DE112019006327T5 - Anzeigevorrichtung unter Verwendung von lichtemittierender Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Anzeigevorrichtung unter Verwendung von lichtemittierender Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

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Juchan CHOI
Bongchu Shim
Changseo Park
Kiseong Jeon
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LG Electronics Inc
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Anzeigevorrichtung bereit, die umfasst: ein Substrat, mehrere auf dem Substrat angeordnete lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, eine erste Verdrahtungselektrode und eine zweite Verdrahtungselektrode, die sich jeweils von den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen erstrecken, um ein elektrisches Signal an die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu liefern, mehrere Elektrodenpaare, die auf dem Substrat angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, wenn ein elektrischer Strom geliefert wird, und die mit ersten und zweiten Elektrodenpaaren versehen sind, die in Bezug auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einer zu den ersten und zweiten Verdrahtungselektroden entgegengesetzten Seite ausgebildet sind, und eine dielektrische Schicht, die derart ausgebildet ist, dass sie die Elektrodenpaare bedeckt, wobei die mehreren Elektrodenpaare entlang einer Richtung parallel zueinander angeordnet sind.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Anzeigevorrichtung und ein Herstellungsverfahren dafür und insbesondere eine Anzeigevorrichtung, die einer lichtemittierende Halbleitervorrichtung verwendet.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • In den letzten Jahren haben auf dem Gebiet der Anzeigetechnologie Flüssigkristallanzeigen (LCDs), organische Leuchtdioden- (OLED-) Anzeigen und Mikro-LED-Anzeigen konkurriert, um eine großflächige Anzeige zu implementieren.
  • Es bestehen jedoch Probleme, wie etwa eine nicht so schnelle Antwortzeit, ein geringer Wirkungsgrad von durch Gegenlicht erzeugtem Licht im Fall von LCDs und es bestehen Nachteile, wie etwa kurze Lebensdauer ebenso wie geringer Wirkungsgrad im Fall von OLEDs.
  • Wenn im Gegensatz dazu lichtemittierende Halbleitervorrichtungen (Mikro-LED (µLED)) mit einem Durchmesser oder einer Querschnittfläche von 100 Mikrometer oder weniger in einer Anzeige verwendet werden, kann die Anzeige einen sehr hohen Wirkungsgrad bereitstellen, da sie kein Licht unter Verwendung einer Polarisationsplatte oder Ähnlichem absorbiert. Da eine großflächige Anzeige jedoch Millionen von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen erfordert, hat sie im Vergleich zu anderen Technologien die Schwierigkeit, die Vorrichtungen zu transferieren.
  • Gegenwärtig in Entwicklung befindliche Technologien für Transferverfahren umfassen Bestücken, Laserabheben (LLO), Selbstmontage oder Ähnliches. Von diesen ist das Selbstmontageverfahren, das ein Verfahren ist, bei dem die lichtemittierende Halbleitervorrichtung sich selbst in einem Fluid anordnet, das vorteilhafteste Verfahren zur Realisierung einer Anzeigevorrichtung mit großer Abmessung.
  • In den letzten Jahren schlug das US-Patent Nr. 9 825 202 eine Mikro- LED-Struktur vor, die für die Selbstmontage geeignet ist, aber es gab noch keine Forschungen an Technologien zur Fertigung einer Anzeige durch Selbstmontage von Mikro-LEDs. Folglich schlägt die vorliegende Offenbarung eine neue Art von Anzeigevorrichtung, in der Mikro-LEDs selbstmontiert werden können, und ein Fertigungsverfahren dafür vor.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein neues Fertigungsverfahren mit hoher Zuverlässigkeit in einer Großbildschirmanzeige unter Verwendung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen mit Mikrogröße bereitzustellen.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Fertigungsverfahren einer Anzeige bereitzustellen, bei dem die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen direkt auf einem Verdrahtungssubstrat selbstmontiert werden können.
  • Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Anzeigefertigungsverfahren bereitzustellen, das fähig ist, eine Fertigungszeit einer großen Bildschirmanzeige zu verringern.
  • Lösung der Aufgabe
  • Um die vorstehenden Aufgaben zu lösen, kann die vorliegende Offenbarung eine Anzeigevorrichtung bereitstellen, die umfasst: ein Substrat, mehrere auf dem Substrat angeordnete lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, eine erste Verdrahtungselektrode und eine zweite Verdrahtungselektrode, die sich jeweils von den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen erstrecken, um ein elektrisches Signal an die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu liefern, mehrere Elektrodenpaare, die auf dem Substrat angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, wenn ein elektrischer Strom geliefert wird, und die mit ersten und zweiten Elektroden versehen sind, die in Bezug auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einer zu den ersten und zweiten Verdrahtungselektroden entgegengesetzten Seite ausgebildet sind, und eine dielektrische Schicht, die derart ausgebildet ist, dass sie die Elektrodenpaare bedeckt, wobei die mehreren Elektrodenpaare entlang einer Richtung parallel zueinander angeordnet sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann jede der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen derart angeordnet sein, dass sie mit jedem beliebigen der Elektrodenpaare überlappt.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen eine erste lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine erste Farbe emittiert, und eine zweite lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine zu der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe emittiert, umfassen, wobei die ersten und zweiten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen jeweils derart angeordnet sind, dass sie mit zueinander verschiedenen Elektrodenpaaren überlappen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann ein Abstand zwischen benachbarten ersten und zweiten Elektroden kleiner als der zwischen benachbarten Elektrodenpaaren sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann eine Breite jedes Elektrodenpaars größer als die der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung ferner einen Dünnfilmtransistor umfassen, der auf der gleichen Ebene des Substrats angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf der dielektrischen Schicht angeordnet sein, und die erste Verdrahtungselektrode und die zweite Verdrahtungselektrode sind auf jeder der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen angeordnet, so dass die dielektrische Schicht zwischen den mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und den mehreren Elektrodenpaaren eingefügt ist und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zwischen den ersten und zweiten Verdrahtungselektroden und der dielektrischen Schicht eingefügt sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform können Breiten der mehreren Elektrodenpaare größer als Breiten der ersten und zweiten Verdrahtungselektroden sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die mehreren Elektrodenpaare eine Magnetkraft bereitstellen, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf dem Substrat einzurichten, und können nicht das elektrische Signal bereitstellen, um ein Bild der Anzeigevorrichtung zu erzeugen.
  • Gemäß einer Ausführungsform können benachbarte Paare der mehreren Elektrodenpaare durch eine Lücke getrennt sein und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen können direkt über der Lücke angeordnet sein.
  • Außerdem kann die vorliegende Offenbarung ein Selbstmontageverfahren einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung bereitstellen, und das Verfahren kann umfassen: Transferieren eines Substrats mit einem Montagebereich und einem Nichtmontagebereich zu einer Montageposition, Setzen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in eine Fluidkammer, Anwenden einer Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, um die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in der Fluidkammer entlang einer Richtung zu bewegen, und Anlegen einer Spannung an mehrere Elektrodenpaare, die auf dem Substrat angeordnet sind, um die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu vorgegebenen Positionen zu führen, um zuzulassen, dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen während der Bewegung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen an den vorgegebenen Positionen des Montagebereichs platziert werden, wobei die mehreren Elektrodenpaare auf dem Montagebereich des Substrats angeordnet werden und Buselektroden, die mit den mehreren Elektrodenpaaren elektrisch verbunden sind, in dem Nichtmontagebereich angeordnet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Anlegen einer Spannung an mehrere auf dem Substrat angeordnete Elektrodenpaare durch eine externe Leistungsquelle, die mit den Buselektroden verbunden ist, eine Spannung an die mehreren Elektrodenpaare anlegen.
  • Gemäß einer Ausführungsform können eine erste Buselektrode und eine zweite Buselektrode auf dem Substrat angeordnet werden, und eine Elektrode des Elektrodenpaars kann mit der ersten Buselektrode elektrisch verbunden werden und eine andere Elektrode des Elektrodenpaars kann mit der zweiten Buselektrode elektrisch verbunden werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform können das Anwenden einer Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und das Führen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu den vorgegebenen Positionen wenigstens einmal ausgeführt werden, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, welche die erste Farbe emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden, und wenigstens einmal ausgeführt werden, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, welche die zu der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Führen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu den vorgegebenen Positionen eine Spannung für jede Art der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die in die Fluidkammer gesetzt werden, an ein unterschiedliches Elektrodenpaar anlegen, um die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen abhängig von der Art der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu verschiedenen Elektrodenpaaren zu führen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Substrat mehrere Montagebereiche umfassen und die mehreren Elektrodenpaare, die in jedem der mehreren Montagebereiche angeordnet sind, können von den Buselektroden mit der gleichen Buselektrode elektrisch verbunden sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das die vorliegende Offenbarung ferner das Unterteilen des Substrats für jeden Montagebereich umfassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die mehreren Elektrodenpaare die Magnetkraft anwenden, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf dem Substrat einzurichten, und können kein elektrisches Signal bereitstellen, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu betreiben.
  • Gemäß einer Ausführungsform können benachbarte Paare der mehreren Elektrodenpaare durch eine Lücke getrennt sein, und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen können direkt über der Lücke angeordnet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung mit der vorstehenden Konfiguration kann eine große Anzahl lichtemittierender Halbleitervorrichtungen gleichzeitig in einer Anzeigevorrichtung montiert werden, in der einzelne Bildpunkte mit lichtemittierenden Mikrodioden ausgebildet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Offenbarung eine große Anzahl von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einem Wafer mit einer kleinen Größe als Bildpunkte aufgebracht werden und dann direkt auf ein großflächiges Substrat transferiert werden. Da außerdem die Mesa der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einem Substrat ausgeführt wird, ist es möglich, die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen unter Verwendung eines temporären Substrats direkt an ein Verdrahtungssubstrat zu transferieren. Dadurch ist es möglich, eine großflächige Anzeigevorrichtung zu geringen Kosten zu fertigen.
  • Außerdem können gemäß dem Fertigungsverfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung lichtemittierende Halbleitervorrichtungen unter Verwendung eines Magnetfelds und eines elektrischen Felds in einer Lösung gleichzeitig zu exakten Positionen transferiert werden, wodurch eine Transferimplementierung zu geringen Kosten, mit hohem Wirkungsgrad und hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.
  • Da außerdem die Montage durch ein elektrisches Feld ausgeführt wird, wird die selektive Montage durch eine selektive elektrische Anwendung ohne irgendeine zusätzliche Vorrichtung oder ein Verfahren ermöglicht. Folglich können selektiv rote, grüne und blaue Mikro-LEDs an gewünschten Positionen montiert werden.
  • Figurenliste
  • Die begleitenden Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, und die in dieser Spezifikation enthalten sind und einen Teil von ihr bilden, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen:
    • 1 ist eine Konzeptansicht, die eine Anzeigevorrichtung unter Verwendung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt „A“ der Anzeigevorrichtung in 1 zeigt.
    • 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung in 2 zeigt.
    • 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine andere Ausführungsform der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung in 2 zeigt.
    • 5A bis 5E sind Konzeptansichten zur Erklärung eines neuen Verfahrens zur Fertigung der vorstehenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtung.
    • 6 ist eine Konzeptansicht, die ein Beispiel für eine Selbstmontagevorrichtung für lichtemittierende Halbleitervorrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 7 ist ein Blockdiagramm, das die Selbstmontagevorrichtung in 6 zeigt.
    • 8A bis 8G sind Konzeptansichten, die ein Verfahren zur Selbstmontage von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen unter Verwendung der Selbstmontagevorrichtung in 6 zeigen.
    • 9A bis 9E sind Konzeptansichten, die ein Verfahren zur Fertigung einer Anzeigevorrichtung nach der Selbstmontage von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einem Verdrahtungssubstrat unter Verwendung der Selbstmontagevorrichtung von 6 zeigen.
    • 10 ist eine Konzeptansicht, die Elektrodenpaare zeigt, die auf einem Substrat angeordnet sind.
    • 11 ist eine Konzeptansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Elektrodenpaar und eine Buselektrode verbunden sind.
    • 12 ist eine Konzeptansicht, die ein Substrat mit mehreren Montagebereichen zeigt.
    • 13 ist eine Konzeptansicht, welche die Einrichtung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und Elektrodenpaaren zeigt, die in einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
    • 14 ist eine Querschnittansicht einer Anzeigevorrichtung, die einen Dünnfilmtransistor umfasst.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Hier nachstehend werden die hier offenbarten Ausführungsformen im Detail unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben und die gleichen oder ähnliche Elemente werden ungeachtet der Zahlen in den Zeichnungen mit den gleichen Zahlenbezügen bezeichnet und ihre redundante Beschreibung wird weggelassen. Ein Suffix „modul“ und „einheit“, das für in der folgenden Beschreibung offenbarte Bestandteilelemente verwendet wird, ist lediglich für die einfache Beschreibung der Spezifikation gedacht und das Suffix selbst verleiht keine besondere Bedeutung oder Funktion. Wenn bei der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Erklärung für eine zugehörige bekannte Funktion oder Konstruktion als den Geist der vorliegenden Offenbarung unnötig zu verfälschen erachtet wird, wurde eine derartige Erklärung weggelassen, würde aber von Fachleuten der Technik verstanden. Ebenso sollte bemerkt werden, dass die begleitenden Zeichnungen lediglich dargestellt werden, um das Konzept der Erfindung leicht zu erklären, und daher nicht derart ausgelegt werden sollten, dass sie das hier durch die begleitenden Zeichnungen offenbarte technologische Konzept beschränken.
  • Außerdem versteht sich, dass, wenn auf ein Element, wie etwa eine Schicht, einen Bereich oder ein Substrat, als „auf“ einem anderen Element Bezug genommen wird, es direkt auf dem anderen Element sein kann oder auch ein Zwischenelement dazwischen eingefügt sein kann.
  • Eine hier offenbarte Anzeigevorrichtung kann ein tragbares Telefon, ein Smartphone, einen Laptop-Rechner, ein digitales Rundfunkendgerät, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einen tragbaren Multimedia-Player (PMP), eine Navigationseinrichtung, einen Slate-PC, einen Tablet-PC, ein Ultrabook, ein digitales TV, ein digitales Leitsystem, eine am Kopf angebrachte Anzeige (HMD), einen Desktop-Computer, und Ähnliche umfassen. Es würde jedoch von Fachleuten der Technik leicht verstanden, dass eine hier offenarte Konfiguration leicht auf jede anzeigefähige Vorrichtung anwendbar sein kann, auch wenn später ein neuer Produkttyp entwickelt wird.
  • 1 ist eine Konzeptansicht, die eine Anzeigevorrichtung unter Verwendung einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt „A“ der Anzeigevorrichtung in 1 zeigt, und 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung in 2 zeigt, und 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine andere Ausführungsform der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung in 2 zeigt.
  • Gemäß der Darstellung können Informationen, die in der Steuerung der Anzeigevorrichtung 100 verarbeitet werden, auf einem Anzeigemodul 140 angezeigt werden. Ein Gehäuse 101 in der Form einer geschlossenen Schleife, die einen Rand des Anzeigemoduls umgibt, kann eine Einfassung der Anzeigevorrichtung bilden.
  • Das Anzeigemodul 140 kann eine Tafel 141, auf der ein Bild angezeigt wird, umfassen, und die Tafel 141 kann lichtemittierende Halbleitervorrichtungen 150 mit Mikrogröße und ein Verdrahtungssubstrat 110, auf dem die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 150 montiert sind, umfassen.
  • Auf dem Verdrahtungssubstrat 110 können Verdrahtungsleitungen ausgebildet und mit einer n-Elektrode 152 und einer p-Elektrode 156 der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 150 verbunden sein. Dadurch kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 150 als selbstemittierender einzelner Bildpunkt auf dem Verdrahtungssubstrat 110 bereitgestellt werden.
  • Ein auf der Tafel 141 angezeigtes Bild ist visuelle Information und wird implementiert, indem die Lichtemission eines Subbildpunkts, der in einer Matrixform angeordnet ist, durch die Verdrahtungsleitungen gesteuert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Mikro-LED (Leuchtdiode) als eine Art von lichtemittierender Halbleitervorrichtung 150, die Strom in Licht umwandelt, dargestellt. Die Mikro-LED kann eine Leuchtdiode sein, die mit einer kleinen Größe von 100 Mikrometer oder weniger ausgebildet ist. Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 150 kann jeweils in blau, rot und grün emittierenden Bereichen bereitgestellt werden, um durch eine Kombination der lichtemittierenden Bereiche einen Subbildpunkt zu implementieren. Mit anderen Worten bezeichnet der Subbildpunkt eine minimale Einheit zum Implementieren einer einzigen Farbe und in dem Subbildpunkt können mindestens drei Mikro-LEDs bereitgestellt werden.
  • Insbesondere kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 150 Bezugnehmend auf 3 eine vertikale Struktur sein.
  • Zum Beispiel können die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 150 mit einer lichtemittierenden Hochleistungsvorrichtung implementiert werden, die verschiedene Lichter, einschließlich blau emittiert, bei der hauptsächlich Galliumnitrid (GaN) verwendet wird, und diesem Indium (In) und oder Aluminium (Al) zugesetzt werden.
  • Die vertikale lichtemittierende Halbleitervorrichtung kann eine p-Elektrode 156, eine mit der p-Elektrode ausgebildete p-Halbleiterschicht 155, eine auf der p-Halbleiterschicht 155 ausgebildete aktive Schicht 154, eine auf der aktiven Schicht 154 ausgebildete n-Halbleiterschicht 153 und eine auf der n-Halbleiterschicht 153 ausgebildete n-Elektrode 152 umfassen. In diesem Fall kann die an der Unterseite angeordnete p-Elektrode 156 mit einer p-Elektrode des Verdrahtungssubstrats elektrisch verbunden sein, und die an der Oberseite angeordnete n-Elektrode 152 kann mit einer n-Elektrode an einer Oberseite der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung elektrisch verbunden sein. Die Elektroden können in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung in der vertikalen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 150 angeordnet sein, wodurch ein großer Vorteil der Fähigkeit, die Chipgröße zu verringern, bereitgestellt wird.
  • Als ein anderes Beispiel kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung Bezugnehmend auf 4 eine lichtemittierende Flip-Chip-Halbleitervorrichtung sein.
  • Für ein derartiges Beispiel kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 250 eine p-Elektrode 256, eine mit der p-Elektrode 256 ausgebildete p-Halbleiterschicht 255, eine auf der p-Halbleiterschicht 255 ausgebildete aktive Schicht 254, eine auf der aktiven Schicht 254 ausgebildete n-Halbleiterschicht 253 und eine n-Elektrode 252, die derart angeordnet ist, dass sie in der Horizontalrichtung auf der n-Halbleiterschicht 253 von der p-Elektrode 256 getrennt ist, umfassen. In diesem Fall können sowohl die p-Elektrode 256 als auch die n-Elektrode 252 mit der p-Elektrode und der n-Elektrode des Verdrahtungssubstrats an der Unterseite der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung elektrisch verbunden sein.
  • Die vertikale lichtemittierende Halbleitervorrichtung und die horizontale lichtemittierende Halbleitervorrichtung können jeweils eine grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtung, eine blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung oder eine rote lichtemittierende Halbleitervorrichtung sein. Die grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtung und die blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung können hauptsächlich aus Galliumnitrid (GaN) ausgebildet sein, und diesem kann/können Indium (In) und/oder Aluminium (Al) zugesetzt werden, um eine lichtemittierende Hochleistungsvorrichtung, die grünes oder blaues Licht emittiert, zu implementieren. Für ein derartiges Beispiel kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung ein Galliumnitrid-Dünnfilm sein, der in verschiedenen Schichten, wie etwa n-GaN, p-GaN und InGa, ausgebildet ist, und insbesondere kann die p-Halbleiterschicht ein p-GaN sein und die n-Halbleiterschicht kann ein n-GaN sein. Jedoch kann die p-Halbleiterschicht im Fall der roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung p-GaAs sein und die n-Halbleiterschicht kann n-GaAs sein.
  • Außerdem kann eine p-Elektrodenseite in der p-Halbleiterschicht mit Mg dotiertes p-GaN sein, und eine n-Elektrodenseite in der n-Halbleiterschicht kann mit Si dotiertes GaN sein. In diesem Fall können die vorstehend beschriebenen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen lichtemittierende Halbleitervorrichtungen ohne eine aktive Schicht sein.
  • Da die Leuchtdiode andererseits Bezugnehmend auf 1 bis 4 sehr klein ist, kann die Anzeigetafel mit selbstemittierenden Subbildpunkten mit einem fine pitch (deutsch: feines Rastermaß) angeordnet werden, wodurch eine Hochqualitätsanzeigevorrichtung implementiert wird.
  • In einer Anzeigevorrichtung, welche die vorstehend beschriebene lichtemittierende Halbleitervorrichtung der vorliegenden Offenbarung verwendet, wird eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die auf einem Wafer gezüchtet und durch Mesa und Isolierung ausgebildet wird, als ein einzelner Bildpunkt verwendet. In diesem Fall muss die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 150 mit Mikrogröße an eine vorgegebene Position auf dem Substrat der Anzeigetafel auf einen Wafer transferiert werden. Bestückung wird als die Transfertechnologie verwendet, aber die Erfolgsrate ist niedrig und es wird eine Menge Zeit benötigt. Als ein anderes Beispiel gibt es eine Technologie zum gleichzeitigen Transferieren mehrerer Vorrichtungen unter Verwendung eines Stempels oder einer Walze, aber die Ausbeute ist begrenzt und nicht für eine große Bildschirmanzeige geeignet. Die vorliegende Offenbarung schlägt ein neues Fertigungsverfahren einer Anzeigevorrichtung, das fähig ist, die vorstehenden Probleme zu lösen, und eine Fertigungsvorrichtung die dieses verwendet, vor.
  • Zu diesem Zweck wird zuerst ein neues Fertigungsverfahren der Anzeigevorrichtung beschrieben. 5A bis 5E sind Konzeptansichten zur Erklärung eines neuen Verfahrens zur Fertigung der vorstehenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtung.
  • In dieser Spezifikation wird eine Anzeigevorrichtung, die eine lichtemittierende Passivmatrix-, (PM-), Halbleitervorrichtung verwendet, beschrieben. Jedoch kann ein nachstehend beschriebenes Beispiel auch auf eine lichtemittierende Aktivmatrix-, (AM-), Halbleitervorrichtung anwendbar sein. Außerdem wird ein Verfahren, das eine horizontale lichtemittierende Halbleitervorrichtung verwendet, beschrieben, es ist aber auch auf ein Verfahren zur Selbstmontage einer vertikalen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung anwendbar.
  • Zuerst werden gemäß einem Herstellungsverfahren jeweils eine erste leitfähige Halbleiterschicht 253, eine aktive Schicht 254 und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 auf einem Zuchtsubstrat 259 gezüchtet.
  • Wenn die erste leitfähige Halbleiterschicht 253 gezüchtet wird, wird als Nächstes eine aktive Schicht 254 auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253 gezüchtet und dann wird die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 auf der aktiven Schicht 1154 gezüchtet. Wenn, wie vorstehend beschrieben, die erste leitfähige Halbleiterschicht 253, die aktive Schicht 254 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 nacheinander gezüchtet werden, bilden die erste leitfähige Halbleiterschicht 253, die aktive Schicht 254 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 eine Schichtstruktur wie in 5A dargestellt.
  • In diesem Fall kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 253 eine n-Halbleiterschicht sein, und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 kann eine p-Halbleiterschicht sein. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der erste Leitfähigkeitstyp kann der p-Typ sein und der zweite Leitfähigkeitstyp kann der n-Typ sein.
  • Außerdem stellt die vorliegende Ausführungsform einen Fall dar, in dem die aktive Schicht vorhanden ist, es ist aber auch möglich, eine Struktur zu verwenden, in der die aktive Schicht, wie vorstehend beschrieben, nicht vorhanden ist. Für ein derartiges Beispiel kann die p-Halbleiterschicht ein mit Mg dotiertes p-GaN sein und eine n-Elektrodenseite in der n-Halbleiterschicht kann mit Si dotiertes GaN sein.
  • Das Zuchtsubstrat 259 (der Wafer) kann aus einem beliebigen Material mit Lichttransmissionseigenschaften, zum Beispiel Saphir (Al2O3), GaN, ZnO und AlO ausgebildet sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Außerdem kann das Zuchtsubstrat 259 aus einem Trägerwafer, der ein für die Halbleitermaterialzucht geeignetes Material ist, ausgebildet sein. Das Zuchtsubstrat (W) kann aus einem Material mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein und zum Beispiel kann ein SiC-Substrat mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als ein Saphir- (Al2O3-) Substrat oder ein SiC-Substrat, das Si und/oder GaAs und/oder GaP und/oder InP und/oder Ga2O3 enthält, verwendet werden.
  • Als Nächstes wird wenigstens ein Teil der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253, der aktiven Schicht 254 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 entfernt, um mehrere Epi-Chips der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auszubilden ( 5B).
  • Insbesondere wird die Isolierung derart ausgeführt, dass mehrere lichtemittierende Vorrichtungen eine Anordnung mit Epi-Chips bilden. Mit anderen Worten werden die erste leitfähige Halbleiterschicht 253, die aktive Schicht 254 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 in einer vertikalen Richtung geätzt, um mehrere lichtemittierende Halbleitervorrichtungen auszubilden.
  • Wenn in diesem Stadium die horizontale lichtemittierende Halbleitervorrichtung ausgebildet wird, dann können die aktive Schicht 254 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 in einer vertikalen Richtung teilweise entfernt werden, um ein Mesa-Verfahren durchzuführen, in dem die erste leitfähige Halbleiterschicht 253 nach außen freiliegt, und dann wird die Isolierung, in der die erste leitfähige Halbleiterschicht geätzt wird, um mehrere lichtemittierende Halbleitervorrichtungsanordnungen auszubilden. Da jedoch gemäß der vorliegenden Offenbarung das Mesa-Verfahren anschließend an die Selbstmontage ausgeführt wird, wird das Isolationsverfahren in dem vorliegenden Stadium ohne das Mesa-Verfahren ausgeführt. In diesem Fall kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung auf eine kreisförmige Größe von 100 µm oder weniger Durchmesser isoliert werden.
  • Als Nächstes wird eine leitfähige Elektrode 256 (oder eine p-Elektrode) auf einer Oberfläche der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 ausgebildet (5C). Die zweite leitfähige Halbleiterelektrode 256 kann durch ein Abscheidungsverfahren, wie etwa Sputtern, ausgebildet werden, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Wenn jedoch die erste leitfähige Halbleiterschicht und die zweite leitfähige Halbleiterschicht jeweils eine n-Halbleiterschicht und eine p-Halbleiterschicht sind, kann die zweite leitfähige Elektrode 256 auch eine n-Elektrode sein.
  • Dann wird ein magnetischer Körper 257 auf die zweite leitfähige Elektrode 256 laminiert. Der magnetische Körper 257 kann sich auf ein Metall mit einer magnetischen Eigenschaft, das auf einem Epi-Chip ausgebildet ist, beziehen. Der magnetische Körper kann Ni, Sn, Fe, Co oder Ähnliches und als ein anderes Beispiel ein Material, das Gd-basierten, La-basierten und/oder Mn-basierten Materialien entspricht, sein.
  • Der magnetische Körper 257 kann als ein Pfosten für die Teilung in oben und unten zur Zeit der Selbstmontage danach dienen und kann eine Fläche von 25% bis 75% der Fläche des Epi-Chips und eine Höhe von einigen hundert Nanometern bis einigen Mikrometern haben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und der magnetische Körper kann in der zweiten leitfähigen Elektrode 256 in der Form von Partikeln bereitgestellt werden. Außerdem kann für eine leitfähige Elektrode, die einen magnetischen Körper umfasst, eine einzige Schicht der leitfähigen Elektrode aus einem magnetischen Körper hergestellt werden. Für ein derartiges Beispiel kann eine zweite leitfähige Elektrode 256 eine erste Schicht auf der Innenseite und eine zweite Schicht auf der Außenseite umfassen. Hier kann die erste Schicht derart hergestellt werden, dass sie einen magnetischen Körper umfasst, und die zweite Schicht kann ein anderes Metallmaterial als einen magnetischen Körper umfassen.
  • Dann wird das Zuchtsubstrat 259 entfernt, um mehrere lichtemittierende Halbleitervorrichtungen 250 bereitzustellen. Zum Beispiel kann das Zuchtsubstrat 259 unter Verwendung eines Laserabhebe- (LLO-) oder eines chemischen Abhebe- (CLO-) Verfahrens entfernt werden (5D).
  • Jedoch haben in diesem Stadium die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 in einem nachfolgenden Verfahren keine abgeschlossene Struktur wie ein Epi-Chip. Dann wird das Verfahren zum Montieren der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 auf das Substrat in einer mit einem Fluid gefüllten Kammer durchgeführt (5E).
  • Zum Beispiel werden die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 und das Substrat in einer mit einem Fluid gefüllten Kammer platziert, und die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 werden durch sich selbst unter Verwendung der Strömung, Schwerkraft, Oberflächenspannung oder von Ähnlichem an dem Substrat montiert.
  • In der vorliegenden Offenbarung kann das Substrat ein Verdrahtungssubstrat 261 sein. Mit anderen Worten wird das Verdrahtungssubstrat 261 in der Fluidkammer platziert, so dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 direkt auf das Verdrahtungssubstrat 261 montiert werden.
  • Indessen muss das vorstehend beschriebene Selbstmontageverfahren die Transferausbeute erhöhen, wenn es auf die Fertigung einer Anzeige mit großem Bildschirm angewendet wird. Die vorliegende Offenbarung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Transferausbeute vor.
  • In diesem Fall wird in einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Magnetkraft auf den magnetischen Körper in der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung angewendet, um die lichtemittierende Halbleitervorrichtung zu bewegen, und platziert die lichtemittierende Halbleitervorrichtung in dem Bewegungsvorgang unter Verwendung eines elektrischen Felds an vorgegebenen Positionen. Hier nachstehend werden ein derartiges Transferverfahren und eine Vorrichtung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.
  • 6 ist eine Konzeptansicht, die ein Beispiel für eine Selbstmontagevorrichtung für lichtemittierende Halbleitervorrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt, und 7 ist ein Blockdiagramm, das die Selbstmontagevorrichtung in 6 zeigt. Außerdem sind 8A bis 8G Konzeptansichten, die ein Verfahren zur Selbstmontage von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen unter Verwendung der Selbstmontagevorrichtung in 6 zeigen.
  • Gemäß der Darstellung von 6 und 7 kann eine Selbstmontagevorrichtung 160 der vorliegenden Offenbarung eine Fluidkammer 162, einen Magnet 163 und eine Positionierungssteuerung 164 umfassen.
  • Die Fluidkammer 162 hat einen Raum zur Aufnahme mehrerer lichtemittierender Halbleitervorrichtungen. Der Raum kann mit einem Fluid gefüllt sein, und das Fluid kann Wasser oder Ähnliches als eine Montagelösung umfassen. Folglich kann die Fluidkammer 162 ein Wasserbehälter sein und kann mit einem offenen Typ konfiguriert werden. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Fluidkammer 162 kann ein geschlossener Typ sein, in dem der Raum mit einem geschlossenen Raum ausgebildet ist.
  • Das Substrat 261 kann auf der Fluidkammer 162 angeordnet werden, so dass eine Montageoberfläche, auf der die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 montiert werden, nach unten gewandt ist. Zum Beispiel kann das Substrat 261 durch eine Transfereinheit zu einer Montageposition transferiert werden, und die Transfereinheit kann ein Gestell 165 umfassen, auf dem das Substrat montiert wird. Das Gestell 165 wird von der Steuerung positioniert, und das Substrat 261 kann durch das Gestell 261 zu der Montageposition transferiert werden.
  • Zu dieser Zeit ist die Montageoberfläche des Substrats 261 an der Montageposition der Unterseite der Fluidkammer 162 zugewandt. Gemäß der Darstellung wird die Montageoberfläche des Substrats 261 derart angeordnet, dass sie in ein Fluid in der Fluidkammer 162 eingetaucht wird. Daher werden die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 in dem Fluid zu der Montageoberfläche bewegt.
  • Das Substrat 261, das ein Montagesubstrat, auf dem ein elektrisches Feld ausgebildet werden kann, ebenso wie ein Verdrahtungssubstrat, auf dem danach Verdrahtungsleitungen ausgebildet werden, ist, kann einen Basisabschnitt 261a, eine dielektrische Schicht 261b und mehrere Elektroden 261c, 261d umfassen.
  • Der Basisabschnitt 261a kann aus einem Isoliermaterial hergestellt sein, und die mehreren Elektroden 261c können eine biplanare Dünn- oder Dickfilmelektrode sein, die auf einer Seite des Basisabschnitts 261 strukturiert ist. Die Elektrode 261c kann zum Beispiel aus einem Laminat aus Ti/Cu, Ti, einer Ag-Paste, ITO und Ähnlichen ausgebildet sein.
  • Insbesondere kann die Elektrode 261c mehrere Elektrodenpaare sein, die auf dem Substrat angeordnet sind und mit einer ersten Elektrode 261c und einer zweiten Elektrode 261d, die ein elektrisches Feld erzeugen, wenn ein elektrischer Strom geliefert wird, versehen sind.
  • Die dielektrische Schicht 261b ist aus einem anorganischen Material, wie etwa SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, HfO2 oder Ähnlichem hergestellt. Alternativ kann die dielektrische Schicht 261b aus einer einzigen Schicht oder mehreren Schichten als ein organischer Isolator zusammengesetzt sein. Eine Dicke der dielektrischen Schicht 261b kann einige dutzend Nanometer bis einige Mikrometer betragen.
  • Außerdem umfasst das Verdrahtungssubstrat 261 gemäß der vorliegenden Offenbarung mehrere Zellen 261d, die durch Trennwände unterteilt sind.
  • Zum Beispiel kann das Verdrahtungssubstrat 261 mit Zellen 261d versehen sein, durch welche die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 eingesetzt werden, so dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 leicht auf dem Verdrahtungssubstrat 261 montiert werden können. Insbesondere werden Zellen 261d, auf denen die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 montiert sind, an Positionen auf dem Verdrahtungssubstrat 261 ausgebildet, wo die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 mit den Verdrahtungselektroden ausgerichtet sind. Die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 werden in die Zellen 261d montiert, während sie sich in dem Fluid bewegen.
  • Die Zellen 261d werden nacheinander entlang einer Richtung angeordnet, und die Trennwände 261e, welche die Zellen 261d bilden, werden mit den benachbarten Zellen 261d gemeinsam genutzt. In diesem Fall können die Trennwände 261e aus einem Polymermaterial hergestellt werden. Außerdem stehen die Trennwände 261e von dem Basisabschnitt 261a vor, und die Zellen 261d können durch die Trennwände 261e nacheinander entlang der einen Richtung angeordnet werden. Insbesondere werden die Zellen 261d in Reihen- und Spaltenrichtungen angeordnet und können eine Matrixstruktur haben.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt, hat ein Inneres der Zellen 261d eine Rille zum Aufnehmen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 250 und die Rille kann ein Raum sein, der durch die Trennwände 261e definiert ist. Die Form der Rille kann die gleiche oder ähnlich der der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung sein. Wenn die lichtemittierende Halbleitervorrichtung zum Beispiel eine rechteckige Form hat, kann die Rille eine rechteckige Form haben. Wenn die lichtemittierende Halbleitervorrichtung außerdem kreisförmig ist, können die in den Zellen ausgebildeten Rillen, wenngleich nicht gezeigt, in einer kreisförmigen Form ausgebildet sein. Überdies ist jede der Zellen konfiguriert, um eine einzige lichtemittierende Halbleitervorrichtung aufzunehmen. Mit anderen Worten wird in einer einzigen Zelle eine einzige lichtemittierende Halbleitervorrichtung aufgenommen.
  • Andererseits kann gemäß der vorliegenden Offenbarung durch ein nachfolgendes Verfahren ein gleiches Material wie das der Trennwände 261e ins Innere der Zellen 261d gefüllt werden. Folglich können die Trennwände 261e in eine Passivierungsschicht, welche die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen umgibt, modifiziert werden. Die wird später beschrieben.
  • Andererseits können mehrere Elektroden auf dem Substrat angeordnet werden und eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode haben, die ein elektrisches Feld erzeugen, wenn ein elektrischer Strom geliefert wird, und auf die erste Elektrode und die zweite Elektrode kann als ein Elektrodenpaar 261c Bezug genommen werden. In der vorliegenden Offenbarung können mehrere der Elektrodenpaare 261c bereitgestellt und an der Unterseite jeder der Zellen 261d angeordnet werden. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode können aus Elektrodenleitungen ausgebildet werden, und die mehreren Elektrodenleitungen können zu benachbarten Zellen erweitert werden.
  • Das Elektrodenpaar 261c wird unter den Zellen 261d angeordnet und es werden verschiedene Polaritäten an es angelegt, um ein elektrisches Feld in den Zellen 261d zu erzeugen. Um das elektrische Feld auszubilden, kann die dielektrische Schicht die Unterseite der Zellen 261d bilden, während die dielektrische Schicht das Elektrodenpaar 261c bedeckt. Wenn in einer derartigen Struktur von einer Unterseite jeder Zelle 261d unterschiedliche Polaritäten an das Elektrodenpaar 261c angelegt werden, kann ein elektrisches Feld ausgebildet werden und die lichtemittierende Halbleitervorrichtung kann durch das elektrische Feld in die Zellen 261d eingesetzt werden.
  • An der Montageposition werden die Elektroden des Substrats 261 mit der Leistungsversorgungseinheit 171 elektrisch verbunden. Die Leistungsversorgungseinheit 171 legt Leistung an die mehreren Elektroden an, um das elektrische Feld zu erzeugen.
  • Gemäß der Darstellung kann die Selbstmontagevorrichtung einen Magnet 163 zum Anwenden einer Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen umfassen. Der Magnet 163 ist von der Fluidkammer 162 beabstandet, um eine Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 anzuwenden. Der Magnet 163 kann derart angeordnet werden, dass er einer entgegengesetzten Seite der Montageoberfläche des Substrats 261 zugewandt ist, und die Position des Magnets wird durch die mit dem Magnet 163 verbundene Positionierungssteuerung 164 gesteuert. Die lichtemittierende Halbleitervorrichtung 250 kann einen magnetischen Körper haben, um sich durch das Magnetfeld des Magnets 163 in dem Fluid zu bewegen.
  • Bezugnehmend auf 6 und 7 kann die Selbstmontagevorrichtung insbesondere eine Magnethandhabungseinrichtung umfassen, die in den x-, y- und z-Achsen auf der Oberseite der Fluidkammer automatisch oder manuell bewegt werden kann, oder einen Motor umfassen, der fähig ist, den Magnet 163 zu drehen. Die Magnethandhabungseinrichtung und der Motor können die Positionierungssteuerung 164 bilden. Dadurch dreht sich der Magnet 163 in Bezug auf das Substrat 161 in einer horizontalen Richtung, einer Uhrzeigerrichtung oder einer Gegenuhrzeigerrichtung.
  • Andererseits kann eine lichtdurchlässige Bodenplatte 166 in der Fluidkammer 162 ausgebildet sein, und die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen können zwischen der Bodenplatte 166 und dem Substrat 161 angeordnet werden. Ein Bildsensor 167 kann positioniert sein, um die Bodenplatte 166 zu betrachten, um ein Inneres der Fluidkammer 162 durch die Bodenplatte 166 zu überwachen. Der Bildsensor 167 wird von der Steuerung 172 gesteuert und kann eine umgekehrte Linse, ein CCD und Ähnliches umfassen, um die Montageoberfläche des Substrats 261 zu beobachten.
  • Die vorstehend beschriebene Selbstmontagevorrichtung ist konfiguriert, um eine Kombination eines Magnetfelds und eines elektrischen Felds zu verwenden, und unter Verwendung dieser Felder können die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in dem Verfahren, in dem sie durch eine Positionsänderung des Magnets bewegt werden, durch ein elektrisches Feld in vorgegebenen Positionen des Substrats platziert werden. Ein derartiges neues Fertigungsverfahren kann ein detailliertes Beispiel für das vorstehend unter Bezug auf 5E beschriebene Selbstmontageverfahren sein. Hier nachstehend wird ein Montageverfahren unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Selbstmontagevorrichtung detaillierter beschrieben.
  • Zuerst werden durch das unter Bezug auf 5A bis 5D beschriebene Verfahren mehrere lichtemittierende Halbleitervorrichtungen 250 mit magnetischen Körpern ausgebildet. In diesem Fall kann in dem Verfahren zum Ausbilden der zweiten leitfähigen Elektrode in 5C ein magnetischer Körper auf der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung abgeschieden werden.
  • Als Nächstes wird das Substrat 261 zu der Montageposition transferiert, und die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 werden in die Fluidkammer 162 gesetzt (8A).
  • Wie vorstehend beschrieben, ist die Montageposition des Substrats 261 eine Position, an der die Montageoberfläche, auf der die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 des Substrats 261 montiert werden, in einer Abwärtsrichtung in der Fluidkammer 162 angeordnet ist.
  • In diesem Fall können einige der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 zu dem Boden der Fluidkammer 162 sinken und einige können in dem Fluid schweben. Wenn die lichtdurchlässige Bodenplatte 166 in der Fluidkammer 162 bereitgestellt ist, können einige der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 zu der Bodenplatte 166 sinken.
  • Als Nächstes wird eine Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 angewendet, so dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 in der Fluidkammer 162 in einer vertikalen Richtung schweben (8B).
  • Wenn der Magnet 163 der Selbstmontagevorrichtung sich von seiner ursprünglichen Position zu einer entgegengesetzten Seite der Montageoberfläche des Substrats 261 bewegt, schweben die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 in dem Fluid in Richtung des Substrats 261. Die ursprüngliche Position kann eine Position weg von der Fluidkammer 162 sein. Als ein anderes Beispiel kann der Magnet 163 aus einem Elektromagnet bestehen. In diesem Fall wird an den Elektromagnet Elektrizität geliefert, um eine anfängliche Magnetkraft zu erzeugen.
  • Indessen kann in diesem Beispiel ein Trennungsabstand zwischen der Montageoberfläche des Substrats 261 und den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 gesteuert werden, indem die Größe der Magnetkraft eingestellt wird. Zum Beispiel wird der Trennungsabstand unter Verwendung des Gewichts, des Auftriebs und der Magnetkraft der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 gesteuert. Der Trennungsabstand kann einige Millimeter bis zu dutzende Mikrometer von dem äußersten Rand des Substrats sein.
  • Als Nächstes wird eine Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 angewendet, so dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 sich in eine Richtung in der Fluidkammer 162 bewegen. Zum Beispiel bewegt sich der Magnet 163 in Bezug auf das Substrat in einer horizontalen Richtung, einer Uhrzeigerrichtung oder einer Gegenuhrzeigerrichtung (8C). In diesem Fall bewegen sich die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 in einer Position, die von dem Substrat 161 beabstandet ist, durch die Magnetkraft in eine Richtung parallel zu dem Substrat 161.
  • Als Nächstes wird das Verfahren zum Anlegen eines elektrischen Felds, um die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 zu vorgegebenen Positionen des Substrats 161 zu bewegen, ausgeführt, um zu ermöglichen, dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 während der Bewegung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 an den vorgegebenen Positionen platziert werden (8D). Die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 bewegen sich durch das elektrische Feld in eine Richtung senkrecht zu dem Substrat 261, um auf vorgegebenen Positionen platziert zu werden, während sie sich entlang einer Richtung parallel zu dem Substrat 161 bewegen.
  • Die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen werden durch ein elektrisches Feld und ein magnetisches Feld zu vorgegebenen Positionen des Substrats geführt.
  • Insbesondere wird elektrische Leistung an ein Elektrodenpaar, das heißt, eine biplanare Elektrode des Substrats 261, geliefert, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, und die Montage wird nur an vorgegebenen Positionen ausgeführt. Mit anderen Worten werden die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 unter Verwendung eines selektiv erzeugten elektrischen Felds an der Montageposition des Substrats 261 montiert. Zu diesem Zweck kann das Substrat Zellen umfassen, in welche die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 eingesetzt werden.
  • Zu dieser Zeit dient der magnetische Körper 257 der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 als ein Pfosten für die Teilung in oben und unten. Insbesondere, wenn eine Oberfläche mit dem magnetischen Körper 257 in eine Richtung auf das Elektrodenpaar 261c zu in die Zelle eingesetzt wird, ist die lichtemittierende Halbleitervorrichtung nicht fähig, durch den magnetischen Körper 257 auf der Unterseite der Zelle (einer Außenoberfläche der dielektrischen Schicht) platziert zu werden.
  • Andererseits können die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 zu den vorgegebenen Positionen geführt werden, dann kann der Magnet 163 sich in eine Richtung von dem Substrat 261 wegbewegen, so dass die in den Fluidkammern 162 verbleibenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 zu dem Boden der Fluidkammern 162 fallen (8E). Wenn die Leistungszufuhr als ein anderes Beispiel gestoppt wird, wenn der Magnet 163 ein Elektromagnet ist, dann fallen die in der Fluidkammer 162 verbleibenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 zu dem Boden der Fluidkammer 162.
  • Wenn dann die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 auf dem Boden der Fluidkammer 162 gesammelt werden, können die gesammelten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250 wiederverwendet werden.
  • Wenn die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtungen verwendet, das heißt, wenn die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen alle blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtungen sind, können die blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in allen Zellen des Substrats montiert werden.
  • Andererseits kann gemäß diesem Beispiel jede der roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, der grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung und der blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung an einer gewünschten Position angeordnet werden. Wenn die vorstehende lichtemittierende Halbleitervorrichtung 250 eine blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung ist, kann das unter Bezug auf 8A bis 8E beschriebene Montageverfahren nur in einer Zelle, die einem blauen Bildpunkt entspricht, ein elektrisches Feld erzeugen, um die blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung an einer entsprechenden Position zu montieren.
  • Dann wird das unter Bezug auf 8A bis 8E beschriebene Montageverfahren jeweils unter Verwendung der grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 250a und der roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 250b ausgeführt (8F und 8G). Da das Verdrahtungssubstrat 261 jedoch bereits an der Montageposition angeordnet ist, kann das Verfahren zum Zuführen des Substrats in die Montageposition weggelassen werden.
  • Dann wird das Verfahren zum Entnehmen des Verdrahtungssubstrats 261 ausgeführt und das Montageverfahren wird abgeschlossen.
  • Die vorstehend beschriebene Selbstmontagevorrichtung und das Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass, um die Montageausbeute in einer fluidischen Anordnung zu erhöhen, unter Verwendung eines Magnetfelds Teile in einem großen Abstand benachbart zu einer vorgegebenen Montagestelle konzentriert werden und ein getrenntes elektrisches Feld an die Montagestelle angelegt wird, um die Teile nur an der Montagestelle selektiv zu montieren. Zu dieser Zeit wird das Montagesubstrat auf einem oberen Abschnitt des Wasserbehälters platziert und die Montageoberfläche ist nach unten gewandt, wodurch eine unspezifische Kopplung verhindert wird, während die Wirkung der Schwerkraft aufgrund des Gewichts von Teilen minimiert wird. Um die Transferausbeute zu erhöhen, wird mit anderen Worten das Montagesubstrat auf der Oberseite platziert, um die Wirkung einer Schwer- oder Reibungskraft zu minimieren und eine unspezifische Kopplung zu verhindern.
  • Außerdem können die blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtung und die rote lichtemittierende Halbleitervorrichtung jeweils an gewünschten Positionen montiert werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Offenbarung mit der vorstehenden Konfiguration gleichzeitig eine große Anzahl von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in einer Anzeigevorrichtung montiert werden, in der einzelne Bildpunkte mit lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen ausgebildet werden.
  • Wenn das Montageverfahren, wie vorstehend beschrieben, abgeschlossen ist, kann ein Verfahren zur Fertigung einer Anzeigevorrichtung ausgeführt werden. Hier nachstehend wird ein Fertigungsverfahren einer derartigen Anzeigevorrichtung unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • 9A bis 9E sind Konzeptansichten, die ein Verfahren zur Fertigung einer Anzeigevorrichtung nach der Selbstmontage von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einem Verdrahtungssubstrat unter Verwendung der Selbstmontagevorrichtung von 6 zeigen.
  • Die Bewegung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in der Fluidkammer wird geführt und die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen werden durch das vorstehende Verfahren an vorgegebenen Positionen des Substrats montiert und dann werden die magnetischen Körper 257 der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung entfernt, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen 250, 250a, 250b an den vorgegebenen Positionen des Substrats 261 montiert werden (9A und 9B).
  • Während die blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung 250, die grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtung 250a und die rote lichtemittierende Halbleitervorrichtung 250b, wie in 9A gezeigt, nacheinander entlang einer Richtung, angeordnet werden, werden die magnetischen Körper 257, die in der blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 250, der grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 250a und der roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung 250b bereitgestellt sind, wie in 9B gezeigt, entfernt.
  • Das Entfernen des magnetischen Körpers 257 kann durch ein chemisches oder physikalisches Verfahren ausgeführt werden und dadurch kann die zweite leitfähige Elektrode 256 (siehe 5B) nach außerhalb der Zelle freiliegen. Andererseits kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung eine Struktur haben, in der ein magnetischer Körper ohne die zweite leitfähige Elektrode 256 von der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 vorsteht (siehe 5B), und in diesem Fall kann die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 nach außerhalb der Zelle freiliegen.
  • Als Nächstes kann ein Mesa-Ausbildungsverfahren ausgeführt werden, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen an vorgegebenen Positionen des Substrats montiert werden (9C).
  • Um zum Beispiel die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu erzeugen, wird/werden die erste leitfähige Halbleiterschicht 253 und/oder die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255 geätzt, während die Halbleitervorrichtungen an vorgegebenen Positionen des Substrats montiert werden.
  • Insbesondere wird die zweite leitfähige Halbleiterschicht 255, die einem Äußeren der Zelle zugewandt ist, geätzt, und in diesem Fall können die zweite leitfähige Elektrode 256 und die aktive Schicht 255 (siehe hier nachstehend 5B) ebenfalls gemeinsam geätzt werden. Als ein anderes Beispiel kann der magnetische Körper in dem Fall, in dem ein magnetischer Körper direkt auf einer Oberfläche der leitfähigen Halbleiterschicht ohne die zweite leitfähige Elektrode 256 ausgebildet wird, von einer Oberfläche der Halbleiterschicht vorstehen, um zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 geätzt zu werden.
  • Ein Teil einer Oberfläche entgegengesetzt zu der Oberfläche in Kontakt mit der dielektrischen Schicht auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253 kann durch Ätzen nach außen freigelegt werden. Ein Abschnitt, der nach außen freiliegt, kann nicht mit einer oberen Oberfläche der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 überlappen und kann ein Abschnitt sein, der in einer horizontalen Richtung beabstandet ist. Durch ein derartiges Mesa-Verfahren wird eine lichtemittierende Flip-Chip-Halbleitervorrichtung ausgebildet.
  • Als Nächstes wird das Verfahren zum Ausbilden einer Passivierungsschicht, Durchführen der Planarisierung und Ausbilden eines Kontaktlochs ausgeführt (9D).
  • Gemäß der Darstellung kann eine Passivierungsschicht 270 zwischen die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen gefüllt werden. Insbesondere umfasst das Verdrahtungssubstrat 261, wie vorstehend beschrieben, mehrere Zellen 261d, die durch Trennwände unterteilt sind, und zwischen der Zelle und der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung ist eine Lücke vorhanden. Die Passivierungsschicht 270 füllt die Lücke, während sie die lichtemittierende Halbleitervorrichtung zusammen mit den Trennwänden bedeckt.
  • Durch ein derartiges Verfahren kann eine Struktur, in der die Passivierungsschicht 270 die lichtemittierende Halbleitervorrichtung umgibt, auf der Anzeige ausgebildet werden. In diesem Fall kann die Passivierungsschicht 270 aus einem Polymermaterial hergestellt werden, um mit den Trennwänden integriert zu werden.
  • In der in 9D gezeigten Anzeigevorrichtung, die durch das vorstehende Verfahren implementiert wird, kann die Passivierungsschicht 270 mehrere Zellen umfassen, und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen können in den Zellen aufgenommen werden. Mit anderen Worten werden die Zellen, die in dem Selbstmontageverfahren in der abschließenden Struktur bereitgestellt wurden, in die Innenräume der Passivierungsschicht 270 geändert. In diesem Fall kann, wie vorstehend beschrieben, ein elektrisches Feld, das durch die Elektrodenpaare 261c, die unter Bezug auf 9D beschrieben werden, im Inneren der Zellen ausgebildet werden. Außerdem werden die mehreren Zellen in einer Matrixstruktur angeordnet und die mehreren Elektrodenpaare 261c haben eine Struktur, die sich zu den Nachbarzellen erstreckt.
  • Dann wird ein Planarisierungsverfahren ausgeführt, um eine obere Oberfläche der Passivierungsschicht 270 zu planarisieren, und Kontaktlöcher 271, 272 für Verdrahtungsleitungen können ausgebildet werden. Die Kontaktlöcher 271, 272 können jeweils in der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 ausgebildet werden.
  • Schließlich werden die ersten Verdrahtungselektroden und die zweiten Verdrahtungselektroden durch die Kontaktlöcher mit den mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen verbunden (9E).
  • Gemäß der Darstellung von 9E können die erste Verdrahtungselektrode 281 und die zweite Verdrahtungselektrode 282 zu einer Oberfläche der Passivierungsschicht 270 erweitert werden. Zu dieser Zeit kann eine Oberfläche der Passivierungsschicht 270 eine Oberfläche entgegengesetzt zu einer Oberfläche, welche die dielektrische Schicht 261b ist, sein. Zum Beispiel wird die erste Verdrahtungselektrode 281 durch ein erstes Kontaktloch 271, das auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253 ausgebildet ist, zu einer oberen Oberfläche der Passivierungsschicht 270 auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 253 erweitert. Die zweite Verdrahtungselektrode 282 wird durch ein zweites Kontaktloch 272, das auf der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 ausgebildet ist, zu einer oberen Oberfläche der Passivierungsschicht 270 erweitert. Wenn jedoch als ein anderes Beispiel die zweite leitfähige Elektrode 256 (siehe 5D) auf einer oberen Oberfläche der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 255 vorhanden ist, kann die zweite Verdrahtungselektrode 282 durch das zweite Kontaktloch 272 zu einer oberen Oberfläche der Passivierungsschicht 270 erweitert werden.
  • Obwohl der Transfer gemäß einer derartigen Struktur durch Selbstmontage ausgeführt wird, können die Verdrahtungsleitungen der lichtemittierenden Flip-Chip-Halbleitervorrichtungen implementiert werden. In diesem Fall kann die Passivierungsschicht 270 auf einer Vorderseite der Anzeigevorrichtung 100 (siehe 1) angeordnet werden, und zu dieser Zeit können die erste Verdrahtungselektrode 281 und die zweite Verdrahtungselektrode 282 transparente Elektroden sein. Zu dieser Zeit kann das aus einem Metallmaterial hergestellte Elektrodenpaar als eine reflektierende Schicht verwendet werden.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Passivierungsschicht 270 auf einer Rückseite der Anzeigevorrichtung 100 angeordnet werden, und zu dieser Zeit werden die dielektrische Schicht 261b und der Basisabschnitt 261a des Substrats 261 aus einem transparenten Material ausgebildet.
  • Andererseits können in dem vorstehend beschriebenen Selbstmontageverfahren, wie unter Bezug auf 8A bis 8G beschrieben, die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die Licht mit verschiedenen Farben emittieren, nacheinander auf dem Substrat angeordnet werden. Um die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die Licht mit verschiedenen Farben emittieren, auf einem einzigen Substrat einzurichten, muss die Anzahl von Selbstmontageverfahren gleich der der Arten von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen sein. Zum Beispiel sind wenigstens drei Selbstmontageverfahren erforderlich, um die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die blau, rot und grün emittieren, auf einem einzigen Substrat einzurichten, erforderlich.
  • Um andererseits während der Selbstmontage elektrische Leistung an das auf dem Substrat angeordnete Elektrodenpaar anzulegen, muss eine externe Leistungsquelle mit dem Elektrodenpaar verbunden werden. Eine Elektrode (hier nachstehend eine Buselektrode) zum Verbinden der Elektrodenpaare mit der externen Leistungsquelle ist an einem Rand des Substrats angeordnet. Da die Buselektrode keine Elektrode ist, die zum Antreiben einer Anzeige verwendet wird, wird sie anschließend an die Selbstmontage aus dem Fertigungsverfahren entfernt.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zur Minimierung einer Zeit des Selbstmontageverfahrens bereit. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Minimierung einer Zeit bereit, die erforderlich ist, um lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, die blau, rot und grün emittieren, auf einem einzigen Substrat einzurichten. Außerdem stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Minimierung einer Verfahrenszeit zum Verbinden der Elektrodenpaare und der Buselektrode und einer Verfahrenszeit zum Entfernen der Buselektroden bereit.
  • Zu diesem Zweck umfasst ein Substrat, das für ein Verfahren zur Fertigung einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, einen Montagebereich und einen Nichtmontagebereich. Der Montagebereich bezeichnet einen Bereich, in dem die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen während der Selbstmontage angeordnet werden. Mehrere Elektrodenpaare werden in dem Montagebereich angeordnet und die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen werden derart angeordnet, dass sie während der Selbstmontage mit irgendeinem der Elektrodenpaare überlappen.
  • Andererseits bezeichnet der Nichtmontagebereich einen Bereich, in dem die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen während der Selbstmontage nicht angeordnet werden. Der Nichtmontagebereich kann ein Bereich sein, der während eines Anzeigefertigungsverfahrens entfernt werden kann und kann in der abgeschlossenen Anzeigevorrichtung nicht vorhanden sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und wenigstes ein Teil des Nichtmontagebereichs kann nicht aus dem Anzeigefertigungsverfahren entfernt werden, sondern kann verbleiben. Mehrere Buselektroden, die mit dem Elektrodenpaar verbunden sind, können in dem Nichtmontagebereich angeordnet sein.
  • Die Buselektroden sind während der Selbstmontage mit der externen Leistungsquelle verbunden, um durch die externe Leistungsquelle eine Spannung an das Elektrodenpaar anzulegen.
  • Wenigstens zwei Buselektroden können in dem Nichtmontagebereich angeordnet werden. Eine der zwei Buselektroden wird mit einer ersten Elektrode des Elektrodenpaars verbunden und die andere wird mit einer zweiten Elektrode des Elektrodenpaars verbunden. Wenn auf den zwei Buselektroden Leistung an das Elektrodenpaar angelegt wird, haben die ersten und zweiten Elektroden unterschiedliche Polaritäten. In dieser Spezifikation werden zwei Buselektroden, die auf das Elektrodenpaar angewendet werden, als eine Art von Buselektrode beschrieben. Wenn in dem Nichtmontagebereich zum Beispiel zwei Arten von Buselektroden angeordnet werden, wird auf die beiden Buselektroden, die mit den ersten und zweiten Elektroden eines Elektrodenpaars verbunden sind, als erste Buselektroden Bezug genommen und auf die beiden Buselektroden, die mit den ersten und zweiten Elektroden eines anderen Elektrodenpaars verbunden sind, wird als zweite Buselektroden Bezug genommen. Außerdem bedeutet in dieser Spezifikation eine Buselektrode, die mit einem Elektrodenpaar verbunden ist, dass jede der zwei Buselektroden mit jeder der ersten und zweiten Elektroden des Elektrodenpaars elektrisch verbunden ist.
  • Der Nichtmontagebereich kann an einem Rand des Montagebereichs ausgebildet sein. Die mehreren Elektrodenpaare können entlang einer Richtung in dem Montagebereich parallel angeordnet sein, und die in dem Nichtmontagebereich angeordneten Buselektroden sind mit dem Elektrodenpaar an einem Rand des Montagebereichs elektrisch verbunden.
  • Andererseits können mehrere der Montagebereiche auf einem einzigen Substrat ausgebildet werden. Die voneinander beabstandeten Montagebereiche werden als Substrate für unterschiedliche Anzeigevorrichtungen verwendet. Das Elektrodenpaar, das in unterschiedlichen Montagebereichen angeordnet ist, kann mit der gleichen Buselektrode verbunden werden. Zum Beispiel können eine Buselektrode, die mit der in dem Elektrodenpaar enthaltenen ersten Elektrode verbunden ist, und eine Buselektrode, die mit der in dem Elektrodenpaar enthaltenen zweiten Buselektrode verbunden ist, in dem Nichtmontagebereich angeordnet werden. Die in jedem der mehreren Montagebereiche angeordneten Elektrodenpaare können mit den zwei Buselektroden elektrisch verbunden sein.
  • Wenn während des Selbstmontageverfahrens eine Spannung zwischen den zwei Buselektroden angelegt wird, wird von dem Elektrodenpaar, das in jedem der mehreren Montagebereiche angeordnet ist, ein elektrisches Feld erzeugt. Folglich werden die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen durch ein Selbstmontageverfahren in jedem der mehreren Selbstmontagebereiche angeordnet. Wie vorstehend beschrieben, kann es möglich sein, durch ein Selbstmontageverfahren mehrere Anzeigevorrichtungen zu fertigen.
  • Hier nachstehend wird ein Verfahren zur sequentiellen Selbstmontage blauer, roter und grüner lichtemittierender Halbleitervorrichtungen detaillierter beschrieben.
  • 10 ist eine Konzeptansicht, die Elektrodenpaare zeigt, die auf einem Substrat angeordnet sind, und 11 ist eine Konzeptansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Elektrodenpaar und eine Buselektrode verbunden sind, und 12 ist eine Konzeptansicht, die ein Substrat mit mehreren Montagebereichen zeigt.
  • Die Verfahren zum Anwenden einer Magnetkraft auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und Führen der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu den vorgegebenen Positionen werden wenigstens einmal ausgeführt, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die blaues Licht emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden, und wenigstens einmal ausgeführt, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die rotes Licht emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden, und wenigstens einmal ausgeführt, während die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die grünes Licht emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden. Hier ist die Reihenfolge von blau, rot und grün nicht speziell beschränkt.
  • Hier wird das Elektrodenpaar, an das die Spannung angelegt wird, gemäß der Art der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die in die Fluidkammer gesetzt werden, geändert. Insbesondere werden mehrere Elektrodenpaare Bezugnehmend auf 10 in drei Gruppen unterteilt. Hier nachstehend werden die mehreren Elektrodenpaare in erste bis dritte Gruppen unterteilt. Die blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen überlappen während der Selbstmontage mit einem beliebigen der Elektrodenpaare, die zu der ersten Gruppe gehören. Die roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen überlappen während der Selbstmontage mit einem beliebigen der Elektrodenpaare, die zu der zweiten Gruppe gehören. Die grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen überlappen während der Selbstmontage mit einem beliebigen der Elektrodenpaare, die zu der dritten Gruppe gehören.
  • Eine Spannung muss an das Elektrodenpaar, das zu der ersten Gruppe gehört, angelegt werden, wenn die Selbstmontage ausgeführt wird, während die blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden, und eine Spannung muss an das Elektrodenpaar, das zu der zweiten Gruppe gehört, angelegt werden, wenn die Selbstmontage ausgeführt wird, während die roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden, und eine Spannung muss an das Elektrodenpaar, das zu der dritten Gruppe gehört, angelegt werden, wenn die Selbstmontage ausgeführt wird, während die grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden.
  • Es ist jedoch nicht notwendig, dass eine Spannung nur an das Elektrodenpaar einer Gruppe angelegt wird, die zu spezifischen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen gehört, während spezifische lichtemittierende Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden.
  • Zum Beispiel wird ein Verfahren zur Selbstmontage blauer, roter und grüner lichtemittierender Halbleitervorrichtungen der Reihe nach als ein Beispiel beschrieben. Wenn die Selbstmontage ausgeführt wird, während die roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden, sind die blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen bereits mit dem Substrat gekoppelt. Wenn zu dieser Zeit eine Spannung, die an das Elektrodenpaar, das zu der ersten Gruppe gehört, angelegt wird, ausgeschaltet wird, können die blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen von dem Substrat gelöst werden. Um dies zu verhindern, muss, wenn die Selbstmontage ausgeführt wird, während die roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden, eine Spannung sowohl an die ersten als auch zweiten Gruppen angelegt werden. In diesem Fall kann eine Anziehungskraft zwischen dem Elektrodenpaar, die zu der ersten Gruppe gehört, und den roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen angewendet werden, aber da die blauen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen bereits an vorgegebenen Positionen angeordnet sind, werden die roten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen nicht derart angeordnet, dass sie mit dem Elektrodenpaar, das zu der ersten Gruppe gehört, überlappen.
  • Wenn indessen die grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen selbstmontiert werden, müssen Spannungen an die ersten bis dritten Gruppen angelegt werden, während die grünen lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in die Fluidkammer gesetzt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Offenbarung gemäß der Art der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die in eine Fluidkammer gesetzt werden, Spannungen an unterschiedliche Elektrodenpaare angelegt, so dass die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen gemäß der Art der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die in die Fluidkammer gesetzt werden, zu unterschiedlichen Elektrodenpaaren geführt werden.
  • Zu diesem Zweck können gemäß der vorliegenden Offenbarung Bezugnehmend auf 11 elektrisch isolierte erste bis dritte Buselektroden in einem Nichtmontagebereich des Substrats angeordnet werden. Außerdem kann ein Montagebereich auf dem Substrat ausgebildet werden, und die in dem Montagebereich angeordneten Elektrodenpaare werden in erste bis dritte Gruppen klassifiziert. Die ersten Buselektroden 331a, 332a werden mit den Elektrodenpaaren 311a, 312a, die zu der ersten Gruppe gehören, verbunden, und die zweiten Buselektroden 331b, 332b werden mit den Elektrodenpaaren 311b, 312b, die zu der zweiten Gruppe gehören, verbunden, und die dritten Buselektroden 331c, 332c werden mit den Elektrodenpaaren 311c, 312c, die zu der dritten Gruppe gehören, verbunden. Die Buselektroden werden mit unterschiedlichen externen Leistungsquellen 341a, 341b, 341c, 342a, 342b, 342c verbunden. Durch die vorstehend beschriebene Struktur kann die vorliegende Offenbarung selektiv Spannungen an die Elektrodenpaare anlegen.
  • Andererseits können auf dem Substrat mehrere Montagebereiche ausgebildet werden. Bezugnehmend auf 12 können in jedem der auf dem Substrat ausgebildeten Montagebereiche (A und B) drei Elektrodenpaare angeordnet werden. Hier werden die Elektrodenpaare, die zu der gleichen Gruppe gehören, mit der gleichen Buselektrode elektrisch verbunden. Zum Beispiel werden die erste Gruppe der Elektrodenpaare 311a, 311b, die in dem ersten Montagebereich (A) angeordnet sind, und die erste Gruppe der Elektrodenpaare 311a, 311b, die in dem zweiten Montagebereich (B) angeordnet sind, mit den gleichen Buselektroden 341a, 342a elektrisch verbunden.
  • Wie vorstehend beschrieben, können gemäß der vorliegenden Offenbarung gleichzeitig Spannungen an mehrere Montagebereiche angelegt werden. Dadurch kann die vorliegende Offenbarung mehrere Anzeigevorrichtungen, die blaue, rote und grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtungen umfassen, unter Verwendung von nur drei Selbstmontageverfahren fertigen. Da außerdem gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung von nur einem Satz von Buselektroden mehrere Anzeigevorrichtungen gefertigt werden können, kann es möglich sein, eine Zeit zum Verbinden des Elektrodenpaars und der Buselektrode und eine Zeit zum Entfernen der Buselektrode zu verringern.
  • Indessen kann die vorliegende Offenbarung ferner das Entfernen des Nichtmontagebereichs umfassen, nachdem das Selbstmontageverfahren abgeschlossen ist. Wenn das Substrat mehrere Montagebereiche umfasst, können die mehreren Montagebereiche während des Verfahrens zum Entfernen des Nichtmontagebereichs voneinander getrennt werden. Die getrennten Montagebereiche werden zu unterschiedlichen Anzeigevorrichtungen gefertigt.
  • Als ein Ergebnis können mehrere Elektrodenpaare in dem Montagebereich verbleiben. Hier nachstehend wird eine durch das Fertigungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigte Anzeigevorrichtung beschrieben.
  • 13 ist eine Konzeptansicht, welche die Einrichtung von lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und Elektrodenpaaren zeigt, die in einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthalten sind, und 14 ist eine Querschnittansicht einer Anzeigevorrichtung, die einen Dünnfilmtransistor umfasst.
  • Gemäß dem vorstehenden Fertigungsverfahren kann eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfassen: ein Substrat, mehrere auf dem Substrat angeordnete lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, eine erste Verdrahtungselektrode und eine zweite Verdrahtungselektrode, die sich jeweils von den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen erstrecken, um ein elektrisches Signal an die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu liefern, mehrere Elektrodenpaare, die auf dem Substrat angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, wenn ein elektrischer Strom geliefert wird, und die mit ersten und zweiten Elektroden versehen sind, die in Bezug auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einer zu den ersten und zweiten Verdrahtungselektroden entgegengesetzten Seite ausgebildet sind, und eine dielektrische Schicht, die derart ausgebildet ist, dass sie die Elektrodenpaare bedeckt. Hier können die mehreren Elektrodenpaare entlang einer Richtung parallel zueinander angeordnet sein.
  • Da die lichtemittierende Halbleitervorrichtung während der Selbstmontage durch ein elektrisches Feld geführt wird, das zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die in dem Elektrodenpaar enthalten sind, ausgebildet wird, kann jede der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen derart angeordnet werden, dass sie mit einem beliebigen der Elektrodenpaare überlappen.
  • Wenn andererseits lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, die unterschiedliche Farben emittieren, selbstmontiert werden, überlappen die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die unterschiedliche Farben emittieren, mit unterschiedlichen Elektrodenpaaren. Insbesondere, wenn die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen eine erste lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine erste Farbe emittiert, und eine zweite lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine zu der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe emittiert, umfassen, wird jede der ersten und zweiten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen derart angeordnet, dass sie mit einem unterschiedlichen Elektrodenpaar überlappt.
  • Gemäß einer Ausführungsform überlappt Bezugnehmend auf 13 in dem Fall einer Anzeigevorrichtung, die eine blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung 350a, eine rote lichtemittierende Halbleitervorrichtung 350b und eine grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtung 350c umfasst, die blaue lichtemittierende Halbleitervorrichtung 350a mit einem ersten Elektrodenpaar 311a, 312a, und die rote lichtemittierende Halbleitervorrichtung 350b überlappt mit einem zweiten Elektrodenpaar 311b, 312b, und die grüne lichtemittierende Halbleitervorrichtung 350c überlappt mit einem dritten Elektrodenpaar 311c, 312c.
  • Dies liegt daran, dass abhängig von der Art der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, die in die Fluidkammer gesetzt wird, eine Spannung an ein unterschiedliches Elektrodenpaar angelegt wird.
  • Andererseits kann ein Abstand zwischen den ersten und zweiten Elektroden, die in jeden der Elektrodenpaare enthalten sind, kleiner als der zwischen den Elektrodenpaaren angeordnet werden. Spannungen können während der Selbstmontage an aneinandergrenzende Elektrodenpaare angelegt werden, und in diesem Fall kann auch zwischen den Elektrodenpaaren ein elektrisches Feld erzeugt werden. Aufgrund dessen kann die lichtemittierende Halbleitervorrichtung zwischen den Elektrodenpaaren geführt werden. In der vorliegenden Offenbarung ist die Intensität eines elektrischen Felds, das zwischen den ersten und zweiten Elektroden ausgebildet wird, größer als die eines Magnetfelds, das zwischen den Elektrodenpaaren ausgebildet wird, wodurch verhindert wird, dass die lichtemittierende Halbleitervorrichtung zwischen den Elektrodenpaaren geführt wird.
  • Andererseits kann eine Breite jedes der Elektrodenpaare größer als die der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung sein. Dies dient dazu, sicherzustellen, dass die lichtemittierende Halbleitervorrichtung genau zwischen den ersten und zweiten Elektroden angeordnet wird.
  • Indessen kann eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung in einer aktiven Matrixweise implementiert werden. Zu diesem Zweck kann ein Dünnfilmtransistor verwendet werden, und der Dünnfilmtransistor kann vor der Selbstmontage der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung auf ein Substrat transferiert werden. Daher können die Dünnfilmtransistoren 400 auf der gleichen Ebene wird die Elektrodenpaare 311, 312 angeordnet werden.
  • Gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der vorstehend beschriebenen vorliegenden Offenbarung kann eine große Anzahl lichtemittierender Halbleitervorrichtungen auf einen Wafer mit einer kleinen Größe als Bildpunkte aufgebracht werden und dann direkt auf ein großflächiges Substrat transferiert werden. Dadurch ist es möglich eine großflächige Anzeigevorrichtung zu geringen Kosten zu fertigen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 9825202 [0006]

Claims (20)

  1. Anzeigevorrichtung, die aufweist: ein Substrat; mehrere auf dem Substrat angeordnete lichtemittierende Halbleitervorrichtungen; eine erste Verdrahtungselektrode und eine zweite Verdrahtungselektrode, die sich jeweils von den lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen erstrecken, um ein elektrisches Signal an die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu liefern; mehrere Elektrodenpaare, die auf dem Substrat angeordnet sind, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, wenn ein elektrischer Strom geliefert wird, und die mit ersten und zweiten Elektrodenpaaren versehen sind, die in Bezug auf die lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf einer zu den ersten und zweiten Verdrahtungselektroden entgegengesetzten Seite ausgebildet sind; und eine dielektrische Schicht, die derart ausgebildet ist, dass sie die Elektrodenpaare bedeckt, wobei die mehreren Elektrodenpaare entlang einer Richtung parallel zueinander angeordnet sind.
  2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen derart angeordnet ist, dass sie mit jedem beliebigen der mehreren Elektrodenpaare überlappt.
  3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen aufweisen: eine erste lichtemittierende Halbleitervorrichtung die eine erste Farbe emittiert; und eine zweite lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine zu der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe emittiert, und wobei die ersten und zweiten lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen jeweils derart angeordnet sind, dass sie mit zueinander verschiedenen Elektrodenpaaren überlappen.
  4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Abstand zwischen benachbarten ersten und zweiten Elektroden kleiner als der zwischen benachbarten Elektrodenpaaren ist.
  5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Breite jedes Elektrodenpaars größer als die jeder lichtemittierenden Halbleitervorrichtung ist.
  6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Dünnfilmtransistor, der auf dem Substrat angeordnet ist und mit einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung elektrisch verbunden ist.
  7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die mehreren Elektrodenpaare und der Dünnfilmtransistor auf der gleichen Ebene des Substrats angeordnet sind.
  8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf der dielektrischen Schicht angeordnet sind, und die erste Verdrahtungselektrode und die zweite Verdrahtungselektrode auf jeder der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen angeordnet sind, so dass die dielektrische Schicht zwischen den mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und den mehreren Elektrodenpaaren eingefügt ist und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zwischen den ersten und zweiten Verdrahtungselektroden und der dielektrischen Schicht eingefügt sind.
  9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei Breiten der mehreren Elektrodenpaare größer als Breiten der ersten und zweiten Verdrahtungselektroden sind.
  10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mehreren Elektrodenpaare eine Magnetkraft bereitstellen, um mehrere lichtemittierende Halbleitervorrichtungen auf dem Substrat einzurichten, und nicht das elektrische Signal bereitstellen, um ein Bild der Anzeigevorrichtung zu erzeugen.
  11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei benachbarte Paare der mehreren Elektrodenpaare durch eine Lücke getrennt sind und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen direkt über der Lücke angeordnet sind.
  12. Selbstmontageverfahren für mehrere lichtemittierende Halbleitervorrichtungen, wobei das Verfahren aufweist: Transferieren eines Substrats mit einem Montagebereich und einem Nichtmontagebereich zu einer Montageposition; Bereitstellen der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in eine Fluidkammer; Anwenden einer Magnetkraft auf die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen in der Fluidkammer entlang einer Richtung zu bewegen; und Anlegen einer Spannung an mehrere Elektrodenpaare, die auf dem Substrat angeordnet sind, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu vorgegebenen Positionen zu führen, um zuzulassen, dass die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen während der Bewegung der lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen an den vorgegebenen Positionen des Montagebereichs platziert werden, wobei die mehreren Elektrodenpaare auf dem Montagebereich des Substrats angeordnet werden und Buselektroden, die mit den mehreren Elektrodenpaaren elektrisch verbunden sind, in dem Nichtmontagebereich angeordnet werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Anlegen der Spannung an die mehreren auf dem Substrat angeordneten Elektrodenpaare durch eine externe Leistungsquelle, die mit den Buselektroden verbunden ist, eine Spannung an die mehreren Elektrodenpaare anlegt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei eine erste Buselektrode und eine zweite Buselektrode von den Buselektroden auf dem Substrat angeordnet sind, und wobei eine Elektrode des Elektrodenpaars mit der ersten Buselektrode elektrisch verbunden wird und eine andere Elektrode des Elektrodenpaars mit der zweiten Buselektrode elektrisch verbunden wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Anwenden der Magnetkraft auf die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen und das Führen der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu den vorgegebenen Positionen wenigstens einmal ausgeführt werden, während die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, welche die erste Farbe emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden, und wenigstens einmal ausgeführt werden, während die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, welche eine zu der ersten Farbe verschiedene zweite Farbe emittieren, in die Fluidkammer gesetzt werden.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Führen der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu den vorgegebenen Positionen eine Spannung für jede Art der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen, die in die Fluidkammer gesetzt werden, an ein unterschiedliches Elektrodenpaar anlegt, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen abhängig von der Art der mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu verschiedenen Elektrodenpaaren zu führen.
  17. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Substrat mehrere Montagebereiche aufweist, und wobei die mehreren Elektrodenpaare, die in jedem der mehreren Montagebereiche angeordnet sind, von den Buselektroden mit der gleichen Buselektrode elektrisch verbunden sind.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, das ferner aufweist: Unterteilen des Substrats durch jeden Montagebereich.
  19. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die mehreren Elektrodenpaare die Magnetkraft anwenden, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen auf dem Substrat anzuordnen, und kein elektrisches Signal bereitstellen, um die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen zu betreiben.
  20. Verfahren nach Anspruch 12, wobei benachbarte Paare der mehreren Elektrodenpaare durch eine Lücke getrennt sind, und die mehreren lichtemittierenden Halbleitervorrichtungen direkt über der Lücke angeordnet werden.
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