JP2018107421A - マイクロledモジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の目的は、マイクロLEDのマウント工程でLED基板とサブマウント基板との間の熱膨張係数の差によるミスアライメントの問題を解決する技術を提供することにある。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に充填された液状又はゲル状のギャップ充填物質が硬化されて形成され得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に粉末状態で充填されたギャップ充填物質が溶融及び硬化されて形成され得る。
前記マイクロLEDは、内側に前記多数のLEDセルがマトリックス状に配列されて形成され、外側に前記第1導電型半導体の層露出領域が形成された構造を含み得る。
前記多数の電極パッドは、前記多数のLEDセルの各々の前記第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成された多数の個別電極パッドと、前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結された外郭側の共通電極パッドと、を含み、前記多数の電極は、前記多数の個別電極パッドに連結された多数の第1電極と、前記共通電極パッドに連結された第2電極と、を含み、前記多数の連結部は、前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の内側領域を占有し、前記多数の内側連結部の各々の周囲を覆う内側充填部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の外郭領域を占有し、前記外郭連結部の周囲を覆う外郭充填部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記サブマウント基板の外郭の空の領域上で前記マイクロLEDの外郭側面を覆う周囲部を更に含み得る。
前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々との間を電気的に連結するソルダーを含み得る。
前記多数の連結部の各々は、前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに連結された金属ピラーと、前記金属ピラーに形成されたソルダーと、を含み得る。
前記多数の連結部の各々は、前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに接して形成された導電性ソフトブロックと、垂直方向の力によって前記導電性ソフトブロックに挿入されて電気的に連結された導電性挿入ロッドと、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の領域のうちの前記多数のマイクロLEDセルが存在する内側領域を占有する内側充填部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の領域のうちの前記多数のマイクロLEDセルが存在しない外郭領域を占有する外郭充填部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間を占有する充填部と、前記サブマウント基板の外郭の空の領域上で前記マイクロLEDの外郭側面を覆う周囲部と、をみ得る。ここで、充填部は、上述した内側充填部及び外側充填部を全て含む意味である。
前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々とを電気的に連結するソルダーを含み、前記ギャップ充填層を形成する段階は、前記ソルダーの溶融前に前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に液状、ゲル状、又は粉末状のギャップ充填物質を充填し得る。
前記多数の電極パッドは、前記多数のLEDセルの各々の第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成される多数の個別電極パッドと、前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結される外郭側の共通電極パッドと、を含み、前記多数の電極は、前記多数の個別電極パッドに連結される多数の第1電極と、前記共通電極パッドに連結される第2電極と、を含み、前記多数の連結部は、前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含み得る。
前記マウントする段階は、ソルダーを含む連結部を用いて前記電極パッドと前記電極とを連結し、前記ソルダーを溶融させる加熱及び前記ソルダーを硬化させる冷却過程において、前記サブマウント基板と前記マイクロLEDのLED基板とをそれぞれ異なる加熱−冷却曲線で制御し得る。
3 導電性挿入ロッド
4 補強充填部
5a 第1チャック
5b 第1温度調節部
6a 第2チャック
6b 第2温度調節部
100 マイクロLED
101 溝
102 露出領域
110 透光性成長基板
130 LEDセル
131 サファイア基板
132 n型半導体層
133 活性層
134 p型半導体層
140 共通電極パッド
150 個別電極パッド
160 セルカバー層
162 第1パッド露出ホール
164 第2パッド露出ホール
190 充填材
200 サブマウント基板
201 基板母材
240 個別電極
240’ 共通電極
250 電極カバー層(絶縁層)
252、302 電極露出ホール(オープニング)
260 内側連結部(バンプ)(Cuピラーバンプ)
261 UBM(Under Bump Metallurgy)
262、272 Cuピラー
263 SnAgソルダー(ソルダーキャップ)
263’ ソルダー接合部
264、274 ソルダー
270 外郭連結部(バンプ)
300 感光性PR(フォトレジスト)
700 ギャップ充填層
700’ ギャップ充填物質
710 内側充填部
720 外郭充填部
730 周囲部
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に形成されて前記多数の連結部の各々の周辺を全て覆い得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に充填された液状又はゲル状のギャップ充填物質が硬化されて形成され得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に粉末状態で充填されたギャップ充填物質が溶融及び硬化されて形成され得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の内側領域を占有し、前記多数の内側連結部の各々の周囲を覆う内側充填部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の外郭領域を占有し、前記外郭連結部の周囲を覆う外郭充填部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記サブマウント基板の外郭の空の領域上で前記マイクロLEDの外郭側面を覆う周囲部を更に含み得る。
前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々との間を電気的に連結するソルダーを含み得る。
前記多数の連結部の各々は、前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに連結された金属ピラーと、前記金属ピラーに形成されたソルダーと、を含み得る。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマイクロLEDモジュールは、各LEDセルが第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む多数のLEDセルを有するマイクロLEDと、前記マイクロLEDがマウントされたサブマウント基板と、前記マイクロLEDに形成された多数の電極パッドと、前記多数の電極パッドに対応するように前記サブマウント基板上に形成された多数の電極と、前記多数の電極パッドと前記多数の電極との間を連結する多数の連結部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間のギャップに充填されて形成され、前記マイクロLED及び前記サブマウント基板に対して接合力を有するギャップ充填層と、を備え、前記マイクロLEDは、内側に前記多数のLEDセルがマトリックス状に配列されて形成され、前記多数の電極パッドは、前記多数のLEDセルの各々の前記第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成された多数の個別電極パッドと、前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結された外郭側の共通電極パッドと、を含み、前記多数の電極は、前記多数の個別電極パッドに連結された多数の第1電極と、前記共通電極パッドに連結された第2電極と、を含むことを特徴とする。
前記多数の連結部は、前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の内側領域を占有し、前記多数の内側連結部の各々の周囲を覆う内側充填部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の外郭領域を占有し、前記外郭連結部の周囲を覆う外郭充填部と、を含み得る。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマイクロLEDモジュールは、各LEDセルが第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む多数のLEDセルを有するマイクロLEDと、前記マイクロLEDがマウントされたサブマウント基板と、前記マイクロLEDに形成された多数の電極パッドと、前記多数の電極パッドに対応するように前記サブマウント基板上に形成された多数の電極と、前記LEDセルを覆うように形成され、電極パッドを露出させるパッド露出ホールが形成されたセルカバー層と、前記多数の電極パッドと前記多数の電極との間を連結する多数の連結部と、を備え、前記多数の連結部の各々は、前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに接して形成された導電性ソフトブロックと、垂直方向の力によって前記導電性ソフトブロックに挿入されて電気的に連結された導電性挿入ロッドと、を含み、前記導電性ソフトブロックは、前記セルカバー層と接触するように形成され、前記パッド露出ホールを介して前記電極パッドと接触することを特徴とする。
前記電極を覆うように前記サブマウント基板側に形成され、前記電極を露出させる電極露出ホールが形成された電気絶縁性の電極カバー層をさらに備え、前記導電性挿入ロッドは、前記電極露出ホールを介して前記電極と連結されて垂直に立てられ得る。
前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々とを電気的に連結するソルダーを含み、前記ギャップ充填層を形成する段階は、前記ソルダーの溶融前に前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に液状、ゲル状、又は粉末状のギャップ充填物質を充填し得る。
前記多数の連結部は、前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含み得る。
前記マウントする段階は、ソルダーを含む連結部を用いて前記電極パッドと前記電極とを連結し、前記ソルダーを溶融させる加熱及び前記ソルダーを硬化させる冷却過程において、前記サブマウント基板と前記マイクロLEDのLED基板とをそれぞれ異なる加熱−冷却曲線で制御し得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に充填された液状又はゲル状のギャップ充填物質が硬化されて形成され得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に粉末状態で充填されたギャップ充填物質が溶融及び硬化されて形成され得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の内側領域を占有し、前記多数の内側連結部の各々の周囲を覆う内側充填部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の外郭領域を占有し、前記外郭連結部の周囲を覆う外郭充填部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記サブマウント基板の外郭の空の領域上で前記マイクロLEDの外郭側面を覆う周囲部を更に含み得る。
前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々との間を電気的に連結するソルダーを含み得る。
前記多数の連結部の各々は、前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに連結された金属ピラーと、前記金属ピラーに形成されたソルダーと、を含み得る。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマイクロLEDモジュールは、単一の第1導電型半導体層と前記第1導電型半導体層に形成される多数のLEDセルを含み、各LEDセルが活性層、及び第2導電型半導体層を含むマイクロLEDと、前記マイクロLEDがマウントされたサブマウント基板と、前記マイクロLEDに形成された多数の電極パッドと、前記多数の電極パッドに対応するように前記サブマウント基板上に形成された多数の電極と、前記多数の電極パッドと前記多数の電極との間を連結する多数の連結部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間のギャップに充填されて形成され、前記マイクロLED及び前記サブマウント基板に対して接合力を有するギャップ充填層と、を備え、前記マイクロLEDは、内側に前記多数のLEDセルがマトリックス状に配列されて形成され、前記多数の電極パッドは、前記多数のLEDセルの各々の前記第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成された多数の個別電極パッドと、前記第2導電型半導体層及び前記活性層をエッチングして形成された前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結され、LEDセル全体の周辺を取り囲む外郭側に設けられた共通電極パッドと、を含み、前記多数の電極は、前記多数の個別電極パッドに連結された多数の第1電極と、前記共通電極パッドに連結された第2電極と、を含むことを特徴とする。
前記多数の連結部は、前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含み得る。
前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の内側領域を占有し、前記多数の内側連結部の各々の周囲を覆う内側充填部と、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の外郭領域を占有し、前記外郭連結部の周囲を覆う外郭充填部と、を含み得る。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマイクロLEDモジュールは、単一の第1導電型半導体層と前記第1導電型半導体層に形成される多数のLEDセルを含み、各LEDセルが活性層、及び第2導電型半導体層を含むマイクロLEDと、前記マイクロLEDがマウントされたサブマウント基板と、前記マイクロLEDに形成された多数の電極パッドと、前記多数の電極パッドに対応するように前記サブマウント基板上に形成された多数の電極と、前記LEDセルを覆うように形成され、電極パッドを露出させるパッド露出ホールが形成されたセルカバー層と、前記多数の電極パッドと前記多数の電極との間を連結する多数の連結部と、を備え、前記多数の連結部の各々は、前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに接して形成された導電性ソフトブロックと、垂直方向の力によって前記導電性ソフトブロックに挿入されて電気的に連結された導電性挿入ロッドと、を含み、前記導電性ソフトブロックは、前記セルカバー層と接触するように形成され、前記パッド露出ホールを介して前記電極パッドと接触し、前記多数の電極パッドは、前記多数のLEDセルの各々の前記第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成された多数の個別電極パッドと、前記第2導電型半導体層及び前記活性層をエッチングして形成された前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結され、LEDセル全体の周辺を取り囲む外郭側に設けられた共通電極パッドと、を含み、前記多数の電極は、前記多数の個別電極パッドに連結された多数の第1電極と、前記共通電極パッドに連結された第2電極と、を含むことを特徴とする。
前記電極を覆うように前記サブマウント基板側に形成され、前記電極を露出させる電極露出ホールが形成された電気絶縁性の電極カバー層をさらに備え、前記導電性挿入ロッドは、前記電極露出ホールを介して前記電極と連結されて垂直に立てられ得る。
Claims (17)
- 各LEDセルが第1導電型半導体層、活性層、及び第2導電型半導体層を含む多数のLEDセルを有するマイクロLEDと、
前記マイクロLEDがマウントされたサブマウント基板と、
前記多数のLEDセルに形成された多数の電極パッドと、
前記多数の電極パッドに対応するように前記サブマウント基板上に形成された多数の電極と、
前記多数の電極パッドと前記多数の電極との間を連結する多数の連結部と、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間のギャップに充填されて形成され、前記マイクロLED及び前記サブマウント基板に対して接合力を有するギャップ充填層と、を備えることを特徴とするマイクロLEDモジュール。 - 前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に形成されて前記多数の連結部の各々の周辺を全て覆うことを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。
- 前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に充填された液状又はゲル状のギャップ充填物質が硬化されて形成されることを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。
- 前記ギャップ充填層は、前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に粉末状態で充填されたギャップ充填物質が溶融及び硬化されて形成されることを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。
- 前記マイクロLEDは、内側に前記多数のLEDセルがマトリックス状に配列されて形成され、外側に前記第1導電型半導体層の露出領域が形成された構造を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。
- 前記多数の電極パッドは、
前記多数のLEDセルの各々の前記第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成された多数の個別電極パッドと、
前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結された外郭側の共通電極パッドと、を含み、
前記多数の電極は、
前記多数の個別電極パッドに連結された多数の第1電極と、
前記共通電極パッドに連結された第2電極と、を含み、
前記多数の連結部は、
前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、
前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含むことを特徴とする請求項5に記載のマイクロLEDモジュール。 - 前記ギャップ充填層は、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の内側領域を占有し、前記多数の内側連結部の各々の周囲を覆う内側充填部と、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の外郭領域を占有し、前記外郭連結部の周囲を覆う外郭充填部と、を含むことを特徴とする請求項6に記載のマイクロLEDモジュール。 - 前記ギャップ充填層は、前記サブマウント基板の外郭の空の領域上で前記マイクロLEDの外郭側面を覆う周囲部を更に含むことを特徴とする請求項7に記載のマイクロLEDモジュール。
- 前記多数の連結部の各々は、
前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに連結された金属ピラーと、
前記金属ピラーに形成されたソルダーと、を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。 - 前記多数の連結部の各々は、
前記電極パッド及び前記電極のうちのいずれか一つに接して形成された導電性ソフトブロックと、
垂直方向の力によって前記導電性ソフトブロックに挿入されて電気的に連結された導電性挿入ロッドと、を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。 - 前記ギャップ充填層は、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の領域のうちの前記多数のマイクロLEDセルが存在する内側領域を占有する内側充填部と、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間の領域のうちの前記多数のマイクロLEDセルが存在しない外郭領域を占有する外郭充填部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。 - 前記ギャップ充填層は、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間を占有する充填部と、
前記サブマウント基板の外郭の空の領域上で前記マイクロLEDの外郭側面を覆う周囲部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のマイクロLEDモジュール。 - 多数の電極パッドが形成されたマイクロLEDを準備する段階と、
多数の電極が形成されたサブマウント基板を準備する段階と、
前記多数の電極パッドと前記多数の電極との間を連結する多数の連結部を用いて、前記マイクロLEDを前記サブマウント基板に向い合うようにマウントする段階と、
前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に、前記マイクロLED及び前記サブマウント基板に対して接合力を有するギャップ充填層を形成する段階と、を有することを特徴とするマイクロLEDモジュールの製造方法。 - 前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々とを電気的に連結するソルダーを含み、
前記ギャップ充填層を形成する段階は、前記ソルダーの溶融及び硬化後に前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に液状、ゲル状、又は粉末状のギャップ充填物質を充填することを特徴とする請求項13に記載のマイクロLEDモジュールの製造方法。 - 前記多数の連結部の各々は、溶融後に硬化されて前記多数の電極パッドの各々と前記多数の電極の各々とを電気的に連結するソルダーを含み、
前記ギャップ充填層を形成する段階は、前記ソルダーの溶融前に前記マイクロLEDと前記サブマウント基板との間に液状、ゲル状、又は粉末状のギャップ充填物質を充填することを特徴とする請求項13に記載のマイクロLEDモジュールの製造方法。 - 前記多数の電極パッドは、
前記多数のLEDセルの各々の第2導電型半導体層に連結され、マトリックス状に配列されて形成される多数の個別電極パッドと、
前記第1導電型半導体層の露出領域で前記第1導電型半導体層に連結される外郭側の共通電極パッドと、を含み、
前記多数の電極は、
前記多数の個別電極パッドに連結される多数の第1電極と、
前記共通電極パッドに連結される第2電極と、を含み、
前記多数の連結部は、
前記多数の個別電極パッドと前記多数の第1電極とを連結する多数の内側連結部と、
前記共通電極パッドと前記第2電極とを連結する外郭連結部と、を含むことを特徴とする請求項13に記載のマイクロLEDモジュールの製造方法。 - 前記マウントする段階は、ソルダーを含む連結部を用いて前記電極パッドと前記電極とを連結し、前記ソルダーを溶融させる加熱及び前記ソルダーを硬化させる冷却過程において、前記サブマウント基板と前記マイクロLEDのLED基板とをそれぞれ異なる加熱−冷却曲線で制御することを特徴とする請求項13に記載のマイクロLEDモジュールの製造方法。
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