en) Organic light emitting display devices and method for their manufacture
DE102007006921B4 (en) Color filter, color filter field, manufacturing method and image sensor
DE60223052T2 (en) Color image sensor with improved calorimetry and method for its production
WO2006002668A1 (en) Light-emitting diode matrix and method for producing a light-emitting diode matrix
DE102016125920A1 (en) Organic light-emitting display device and method for producing the same
DE202012013576U1 (en) Solid-state imaging unit and electronic device
DE102010028304A1 (en) Organic light emitting display device
DE102019118943A1 (en) TOUCH SENSOR DISPLAY DEVICE
US10847571B2 (en) Micro device integration into system substrate
DE102017123290A1 (en) Light-emitting component, display device and method for producing a display device
DE102011100350A1 (en) Image sensor with adjustable resolution
CA2880718A1 (en) Selective transfer of semiconductor device to a system substrate
EP3327796B1 (en) Optical-electronic component and method for production thereof
TWI820033B (en) Micro device integration into system substrate
CA2936473A1 (en) Integrated micro-devices and method of assembly
DE102008051583A1 (en) CMOS image sensor and method for its production
DE112021003107T5 (en) COLOR CONVERSION SOLID STATE DEVICE
WO2018011298A1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
DE112021001341T5 (en) DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE
US20230207611A1 (en) Micro device integration into system substrate
DE102018124352B4 (en) COLOR FILTER UNIFORMITY FOR IMAGE SENSOR DEVICES

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R012 Request for examination validly filed