JP2020091493A - マイクロ組立ledディスプレイ - Google Patents

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Abstract

【課題】マイクロLEDのアレイ及び機能的要素のアレイとを有する多機能ディスプレイを提供する。【解決手段】ディスプレイ基板上にマイクロLED402a〜402xのアレイと、機能的要素404a〜404bのアレイと、マイクロLEDのアレイと機能的要素のアレイとの間にポリマー層とを有し、かつ、ディスプレイ基板上の表面上に配置された第1及び第2のパターン化金属層と、対応するマイクロLEDのカソード及びアノードとをそれぞれ電気的に接続した多機能ディスプレイ。【選択図】図4

Description

(関連出願)
本願は、米国仮特許出願第62/014,077号(2014年6月18日出願、名称「Micro Assembled LED Displays and Lighting Elements」)、米国仮特許出願第62/026,695号(2014年6月20日出願、名称「Micro Assembled LED Displays and Lighting Elements」)、米国仮特許出願第62/029,533号(2014年7月27日出願、名称「Micro Assembled LED Displays and Lighting Elements」)、米国仮特許出願第62/055,485号(2014年9月25日出願、名称「Interconnection Architectures Advantageous for Micro−LED Displays Assembled via Micro Transfer Printing」)、米国仮特許出願第62/056,419号(2014年9月26日出願、名称「Interconnection Architectures Advantageous for Micro−LED Displays Assembled via Micro Transfer Printing」)、米国仮特許出願第62/131,230号(2014年3月10日出願、名称「Passive Matrix Display with Bottom Emitting Inorganic Micro Scale Light Emitting Diodes」)、米国仮特許出願第62/148,603号(2015年4月16日出願、名称「Micro Assembled Micro LED Displays and Lighting Elements」)、および、米国仮特許出願第62/169,531号(2015年6月1日出願、名称「Micro Assembled Micro LED Displays and Lighting Elements」に対する優先権およびそれらの利益を主張し、上記出願の各々の内容は、それらの全体が参照により本明細書に援用される。
(発明の分野)
本明細書では、過度に小型、多数、または脆弱であるため従来の手段によって組み立てられない、マイクロLEDのアレイを特色とする、マイクロ組立無機発光ダイオード(すなわち、マイクロLED)ディスプレイおよび照明要素が説明される。
フラットパネルディスプレイは、典型的には、平坦基板表面にわたって分布した発光体のアレイで構築される。プラズマテレビを除いて、発光型フラットパネルディスプレイは、多くの場合、(i)液晶および色フィルタによって提供されるピクセル光制御を伴うバックライト(例えば、液晶ディスプレイ)、(ii)有機着色発光体(例えば、有機発光ダイオードディスプレイ)、または(iii)色フィルタを伴う有機白色発光体(例えば、白色有機発光ダイオードディスプレイ)のいずれか一方に依拠する。重要なこととして、これらのフラットパネルディスプレイ技術の3つ全ては、面エミッタであり、すなわち、各ピクセルの面積全体が、発光体または光コントローラで充填される。これらのディスプレイの殆どは、ピクセルを制御するように基板上に形成される局所回路に依拠する、アクティブマトリクスディスプレイである。これらの回路(液晶ディスプレイ用の単一のトランジスタおよび有機発光ダイオードディスプレイ用の2つまたはそれを上回るトランジスタ)は、基板上で有意な面積を必要とし、発光のために利用可能な面積を縮小する。有機発光ダイオードディスプレイは、典型的には、能動発光面積または開口比とも称される、60%曲線因子を有し、液晶ディスプレイは、ディスプレイサイズおよび解像度に応じて、さらに大きい曲線因子を有することができる。
無機発光ダイオード(LED)は、典型的には、種々の化学物質および材料の使用を必要とする半導体プロセスを使用して製造される。これらの製造方法は、高温製造プロセス中に融解しない、サファイア基板またはシリコン基板等の剛性基板の使用を必要とする。剛性基板上でLEDを加工した後、ウエハは、多くの場合、ディスプレイで使用される個々のLEDを形成するように切断される。
ディスプレイにおける初期のLED用途は、数値LEDディスプレイを伴う手持ち式計算機を含む。つい最近では、LEDは、ディスプレイ用のバックライトとして統合されている。ディスプレイパネル等の大型ディスプレイにLEDを組み込むことは、ディスプレイパネル内の各個別LEDへの複雑な配線を伴う。RGB LEDディスプレイ等のディスプレイでのLEDの使用は、増加した複雑性、限定されたディスプレイ形式、増加した製造費用、および低減した製造量を含む、多数の課題を提起し続ける。例えば、1280×720の解像度を伴うディスプレイは、921,600個のピクセルを含む。RGB LEDディスプレイに関して、各ピクセルは、典型的には、各ピクセルに3つのLED(赤色、緑色、および青色LED)を含まなければならない。したがって、本実施例におけるディスプレイは、2,764,800個のLEDを使用しなければならない。ある場合には、これらのLEDの全てが、対角線上で数インチになるディスプレイに配列されなければならない。これらのLEDが、小型でなければならないだけではなく、LEDは、適切な配線および駆動回路を伴ってアレイに配列されなければならない。また、各色のLEDを作成するために使用される材料が変動する。RGBディスプレイのために必要に応じて製造中に異なる色のLEDを配列することは、極めて困難である。半導体チップまたはダイ自動組立機器は、典型的には、デバイスを取り上げて基板に適用するために、真空グリッパまたはピックアンドプレースツール等の真空操作型配置ヘッドを使用する。本技術を使用して、極薄の小型デバイスを取り上げて配置することは、困難である。
さらに、LEDは、典型的には、マイクロLEDの異なる面上に端子を伴って形成される。これらの垂直LEDは、相互接続のプロセス中にアノードおよびカソードを電気的に絶縁することに課題を抱えている。これは、例えば、LEDディスプレイのロボットによる組立において、端子の間に垂直絶縁体を堆積させることを必要とする。例えば、1つの端子が底部上にあり、1つの端子が最上部上にある場合、端子がx−y面内の同一の空間を占有し、堅調な絶縁体が必要とされる。LEDの2つの端子の間の垂直電気絶縁のパネルレベル形成は、付加的なステップおよび層をディスプレイに追加し、ディスプレイ用途において増加した複雑性を追加する。
とりわけ、これらの理由により、消費者のために高解像度RGB LEDディスプレイを提供することは困難かつ高価である。したがって、システムの低費用製造、向上した生産収率、および向上した信頼性を提供する、LEDを使用してディスプレイを製造するシステムならびに方法の必要性がある。
本明細書では、過度に小型、多数、または脆弱であるため従来の手段によって組み立てられない、マイクロLED(例えば、0.5μm〜50μmの幅、長さ、高さ、および/または直径、例えば、1〜50μmの幅、5〜500μmの長さ、ならびに0.5〜50μmの高さを伴うマイクロLED)のアレイを特色とする、マイクロ組立無機発光ダイオード(例えば、マイクロLED)ディスプレイおよび照明要素が説明される。むしろ、これらのディスプレイは、マイクロ転写印刷技術を使用して組み立てられる。マイクロLEDは、高温製造技法を使用してネイティブ基板上で調製され、非ネイティブディスプレイ基板(例えば、マイクロLEDが本来作製されるネイティブ基板と別個であり異なる、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、金属、金属箔、ガラス、およびサファイア、透明材料、または可撓性材料)に印刷されることができ、それによって、とりわけ、半導体要素を構築するために必要な温度に耐えることができない、ディスプレイ基板上のマイクロLEDの製造を防ぐ。
マイクロ転写印刷されたマイクロLEDは、明るく(例えば、300W/cm〜700W/cmの強度)、低い電力消費を可能にする。ディスプレイは、透明(例えば、プラスチック、サファイア、またはガラス)基板を利用することができ、軽量または可撓性、もしくは両方に作製されることができる。マイクロLEDがディスプレイ面積の少ない割合を占めるため、およびマイクロLED配線が微細または透明であり得るため、ディスプレイ自体が透明または半透明であり得る。ディスプレイは、正面、裏面、または両側から発光することができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、片側に接着剤層を有し、デカール様ディスプレイを生産する。
疎に分布したマイクロLEDは、マイクロセンサ、電力収穫デバイス、ジェスチャセンサ(接触ならびに非接触の両方)、画像捕捉デバイス、および同等物を含む、新しい機能を可能にする。ディスプレイはまた、CMOS性能と、いくつかの実施形態では、組み込みメモリ(例えば、不揮発性メモリ)とを提供する、マイクロ転写印刷されたマイクロ集積回路を含むこともできる。
LEDピクセルの能動発光面積は、小さく、半導体材料がディスプレイパネル全体またはその大部分を占有する、従来のディスプレイに対して最小限のピクセル面積を占める。例えば、開示されるディスプレイ内の半導体材料は、能動要素の場所のみで必要とされ、例えば、ある実施形態では、ディスプレイの視認面積のわずか40%、30%、20%、10%、5%、3%、1%、0.5%、または0.1%を覆う。したがって、部分的に、マイクロLEDの輝度、結晶半導体基板の効率、および本明細書に説明される製造技法を使用してマイクロLEDをアレイに組み立てる能力により、ディスプレイ品質を損なうことなく、低い曲線因子(例えば、わずか40%、30%、20%、10%、5%、3%、1%、0.5%、または0.1%)を伴うディスプレイを製造することが可能である。
例えば、いくつかの実施形態では、駆動回路が、(例えば、マイクロLEDと同一の層の上で)1つ以上のピクセルの中に位置する。例えば、駆動回路は、ピクセルのわずかな部分のみ(例えば、10〜60μm×5〜50μmの面積)を使用してもよい。マイクロLEDを駆動するために必要とされる回路は、例えば、ピクセル面積の10%、5%、1%、0.5%、または0.1%未満を消費し、それによって、空間が他の用途および/または向上した透明度のために利用可能になることを可能にすることができる。例えば、より複雑な回路または複数のエミッタが、発光もしくは効率の損失を伴うことなく、各ピクセル場所に配置されることができる。対照的に、複数のエミッタおよび/または他の能動要素が、他のフラットパネルディスプレイ技術を使用して各ピクセル場所に含まれる場合、各ピクセルのために利用可能な面積が縮小され、それによって、低減した光出力もしくは存続期間をもたらすであろう。したがって、例えば、ディスプレイ基板上でマイクロLEDを利用するディスプレイを含む、開示されるマイクロLEDディスプレイは、ディスプレイ品質を有意に損なうことなく(例えば、いかなる影響も伴わずに)、各ピクセルの中に配置されるように、さらなる複雑性、付加的発光体、または付加的機能性を可能にする。
ある実施形態では、マイクロLEDをディスプレイ基板にマイクロ転写印刷することによって、99.99%またはそれを上回る生産収率が達成される。各ピクセル部位に複数の無機マイクロLEDを位置付けることは、いくつかの可能性として考えられる技術的利点を可能にする。さらに、ディスプレイ生産収率は、各発光体またはピクセル部位に冗長無機マイクロLEDを位置付けることによって、増加させられることができる。例えば、たとえ各ピクセル部位における1つの発光体が故障していても、例えば、ディスプレイが適切に機能すると考えられるため、例えば、いくつかの実施形態では、各ピクセル部位において2つまたはそれを上回る同一の発光体を使用することによって、ディスプレイ生産収率が向上させられる。冗長マイクロLEDは、ある実施形態では、一次マイクロLEDが正常に機能していないと判定すると(例えば、製造中に、またはディスプレイの分配に先立って)、ディスプレイに電気的に接続される。
さらに、いくつかの実施形態では、異なる色の付加的エミッタが、基板面積またはピクセル性能を有意に犠牲にすることなく、ピクセル内に提供される。付加的な色は、例えば、黄色またはシアンを従来の赤色、緑色、および青色エミッタに追加することによって、色域を広げることができる。いくつかの実施形態では、開示される技術を使用して、3Dディスプレイが提供される。例えば、ディスプレイは、いくつかの実施形態では、2つのわずかに異なる赤色、緑色、および青色エミッタを利用し、それによって、ディスプレイフレームレートを減少させることなく、3Dディスプレイを提供する。例えば、要求に応じた更新等のより複雑な制御方式が可能である。さらに、いくつかの実施形態では、局所光センサが、(例えば、リアルタイムで)マイクロLEDを局所的に(または大域的に)較正するために使用されることができる。ある実施形態では、マイクロLEDに加えて、他のマイクロデバイスが、各ピクセル内に配置されることができる。例えば、マイクロ感知およびマイクロ集積回路(例えば、マイクロディスプレイドライバ)が、ピクセル内に配置されることができる。いくつかの実施形態では、アンテナが、各ピクセル内に位置する。アンテナは、無線信号/通信を使用して、電力またはデータをディスプレイにストリーム配信するために使用されることができる。
ある実施形態では、開示される技術は、マイクロLEDディスプレイ、例えば、マイクロ転写印刷を介して組み立てられるディスプレイ用の有利な相互接続アーキテクチャを含む。
典型的には、LEDは、マイクロLEDの異なる面上に端子を伴って形成される。垂直LEDは、相互接続のプロセス中にアノードおよびカソードを電気的に絶縁することに課題を抱えている。これは、例えば、LEDディスプレイのロボットによる組立において、端子の間に垂直絶縁体を堆積させることを必要とする。例えば、1つの端子が底部上にあり、1つの端子が最上部上にある場合、端子がx−y面内の同一の空間を占有し、堅調な絶縁体が必要とされる。
加えて、接触パッドの水平分離は、各マイクロLEDの端子への接続が単一の水平面で形成されることを可能にし、それによって、ディスプレイ内の水平面の数を削減し、配置精度を向上させる。ある実施形態では、マイクロLEDが、絶縁体上に(例えば、マイクロ転写印刷を介して)組み立てられ、孔が、絶縁体の下方の列線にアクセスするように絶縁体に作成される。したがって、本アーキテクチャは、ディスプレイを形成するために必要とされる水平面の高さを削減する。
また、マイクロLED上の接触パッドの水平分離は、垂直LED構造から利用可能ではない利益を提供する。例えば、垂直LED構造を使用するディスプレイは、LEDの2つの端子(接触パッド)の間の垂直電気絶縁のパネルレベル形成を必要とする。対照的に、開示される技術は、ある実施形態では、マイクロLEDの同一面上に端子を配置することによって、本問題を回避する。LED接触パッドの水平分離は、導体の水平分離のくぼみによる電気的隔離を促進し、それによって、垂直電気絶縁要件を回避する。
開示される技術は、ある実施形態では、水平に分離した接触パッドを伴う伸長マイクロLED(例えば、大きいアスペクト比を伴う長方形のLED)を提供する。本構成は、マイクロLEDをディスプレイパネルに組み立てるために必要とされるディスプレイパネル導体の配置精度を低減させる。また、LED構造内の端子と他の要素との間の分離距離(例えば、100nm〜200ミクロンの距離の分離距離)を最小限にし、したがって、マイクロLED端子の潜在的サイズを増大させるために、LED構築プロセスにおける微細リソグラフィが使用されることができる。端子とLED構造要素との間の外側分離を縮小し、(LEDの寸法の範囲内の)端子のサイズを増大させ、端子を水平に分離することにより、組み立てられたマイクロLEDとディスプレイ基板上の組み立てられたマイクロLEDを相互接続するために使用される比較的粗い導電線との間の位置合わせおよびリソグラフィ誤差の製造公差を増加させる。
さらに、同調可能輝度、欠陥補償、増加した解像度、および/または2.5Dもしくは3D視認を可能にする、積層透明(または半透明)ディスプレイが本明細書で説明される。
また、本明細書では、独立ドライバチップと同一の視認面積を占有する複数の統合ディスプレイで形成されるディスプレイ、補足RGB無機マイクロLEDを伴うディスプレイ、同一のピクセル内に反射ディスプレイ要素およびマイクロLEDエミッタを伴うマルチモードディスプレイ、より視覚的に完全なデバイス用の黄色マイクロLED(および/またはシアン等の他の非従来的RGB色)を伴うピクセルを有するディスプレイ、ならびに、例えば、ピクセルにつき最大9個のマイクロLEDを伴う、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイも説明される。開示される技術はまた、マイクロ組立マイクロLEDの光輝性または機能試験も促進する。
開示される技術は、ある実施形態では、マイクロLEDディスプレイデバイス等の撮像デバイスを形成するために、マイクロ転写印刷技法を利用する。例えば、ある実施形態では、電子的活性構成要素が、ネイティブ基板(例えば、無機半導体材料、単結晶シリコンウエハ、シリコンオンインシュレータウエハ、多結晶シリコンウエハ、およびGaAsウエハ、Si(111)、GaN、サファイア、InP、InAlP、InGaAs、AlGaAs、GaSb、GaAlSb、AlSb、InSb、InGaAlSbAs、InAlSb、ならびにInGaP)からディスプレイ基板(例えば、非ネイティブ基板上に活性構成要素のアレイを形成するために使用される、例えば、ガラス、プラスチック、または金属等の非ネイティブ基板)に転写される。転写は、いくつかの実施形態では、エラストマースタンプおよび/または静電スタンプを使用して行われる。活性構成要素の放出は、制御され、予測可能であり、それによって、マイクロ転写印刷技法を使用して、本明細書に説明されるマイクロLEDディスプレイの生産を可能にする。
例えば、エラストマースタンプまたは静電スタンプ(もしくは他の転写デバイス)等のマイクロ構造スタンプが、マイクロデバイス(例えば、マイクロLED、センサ、または集積回路)を取り上げ、マイクロデバイスを目標ディスプレイ基板に輸送し、ディスプレイ基板上にマイクロデバイスを印刷するために使用されることができる。表面接着力が、ディスプレイ基板上へのこれらのデバイスの選択および印刷を制御するために使用されることができる。本プロセスは、並行して大規模に行われることができ、単一の取り上げて印刷する動作で何百から何千もの離散構造を転写する。
一側面では、本発明は、無機発光ダイオードディスプレイを対象とし、ディスプレイは、複数の発光ダイオードに非ネイティブなディスプレイ基板上でアレイに組み立てられた複数の無機発光ダイオードを備え、アレイの各発光ダイオードは、水平距離によって、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離される、同じ発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、水平距離は、100nm〜20ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。ある実施形態では、複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、複数の発光体の各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、各発光ダイオードは、伝導層と、伝導層の一部の上に配置されている無機発光層であって、伝導層は、無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備え、第1の金属端子は、無機発光層の一部の上に配置され、第2の金属端子は、伝導層のカンチレバー拡張の上に配置され、第1の金属端子と第2の金属端子との間に供給される電流は、無機発光層に発光させる、無機発光層とを備えている。
ある実施形態では、横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する。
ある実施形態では、横の伝導層は、LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、透明である。ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、ディスプレイは、複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分がディスプレイ基板を通して発せられるように、下向き発光マイクロLEDディスプレイである。
ある実施形態では、各光学反射構造が複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの第1の金属端子と同一の側面上に位置している、複数の光学反射構造を備えている。
ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に反射性であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、第1および第2の金属端子から、第1の面と反対の各発光ダイオードの第2の面を通して、少なくとも部分的に反射することを可能にする。
ある実施形態では、各発光ダイオードの少なくとも一部の直接下方に位置する材料は、少なくとも部分的に透明である。
ある実施形態では、ディスプレイは、複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分がディスプレイ基板から離れた方向に発せられるように、上向き発光マイクロLEDディスプレイである。
ある実施形態では、ディスプレイは、各光学反射構造が、第1の金属端子から複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの反対側で該発光ダイオードの下に位置する、複数の光学反射構造を備えている。
ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、第1および第2の金属端子を少なくとも部分的に通過することを可能にする。
ある実施形態では、ディスプレイは、各々が対応する発光ダイオードの第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、各々が対応する発光ダイオードの第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続であって、複数の第1の相互接続および複数の第2の相互接続は、第1の面の上にある、複数の第2の相互接続とを備えている。
ある実施形態では、複数の第1の相互接続特徴および複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある。
ある実施形態では、複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの1つの列電極に電気的に連結され、各ビアは、複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードに関連付けられる。
ある実施形態では、複数の列電極、複数の第1の相互接続、ならびに複数の第2の相互接続は、第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成される。
ある実施形態では、発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する。ある実施形態では、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う。ある実施形態では、複数の発光ダイオードは、マイクロ転写印刷を介して組み立てられる。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。ある実施形態では、ディスプレイ基板は、複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、複数の発光ダイオードの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、複数の無機発光ダイオードのうちの各無機発光ダイオードに対して、水平距離は、500nm〜1μm、1μm〜5μm、5μm〜10μm、または10μm〜20μmである。ある実施形態では、複数の無機発光ダイオードのうちの各無機発光ダイオードに対して、第1の金属端子の表面および第2の金属端子の表面は、平面を共有する。
ある実施形態では、ディスプレイは、それぞれ、複数の発光ダイオードのセットと電気的に接続される、ディスプレイ基板上の複数のマイクロ集積回路を備えている。
ある実施形態では、各集積回路は、ある色の光を発するLEDを制御するために使用される。
ある実施形態では、それぞれの集積回路によって駆動される複数の発光ダイオードの各セットは、独立サブディスプレイを形成する。
ある実施形態では、ディスプレイは、複数の第2の発光ダイオードに非ネイティブな第2のディスプレイ基板上で第2のアレイに組み立てられた複数の第2の無機発光ダイオードを備え、複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、水平距離によって、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離される、同じ発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、第1のディスプレイ基板および第2の基板は、積み重ねられる。
ある実施形態では、ディスプレイは、複数の無機発光ダイオードの反対のディスプレイ基板の側面上で第2のアレイに組み立てられた複数の第2の無機発光ダイオードを備え、複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、水平距離によって、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離される、同じ発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、第1のディスプレイ基板および第2の基板は、積み重ねられる。
ある実施形態では、複数の無機発光ダイオードのアレイは、複数の第2の無機発光ダイオードの第2のアレイと異なる解像度を有する。
ある実施形態では、複数の無機発光ダイオードの各々は、第1のサイズを有し、複数の第2の無機発光ダイオードの各々は、第2のサイズを有し、第1のサイズは、第2のサイズと異なる。
別の側面では、本発明は、発光ダイオードディスプレイを形成する方法を対象とし、本方法は、基板上に複数の列線を形成するステップと、列線上に絶縁体を堆積させるステップと、絶縁体上に複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷するステップであって、各マイクロ発光ダイオードは、発光ダイオードの第1の面上に第1および第2の金属端子を備え、基板は、複数の発光ダイオードに非ネイティブである、ステップと、絶縁体に複数の孔を形成し、それによって、複数の列線の各々の部分を露出するステップと、第1の面上に複数の伝導性相互接続を堆積させるステップであって、複数の伝導性相互接続は、複数の行電極と、複数の列相互接続とを備え、複数の列相互接続の各々は、列線を対応する発光ダイオードの第1の金属端子に電気的に接続する、ステップとを含む。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、第1の金属端子は、100nm〜5ミクロンの水平距離によって、同じ発光ダイオードの第1の面上の第2の金属端子から水平に分離される。
ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、透明である。ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、第1および第2の金属端子を少なくとも部分的に通過することを可能にする。
ある実施形態では、ディスプレイは、複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分がディスプレイ基板を通して発せられるように、下向き発光マイクロLEDディスプレイである。
ある実施形態では、本方法は、各光学反射構造が、ディスプレイ基板から複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードの反対側で該発光ダイオードの上方に位置する、複数の光学反射構造を堆積させるステップを含む。
ある実施形態では、各発光ダイオードの少なくとも一部の直接下方に位置する材料は、少なくとも部分的に透明である。
ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に反射性であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、第1および第2の金属端子から、第1の面と反対の各発光ダイオードの第2の面を通して、少なくとも部分的に反射することを可能にする。ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、ディスプレイは、複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分がディスプレイ基板から離れた方向に発せられるように、上向き発光マイクロLEDディスプレイである。
ある実施形態では、本方法は、複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷するステップに先立って、各光学反射構造が複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下に位置する、複数の光学反射構造を堆積させるステップを含む。
ある実施形態では、各発光ダイオードは、伝導層と、伝導層の一部の上に配置されている無機発光層であって、伝導層は、無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備え、第1の金属端子は、無機発光層の一部の上に配置され、第2の金属端子は、伝導層のカンチレバー拡張の上に配置され、第1の金属端子と第2の金属端子との間に供給される電流は、無機発光層に発光させる、無機発光層とを備えている。
ある実施形態では、横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する。
ある実施形態では、横の伝導層は、LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷するステップは、それに取り外し可能に取り付けられた複数の発光ダイオードの一部を転写デバイスに提供するステップであって、該転写デバイスは、複数の発光ダイオードの一部と少なくとも部分的に接触している3次元特徴を備えている、ステップと、該転写デバイスに取り外し可能に取り付けられた複数の発光ダイオードの一部を基板の受け取り表面と接触させるステップと、該受け取り表面と複数の発光ダイオードの一部の該接触に続いて、複数の発光ダイオードの一部から該転写デバイスを分離するステップであって、複数の発光ダイオードの一部は、該受け取り表面上に転写される、ステップとを含む。
ある実施形態では、本方法は、それぞれ、複数の第1の相互接続のうちのそれぞれの1つに電気的に接続される、複数の列電極と、複数の列電極と複数の発光ダイオードとの間の絶縁体であって、複数の第2の相互接続は、複数の発光ダイオードのうちの少なくとも1つの第2の金属端子に電気的に接続される、複数の行電極を備えている、絶縁体とを備えている。
ある実施形態では、複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの列電極の1つに電気的に連結される。
ある実施形態では、複数の列電極、複数の第1の相互接続、ならびに複数の第2の相互接続は、第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成される。
ある実施形態では、複数の列電極、複数の第1の相互接続、および複数の第2の相互接続は、2ミクロン〜2ミリメートルの最小線および空間寸法範囲を有する。
ある実施形態では、発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する。
ある実施形態では、複数の第1の相互接続特徴および複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードのそれぞれの第1の面は、ディスプレイ基板から離れた各ダイオードの側面上にある。
ある実施形態では、非ネイティブ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、複数の発光ダイオードの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、発光体の複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、複数の伝導性相互接続は、単一のステップで堆積させられる。
ある実施形態では、本方法は、それぞれ、複数の発光ダイオードのセットと電気的に接続される、複数のマイクロ集積回路をディスプレイ基板上にマイクロ転写印刷するステップを含む。ある実施形態では、各集積回路は、ある色の光を発するLEDを制御するために使用される。
ある実施形態では、本方法は、複数の第2の発光ダイオードに非ネイティブな第2のディスプレイ基板上で第2のアレイにおいて複数の第2の無機発光ダイオードをマイクロ転写印刷するステップを含み、複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、水平距離によって、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離される、同じ発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、第1のディスプレイ基板および第2の基板は、積み重ねられる。
ある実施形態では、本方法は、複数の無機発光ダイオードの反対のディスプレイ基板の側面上で第2のアレイにおいて複数の第2の無機発光ダイオードをマイクロ転写印刷するステップを含み、複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、水平距離によって、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離される、同じ発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、第1のディスプレイ基板および第2の基板は、積み重ねられる。
ある実施形態では、複数の無機発光ダイオードのアレイは、複数の第2の無機発光ダイオードの第2のアレイと異なる解像度を有する。
ある実施形態では、複数の無機発光ダイオードの各々は、第1のサイズを有し、複数の第2の無機発光ダイオードの各々は、第2のサイズを有し、第1のサイズは、第2のサイズと異なる。
別の側面では、本発明は、ディスプレイ基板と、ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、ディスプレイ基板および第1のパターン化金属層上の誘電体層と、誘電体層上のポリマー層と、ポリマー層の表面上の複数の発光体であって、複数の発光体のうちの各発光体は、それぞれの発光体の同一側面上にアノードおよびカソードを有し、ディスプレイ基板は、複数の発光体に非ネイティブである、複数の発光体と、各ビアが複数の発光体のうちの対応する発光体に関連付けられている、ポリマーおよび誘電体層を通して形成される複数のビアと、第2のパターン化金属層であって、第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、複数のビアのうちの対応するビアを通して、複数の発光体のうちの対応する発光体のアノードを第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、複数の発光体のうちの対応する発光体のカソードに電気的に接触する、第2のパターン化金属層とを備えている、ディスプレイを対象とする。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、複数の発光体は、複数の無機発光ダイオードを備えている。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。
ある実施形態では、複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、複数の発光体の各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、連続したディスプレイ基板面積を有し、複数の発光体の各々は、発光面積を有し、複数の発光体の複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、複数の発光体の複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、第1のパターン化金属層は、金属スタックを備えている。ある実施形態では、金属スタックは、アルミニウムと、チタンとを含む。ある実施形態では、チタンは、アルミニウムの上にある。
ある実施形態では、ポリマー層は、感光性負作用半導体グレードエポキシである。
ある実施形態では、複数の発光体は、印刷ツールを使用してポリマー層の表面上にマイクロ転写印刷されている。
ある実施形態では、印刷ツールは、粘弾性エラストマースタンプである。
ある実施形態では、第2のパターン化金属層は、金属スタックを備えている。ある実施形態では、金属スタックは、Ti/Al/Tiを含む。
ある実施形態では、第2のパターン化金属層は、ディスプレイ基板上の複数のパッドを備えている。
ある実施形態では、複数の発光体は、赤色光を発する複数の赤色発光体と、緑色光を発する複数の緑色発光体と、青色光を発する複数の青色発光体とを備えている。
ある実施形態では、複数の発光体のうちの各発光体のアノードおよびカソードのうちの少なくとも1つは、発光体誘電体層上に形成される。
ある実施形態では、誘電体層は、窒化ケイ素である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可撓性である。
別の側面では、本発明は、ディスプレイを形成する方法を対象とし、本方法は、ディスプレイ基板上に第1の金属層を堆積させるステップと、第1のパターン化金属層を形成するように第1の金属層をパターン化するステップと、電気絶縁層を作成するように、第1のパターン化金属層上に誘電体の層を堆積させるステップと、未硬化ポリマー層を適用するステップと、ネイティブ基板からポリマー上に複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップであって、ネイティブ基板は、複数の発光体の少なくとも一部にネイティブであり、発光体の各々は、電力を発光体に提供するためのアノードおよびカソードを有する、ステップと、ポリマーを硬化させるように、ポリマーを紫外線に暴露するステップと、第1のパターン化金属層の一部を露出するように、硬化ポリマーおよび誘電体層を通して複数のビアを形成するステップと、第2の金属層を堆積させるステップであって、第2の金属層は、複数の発光体のうちの各発光体のアノードおよびカソードに接触する、ステップと、第2のパターン化金属層を形成するように第2の金属層をパターン化するステップであって、第2のパターン化金属層は、複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、複数のビアのうちの対応するビアを通して、複数の発光体のうちの対応する発光体のアノードを第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、複数の発光体のうちの対応する発光体のカソードに電気的に接触する、ステップとを含む。
ある実施形態では、複数の発光体は、複数の無機発光ダイオードを備えている。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、非ネイティブウエハを複数のディスプレイに切断するステップに先立って、保護フォトレジスト層でウエハをコーティングするステップと、ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断した後、ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断した後に、複数のディスプレイのうちの各ディスプレイから保護フォトレジスト層を除去するステップとを含む。
ある実施形態では、本方法は、非ネイティブウエハの表面上の受け取りパッド上にパッシブマトリクスドライバ集積回路を提供するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、複数の発光体のうちの各発光体をバーンインするステップを含む。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ポリマーは、感光性負作用半導体グレードエポキシである。
ある実施形態では、第1の金属層は、金属物理蒸着を使用して堆積させられる。ある実施形態では、第1の金属層は、フォトリソグラフィを使用してパターン化される。
ある実施形態では、第1の金属層をパターン化するステップは、第1の金属層を堆積させるステップに先立って、負作用フォトレジストを第1の金属層に適用し、(例えば、マスクを使用して)フォトレジストを光に選択的にさらし、リフトオフテンプレートを形成するようにフォトレジストを現像するステップと、第1の金属層を堆積させた後、リフトオフテンプレートを除去し、それによって、第1のパターン化金属層を形成するステップとを含む。
ある実施形態では、第1の金属層は、チタンの上のアルミニウムの上にチタンの金属スタックを備えている。
ある実施形態では、第1の金属層を堆積させるステップは、電子ビーム蒸着を使用して、第1の金属層を堆積させるステップを含む。
ある実施形態では、第2の金属層をパターン化するステップは、負作用フォトレジストにリフトオフマスクをパターン化するステップと、金属スタックを堆積させるステップと、第2のパターン化金属層を後に残すように、フォトレジストマスクを外すステップとを含む。
ある実施形態では、第2の金属層は、金属スタックを備えている。
ある実施形態では、金属スタックは、Ti/Al/Tiを含む。
ある実施形態では、本方法は、1つ以上の熱処理を使用して、ポリマーから1つ以上の溶媒を除去するステップを含む。
ある実施形態では、複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップは、印刷ツールを使用して複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップを含む。
ある実施形態では、印刷ツールは、粘弾性エラストマースタンプを備えている。
ある実施形態では、複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップは、複数の発光体と粘弾性エラストマー表面との間の動力学的に調整可能な接着を使用するステップを含む。
ある実施形態では、複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップは、粘弾性エラストマースタンプを複数の発光体の少なくとも一部の中の発光体の各々の第1の表面に接触させ、エラストマーと複数の発光体の一部との間の接着の効果的な増加につながる、第1の速度で、ネイティブ基板から離して粘弾性エラストマースタンプを移動させることによって、ネイティブ基板から複数の発光体の一部を取り上げるステップと、粘弾性エラストマースタンプによって取り上げられる発光体の各々の第2の表面をポリマーに接触させ、第2の速度でディスプレイ基板から離して粘弾性エラストマースタンプを移動させ、それによって、粘弾性エラストマースタンプによって取り上げられる発光体をポリマー上に残すことによって、複数の発光体の一部を非ネイティブ基板に印刷するステップであって、第2の速度は、第1の速度より小さい、ステップとを含む。
ある実施形態では、本方法は、マイクロ転写印刷プロセス中にスタンプを横方向に剪断するステップを含む。
ある実施形態では、複数の発光体は、赤色光を発する複数の赤色発光体と、緑色光を発する複数の緑色発光体と、青色光を発する複数の青色発光体とを備えている。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ネイティブ基板からポリマー上に複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップは、少なくとも2つのマイクロ転写印刷動作を行うステップを含む。
ある実施形態では、ネイティブ基板からポリマー上に複数の発光体をマイクロ転写印刷するステップは、赤色発光体ネイティブ基板から赤色光を発する複数の赤色発光体をマイクロ転写印刷するステップと、緑色発光体ネイティブ基板から緑色光を発する複数の緑色発光体をマイクロ転写印刷するステップと、青色発光体ネイティブ基板から青色光を発する複数の青色発光体をマイクロ転写印刷するステップであって、複数の発光体は、複数の赤色発光体と、複数の緑色発光体と、複数の青色発光体とを備えている、ステップとを含む。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可撓性である。
別の側面では、本発明は、伝導層と、伝導層の一部の上に配置されている無機発光層であって、伝導層は、無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備えている、無機発光層と、無機発光層の一部の上に配置されている第1の金属端子と、伝導層のカンチレバー拡張の上に配置されている第2の金属端子であって、第1の金属端子と第2の金属端子との間に供給される電流は、無機発光層に発光させる、第2の金属端子と、無機発光層の少なくとも一部の上に配置されている誘電体層であって、誘電体層は、第2の金属端子から第1の金属端子を電気的に絶縁し、第1および第2の金属端子は、無機発光ダイオードの同一側面の上にあり、100nm〜20μmの水平距離によって分離されている、誘電体層とを備えている、無機発光ダイオードを対象とする。
ある実施形態では、無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。ある実施形態では、水平距離は、500nm〜1μm、1μm〜5μm、5μm〜10μm、または10μm〜20μmである。
ある実施形態では、第1の金属端子の表面および第2の金属端子の表面は、平面を共有する。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う。
ある実施形態では、横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する。ある実施形態では、横の伝導層は、LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、透明である。ある実施形態では、第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
別の側面では、本発明は、複数の無機発光ダイオードを備えている、無機発光ダイオードディスプレイを対象とし、複数の無機発光ダイオードは、基板上に配置される。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、本方法はさらに、各光学反射構造が複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの第1の金属端子と同一の側面上に位置している、複数の光学反射構造を備えている。
ある実施形態では、本方法はさらに、各光学反射構造が、第1の金属端子から複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの反対側で該発光ダイオードの下に位置する、複数の光学反射構造を備えている。
ある実施形態では、本方法はさらに、各々が対応する発光ダイオードの第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、各々が対応する発光ダイオードの第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続であって、複数の第1の相互接続および複数の第2の相互接続は、第1の面の上にある、複数の第2の相互接続とを備えている。
ある実施形態では、複数の第1の相互接続特徴および複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある。
ある実施形態では、複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの1つの列電極に電気的に連結され、各ビアは、複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードに関連付けられる。
ある実施形態では、複数の列電極、複数の第1の相互接続、ならびに複数の第2の相互接続は、第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成される。
ある実施形態では、発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、複数の発光ダイオードの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
別の側面では、本発明は、無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを対象とし、ディスプレイは、ディスプレイ基板と、各ピクセルが、ディスプレイ回路に接続されている一次無機LEDのセットと、ディスプレイ回路に接続されていない冗長無機LEDのセットとを備えている、複数のピクセルであって、冗長無機LEDの各々は、一次無機LEDのうちの1つである対応する欠陥LEDを交換するために、ディスプレイ回路に電気的に接続されることができる、複数のピクセルとを備え、各一次および冗長無機LEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、ネイティブ基板は、ディスプレイ基板の上にある。
ある実施形態では、ディスプレイは、ディスプレイ回路に電気的に接続される冗長LEDを備えている。
ある実施形態では、ディスプレイは、冗長LEDをディスプレイ回路に電気的に接続する伝導性ジャンパを備えている。
別の側面では、本発明は、無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを対象とし、ディスプレイは、ディスプレイ基板と、各ピクセルが、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、複数のピクセルとを備え、各一次および冗長無機LEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、ネイティブ基板は、ディスプレイ基板の上にあり、冗長セットの各無機LEDは、LED・抵抗器ペアを形成するように抵抗器と直列に接続され、各LED・抵抗器ペアは、一次セットのうちの無機LEDと並列に配線される。
別の側面では、本発明は、無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを対象とし、ディスプレイは、ディスプレイ基板と、各ピクセルが、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、複数のピクセルとを備え、各一次および冗長無機LEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、ネイティブ基板は、ディスプレイ基板の上にあり、冗長セットの各無機LEDは、LED・ダイオードペアを形成するようにダイオードと直列に接続され、各LED・ダイオードペアは、一次セットのうちの無機LEDと並列に配線される。
ある実施形態では、一次無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の緑色無機LEDと、青色光を発する複数の青色無機LEDとを備え、冗長無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の冗長赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の冗長緑色無機LEDと、青色光を発する複数の冗長青色無機LEDとを備えている。
ある実施形態では、一次無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の黄色無機LEDを備え、冗長無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の冗長黄色無機LEDを備えている。
ある実施形態では、一次無機LEDのセットおよび冗長無機LEDのセットは、ディスプレイ基板の直接上にある。
ある実施形態では、各ピクセルは、それぞれのピクセルの中の各無機LEDに電気的に接続されている無機集積回路を備えている。
ある実施形態では、各ピクセルは、一次マイクロ集積回路と、冗長マイクロ集積回路とを備えている。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各無機LEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各LEDは、発光面積を有し、LEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、LEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
別の側面では、本発明は、無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを組み立てる方法を対象とし、本方法は、1つ以上のネイティブ基板の中もしくは上に複数の印刷可能無機LEDを形成するステップと、複数のピクセルを形成するように、1つ以上のネイティブ基板と別個であり異なるディスプレイ基板上に複数の印刷可能無機LEDを転写印刷するステップであって、各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、ステップと、一次無機LEDをディスプレイ回路に接続するステップと、欠陥一次無機LEDを識別するようにディスプレイを試験するステップとを含む。
ある実施形態では、一次無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の緑色無機LEDと、青色光を発する複数の青色無機LEDとを備え、冗長無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の冗長赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の冗長緑色無機LEDと、青色光を発する複数の冗長青色無機LEDとを備えている。
ある実施形態では、一次無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の黄色無機LEDを備え、冗長無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の冗長黄色無機LEDを備えている。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイ回路から欠陥一次無機LEDを断絶するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、冗長無機LEDの各々がディスプレイ回路に接続されるように、欠陥一次無機LEDの各々に近接近している冗長無機LEDへの電気接続を確立するステップを含む。
ある実施形態では、冗長LEDの各々への電気接続を確立するステップは、電気トレースを直接かつ物理的に配線するステップを含む。
ある実施形態では、該冗長LEDの各々への電気接続を確立するステップは、マイクロアセンブリによって、該冗長LEDの各々とそれぞれの欠陥LEDとの間に伝導性ジャンパを配置するステップを含む。ある実施形態では、冗長LEDの各々への電気接続を確立するステップは、清浄金属表面間のはんだリフローまたは接触によって、電気接続を確立するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイを試験するステップに先立って、各LED・抵抗器ペアが一次無機LEDと並列に接続されるように、LED・抵抗器ペアを形成するように抵抗器と直列に各冗長無機LEDをディスプレイ回路に接続するステップを含む。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイを試験するステップに先立って、各LED・ダイオードペアが一次無機LEDと並列に接続されるように、LED・ダイオードペアを形成するようにダイオードと直列に各冗長無機LEDをディスプレイ回路に接続するステップを含む。
ある実施形態では、ディスプレイを試験するステップは、一次無機LEDのうちの1つ以上のものを照射するステップと、欠陥一次LEDを識別するステップとを含む。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、複数の印刷可能無機LEDは、ディスプレイ基板上に直接、マイクロ転写印刷される。
ある実施形態では、各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各無機LEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各LEDは、発光面積を有し、LEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、LEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
別の側面では、本発明は、少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板と、ディスプレイ基板上の色変換構造のアレイであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、色変換構造のアレイと、色変換構造と別個のマイクロLEDのアレイであって、マイクロLEDのアレイの中の各マイクロLEDは、色変換構造のアレイの中の色変換構造のうちの対応するものの上にある、マイクロLEDのアレイとを備えている、マイクロLEDディスプレイを対象とする。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、色変換材料が位置する陥凹のアレイを備えている。
ある実施形態では、陥凹は、色変換材料で充填される。
ある実施形態では、マイクロLEDは、マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、色変換材料およびディスプレイ基板を通って下向きに発するように、ディスプレイ基板の反対の色変換材料の側面上で色変換材料を覆って位置する。
ある実施形態では、本方法は、マイクロLEDが、ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、ディスプレイ基板の反対のマイクロLEDの側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている。
ある実施形態では、1つ以上の反射構造は、アレイ接続金属またはマイクロLED接点を備えている。
別の側面では、本発明は、ディスプレイ基板と、ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、マイクロLED構造と別個の色変換構造のアレイであって、色変換構造のアレイの中の各色変換構造は、マイクロLEDのアレイの中のマイクロLEDのうちの対応するものの上にあり、各色変換構造は、色変換材料を含む、色変換構造のアレイとを備えている、マイクロLEDディスプレイを対象とする。
ある実施形態では、色変換材料は、ディスプレイ基板の反対のマイクロLEDの側面上でマイクロLEDの上にあるか、またはそれを少なくとも部分的に包囲している。
ある実施形態では、色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、または単結晶蛍光体を含む。ある実施形態では、色変換材料は、直接バンドギャップ半導体のチップである。ある実施形態では、色変換材料は、マイクロLEDを少なくとも部分的に包囲している。
ある実施形態では、ディスプレイは、ディスプレイ基板上に補足的鏡構造を備えている。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、ディスプレイ基板と別個のLED基板を有する。
ある実施形態では、マイクロLEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、マイクロLEDのアレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDは、有機マイクロLEDである。
別の側面では、本発明は、マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法を対象とし、本方法は、第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成するステップと、少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板を提供するステップと、アレイにおいてディスプレイ基板上に複数の色変換構造を提供するステップであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、ステップと、複数のマイクロLEDのうちの各マイクロLEDが、複数の色変換構造のうちの色変換構造の対応するものの上にあるように、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップとを含み、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップは、複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に一時的に配置された複数のマイクロLEDの一部を有するように、複数のマイクロLEDの一部を接触表面に一時的に結合するステップと、第1の転写デバイスの接触表面上に配置された複数のマイクロLEDの一部を複数の色変換構造の一部と接触させるステップと、第1の転写デバイスの接触表面および複数のマイクロLEDの一部を分離するステップであって、複数のマイクロLEDの一部は、色変換構造の一部の上に転写され、それによって、色変換構造の一部の上で複数のマイクロLEDの一部を組み立てる、ステップとを含む。
ある実施形態では、アレイにおいてディスプレイ基板を覆って位置する複数の色変換構造を提供するステップは、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップに先立って、ディスプレイ基板の中に複数の陥凹を形成するステップと、それを覆って複数の印刷可能LEDが印刷される、色変換材料で複数の陥凹を充填するステップとを含む。
ある実施形態では、アレイにおいてディスプレイ基板を覆って位置する複数の色変換構造を提供するステップは、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップに先立って、ディスプレイ基板上に色変換材料のチップを微細に組み立てるステップを含む。
ある実施形態では、マイクロLEDは、マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、色変換材料およびディスプレイ基板を通って下向きに発するように、ディスプレイ基板の反対の色変換材料の側面上で色変換材料を覆って位置する。
ある実施形態では、本方法は、マイクロLEDが、ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、ディスプレイ基板の反対のマイクロLEDの側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている。
ある実施形態では、1つ以上の反射構造は、アレイ接続金属またはマイクロLED接点を備えている。
別の側面では、本発明は、マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法を対象とし、本方法は、第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成するステップと、ディスプレイ基板を提供するステップと、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップであって、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップは、複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に一時的に配置された複数のマイクロLEDの一部を有するように、複数のマイクロLEDの一部を接触表面に一時的に結合するステップと、第1の転写デバイスの接触表面上に配置された複数のマイクロLEDの一部を複数の色変換構造の一部と接触させるステップと、第1の転写デバイスの接触表面および複数のマイクロLEDの一部を分離するステップであって、複数のマイクロLEDの一部は、色変換構造の一部の上に転写され、それによって、色変換構造の一部の上で複数のマイクロLEDの一部を組み立てる、ステップとを含む、ステップと、複数の色変換構造のうちの各色変換構造が、複数のマイクロLEDのうちのマイクロLEDの対応するものの上にあるように、アレイにおいてディスプレイ基板上に複数の色変換構造を提供するステップであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、ステップとを含む。
ある実施形態では、色変換材料は、ディスプレイ基板の反対のマイクロLEDの側面上でマイクロLEDの上にあるか、またはそれを少なくとも部分的に包囲している。
ある実施形態では、色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、または単結晶蛍光体を含む。ある実施形態では、色変換材料は、直接バンドギャップ半導体のチップである。ある実施形態では、色変換材料は、マイクロLEDを少なくとも部分的に包囲している。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイ基板上に補足的鏡構造を備えている。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、ディスプレイ基板と別個のLED基板を有する。
ある実施形態では、マイクロLEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDは、有機マイクロLEDである。
別の側面では、本発明は、ディスプレイ基板と、ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、ディスプレイ基板上の機能的要素のアレイであって、マイクロLEDは、機能的要素の間に組み込まれ、ディスプレイ基板は、マイクロLEDおよび機能的要素に非ネイティブである、機能的要素のアレイとを備えている、多機能ディスプレイを対象とする。
ある実施形態では、機能的要素は、センサまたは送受信機である。ある実施形態では、機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ、赤外線センサ、温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、機能的要素は、ディスプレイ基板にわたってマイクロLEDと異なる空間密度を有する。
ある実施形態では、マイクロLEDは、ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、機能的要素は、ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される。ある実施形態では、機能的要素の数は、ディスプレイの中のマイクロLEDの数未満またはそれと等しい。ある実施形態では、機能的要素の数は、ディスプレイの中のマイクロLEDの数の3分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。ある実施形態では、各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、マイクロLEDのアレイおよび機能的要素のアレイは、共通平面上にある。
ある実施形態では、多機能ディスプレイは、複数のマイクロ集積回路を備え、各マイクロ集積回路は、マイクロLEDのアレイの中の少なくとも1つのマイクロLEDおよび機能的要素のアレイの中の少なくとも1つの機能的要素に接続される。
ある実施形態では、多機能ディスプレイは、ディスプレイ基板上のポリマー層を備え、マイクロLEDのアレイおよび機能的要素のアレイは、ポリマー層がディスプレイ基板とマイクロLEDのアレイおよび機能的要素のアレイとの間にあるように、ポリマー層の上にある。
ある実施形態では、多機能ディスプレイは、ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、ディスプレイ基板および第1のパターン化金属層上の誘電体層であって、ポリマー層は、ディスプレイ基板の上にある、誘電体層と、各ビアが対応するマイクロLEDに関連付けられる、ポリマーおよび誘電体層を通して形成される複数のビアと、第2のパターン化金属層であって、第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDのアノードを第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、対応するマイクロLEDのカソードに電気的に接触する、第2のパターン化金属層とを備えている。
ある実施形態では、多機能ディスプレイは、複数のピクセルを備え、各ピクセルは、マイクロLEDのアレイの中の少なくとも1つのマイクロLEDと、機能的要素のアレイの中の少なくとも1つの機能的要素とを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDのアレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDは、有機マイクロLEDである。
別の側面では、本発明は、機能的要素と組み合わせられた発光ダイオード(LED)ディスプレイを微細に組み立てる方法を対象とし、本方法は、第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成するステップと、第2の基板上に複数の機能的要素を形成するステップと、複数のマイクロLEDおよび複数の機能要素に非ネイティブなディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップであって、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップは、複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に一時的に配置された複数のマイクロLEDの一部を有するように、複数のマイクロLEDの一部を接触表面に一時的に結合するステップと、第1の転写デバイスの接触表面上に配置された複数のマイクロLEDの一部をディスプレイ基板の受け取り表面と接触させるステップと、第1の転写デバイスの接触表面および複数のマイクロLEDの一部を分離するステップであって、複数のマイクロLEDの一部は、受け取り表面上に転写され、それによって、ディスプレイ基板の受け取り表面上で複数のマイクロLEDの一部を組み立てる、ステップとを含む、ステップと、ディスプレイ基板上に複数の機能的要素を微細に組み立てるステップであって、複数の機能的要素の一部のうちの複数の機能的要素の一部を第2の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に配置された複数の機能的要素の一部を有するように、複数の機能的要素の一部を接触表面に結合するステップと、第2の転写デバイスの接触表面上に配置された複数の機能的要素の一部をディスプレイ基板の受け取り表面と接触させるステップと、第2の転写デバイスの接触表面および複数の機能的要素の一部を分離するステップであって、複数の機能的要素の一部は、ディスプレイ基板の受け取り表面上に転写され、それによって、ディスプレイ基板の受け取り表面上で複数の機能的要素の一部を組み立てる、ステップとを含む。
ある実施形態では、機能的要素は、センサまたは送受信機である。
ある実施形態では、複数の機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ、赤外線センサ、温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。
ある実施形態では、複数の機能的要素は、ディスプレイ基板にわたってマイクロLEDと異なる空間密度を有する。
ある実施形態では、マイクロLEDは、ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、複数の機能的要素は、ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、機能的要素の数は、ディスプレイの中のマイクロLEDの数未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、機能的要素の数は、ディスプレイの中のマイクロLEDの数の3分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。ある実施形態では、各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、複数の発光ダイオードの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、複数のマイクロLEDおよび複数の機能的要素は、共通平面上にある。
ある実施形態では、本方法は、複数のマイクロ集積回路を備え、各マイクロ集積回路は、複数のマイクロLEDの中の少なくとも1つのマイクロLEDおよび複数の機能的要素の中の少なくとも1つの機能的要素に接続される。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイ基板上のポリマー層を備え、複数のマイクロLEDおよび複数の機能的要素は、ポリマー層がディスプレイ基板と複数のマイクロLEDおよび複数の機能的要素との間にあるように、ポリマー層の上にある。
ある実施形態では、本方法は、ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、ディスプレイ基板および第1のパターン化金属層上の誘電体層であって、ポリマー層は、ディスプレイ基板の上にある、誘電体層と、各ビアが対応するマイクロLEDに関連付けられる、ポリマーおよび誘電体層を通して形成される複数のビアと、
第2のパターン化金属層であって、第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDのアノードを第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、対応するマイクロLEDのカソードに電気的に接触する、第2のパターン化金属層とを備えている。
ある実施形態では、本方法は、複数のピクセルを備え、各ピクセルは、複数のマイクロLEDの中の少なくとも1つのマイクロLEDと、複数の機能的要素の中の少なくとも1つの機能的要素とを備えている。
ある実施形態では、複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDは、有機マイクロLEDである。
ある実施形態では、第2の転写デバイスは、第1の転写デバイスである。
ある実施形態では、第1の転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている。
別の側面では、本発明は、ディスプレイ基板と、ディスプレイ基板を覆って形成されている第1の発光型無機マイクロLEDディスプレイと、ディスプレイ基板を覆って形成されている第2のディスプレイであって、第1の発光型マイクロLEDディスプレイと異なるタイプの第2のディスプレイとを備えている、マルチモードディスプレイを対象とする。
ある実施形態では、第2のディスプレイは、非発光型反射ディスプレイである。ある実施形態では、第2のディスプレイは、電気泳動またはMEMベースのディスプレイである。
ある実施形態では、第1のディスプレイは、複数の第1のピクセルを備え、第2のディスプレイは、複数の第2のピクセルを備え、複数の第1のピクセルの各々は、複数の第2のピクセルの各々より小さい。
ある実施形態では、マルチモードディスプレイは、第1のディスプレイと第2のディスプレイとを切り替えるためのコントローラを備えている。
ある実施形態では、マルチモードディスプレイは、携帯電話、スマートフォン、またはタブレットコンピュータデバイスを備えている。
ある実施形態では、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板の第2のディスプレイと異なる部分を覆って位置する。
ある実施形態では、第1のディスプレイおよび第2のディスプレイは、ディスプレイ基板の同一部分を覆って位置する。ある実施形態では、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板の反対の第2のディスプレイの側面上で第2のディスプレイの上に位置する。
ある実施形態では、第1のディスプレイの光制御要素は、ディスプレイ基板上で第2のディスプレイの光制御要素と組み合わせられる。
ある実施形態では、マイクロLEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、第1のディスプレイおよび第2のディスプレイは、ディスプレイ基板上に形成される。ある実施形態では、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板の第1の側面上にあり、第2のディスプレイは、第1の側面の反対のディスプレイ基板の第2の側面上にある。
ある実施形態では、第2のディスプレイは、ディスプレイ基板上にあり、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板と別個であり、ディスプレイ基板を覆って位置しているマイクロLEDディスプレイ基板上にある。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。ある実施形態では、ディスプレイ基板は、マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、第1の発光型マイクロLEDディスプレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、第1の発光型マイクロLEDディスプレイの各ピクセルは、複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDは、有機マイクロLEDである。
ある実施形態では、第1の発光型無機マイクロLEDディスプレイは、ディスプレイ基板と別個であり異なるLED基板の中に形成されている複数の無機マイクロLEDを備え、第2のディスプレイは、ディスプレイ基板の上または中に形成され、それにネイティブであり、LED基板は、ディスプレイ基板に接着される。
別の側面では、本発明は、マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法を対象とし、本方法は、第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成するステップと、ディスプレイ基板を提供するステップと、ディスプレイ基板を覆って複数のマイクロLEDを微細に組み立て、それによって、ディスプレイ基板を覆って第1の発光型マイクロLEDディスプレイを形成するステップと、ディスプレイ基板を覆って、第2のディスプレイであって、第1の発光型マイクロLEDディスプレイと異なるタイプの第2のディスプレイを形成するステップとを含む。
ある実施形態では、第2のディスプレイは、非発光型反射ディスプレイである。
ある実施形態では、第2のディスプレイは、電気泳動またはMEMベースのディスプレイである。
ある実施形態では、第1のディスプレイは、複数の第1のピクセルを備え、第2のディスプレイは、複数の第2のピクセルを備え、複数の第1のピクセルの各々は、複数の第2のピクセルの各々より小さい。
ある実施形態では、本方法はさらに、第1のディスプレイと第2のディスプレイとを切り替えるためのコントローラを備えている。
ある実施形態では、本方法はさらに、携帯電話、スマートフォン、またはタブレットコンピュータデバイスを備えている。
ある実施形態では、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板の第2のディスプレイと異なる部分を覆って位置する。ある実施形態では、第1のディスプレイおよび第2のディスプレイは、ディスプレイ基板の同一部分を覆って位置する。ある実施形態では、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板の反対の第2のディスプレイの側面上で第2のディスプレイの上に位置する。
ある実施形態では、第1のディスプレイの光制御要素は、ディスプレイ基板上で第2のディスプレイの光制御要素と組み合わせられる。
ある実施形態では、マイクロLEDは、ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される。
ある実施形態では、第1のディスプレイおよび第2のディスプレイは、ディスプレイ基板上に形成される。
ある実施形態では、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板の第1の側面上にあり、第2のディスプレイは、第1の側面の反対のディスプレイ基板の第2の側面上にある。
ある実施形態では、第2のディスプレイは、ディスプレイ基板上にあり、第1のディスプレイは、ディスプレイ基板と別個であり、ディスプレイ基板を覆って位置しているマイクロLEDディスプレイ基板上にある。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。ある実施形態では、ディスプレイ基板は、マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の4分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、マイクロLEDの複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
ある実施形態では、各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する。
ある実施形態では、それぞれの発光体のアノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている。
ある実施形態では、マイクロLEDは、有機マイクロLEDである。
別の側面では、本発明は、デバイス基板と、デバイス基板上の第1の導電体と、デバイス基板上の第2の導電体と、1つ以上のジャンパ導体を有するデバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素とを備え、伝導性ジャンパ要素は、第1の導電体および第2の導電体と電気接触している1つ以上のジャンパ導体のうちの第1のジャンパ導体を伴って、デバイス基板上にある、マイクロ組立デバイスを対象とする。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである。ある実施形態では、能動デバイスは、CMOSデバイスである。ある実施形態では、能動デバイスは、駆動回路および不揮発性メモリのうちの少なくとも1つを備えている。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、マイクロ転写印刷に好適な構造内に収納される。ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、半導体、シリコン、シリコンオンインシュレータ、ガラス、金属、および誘電体のうちの1つ以上のものを含む。
ある実施形態では、ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSn、AgSn、またはAgSnを含む。
ある実施形態では、導体基板に隣接する伝導性ジャンパ要素の一部は、陥凹状である。
ある実施形態では、本デバイスは、第1の導電体および第2の導電体から電気的に絶縁される導体基板上の第3の導電体を備え、第3の導電体は、伝導性ジャンパ要素の陥凹の下に位置する。
ある実施形態では、陥凹は、露出絶縁体を備えている。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、その間に露出絶縁体を伴って第2の端子に電気的に接続されている第1の端子を備え、第1の端子、第2の端子、および露出絶縁体は、伝導性ジャンパ要素の少なくとも1つの側面上に平面を形成する。
ある実施形態では、本デバイスは、第1の導電体および第2の導電体から電気的に絶縁される導体基板上の第3の導電体を備え、第3の導電体は、露出絶縁体によって接触させられる。
ある実施形態では、ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの一部は、絶縁体で覆われる。
ある実施形態では、ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの中心部分は、ジャンパ導体の露出端を分離する絶縁体で覆われる。
ある実施形態では、基板は、ディスプレイ基板であり、伝導性ジャンパ要素は、冗長発光体をディスプレイ回路に電気的に接続する。
ある実施形態では、冗長発光体は、欠陥一次発光体の代わりにディスプレイ回路に接続される。
ある実施形態では、第1の導電体と第2の導電体との間の距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。ある実施形態では、デバイス基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、デバイス基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。ある実施形態では、デバイス基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、クロスオーバである。
ある実施形態では、本デバイスは、デバイス基板上の複数の第1の導電体であって、複数の第1の導電体は、第1の導電体を備えている、複数の第1の導電体と、デバイス基板上の複数の第2の導電体であって、複数の第2の導電体は、第2の導電体を備えている、複数の第2の導電体と、複数のジャンパ導体を有するデバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、複数のジャンパ導体は、1つ以上のジャンパ導体を備えている、伝導性ジャンパ要素と、複数の導電体のうちの第1の導電体および複数の第2の導電体のうちの第2の導電体と電気接触している、複数のジャンパ導体のうちの各ジャンパ導体とを備えている。
別の側面では、本発明は、デバイス基板と、デバイス基板上の第1の導電体と、デバイス基板上の第2の導電体と備えている、デバイスを提供するステップと、デバイス基板上に1つ以上のジャンパ導体を有する、伝導性ジャンパ要素を微細に組み立てるステップであって、伝導性ジャンパ要素は、第1の導電体および第2の導電体と電気接触している1つ以上のジャンパ導体のうちの第1のジャンパ導体を伴って、デバイス基板上にある、ステップとを含む、マイクロ組立デバイスを提供する方法を対象とする。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである。ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、能動デバイスである。ある実施形態では、能動デバイスは、CMOSデバイスである。ある実施形態では、能動デバイスは、駆動回路および不揮発性メモリのうちの少なくとも1つを備えている。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、マイクロ転写印刷に好適な構造内に収納される。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、半導体、シリコン、シリコンオンインシュレータ、ガラス、金属、および誘電体のうちの1つ以上のものを含む。
ある実施形態では、ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSn、AgSn、またはAgSnを含む。
ある実施形態では、導体基板に隣接する伝導性ジャンパ要素の一部は、陥凹状である。
ある実施形態では、第1の導電体および第2の導電体から電気的に絶縁される導体基板上の第3の導電体を備え、第3の導電体は、伝導性ジャンパ要素の陥凹の下に位置する。
ある実施形態では、陥凹は、露出絶縁体を備えている。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、その間に露出絶縁体を伴って第2の端子に電気的に接続されている第1の端子を備え、第1の端子、第2の端子、および露出絶縁体は、伝導性ジャンパ要素の少なくとも1つの側面上に平面を形成する。
ある実施形態では、本方法は、第1の導電体および第2の導電体から電気的に絶縁される導体基板上の第3の導電体を備え、第3の導電体は、露出絶縁体によって接触させられる。
ある実施形態では、ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの一部は、絶縁体で覆われる。
ある実施形態では、ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの中心部分は、ジャンパ導体の露出端を分離する絶縁体で覆われる。
ある実施形態では、基板は、ディスプレイ基板であり、伝導性ジャンパ要素は、冗長発光体をディスプレイ回路に電気的に接続する。
ある実施形態では、冗長発光体は、欠陥一次発光体の代わりにディスプレイ回路に接続される。
ある実施形態では、第1の導電体と第2の導電体との間の距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである。
ある実施形態では、デバイス基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する。
ある実施形態では、デバイス基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する。
ある実施形態では、デバイス基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素は、クロスオーバである。
ある実施形態では、本方法は、デバイス基板上の複数の第1の導電体であって、複数の第1の導電体は、第1の導電体を備えている、複数の第1の導電体と、デバイス基板上の複数の第2の導電体であって、複数の第2の導電体は、第2の導電体を備えている、複数の第2の導電体と、複数のジャンパ導体を有するデバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、複数のジャンパ導体は、1つ以上のジャンパ導体を備えている、伝導性ジャンパ要素と、複数の導電体のうちの第1の導電体および複数の第2の導電体のうちの第2の導電体と電気接触している、複数のジャンパ導体のうちの各ジャンパ導体とを備えている。
ある実施形態では、伝導性ジャンパ要素を微細に組み立てるステップは、伝導性ジャンパ要素を接触表面を有する転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に一時的に配置された伝導性ジャンパ要素を有するように、伝導性ジャンパ要素を接触表面に一時的に結合するステップと、転写デバイスの接触表面上に配置された伝導性ジャンパ要素をデバイス基板の受け取り表面と接触させるステップと、転写デバイスの接触表面および伝導性ジャンパ要素を分離するステップであって、伝導性ジャンパ要素は、受け取り表面上に転写され、それによって、デバイス基板の受け取り表面上で伝導性ジャンパ要素を組み立てる、ステップとを含む。
ある実施形態では、転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
無機発光ダイオードディスプレイであって、前記ディスプレイは、
複数の発光ダイオードに非ネイティブなディスプレイ基板上でアレイに組み立てられた複数の無機発光ダイオードを備え、
前記アレイの各発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンである、ディスプレイ。
(項目2)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目1に記載のディスプレイ。
(項目3)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目1または2に記載のディスプレイ。
(項目4)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目1〜3のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目5)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目1〜4のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目6)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目1〜5のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目7)
各発光ダイオードは、
伝導層と、
前記伝導層の一部の上に配置されている無機発光層と
を備え、
前記伝導層は、前記無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備え、前記第1の金属端子は、前記無機発光層の一部の上に配置され、前記第2の金属端子は、前記伝導層の前記カンチレバー拡張の上に配置され、前記第1の金属端子と前記第2の金属端子との間に供給される電流は、前記無機発光層に発光させる、項目1〜6のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目8)
前記横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および前記発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する、項目1〜7のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目9)
前記横の伝導層は、前記LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目1〜7のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目10)
前記第1および第2の金属端子は、透明である、項目1〜9のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目11)
前記第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目1〜9のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目12)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板を通して発せられるように、下向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目1〜11のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目13)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子と同一の側面上に位置している、項目12に記載のディスプレイ。
(項目14)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に反射性であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子から少なくとも部分的に反射し、前記第1の面と反対の各発光ダイオードの第2の面を通ることを可能にする、項目12または13に記載のディスプレイ。
(項目15)
各発光ダイオードの少なくとも一部の直接下方に位置する材料は、少なくとも部分的に透明である、項目12〜14のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目16)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板から離れた方向に発せられるように、上向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目1〜11のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目17)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下、前記発光ダイオードの前記第1の金属端子から反対側に位置している、項目16に記載のディスプレイ。
(項目18)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子を少なくとも部分的に通過することを可能にする、項目16〜17のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目19)
各々が対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、
各々が対応する発光ダイオードの前記第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続と
を備え、
前記複数の第1の相互接続および前記複数の第2の相互接続は、前記第1の面の上にある、項目1〜18のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目20)
前記複数の第1の相互接続特徴および前記複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある、項目19に記載のディスプレイ。
(項目21)
前記複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの1つの列電極に電気的に連結され、各ビアは、前記複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードに関連付けられている、項目19または20に記載のディスプレイ。
(項目22)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、前記第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成されている、項目21に記載のディスプレイ。
(項目23)
前記発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する、項目1〜22のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目24)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの前記横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う、項目1〜23のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目25)
前記複数の発光ダイオードは、マイクロ転写印刷を介して組み立てられる、項目1〜24のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目26)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目1〜25のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目27)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目1〜26のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目28)
前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、前記複数の発光ダイオードの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目1〜27のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目29)
前記複数の発光ダイオードの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目28に記載のディスプレイ。
(項目30)
前記複数の無機発光ダイオードのうちの各無機発光ダイオードに対して、前記水平距離は、500nm〜1μm、1μm〜5μm、5μm〜10μm、または10μm〜20μmである、項目1〜29のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目31)
前記複数の無機発光ダイオードのうちの各無機発光ダイオードに対して、前記第1の金属端子の表面および第2の金属端子の表面は、平面を共有する、項目1〜30のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目32)
前記ディスプレイ基板上の複数のマイクロ集積回路を備え、各々は、前記複数の発光ダイオードのセットと電気的に接続されている、項目1〜31のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目33)
各集積回路は、ある色の光を発するLEDを制御するために使用される、項目32に記載のディスプレイ。
(項目34)
それぞれの集積回路によって駆動される前記複数の発光ダイオードの各セットは、独立サブディスプレイを形成する、項目32または33に記載のディスプレイ。
(項目35)
複数の第2の発光ダイオードに非ネイティブな第2のディスプレイ基板上で第2のアレイに組み立てられた複数の第2の無機発光ダイオードを備え、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目1〜34のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目36)
前記ディスプレイ基板の前記複数の無機発光ダイオードと反対の側面上で第2のアレイに組み立てられた複数の第2の無機発光ダイオードを備え、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目1〜34のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目37)
前記複数の無機発光ダイオードの前記アレイは、前記複数の第2の無機発光ダイオードの前記第2のアレイと異なる解像度を有する、項目35または36に記載のディスプレイ。
(項目38)
前記複数の無機発光ダイオードの各々は、第1のサイズを有し、前記複数の第2の無機発光ダイオードの各々は、第2のサイズを有し、前記第1のサイズは、前記第2のサイズと異なる、項目35〜37のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目39)
発光ダイオードディスプレイを形成する方法であって、前記方法は、
基板上に複数の列線を形成することと、
前記列線上に絶縁体を堆積させることと、
前記絶縁体上に複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷することであって、各マイクロ発光ダイオードは、その発光ダイオードの第1の面上に第1および第2の金属端子を備え、前記基板は、前記複数の発光ダイオードに非ネイティブである、ことと、
前記絶縁体に複数の孔を形成し、それによって、前記複数の列線の各々の部分を露出することと、
前記第1の面上に複数の伝導性相互接続を堆積させることと
を含み、
前記複数の伝導性相互接続は、複数の行電極と、複数の列相互接続とを備え、前記複数の列相互接続の各々は、列線を対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子に電気的に接続する、方法。
(項目40)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、前記第1の金属端子は、100nm〜5ミクロンの水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の面上の前記第2の金属端子から水平に分離されている、項目39に記載の方法。
(項目41)
前記第1および第2の金属端子は、透明である、項目39または40に記載の方法。
(項目42)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子を少なくとも部分的に通過することを可能にする、項目39〜41のいずれか1項に記載の方法。
(項目43)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板を通して発せられるように、下向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目39〜42のいずれか1項に記載の方法。
(項目44)
複数の光学反射構造を堆積させることを含み、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードの上方、前記発光ダイオードの前記ディスプレイ基板から反対側に位置している、項目43に記載の方法。
(項目45)
各発光ダイオードの少なくとも一部の直接下方に位置する材料は、少なくとも部分的に透明である、項目43または44に記載の方法。
(項目46)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に反射性であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子から少なくとも部分的に反射し、各発光ダイオードの前記第1の面と反対の第2の面を通ることを可能にする、項目43〜45のいずれか1項に記載の方法。
(項目47)
前記第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目43〜46のいずれか1項に記載の方法。
(項目48)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板から離れた方向に発せられるように、上向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目39〜42のいずれか1項に記載の方法。
(項目49)
前記複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷することに先立って、複数の光学反射構造を堆積させることを含み、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下に位置している、項目48に記載の方法。
(項目50)
各発光ダイオードは、
伝導層と、
前記伝導層の一部の上に配置されている無機発光層と
を備え、
前記伝導層は、前記無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備え、前記第1の金属端子は、前記無機発光層の一部の上に配置され、前記第2の金属端子は、前記伝導層の前記カンチレバー拡張の上に配置され、前記第1の金属端子と前記第2の金属端子との間に供給される電流は、前記無機発光層に発光させる、項目39〜49のいずれか1項に記載の方法。
(項目51)
前記横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および前記発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する、項目50に記載の方法。
(項目52)
前記横の伝導層は、前記LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目50に記載の方法。
(項目53)
前記複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷することは、
取り外し可能に取り付けられた前記複数の発光ダイオードの一部を有する転写デバイスを提供することであって、前記転写デバイスは、前記複数の発光ダイオードの前記一部と少なくとも部分的に接触している3次元特徴を備えている、ことと、
前記転写デバイスに取り外し可能に取り付けられた前記複数の発光ダイオードの前記一部を前記基板の受け取り表面と接触させることと、
前記受け取り表面と前記複数の発光ダイオードの前記一部の前記接触に続いて、前記複数の発光ダイオードの前記一部から前記転写デバイスを分離することであって、前記複数の発光ダイオードの前記一部は、前記受け取り表面上に転写される、ことと、
を含む、項目39〜52のいずれか1項に記載の方法。
(項目54)
各々が前記複数の第1の相互接続のうちのそれぞれの1つに電気的に接続されている複数の列電極と、
前記複数の列電極と前記複数の発光ダイオードとの間の絶縁体と
を備え、
前記複数の第2の相互接続は、複数の行電極を備え、前記複数の行電極は、前記複数の発光ダイオードのうちの少なくとも1つの前記第2の金属端子に電気的に接続されている、項目39〜53のいずれか1項に記載の方法。
(項目55)
前記複数の第1の相互接続の各々は、前記絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して前記複数の列電極のうちの前記列電極の1つに電気的に連結されている、項目54に記載の方法。
(項目56)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、前記第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成されている、項目54〜55のいずれか1項に記載の方法。
(項目57)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、2ミクロン〜2ミリメートルの最小線および空間寸法範囲を有する、項目54〜56のいずれか1項に記載の方法。
(項目58)
前記発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する、項目39〜57のいずれか1項に記載の方法。
(項目59)
前記複数の第1の相互接続特徴および前記複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある、項目39〜58のいずれか1項に記載の方法。
(項目60)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う、項目39〜59のいずれか1項に記載の方法。
(項目61)
前記複数の発光ダイオードのそれぞれの前記第1の面は、各ダイオードの前記ディスプレイ基板から離れた側面上にある、項目39〜60のいずれか1項に記載の方法。
(項目62)
前記非ネイティブ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目39〜61のいずれか1項に記載の方法。
(項目63)
前記複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目39〜62のいずれか1項に記載の方法。
(項目64)
前記複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目39〜63のいずれか1項に記載の方法。
(項目65)
前記複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目39〜64のいずれか1項に記載の方法。
(項目66)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目39〜65のいずれか1項に記載の方法。
(項目67)
前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、前記複数の発光ダイオードの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目39〜66のいずれか1項に記載の方法。
(項目68)
前記発光体の前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目67に記載の方法。
(項目69)
前記複数の伝導性相互接続は、単一のステップで堆積させられる、項目39〜68のいずれか1項に記載の方法。
(項目70)
複数のマイクロ集積回路を前記ディスプレイ基板上にマイクロ転写印刷することを含み、各々は、前記複数の発光ダイオードのセットと電気的に接続されている、項目39〜69のいずれか1項に記載の方法。
(項目71)
各集積回路は、ある色の光を発するLEDを制御するために使用される、項目70に記載の方法。
(項目72)
複数の第2の発光ダイオードに非ネイティブな第2のディスプレイ基板上で第2のアレイにおいて複数の第2の無機発光ダイオードをマイクロ転写印刷することを含み、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目39〜71のいずれか1項に記載の方法。
(項目73)
前記ディスプレイ基板の前記複数の無機発光ダイオードと反対の側面上で第2のアレイにおいて複数の第2の無機発光ダイオードをマイクロ転写印刷することを含み、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目39〜71のいずれか1項に記載の方法。
(項目74)
前記複数の無機発光ダイオードの前記アレイは、前記複数の第2の無機発光ダイオードの前記第2のアレイと異なる解像度を有する、項目72または73に記載の方法。
(項目75)
前記複数の無機発光ダイオードの各々は、第1のサイズを有し、前記複数の第2の無機発光ダイオードの各々は、第2のサイズを有し、前記第1のサイズは、前記第2のサイズと異なる、項目72〜74のいずれか1項に記載の方法。
(項目76)
ディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、
前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上の誘電体層と、
前記誘電体層上のポリマー層と、
前記ポリマー層の表面上の複数の発光体であって、前記複数の発光体のうちの各発光体は、それぞれの発光体の同一側面上にアノードおよびカソードを有し、前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光体に非ネイティブである、複数の発光体と、
前記ポリマーおよび誘電体層を通して形成される複数のビアであって、各ビアは、前記複数の発光体のうちの対応する発光体に関連付けられている、複数のビアと、
第2のパターン化金属層と
を備え、
前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記カソードに電気的に接続する、ディスプレイ。
(項目77)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目76に記載のディスプレイ。
(項目78)
前記複数の発光体は、複数の無機発光ダイオードを備えている、項目76または77に記載のディスプレイ。
(項目79)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目76〜78のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目80)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目76〜79のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目81)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目76〜80のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目82)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目76〜81のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目83)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目76〜82のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目84)
前記ディスプレイ基板は、連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光体の各々は、発光面積を有し、前記複数の発光体の複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目76〜83のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目85)
前記複数の発光体の前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目84に記載のディスプレイ。
(項目86)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目76〜85のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目87)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目76〜86のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目88)
前記第1のパターン化金属層は、金属スタックを備えている、項目76〜87のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目89)
前記金属スタックは、アルミニウムとチタンとを含む、項目88に記載のディスプレイ。
(項目90)
前記チタンは、前記アルミニウムの上にある、項目89に記載のディスプレイ。
(項目91)
前記ポリマー層は、感光性負作用半導体グレードエポキシである、項目76〜90のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目92)
前記複数の発光体は、印刷ツールを使用して前記ポリマー層の表面上にマイクロ転写印刷されている、項目76〜91のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目93)
前記印刷ツールは、粘弾性エラストマースタンプである、項目92に記載のディスプレイ。
(項目94)
前記第2のパターン化金属層は、金属スタックを備えている、項目76〜93のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目95)
前記金属スタックは、Ti/Al/Tiを含む、項目94に記載のディスプレイ。
(項目96)
前記第2のパターン化金属層は、前記ディスプレイ基板上の複数のパッドを備えている、項目76〜95のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目97)
前記複数の発光体は、赤色光を発する複数の赤色発光体と、緑色光を発する複数の緑色発光体と、青色光を発する複数の青色発光体とを備えている、項目76〜96のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目98)
前記複数の発光体のうちの各発光体の前記アノードおよびカソードのうちの少なくとも1つは、発光体誘電体層上に形成される、項目76〜97のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目99)
前記誘電体層は、窒化ケイ素である、項目76〜98のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目100)
前記ディスプレイ基板は、可撓性である、項目76〜99のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目101)
ディスプレイを形成する方法であって、前記方法は、
ディスプレイ基板上に第1の金属層を堆積させることと、
前記第1の金属層をパターン化し、第1のパターン化金属層を形成することと、
前記第1のパターン化金属層上に誘電体の層を堆積させ、電気絶縁層を作成することと、
未硬化ポリマー層を適用することと、
ネイティブ基板から前記ポリマー上に複数の発光体をマイクロ転写印刷することであって、前記ネイティブ基板は、前記複数の発光体の少なくとも一部にネイティブであり、前記発光体の各々は、電力を前記発光体に提供するためのアノードおよびカソードを有する、ことと、
前記ポリマーを紫外線にさらし、前記ポリマーを硬化させることと、
前記硬化ポリマーおよび誘電体層を通して複数のビアを形成し、前記第1のパターン化金属層の一部を露出することと、
第2の金属層を堆積させることであって、前記第2の金属層は、前記複数の発光体のうちの各発光体のアノードおよびカソードに接触する、ことと、
前記第2の金属層をパターン化し、前記第2のパターン化金属層を形成することと
を含み、
前記第2のパターン化金属層は、複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記カソードに電気的に接触する、方法。
(項目102)
前記複数の発光体は、複数の無機発光ダイオードを備えている、項目101に記載の方法。
(項目103)
前記ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断することを含む、項目101または102に記載の方法。
(項目104)
非ネイティブウエハを前記複数のディスプレイに切断することに先立って、保護フォトレジスト層で前記ウエハをコーティングすることと、
前記ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断した後に、前記ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断した後の前記複数のディスプレイのうちの各ディスプレイから前記保護フォトレジスト層を除去することと
を含む、項目103に記載の方法。
(項目105)
前記非ネイティブウエハの表面上の受け取りパッド上にパッシブマトリクスドライバ集積回路を提供することを含む、項目101〜104のいずれか1項に記載の方法。
(項目106)
前記複数の発光体のうちの各発光体をバーンインすることを含む、項目101〜105のいずれか1項に記載の方法。
(項目107)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜100ミクロンである、項目101〜106のいずれか1項に記載の方法。
(項目108)
前記ポリマーは、感光性負作用半導体グレードエポキシである、項目101〜107のいずれか1項に記載の方法。
(項目109)
前記第1の金属層は、金属物理蒸着を使用して堆積させられる、項目101〜108のいずれか1項に記載の方法。
(項目110)
前記第1の金属層は、フォトリソグラフィを使用してパターン化される、項目101〜109のいずれか1項に記載の方法。
(項目111)
前記第1の金属層をパターン化することは、
前記第1の金属層を堆積させることに先立って、負作用フォトレジストを前記第1の金属層に適用し、(例えば、マスクを使用して)前記フォトレジストを光に選択的にさらし、前記フォトレジストを現像し、リフトオフテンプレートを形成することと、
前記第1の金属層を堆積させた後、前記リフトオフテンプレートを除去し、それによって、前記第1のパターン化金属層を形成することと
を含む、項目101〜110のいずれか1項に記載の方法。
(項目112)
前記第1の金属層は、チタンの上のアルミニウムの上にチタンの金属スタックを備えている、項目101〜111のいずれか1項に記載の方法。
(項目113)
前記第1の金属層を堆積させることは、電子ビーム蒸着を使用して、前記第1の金属層を堆積させることを含む、項目101〜112のいずれか1項に記載の方法。
(項目114)
前記第2の金属層をパターン化することは、
負作用フォトレジストにリフトオフマスクをパターン化することと、
金属スタックを堆積させることと、
前記フォトレジストマスクを外し、前記第2のパターン化金属層を後に残すことと
を含む、項目101〜113のいずれか1項に記載の方法。
(項目115)
前記第2の金属層は、金属スタックを備えている、項目101〜114のいずれか1項に記載の方法。
(項目116)
前記金属スタックは、Ti/Al/Tiを含む、項目115に記載の方法。
(項目117)
1つ以上の熱処理を使用して、前記ポリマーから1つ以上の溶媒を除去することを含む、項目107〜116のいずれか1項に記載の方法。
(項目118)
前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、印刷ツールを使用して前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することを含む、項目107〜117のいずれか1項に記載の方法。
(項目119)
前記印刷ツールは、粘弾性エラストマースタンプを備えている、項目118に記載の方法。
(項目120)
前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、前記複数の発光体と前記粘弾性エラストマー表面との間の動力学的に調整可能な接着を使用することを含む、項目101〜119のいずれか1項に記載の方法。
(項目121)
前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、
粘弾性エラストマースタンプを前記複数の発光体の少なくとも一部の中の前記発光体の各々の第1の表面に接触させて、前記エラストマーと前記複数の発光体の前記一部との間の接着の効果的な増加につながる第1の速度で、前記ネイティブ基板から離して前記粘弾性エラストマースタンプを移動させることによって、前記ネイティブ基板から前記複数の発光体の前記一部を取り上げることと、
粘弾性エラストマースタンプによって取り上げられた前記発光体の各々の第2の表面を前記ポリマーに接触させて、第2の速度で前記ディスプレイ基板から離して前記粘弾性エラストマースタンプを移動させ、それによって、前記粘弾性エラストマースタンプによって取り上げられた前記発光体を前記ポリマー上に残すことによって、前記複数の発光体の前記一部を前記非ネイティブ基板に印刷することであって、前記第2の速度は、前記第1の速度より小さい、ことと
を含む、項目101〜120のいずれか1項に記載の方法。
(項目122)
マイクロ転写印刷プロセス中に前記スタンプを横方向に剪断することを含む、項目101〜121のいずれか1項に記載の方法。
(項目123)
前記複数の発光体は、赤色光を発する複数の赤色発光体と、緑色光を発する複数の緑色発光体と、青色光を発する複数の青色発光体とを備えている、項目101〜122のいずれか1項に記載の方法。
(項目124)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目101〜123のいずれか1項に記載の方法。
(項目125)
ネイティブ基板から前記ポリマー上に前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、少なくとも2つのマイクロ転写印刷動作を行うことを含む、項目101〜124のいずれか1項に記載の方法。
(項目126)
ネイティブ基板から前記ポリマー上に前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、
赤色発光体ネイティブ基板から赤色光を発する複数の赤色発光体をマイクロ転写印刷することと、
緑色発光体ネイティブ基板から緑色光を発する複数の緑色発光体をマイクロ転写印刷することと、
青色発光体ネイティブ基板から青色光を発する複数の青色発光体をマイクロ転写印刷することと
を含み、
前記複数の発光体は、前記複数の赤色発光体と、前記複数の緑色発光体と、前記複数の青色発光体とを備えている、項目101〜125のいずれか1項に記載の方法。
(項目127)
前記ディスプレイ基板は、可撓性である、項目101〜126のいずれか1項に記載の方法。
(項目128)
無機発光ダイオードであって、
伝導層と、
前記伝導層の一部の上に配置されている無機発光層であって、前記伝導層は、前記無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備えている、無機発光層と、
前記無機発光層の一部の上に配置されている第1の金属端子と、
前記伝導層の前記カンチレバー拡張の上に配置されている第2の金属端子であって、前記第1の金属端子と前記第2の金属端子との間に供給される電流は、前記無機発光層に発光させる、第2の金属端子と、
前記無機発光層の少なくとも一部の上に配置されている誘電体層と
を備え、
前記誘電体層は、前記第2の金属端子から前記第1の金属端子を電気的に絶縁し、前記第1および第2の金属端子は、前記無機発光ダイオードの同一側面の上にあり、100nm〜20μmの水平距離によって分離されている、無機発光ダイオード。
(項目129)
前記無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目1に記載の無機発光ダイオード。
(項目130)
前記無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目128または129に記載の無機発光ダイオード。
(項目131)
前記無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目128〜130のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目132)
前記水平距離は、500nm〜1μm、1μm〜5μm、5μm〜10μm、または10μm〜20μmである、項目128〜131のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目133)
前記第1の金属端子の表面および第2の金属端子の表面は、平面を共有する、項目128〜132のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目134)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う、項目128〜133のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目135)
前記横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および前記発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する、項目128〜134のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目136)
前記横の伝導層は、前記LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目128〜135のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目137)
前記第1および第2の金属端子は、透明である、項目128〜136のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目138)
前記第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目128〜137のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目139)
項目128〜138のいずれか1項に記載の複数の無機発光ダイオードを備えている無機発光ダイオードディスプレイであって、前記複数の無機発光ダイオードは、基板上に配置されている、無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目140)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目139に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目141)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目139または140に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目142)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子と同一の側面上に位置している、項目141に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目143)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下、前記発光ダイオードの前記第1の金属端子から反対側に位置している、項目141に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目144)
各々が対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、
各々が対応する発光ダイオードの前記第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続と
を備え、
前記複数の第1の相互接続および前記複数の第2の相互接続は、前記第1の面の上にある、項目139〜143のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目145)
前記複数の第1の相互接続特徴および前記複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある、項目144に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目146)
前記複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの1つの列電極に電気的に連結され、各ビアは、前記複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードに関連付けられている、項目144または145に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目147)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、前記第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成されている、項目146に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目148)
前記発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する、項目139〜147のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目149)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目139〜148のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目150)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目139〜149のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目151)
前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、前記複数の発光ダイオードの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目139〜150のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目152)
前記複数の発光ダイオードの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目151に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目153)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイ基板と、
複数のピクセルと
を備え
各ピクセルは、ディスプレイ回路に接続されている一次無機LEDのセットと、前記ディスプレイ回路に接続されていない冗長無機LEDのセットとを備え、前記冗長無機LEDの各々は、前記一次無機LEDのうちの1つである対応する欠陥LEDを交換するために、前記ディスプレイ回路に電気的に接続されることができ、
各一次および冗長無機LEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、前記ネイティブ基板は、前記ディスプレイ基板の上にある、ディスプレイ。
(項目154)
前記ディスプレイ回路に電気的に接続される冗長LEDを備えている、項目153に記載のディスプレイ。
(項目155)
冗長LEDを前記ディスプレイ回路に電気的に接続する伝導性ジャンパを備えている、項目153または154に記載のディスプレイ。
(項目156)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイ基板と、
複数のピクセルと
を備え、
各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備え、
各一次および冗長無機LEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、
前記ネイティブ基板は、前記ディスプレイ基板の上にあり、
前記冗長セットの各無機LEDは、抵抗器と直列に接続され、LED・抵抗器ペアを形成し、各LED・抵抗器ペアは、前記一次セットのうちの無機LEDと並列に配線されている、ディスプレイ。
(項目157)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイ基板と、
複数のピクセルと
を備え、
各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、
各一次および冗長無機LEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、前記ネイティブ基板は、前記ディスプレイ基板の上にあり、前記冗長セットの各無機LEDは、ダイオードと直列に接続され、LED・ダイオードペアを形成し、各LED・ダイオードペアは、前記一次セットのうちの無機LEDと並列に配線されている、ディスプレイ。
(項目158)
前記一次無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の緑色無機LEDと、青色光を発する複数の青色無機LEDとを備え、
前記冗長無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の冗長赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の冗長緑色無機LEDと、青色光を発する複数の冗長青色無機LEDとを備えている、項目153〜157のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目159)
前記一次無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の黄色無機LEDを備え、前記冗長無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の冗長黄色無機LEDを備えている、項目153〜158のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目160)
前記一次無機LEDのセットおよび前記冗長無機LEDのセットは、前記ディスプレイ基板の直接上にある、項目153〜159のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目161)
各ピクセルは、それぞれのピクセルの中の各無機LEDに電気的に接続されている無機集積回路を備えている、項目153〜160のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目162)
各ピクセルは、一次マイクロ集積回路と、冗長マイクロ集積回路とを備えている、項目153〜161のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目163)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目153〜162のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目164)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目153〜163のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目165)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目153〜164のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目166)
各無機LEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目153〜165のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目167)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目153〜166のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目168)
前記ディスプレイ基板は、前記一次無機LEDのセットと、前記冗長無機LEDのセットとを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各LEDは、発光面積を有し、LEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目153〜167のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目169)
前記LEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目168に記載のディスプレイ。(項目170)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを無機組み立てする方法であって、前記方法は、
1つ以上のネイティブ基板の中もしくは上に複数の印刷可能無機LEDを形成することと、
前記1つ以上のネイティブ基板と別個であり異なるディスプレイ基板上に前記複数の印刷可能無機LEDを転写印刷し、複数のピクセルを形成することであって、各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、ことと、
前記一次無機LEDをディスプレイ回路に接続することと、
前記ディスプレイを試験し、欠陥一次無機LEDを識別することと
を含む、方法。
(項目171)
前記一次無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の緑色無機LEDと、青色光を発する複数の青色無機LEDとを備え、
前記冗長無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の冗長赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の冗長緑色無機LEDと、青色光を発する複数の冗長青色無機LEDとを備えている、項目170に記載の方法。
(項目172)
前記一次無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の黄色無機LEDを備え、前記冗長無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の冗長黄色無機LEDを備えている、項目170〜171のいずれか1項に記載の方法。
(項目173)
前記ディスプレイ回路から前記欠陥一次無機LEDを断絶することを含む、項目170〜172のいずれか1項に記載の方法。
(項目174)
前記冗長無機LEDの各々が前記ディスプレイ回路に接続されるように、前記欠陥一次無機LEDの各々に近接近している冗長無機LEDへの電気接続を確立することを含む、項目170〜173のいずれか1項に記載の方法。
(項目175)
前記冗長LEDの各々への電気接続を確立することは、電気トレースを直接かつ物理的に配線することを含む、項目174に記載の方法。
(項目176)
前記冗長LEDの各々への電気接続を確立することは、マイクロアセンブリによって、前記冗長LEDの各々とそれぞれの欠陥LEDとの間に伝導性ジャンパを配置することを含む、項目174に記載の方法。
(項目177)
前記冗長LEDの各々への電気接続を確立することは、清浄金属表面間のはんだリフローまたは接触によって、電気接続を確立することを含む、項目174に記載の方法。
(項目178)
前記ディスプレイを試験することに先立って、各LED・抵抗器ペアが一次無機LEDと並列に接続されるように、各冗長無機LEDを抵抗器と直列に前記ディスプレイ回路に接続し、LED・抵抗器ペアを形成することを含む、項目170〜177のいずれか1項に記載の方法。
(項目179)
前記ディスプレイを試験することに先立って、各LED・ダイオードペアが一次無機LEDと並列に接続されるように、各冗長無機LEDをダイオードと直列に前記ディスプレイ回路に接続し、LED・ダイオードペアを形成することを含む、項目170〜178のいずれか1項に記載の方法。
(項目180)
前記ディスプレイを試験することは、
前記一次無機LEDのうちの1つ以上のものを照射することと、
欠陥一次LEDを識別することと、
を含む、項目170〜179のいずれか1項に記載の方法。
(項目181)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目170〜180のいずれか1項に記載の方法。
(項目182)
前記複数の印刷可能無機LEDは、前記ディスプレイ基板上に直接、マイクロ転写印刷される、項目170〜181のいずれか1項に記載の方法。
(項目183)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目170〜182のいずれか1項に記載の方法。
(項目184)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目170〜183のいずれか1項に記載の方法。
(項目185)
各無機LEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目170〜184のいずれか1項に記載の方法。
(項目186)
前記ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目170〜185のいずれか1項に記載の方法。
(項目187)
前記ディスプレイ基板は、前記一次無機LEDのセットと、前記冗長無機LEDのセットとを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各LEDは、発光面積を有し、LEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目170〜186のいずれか1項に記載の方法。
(項目188)
前記LEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目187に記載の方法。
(項目189)
マイクロLEDディスプレイであって、
少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板上の色変換構造のアレイであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、色変換構造のアレイと、
前記色変換構造と別個のマイクロLEDのアレイであって、前記マイクロLEDのアレイの中の各マイクロLEDは、前記色変換構造のアレイの中の前記色変換構造のうちの対応するものの上にある、マイクロLEDのアレイと
を備えている、マイクロLEDディスプレイ。
(項目190)
前記ディスプレイ基板は、前記色変換材料が位置する陥凹のアレイを備えている、項目189に記載のディスプレイ。
(項目191)
前記陥凹は、前記色変換材料で充填されている、項目190に記載のディスプレイ。
(項目192)
前記マイクロLEDは、前記マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、前記色変換材料および前記ディスプレイ基板を通って下向きに発するように、前記色変換材料の前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記色変換材料を覆って位置している、項目189〜191のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目193)
前記マイクロLEDが前記ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている、項目189〜192のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目194)
前記1つ以上の反射構造は、アレイ接続金属またはマイクロLED接点を備えている、項目193に記載のディスプレイ。
(項目195)
マイクロLEDディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、
前記マイクロLED構造と別個の色変換構造のアレイと
を備え、
前記色変換構造のアレイの中の各色変換構造は、前記マイクロLEDのアレイの中の前記マイクロLEDのうちの対応するものの上にあり、各色変換構造は、色変換材料を含む、マイクロLEDディスプレイ。
(項目196)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記マイクロLEDの上にあるか、またはそれを少なくとも部分的に包囲している、項目195に記載のディスプレイ。
(項目197)
前記色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、または単結晶蛍光体を含む、項目189〜196のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目198)
前記色変換材料は、直接バンドギャップ半導体のチップである、項目189〜197のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目199)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDを少なくとも部分的に包囲している、項目189〜198のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目200)
前記ディスプレイ基板上に補足鏡構造を備えている、項目189〜199のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目201)
各マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個のLED基板を有する、項目189〜200のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目202)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成されている、項目189〜201のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目203)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目189〜202のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目204)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目189〜203のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目205)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目189〜204のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目206)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目189〜205のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目207)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目189〜206のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目208)
前記ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目189〜207のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目209)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目189〜208のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目210)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目209に記載のディスプレイ。
(項目211)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目189〜210のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目212)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目211に記載のディスプレイ。
(項目213)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目189〜212のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目214)
前記マイクロLEDのアレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目189〜213のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目215)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目189〜214のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目216)
マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法であって、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板を提供することと、
アレイにおいて前記ディスプレイ基板上に複数の色変換構造を提供することであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、ことと、
前記複数のマイクロLEDのうちの各マイクロLEDが、前記複数の色変換構造のうちの前記色変換構造の対応するものの上にあるように、ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることと
を含み、
前記ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることは、
前記複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を有するように、前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記複数の色変換構造の一部と接触させることと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面と前記複数のマイクロLEDの前記一部とを分離することと
を含み、
前記複数のマイクロLEDの一部は、前記色変換構造の前記一部の上に転写され、それによって、前記色変換構造の前記一部の上に前記複数のマイクロLEDの前記一部を組み立てる、方法。
(項目217)
アレイにおいて前記ディスプレイ基板を覆って位置する複数の色変換構造を提供することは、ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることに先立って、
前記ディスプレイ基板の中に複数の陥凹を形成することと、
色変換材料で前記複数の陥凹を充填することであって、前記複数の印刷可能LEDは、前記色変換材料を覆って印刷される、ことと
を含む、項目216に記載の方法。
(項目218)
アレイにおいて前記ディスプレイ基板を覆って位置する複数の色変換構造を提供することは、ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることに先立って、前記ディスプレイ基板上に色変換材料のチップを微細に組み立てることを含む、項目216または217に記載の方法。
(項目219)
前記マイクロLEDは、前記マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、前記色変換材料および前記ディスプレイ基板を通って下向きに発するように、前記色変換材料の前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記色変換材料を覆って位置している、項目216〜218のいずれか1項に記載の方法。
(項目220)
前記マイクロLEDが前記ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている、項目216〜219のいずれか1項に記載の方法。
(項目221)
前記1つ以上の反射構造は、アレイ接続金属またはマイクロLED接点を備えている、項目220に記載の方法。
(項目222)
マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
ディスプレイ基板を提供することと、
ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることであって、前記ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることは、
前記複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を有するように、前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記複数の色変換構造の一部と接触させることと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面と前記複数のマイクロLEDの前記一部とを分離することであって、前記複数のマイクロLEDの一部は、前記色変換構造の前記一部の上に転写され、それによって、前記色変換構造の前記一部の上に前記複数のマイクロLEDの前記一部を組み立てる、ことと
を含む、ことと、
複数の色変換構造のうちの各色変換構造が、前記複数のマイクロLEDのうちの前記マイクロLEDの対応するものの上にあるように、アレイにおいて前記ディスプレイ基板上に前記複数の色変換構造を提供することであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、ことと
を含む、方法。
(項目223)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記マイクロLEDの上にあるか、またはそれを少なくとも部分的に包囲している、項目222に記載の方法。
(項目224)
前記色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、または単結晶蛍光体を含む、項目216〜223のいずれか1項に記載の方法。
(項目225)
前記色変換材料は、直接バンドギャップ半導体のチップである、項目216〜224のいずれか1項に記載の方法。
(項目226)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDを少なくとも部分的に包囲している、項目216〜225のいずれか1項に記載の方法。
(項目227)
前記ディスプレイ基板上に補足鏡構造を備えている、項目216〜226のいずれか1項に記載の方法。
(項目228)
各マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個のLED基板を有する、項目216〜227のいずれか1項に記載の方法。
(項目229)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される、項目216〜228のいずれか1項に記載の方法。
(項目230)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目216〜229のいずれか1項に記載の方法。
(項目231)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目216〜230のいずれか1項に記載の方法。
(項目232)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目216〜231のいずれか1項に記載の方法。
(項目233)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目216〜232のいずれか1項に記載の方法。
(項目234)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目216〜233のいずれか1項に記載の方法。
(項目235)
前記ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目216〜234のいずれか1項に記載の方法。
(項目236)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目216〜235のいずれか1項に記載の方法。
(項目237)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目236に記載の方法。(項目238)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目216〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目239)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目238に記載の方法。
(項目240)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目216〜239のいずれか1項に記載の方法。
(項目241)
前記複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目216〜240のいずれか1項に記載の方法。
(項目242)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目216〜241のいずれか1項に記載の方法。
(項目243)
多機能ディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、
前記ディスプレイ基板上の機能的要素のアレイと
を備え、
前記マイクロLEDは、前記機能的要素の間に組み込まれ、前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDおよび前記機能的要素に非ネイティブである、多機能ディスプレイ。(項目244)
前記機能的要素は、センサまたは送受信機である、項目243に記載の多機能ディスプレイ。
(項目245)
前記機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ、赤外線センサ、温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目243に記載の多機能ディスプレイ。
(項目246)
前記機能的要素は、前記ディスプレイ基板にわたって前記マイクロLEDと異なる空間密度を有する、項目243〜245のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目247)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目243〜246のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目248)
前記機能的要素は、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目243〜247のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目249)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数以下である、項目243〜248のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目250)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数の3分の1以下である、項目243〜249のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目251)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目243〜250のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目252)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目243〜251のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目253)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目243〜252のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。(項目254)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目243〜253のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。(項目255)
各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、項目243〜254のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目256)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目243〜255のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目257)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目243〜256のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目258)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目243〜257のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目259)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目258に記載の多機能ディスプレイ。
(項目260)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目243〜259のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目261)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目260に記載の多機能ディスプレイ。
(項目262)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目243〜261のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目263)
前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、共通平面上にある、項目243〜262のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目264)
複数のマイクロ集積回路を備え、各マイクロ集積回路は、前記マイクロLEDのアレイの中の少なくとも1つのマイクロLEDと前記機能的要素のアレイの中の少なくとも1つの機能的要素とに接続されている、項目243〜263のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目265)
前記ディスプレイ基板上のポリマー層を備え、前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、前記ポリマー層が前記ディスプレイ基板と前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイとの間にあるように、前記ポリマー層の上にある、項目243〜264のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目266)
前記ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、
前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上の誘電体層であって、前記ポリマー層は、前記ディスプレイ基板の上にある、誘電体層と、
前記ポリマーおよび誘電体層を通して形成されている複数のビアであって、各ビアは、対応するマイクロLEDに関連付けられている、複数のビアと、
第2のパターン化金属層と
を備え、
前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDの前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、対応するマイクロLEDの前記カソードに電気的に接触する、項目265に記載の多機能ディスプレイ。
(項目267)
複数のピクセルを備え、各ピクセルは、前記マイクロLEDのアレイの中の少なくとも1つのマイクロLEDと、前記機能的要素のアレイの中の少なくとも1つの機能的要素とを備えている、項目243〜266のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目268)
前記マイクロLEDのアレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目267に記載の多機能ディスプレイ。
(項目269)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目243〜268のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目270)
機能的要素と組み合わせられた発光ダイオード(LED)ディスプレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
第2の基板上に複数の機能的要素を形成することと、
前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能要素に非ネイティブなディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることであって、前記ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることは、
前記複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を有するように、前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記ディスプレイ基板の受け取り表面と接触させることと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面と前記複数のマイクロLEDの前記一部とを分離することであって、前記複数のマイクロLEDの一部は、前記受け取り表面上に転写され、それによって、前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面上に前記複数のマイクロLEDの前記一部を組み立てる、ことと
を含む、ことと、
ディスプレイ基板上に前記複数の機能的要素を微細に組み立てることと
を含み、
前記ディスプレイ基板上に前記複数の機能的要素を微細に組み立てることは、
前記複数の機能的要素の一部のうちの前記複数の機能的要素の前記一部を第2の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に配置された前記複数の機能的要素の前記一部を有するように、前記複数の機能的要素の前記一部を前記接触表面に結合することと、
前記第2の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数の機能的要素の前記一部を前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面と接触させることと、
前記第2の転写デバイスの前記接触表面と前記複数の機能的要素の一部とを分離することであって、前記複数の機能的要素の前記一部は、前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面上に転写され、それによって、前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面上で前記複数の機能的要素の前記一部を組み立てる、ことと
を含む、方法。
(項目271)
前記機能的要素は、センサまたは送受信機である、項目270に記載の方法。
(項目272)
前記複数の機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ、赤外線センサ、温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目270に記載の方法。
(項目273)
前記複数の機能的要素は、前記ディスプレイ基板にわたって前記マイクロLEDと異なる空間密度を有する、項目270〜272のいずれか1項に記載の方法。
(項目274)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目270〜273のいずれか1項に記載の方法。
(項目275)
前記複数の機能的要素は、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目270〜274のいずれか1項に記載の方法。
(項目276)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数以下である、項目270〜275のいずれか1項に記載の方法。
(項目277)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数の3分の1以下である、項目270〜276のいずれか1項に記載の方法。
(項目278)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目270〜277のいずれか1項に記載の方法。
(項目279)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目270〜278のいずれか1項に記載の方法。
(項目280)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目270〜279のいずれか1項に記載の方法。
(項目281)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目270〜280のいずれか1項に記載の方法。
(項目282)
各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、項目270〜281のいずれか1項に記載の方法。
(項目283)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目270〜282のいずれか1項に記載の方法。
(項目284)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目270〜283のいずれか1項に記載の方法。
(項目285)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目270〜284のいずれか1項に記載の方法。
(項目286)
前記複数の発光ダイオードの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、
項目285に記載の方法。
(項目287)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目270〜286のいずれか1項に記載の方法。
(項目288)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目287に記載の方法。
(項目289)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目270〜288のいずれか1項に記載の方法。
(項目290)
前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能的要素は、共通平面上にある、項目270〜289のいずれか1項に記載の方法。
(項目291)
複数のマイクロ集積回路を備え、各マイクロ集積回路は、前記複数のマイクロLEDの中の少なくとも1つのマイクロLEDと前記複数の機能的要素の中の少なくとも1つの機能的要素とに接続されている、項目270〜290のいずれか1項に記載の方法。
(項目292)
前記ディスプレイ基板上のポリマー層を備え、前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能的要素は、前記ポリマー層が前記ディスプレイ基板と前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能的要素との間にあるように、前記ポリマー層の上にある、項目270〜291のいずれか1項に記載の方法。
(項目293)
前記ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、
前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上の誘電体層であって、前記ポリマー層は、前記ディスプレイ基板の上にある、誘電体層と、
前記ポリマーおよび誘電体層を通して形成されている複数のビアであって、各ビアは、対応するマイクロLEDに関連付けられている、複数のビアと、
第2のパターン化金属層と
を備え、
前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDの前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、対応するマイクロLEDの前記カソードに電気的に接触する、項目292に記載の方法。
(項目294)
複数のピクセルを備え、各ピクセルは、前記複数のマイクロLEDの中の少なくとも1つのマイクロLEDと、前記複数の機能的要素の中の少なくとも1つの機能的要素とを備えている、項目270〜293のいずれか1項に記載の方法。
(項目295)
前記複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目294に記載の方法。
(項目296)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目270〜295のいずれか1項に記載の方法。
(項目297)
前記第2の転写デバイスは、前記第1の転写デバイスである、項目270〜296のいずれか1項に記載の方法。
(項目298)
前記第1の転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている、項目270に記載の方法。
(項目299)
マルチモードディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板を覆って形成されている第1の発光型無機マイクロLEDディスプレイと、
前記ディスプレイ基板を覆って形成されている第2のディスプレイと
を備え、
前記第2のディスプレイは、前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイと異なるタイプのディスプレイである、マルチモードディスプレイ。
(項目300)
前記第2のディスプレイは、非発光型反射ディスプレイである、項目299に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目301)
前記第2のディスプレイは、電気泳動またはMEMベースのディスプレイである、項目300に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目302)
前記第1のディスプレイは、複数の第1のピクセルを備え、前記第2のディスプレイは、複数の第2のピクセルを備え、前記複数の第1のピクセルの各々は、前記複数の第2のピクセルの各々より小さい、項目299〜301のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目303)
前記第1のディスプレイと前記第2のディスプレイとを切り替えるためのコントローラを備えている、項目299〜302のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。(項目304)
携帯電話、スマートフォン、またはタブレットコンピュータデバイスを備えている、項目299〜303のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目305)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第2のディスプレイと異なる部分を覆って位置している、項目299〜304のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目306)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の同一部分を覆って位置している、項目299〜305のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目307)
前記第1のディスプレイは、前記第2のディスプレイの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記第2のディスプレイの上に位置している、項目306に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目308)
前記第1のディスプレイの光制御要素は、前記ディスプレイ基板上で前記第2のディスプレイの光制御要素と組み合わせられている、項目306に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目309)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される、項目299〜308のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。(項目310)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上に形成される、項目299〜309のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目311)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の第1の側面上にあり、前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第1の側面と反対の第2の側面上にある、項目299〜309のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目312)
前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上にあり、前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板と別個であり、前記ディスプレイ基板を覆って位置しているマイクロLEDディスプレイ基板上にある、項目299〜309のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目313)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目299〜312のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目314)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目299〜313のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目315)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目299〜314のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目316)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目299〜315のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目317)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目299〜316のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目318)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目299〜317のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。(項目319)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目299〜318のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目320)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目319に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目321)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目299〜320のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目322)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目321に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目323)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目299〜322のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目324)
前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイの各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目299〜323のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目325)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目299〜324のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目326)
前記第1の発光型無機マイクロLEDディスプレイは、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるLED基板の中に形成されている複数の無機マイクロLEDを備え、前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の上または中に形成され、それにネイティブであり、前記LED基板は、前記ディスプレイ基板に接着されている、項目299〜325のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目327)
マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
ディスプレイ基板を提供することと、
前記ディスプレイ基板を覆って前記複数のマイクロLEDを微細に組み立て、それによって、前記ディスプレイ基板を覆って第1の発光型マイクロLEDディスプレイを形成することと、
前記ディスプレイ基板を覆って第2のディスプレイを形成することと
を含み、
前記第2のディスプレイは、前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイと異なるタイプのディスプレイである、方法。
(項目328)
前記第2のディスプレイは、非発光型反射ディスプレイである、項目327に記載の方法。
(項目329)
前記第2のディスプレイは、電気泳動またはMEMベースのディスプレイである、項目328に記載の方法。
(項目330)
前記第1のディスプレイは、複数の第1のピクセルを備え、前記第2のディスプレイは、複数の第2のピクセルを備え、前記複数の第1のピクセルの各々は、前記複数の第2のピクセルの各々より小さい、項目327〜329のいずれか1項に記載の方法。
(項目331)
前記第1のディスプレイと前記第2のディスプレイとを切り替えるためのコントローラを備えている、項目327〜330のいずれか1項に記載の方法。
(項目332)
携帯電話、スマートフォン、またはタブレットコンピュータデバイスを備えている、項目327〜331のいずれか1項に記載の方法。
(項目333)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第2のディスプレイと異なる部分を覆って位置している、項目327〜332のいずれか1項に記載の方法。
(項目334)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の同一部分を覆って位置している、項目327〜333のいずれか1項に記載の方法。
(項目335)
前記第1のディスプレイは、前記第2のディスプレイの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記第2のディスプレイの上に位置している、項目334に記載の方法。
(項目336)
前記第1のディスプレイの光制御要素は、前記ディスプレイ基板上で前記第2のディスプレイの前記光制御要素と組み合わせられている、項目334に記載の方法。
(項目337)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される、項目327〜336のいずれか1項に記載の方法。
(項目338)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上に形成される、項目327〜337のいずれか1項に記載の方法。
(項目339)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の第1の側面上にあり、前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第1の側面と反対の第2の側面上にある、項目338に記載の方法。
(項目340)
前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上にあり、前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板と別個であり、前記ディスプレイ基板を覆って位置しているマイクロLEDディスプレイ基板上にある、項目327〜339のいずれか1項に記載の方法。
(項目341)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目327〜340のいずれか1項に記載の方法。
(項目342)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目327〜341のいずれか1項に記載の方法。
(項目343)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目327〜342のいずれか1項に記載の方法。
(項目344)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目327〜343のいずれか1項に記載の方法。
(項目345)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目327〜344のいずれか1項に記載の方法。
(項目346)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目327〜345のいずれか1項に記載の方法。
(項目347)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目327〜346のいずれか1項に記載の方法。
(項目348)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目347に記載の方法。(項目349)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目327〜348のいずれか1項に記載の方法。
(項目350)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目349に記載の方法。
(項目351)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目327〜350のいずれか1項に記載の方法。
(項目352)
前記複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目327〜351のいずれか1項に記載の方法。
(項目353)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目327〜352のいずれか1項に記載の方法。
(項目354)
マイクロ組立デバイスであって、
デバイス基板と、
前記デバイス基板上の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の第2の導電体と、
前記デバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、前記伝導性ジャンパ要素は、1つ以上のジャンパ導体を有する、伝導性ジャンパ要素と
を備え、
前記伝導性ジャンパ要素は、前記デバイス基板上にあり、前記1つ以上のジャンパ導体のうちの第1のジャンパ導体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体と電気接触している、マイクロ組立デバイス。
(項目355)
前記伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである、項目354に記載のデバイス。
(項目356)
前記伝導性ジャンパ要素は、能動デバイスである、項目354または355に記載のデバイス。
(項目357)
前記能動デバイスは、CMOSデバイスである、項目356に記載のデバイス。
(項目358)
前記能動デバイスは、駆動回路および不揮発性メモリのうちの少なくとも1つを備えている、項目356または357に記載のデバイス。
(項目359)
前記伝導性ジャンパ要素は、マイクロ転写印刷に好適な構造内に収納される、項目354〜358のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目360)
前記伝導性ジャンパ要素は、半導体、シリコン、シリコンオンインシュレータ、ガラス、金属、および誘電体のうちの1つ以上のものを含む、項目354〜359のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目361)
前記ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSn、AgSn、またはAgSnを含む、項目354〜360のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目362)
前記導体基板に隣接する前記伝導性ジャンパ要素の一部は、陥凹を設けられている、項目354〜361のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目363)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記伝導性ジャンパ要素の前記陥凹の下に位置している、項目362に記載のデバイス。
(項目364)
前記陥凹は、露出絶縁体を備えている、項目362に記載のデバイス。
(項目365)
前記伝導性ジャンパ要素は、第2の端子に電気的に接続されている第1の端子を備え、露出絶縁体が、それらの間にあり、前記第1の端子、前記第2の端子、および前記露出絶縁体は、前記伝導性ジャンパ要素の少なくとも1つの側面上に平面を形成する、項目354〜361のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目366)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記露出絶縁体によって接触されている、項目364または365に記載のデバイス。
(項目367)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの一部は、絶縁体で覆われている、項目354に記載のデバイス。
(項目368)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの中心部分は、前記ジャンパ導体の露出端を分離する絶縁体で覆われている、項目354に記載のデバイス。
(項目369)
前記基板は、ディスプレイ基板であり、前記伝導性ジャンパ要素は、冗長発光体をディスプレイ回路に電気的に接続する、項目354〜368のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目370)
前記冗長発光体は、欠陥一次発光体の代わりに前記ディスプレイ回路に接続される、項目354〜369のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目371)
前記第1の導電体と前記第2の導電体との間の距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目354〜370のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目372)
前記デバイス基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目354〜371のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目373)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目354〜372のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目374)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目354〜373のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目375)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目354〜374のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目376)
デバイス基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目354〜375のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目377)
前記デバイス基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目354〜376のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目378)
前記伝導性ジャンパ要素は、クロスオーバである、項目354〜377のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目379)
前記デバイス基板上の複数の第1の導電体であって、前記複数の第1の導電体は、前記第1の導電体を備えている、複数の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の複数の第2の導電体であって、前記複数の第2の導電体は、前記第2の導電体を備えている、複数の第2の導電体と、
前記デバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、前記伝導性ジャンパ要素は、複数のジャンパ導体を有し、前記複数のジャンパ導体は、前記1つ以上のジャンパ導体を備えている、伝導性ジャンパ要素と
を備え、
前記複数のジャンパ導体のうちの各ジャンパ導体は、前記複数の導電体のうちの第1の導電体および前記複数の第2の導電体のうちの第2の導電体と電気接触している、項目354〜378のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目380)
マイクロ組立デバイスを提供する方法であって、
デバイス基板と、
前記デバイス基板上の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の第2の導電体と
を備えているデバイスを提供することと、
前記デバイス基板上に、1つ以上のジャンパ導体を有する伝導性ジャンパ要素を微細に組み立てることと
を含み、
前記伝導性ジャンパ要素は、前記デバイス基板上にあり、前記1つ以上のジャンパ導体のうちの第1のジャンパ導体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体と電気接触している、マイクロ組立デバイスを提供する方法。
(項目381)
前記伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである、項目380に記載の方法。
(項目382)
前記伝導性ジャンパ要素は、能動デバイスである、項目380または381に記載の方法。
(項目383)
前記能動デバイスは、CMOSデバイスである、項目382に記載の方法。
(項目384)
前記能動デバイスは、駆動回路および不揮発性メモリのうちの少なくとも1つを備えている、項目382または383に記載の方法。
(項目385)
前記伝導性ジャンパ要素は、マイクロ転写印刷に好適な構造内に収納される、項目380〜384のいずれか1項に記載の方法。
(項目386)
前記伝導性ジャンパ要素は、半導体、シリコン、シリコンオンインシュレータ、ガラス、金属、および誘電体のうちの1つ以上のものを含む、項目380〜385のいずれか1項に記載の方法。
(項目387)
前記ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSn、AgSn、またはAgSnを含む、項目380〜386のいずれか1項に記載の方法。
(項目388)
前記導体基板に隣接する前記伝導性ジャンパ要素の一部は、陥凹を設けられている、項目380〜387のいずれか1項に記載の方法。
(項目389)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記伝導性ジャンパ要素の前記陥凹の下に位置している、項目388に記載の方法。
(項目390)
前記陥凹は、露出絶縁体を備えている、項目388に記載の方法。
(項目391)
前記伝導性ジャンパ要素は、第2の端子に電気的に接続されている第1の端子を備え、露出絶縁体が、それらの間にあり、前記第1の端子、前記第2の端子、および前記露出絶縁体は、前記伝導性ジャンパ要素の少なくとも1つの側面上に平面を形成する、項目380〜387のいずれか1項に記載の方法。
(項目392)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記露出絶縁体によって接触されている、項目390または391に記載の方法。
(項目393)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの一部は、絶縁体で覆われている、項目380に記載の方法。
(項目394)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの中心部分は、前記ジャンパ導体の露出端を分離する絶縁体で覆われている、項目380に記載の方法。
(項目395)
前記基板は、ディスプレイ基板であり、前記伝導性ジャンパ要素は、冗長発光体をディスプレイ回路に電気的に接続する、項目380〜394のいずれか1項に記載の方法。
(項目396)
前記冗長発光体は、欠陥一次発光体の代わりに前記ディスプレイ回路に接続される、項目380〜395のいずれか1項に記載の方法。
(項目397)
前記第1の導電体と前記第2の導電体との間の距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目380〜396のいずれか1項に記載の方法。
(項目398)
前記デバイス基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目380〜397のいずれか1項に記載の方法。
(項目399)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目380〜398のいずれか1項に記載の方法。
(項目400)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目380〜399のいずれか1項に記載の方法。
(項目401)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目380〜400のいずれか1項に記載の方法。
(項目402)
デバイス基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目380〜401のいずれか1項に記載の方法。
(項目403)
前記デバイス基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目380〜402のいずれか1項に記載の方法。
(項目404)
前記伝導性ジャンパ要素は、クロスオーバである、項目380〜403のいずれか1項に記載の方法。
(項目405)
前記デバイス基板上の複数の第1の導電体であって、前記複数の第1の導電体は、前記第1の導電体を備えている、複数の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の複数の第2の導電体であって、前記複数の第2の導電体は、前記第2の導電体を備えている、複数の第2の導電体と、
前記デバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、前記伝導性ジャンパ要素は、複数のジャンパ導体を有し、前記複数のジャンパ導体は、前記1つ以上のジャンパ導体を備えている、伝導性ジャンパ要素と
を備え、
前記複数のジャンパ導体のうちの各ジャンパ導体は、前記複数の導電体のうちの第1の導電体および前記複数の第2の導電体のうちの第2の導電体と電気接触している、項目380〜404のいずれか1項に記載の方法。
(項目406)
前記伝導性ジャンパ要素を微細に組み立てることは、
前記伝導性ジャンパ要素を接触表面を有する転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記伝導性ジャンパ要素を有するように、前記伝導性ジャンパ要素を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記伝導性ジャンパ要素を前記デバイス基板の受け取り表面と接触させることと、
前記転写デバイスの前記接触表面と前記伝導性ジャンパ要素とを分離することであって、前記伝導性ジャンパ要素は、前記受け取り表面上に転写され、それによって、前記デバイス基板の前記受け取り表面上に前記伝導性ジャンパ要素の部分を組み立てる、ことと
を含む、項目380〜405のいずれか1項に記載の方法。
(項目407)
前記転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている、項目380に記載の方法。
本開示の前述および他の目的、側面、特徴、ならびに利点は、付随の図面と関連して検討される以下の説明を参照することによって、より明白になり、かつより深く理解されるであろう。
図1は、LCDディスプレイで使用される典型的ピクセルの説明図である。 図2は、開示される技術に従って構築された例示的ピクセルの説明図である。 図3は、ディスプレイ基板上でマイクロアセンブリを使用して組み立てられた小型マイクロLEDの顕微鏡写真である。 図4は、本発明の例証的実施形態による、冗長RGB無機マイクロLEDを含む例示的マイクロLEDディスプレイの説明図である。 図5は、開示される技術による、例示的ピクセルの説明図である。 図6は、本発明の例証的実施形態による、欠落したマイクロLEDを伴うディスプレイの例示的ピクセルの説明図である。 図7は、本発明の例証的実施形態による、冗長RGB無機マイクロLEDと、ドライバICと、マイクロセンサとを含む、マイクロ組立ディスプレイの説明図である。 図8A−8Dは、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立ディスプレイおよび照明要素用のマイクロLEDパネル内の冗長マイクロLEDの説明図である。 図9A−9Cは、本発明の例証的実施形態による、ガラス上のマイクロLEDのマイクロ転写印刷されたアレイを図示する、概略図である。 図10は、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立ジャンパを使用してマイクロLEDアレイデバイスを修理するための例示的構造の説明図である。 図11Aおよび11Bは、本発明の例証的実施形態による、マイクロLEDアレイデバイス内の層低減のためのマイクロ組立クロスオーバを図示する。 図12Aおよび12Bは、本発明の例証的実施形態による、照明要素またはディスプレイの中で冗長マイクロ組立マイクロLEDピクセルもしくはサブピクセルの電気シグネチャを提供することによって、修理を促進するために抵抗器およびダイオードを使用する、例示的回路の説明図である。 図13は、本発明の例証的実施形態による、マイクロアセンブリのために好適な電気コネクタを図示する。 図14は、本発明の例証的実施形態による、補足RGB無機マイクロLEDを含むマイクロ組立ディスプレイの説明図である。 図15Aおよび15Bは、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイならびに照明要素アーキテクチャの説明図である。 図15Aおよび15Bは、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイならびに照明要素アーキテクチャの説明図である。 図16は、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素アーキテクチャを図示する。 図17は、本発明の例証的実施形態による、同一の視認可能面積を占有する2つの独立ディスプレイによって形成された例示的ディスプレイの説明図である。 図18は、本発明の例証的実施形態による、積層マイクロLEDディスプレイの説明図である。 図19は、本発明の例証的実施形態による、3つのディスプレイパネルで形成されたマイクロ組立積層ディスプレイの説明図である。 図20は、本発明の例証的実施形態による、異なる解像度を伴う2つの個々のディスプレイによって形成された積層ディスプレイの説明図である。 図21は、本発明の例証的実施形態による、マルチモードディスプレイの例示的ピクセルの説明図である。 図22は、本発明の例証的実施形態による、マルチモードディスプレイの例示的ピクセルの説明図である。 図23は、本発明の例証的実施形態による、冗長マイクロLEDに接続された集積回路およびマイクロセンサを伴うピクセルの説明図である。 図24は、本発明の例証的実施形態による、人間の視覚およびHDTVの色域の例示的説明図である。 図25は、本発明の例証的実施形態による、向上した色域を伴う例示的ピクセルの説明図である。 図26は、本発明の例証的実施形態による、視覚的に完全なデバイスを生じさせるためにマイクロ組立無機マイクロLEDアレイで使用するための例示的ピクセルの説明図である。 図27Aおよび27Bは、本発明の例証的実施形態による、視覚的に完全なデバイスを生じさせるための2つのマイクロ組立無機マイクロLEDアレイ方略の説明図である。 図27Aおよび27Bは、本発明の例証的実施形態による、視覚的に完全なデバイスを生じさせるための2つのマイクロ組立無機マイクロLEDアレイ方略の説明図である。 図28は、本発明の例証的実施形態による、接続に先立った例示的ピクセルの説明図である。 図29は、本発明の例証的実施形態による、色変換材料を使用して、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素において色変換を実装することの説明図である。 図30Aおよび30Bは、それぞれ、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素用の自己整合誘電体を使用するデバイスの顕微鏡写真ならびに説明図である。 図30Aおよび30Bは、それぞれ、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素用の自己整合誘電体を使用するデバイスの顕微鏡写真ならびに説明図である。 図31は、本発明の例証的実施形態による、単一のマイクロ組立集積回路によって制御される機能要素の例示的4×4アレイの説明図である。 図32は、本発明の例証的実施形態による、それぞれ単一のマイクロ組立集積回路によって制御される機能要素のいくつかの4×4アレイを含む、例示的デバイスを図示する。 図33は、本発明の例証的実施形態による、異なるタイプの機能的要素を制御するために制御要素を使用する、例示的アレイの説明図である。 図34は、本発明の例証的実施形態による、それぞれ独立ディスプレイの役割を果たすことができる集積回路ピクセルクラスタとともにマイクロアセンブリを使用して形成されたディスプレイの説明図である。 図35は、本発明の例証的実施形態による、ユーザが全体的デバイスの一部のみをオンにすることを選択した、実施例の説明図である。 図36は、本発明の例証的実施形態による、ユーザが非標準形状における全体的デバイスの一部のみをオンにすることを選択した、実施例の説明図である。 図37は、本発明の例証的実施形態による、無線データおよび/または電力入力を伴う例示的アレイの説明図である。 図38は、本発明の例証的実施形態による、内蔵冗長性を有するように設計される制御要素の説明図である。 図39は、本発明の例証的実施形態による、内蔵メモリとともに制御デバイスを伴うアレイの説明図である。 図40は、本発明の例証的実施形態による、マイクロ組立温度感知要素を伴うマイクロ組立マイクロLEDディスプレイの説明図である。 図41は、本発明の例証的実施形態による、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの画像である。 図42は、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイ内のピクセルの光学顕微鏡写真である。 図43は、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイ内の単一のピクセルの光学顕微鏡写真である。 図44は、本発明の例証的実施形態による、その上にパッシブマトリクスディスプレイを伴う完成したディスプレイ基板の画像である。 図45は、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイのピクセルアレイの光学顕微鏡写真である。 図46は、本発明の例証的実施形態による、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイを製造するための方法のフローチャートである。 図47Aは、本発明の例証的実施形態による、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの画像である。 図47Bは、本発明の例証的実施形態による、図47Aのパッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの拡大画像である。 図48Aは、本発明の例証的実施形態による、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの画像である。 図48Bは、本発明の例証的実施形態による、図48Aのパッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの拡大画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図49A−49Gは、本発明の例証的実施形態による、ディスプレイが部分的に透明であることを示す、画像である。 図50は、パッシブマトリクス構成で配線された例示的印刷LEDの光学顕微鏡写真である。 図51は、パッシブマトリクス構成で配線された例示的印刷LEDの概略的光学顕微鏡写真である。 図52は、パッシブマトリクス構成で配線された単一のLEDの光学顕微鏡写真である。 図53Aおよび53Bは、それぞれ、LEDの1つの面から両方の端子に接触するために好適なマイクロLEDの例示的アーキテクチャの平面図および断面図である。 図54A−54Eは、マイクロLEDの例示的アーキテクチャの概略断面図である。 図54A−54Eは、マイクロLEDの例示的アーキテクチャの概略断面図である。 図54A−54Eは、マイクロLEDの例示的アーキテクチャの概略断面図である。 図54A−54Eは、マイクロLEDの例示的アーキテクチャの概略断面図である。 図54A−54Eは、マイクロLEDの例示的アーキテクチャの概略断面図である。
本開示の特徴および利点は、類似参照文字が全体を通して対応する要素を識別する、図面と併せて解釈されるときに、以下に記載される発明を実施するための形態からより明白となるであろう。図面では、類似参照番号は、概して、同一、機能的に類似する、および/または構造的に類似する要素を示す。
本明細書で使用されるように、「半導体要素」および「半導体構造」という表現は、同義的に使用され、半導体材料、構造、デバイス、またはデバイスの構成要素を広く指す。半導体要素は、高品質単結晶および多結晶半導体、高温処理を介して加工された半導体材料、ドープした半導体材料、有機および無機半導体、ならびに誘電体層もしくは材料および/または伝導層もしくは材料等の1つ以上の付加的半導体構成要素ならびに/もしくは非半導体構成要素を有する、複合半導体材料および構造を含む。半導体要素は、トランジスタ、太陽電池を含む太陽光発電装置、ダイオード、発光ダイオード、レーザ、p−n接合部、フォトダイオード、集積回路、およびセンサを含むが、それらに限定されない、半導体デバイスおよびデバイス構成要素を含む。加えて、半導体要素は、機能的半導体デバイスまたは製品を形成する部品もしくは部分を指すことができる。
「半導体」は、非常に低い温度において絶縁体であるが、約300ケルビンの温度において感知され得る電気伝導度を有する材料である、任意の材料を指す。半導体の電気的特性は、不純物またはドーパントの添加によって修正され、電場の使用によって制御されることができる。本説明では、半導体という用語の使用は、マイクロエレクトロニクスおよび電子デバイスの技術分野内の本用語の使用と一致することを意図している。本発明で有用な半導体は、シリコン、ゲルマニウム、およびダイヤモンド等の元素半導体、ならびに化合物半導体、例えば、SiCおよびSiGe等のIV族複合半導体、AlSb、AlAs、Aln、AlP、BN、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN、およびInP等のIII−V族半導体、AlGa1−As等のIII−V族三元半導体合金、CsSe、CdS、CdTe、ZnO、ZnSe、ZnS、およびZnTe等のII−VI族半導体、CuCl等のI−VII族半導体、PbS、PbTe、およびSnS等のIV−VI族半導体、PbI、MoS、およびGaSe等の層半導体、CuOおよびCuO等の酸化物半導体を含むことができる。半導体という用語は、所与の用途もしくはタイプに有用である有益な電子的性質を提供するように、p型ドーピング材料およびn型ドーピング材料を有する半導体を含む、1つ以上の選択された材料でドープされる内在半導体ならびに外来半導体を含む。半導体という用語は、半導体および/またはドーパントの混合物を含む、複合材料を含む。本発明のいくつかの用途で有用な具体的半導体材料は、Si、Ge、SiC、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、GaSb、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、PbS、PbSe、PbTe、AlGaAs、AlInAs、AlInP、GaAsP、GaInAs、GaInP、AlGaAsSb、AlGaInP、およびGaInAsPを含むが、それらに限定されない。多孔質シリコン半導体材料は、発光ダイオード(LED)およびソリッドステートレーザ等のセンサおよび発光材料の分野内で本発明の用途に有用である。半導体材料の不純物は、半導体材料自体または半導体材料の中で提供される任意のドーパント以外の原子、元素、イオン、もしくは分子である。不純物は、半導体材料の電子的性質に悪影響を及ぼし得る、半導体材料に存在する望ましくない材料であり、酸素、炭素、および重金属を含む金属を含むが、それらに限定されない。重金属不純物は、周期表上の銅と鉛との間の元素群、カルシウム、ナトリウム、ならびに全てのイオン、それらの化合物および/または錯体を含むが、それらに限定されない。
「基板」は、その上または中で、半導体要素のパターン化、組立、もしくは統合等のプロセスが行われる(または行われた)、構造または材料を指す。基板は、(i)半導体要素が加工され、堆積させられ、転写され、または支持される構造(ネイティブ基板とも称される)、(ii)デバイス基板、例えば、電子デバイス基板、(iii)後続の転写、組立、または統合のための半導体要素等の要素を有する、ドナー基板、および(iv)半導体要素等の印刷可能構造を受容するための標的基板を含むが、それらに限定されない。ドナー基板は、ネイティブ基板であり得るが、必ずしもそうではない。
本明細書で使用されるような「ディスプレイ基板」は、半導体要素等の印刷可能構造を受容するための標的基板(例えば、非ネイティブ基板)を指す。ディスプレイ基板材料の実施例は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、金属、金属箔、ガラス、可撓性ガラス、半導体、およびサファイアを含む。
本明細書で使用されるような「マイクロ」および「マイクロデバイス」という用語は、本発明の実施形態による、あるデバイスまたは構造の記述的サイズを指す。本明細書で使用されるように、「マイクロ」および「マイクロデバイス」という用語は、0.5〜250μmの規模の構造またはデバイスを指すように意図されている。しかしながら、本発明の実施形態は、必ずしもそのように限定されず、実施形態のある側面は、より大きいまたは小さいサイズ規模に適用可能であり得ることを理解されたい。
本明細書で使用されるように、「マイクロLED」は、0.5〜250μmの規模の無機発光ダイオードを指す。例えば、マイクロLEDは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、20〜50μm、20〜50μm、50〜100μm、または100〜250μmの幅、長さ、および高さ(もしくは2つまたは3つ全ての寸法)のうちの少なくとも1つを有することができる。マイクロLEDは、通電させられたときに発光する。LEDによって発せられる光の色は、マイクロLEDの構造に応じて変動する。例えば、通電させられたとき、赤色マイクロLEDは、赤色光を発し、緑色マイクロLEDは、緑色光を発し、青色マイクロLEDは、青色光を発し、黄色マイクロLEDは、黄色光を発し、シアンマイクロLEDは、シアン光を発する。
「印刷可能」は、(例えば、摂氏約400、200、もしくは150度未満またはそれと等しい温度において)基板を高温に暴露することなく、基板の上または中への転写、組立、パターン化、組織化、もしくは統合が可能である、材料、構造、デバイス構成要素、または統合された機能的デバイスを指す。本発明の一実施形態では、印刷可能材料、要素、デバイス構成要素、またはデバイスは、溶液印刷、マイクロ転写印刷、もしくは乾式転写接触印刷を介した、基板の上または中への転写、組立、パターン化、組織化、および/または統合が可能である。
本発明の「印刷可能半導体要素」は、例えば、乾式転写接触印刷、マイクロ転写印刷、または溶液印刷方法を使用することによって、基板表面上に組み立てられ、もしくは統合されることができる半導体構造を備えている。一実施形態では、本発明の印刷可能半導体要素は、一体単結晶、多結晶、または微結晶無機半導体構造である。本説明の文脈で、一体構造は、機械的に接続される特徴を有する、モノリシック要素である。本発明の半導体要素は、ドープされない、またはドープされることができ、ドーパントの選択された空間分布を有することができ、pおよびn型ドーパントを含む、複数の異なるドーパント材料でドープされることができる。本発明は、約1ミクロン以上の少なくとも1つの断面寸法を有する、マイクロ構造化された印刷可能半導体要素と、約1ミクロン未満またはそれと等しい少なくとも1つの断面寸法を有する、ナノ構造化された印刷可能半導体要素とを含む。多くの用途で有用な印刷可能半導体要素は、従来の高温処理技法を使用して生成される、高純度結晶半導体ウエハ等の高純度バルク材料の「トップダウン」処理から導出される要素を備えている。一実施形態では、本発明の印刷可能半導体要素は、伝導層、誘電体層、電極、付加的半導体構造、またはこれらの任意の組み合わせ等の少なくとも1つの付加的デバイス構成要素もしくは構造に動作的に接続される半導体を有する、複合構造を備えている。一実施形態では、本発明の印刷可能半導体要素は、伸張可能半導体要素または異種半導体要素を備えている。
「可撓性」という用語は、例えば、材料、構造、デバイス、またはデバイス構成要素の破壊点を特徴付けるひずみ等の有意なひずみを導入する変換を受けることなく、湾曲形状に可逆的に変形される材料、構造、デバイス、またはデバイス構成要素の能力を指す。
「プラスチック」は、概して、加熱され、所望の形状に硬化されたときに、成形または形成されることができる、任意の合成もしくは自然発生材料または材料の組み合わせを指す。本発明のデバイスおよび方法で有用な例示的プラスチックは、ポリマー、樹脂、およびセルロース誘導体を含むが、それらに限定されない。本説明では、プラスチックという用語は、所望の化学または物理的性質を提供することができる、構造的増進剤、充填剤、繊維、可塑剤、もしくは添加剤等の1つ以上の添加剤とともに1つ以上のプラスチックを含む、複合プラスチック材料を含むことを意図している。「誘電体」および「誘電体材料」は、本説明で同義的に使用され、電流に対して高度に耐性があり、印加された電場によって分極されることができる、物質を指す。有用な誘電体材料は、SiO、Ta、TiO、ZrO、Y、SiN、STO、BST、PLZT、PMN、およびPZTを含むが、それらに限定されない。
「ポリマー」は、典型的には、単量体と称される、複数の反復化学基を含む、分子を指す。ポリマーは、多くの場合、高分子量によって特徴付けられる。本発明で使用可能なポリマーは、有機ポリマーまたは無機ポリマーであり得、非晶質、半非晶質、結晶、もしくは部分的結晶状態にあり得る。ポリマーは、同一の化学組成を有する単量体を含むことができ、または共重合体等の異なる化学組成を有する複数の単量体を含むことができる。結合された単量体鎖を有する架橋ポリマーが、本発明のいくつかの用途のために特に有用である。本発明の方法、デバイス、およびデバイス構成要素で使用可能なポリマーは、プラスチック、エラストマー、熱可塑性エラストマー、エラストプラスチック、サーモスタット、熱可塑性物質、およびアクリレートを含むが、それらに限定されない。例示的ポリマーは、アセタールポリマー、生分解性ポリマー、セルロースポリマー、フッ素重合体、ナイロン、ポリアクリロニトリルポリマー、ポリアイミド・イミドポリマー、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリベンゾイミダゾール、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリエチレン共重合体および変性ポリエチレン、ポリケトン、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリメチルペンテン、ポリフェニレン酸化物およびポリフェニレン硫化物、ポリフタルアミド、ポリプロピレン、ポリウレタン、スチレン樹脂、スルホン系樹脂、ビニル系樹脂、またはこれらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。
本明細書で使用されるような「マイクロ転写印刷」は、2次元および3次元レイアウトを伴う空間的に組織化された機能的配列へのマイクロならびにナノ材料、デバイス、および半導体要素の決定論的組立のためのシステム、方法、ならびに技法を指す。多くの場合、極薄または小型デバイスを取り上げて配置することは困難であるが、マイクロ転写印刷は、デバイス自体に損傷を引き起こすことなく、マイクロLED等のこれらの極薄、脆弱、または小型デバイスの選択および適用を可能にする。マイクロ構造化スタンプ(例えば、エラストマー、静電スタンプ、またはハイブリッドエラストマー/静電スタンプ)が、マイクロデバイスを取り上げ、マイクロデバイスを目標基板に輸送し、目標基板上にマイクロデバイスを印刷するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、表面接着力が、目標基板上へのこれらのデバイスの選択および印刷を制御するために使用される。本プロセスは、並行して大規模に行われることができる。スタンプは、単一の取り上げて印刷する動作で、単一のデバイスまたは何百から何千もの離散構造を転写するように設計されることができる。概して、マイクロ転写印刷の議論については、それぞれが参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第7,622,367号および第8,506,867号を参照されたい。
マイクロ転写印刷はまた、ガラス、プラスチック、金属、他の半導体材料、または非半導体材料を含む、事実上あらゆる基板材料上への高性能半導体デバイス(例えば、マイクロLEDディスプレイ)の並行組立も可能にする。基板は、可撓性であり得、それによって、可撓性電子デバイスの生産を可能にする。可撓性基板は、脆性シリコンベースの電子デバイスでは可能ではない構成を含む、多数の構成に組み込まれることができる。加えて、プラスチック基板は、例えば、機械的に起伏が多く、機械適応力によって引き起こされる損傷または電子性能劣化に左右されない電子デバイスを提供するために使用されることができる。したがって、これらの材料は、低い費用で広い基板面積にわたって電子デバイスを生成することが可能な連続高速印刷技法(例えば、ロールツーロール製造)によって、電子デバイスを加工するために使用されることができる。
また、これらのマイクロ転写印刷技法は、プラスチックポリマー基板上の組立に適合する温度において半導体デバイスを印刷するために使用されることができる。加えて、半導体材料が、基板の広い面積上に印刷されることができ、それによって、広い基板面積にわたって複雑な集積電気回路の連続高速印刷を可能にする。また、屈曲または変形デバイス配向における良好な電子性能を伴う可撓性電子デバイスが、広範囲の可撓性電子デバイスを可能にするように提供されることができる。
開示される技術は、概して、転写可能なマイクロ無機発光ダイオード(例えば、マイクロLED)デバイスの形成に関する。マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素は、過度に小型、多数、または脆弱であるため従来の手段(例えば、真空グリッパまたはピックアンドプレースツールによって組み立てられない、マイクロLEDのアレイを使用する。開示される技術は、マイクロ転写印刷技術を使用して、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素を可能にする。マイクロLEDは、ネイティブ基板上で調製され、目標基板(例えば、プラスチック、金属、ガラス、または他の材料)、例えば、ディスプレイ基板に印刷されることができる。これは、半導体材料が、薄膜ディスプレイで一般的に見られるように、ディスプレイパネル全体またはその大部分を横断するのではなく、マイクロLEDもしくは他の能動要素(例えば、ドライバまたはトランジスタ)のみに使用されるため、小型能動面積ディスプレイを可能にする(例えば、ある実施形態では、本発明は、ディスプレイの40%、30%、20%、10%、5%、3%、1%、0.5%、もしくは0.1%未満またはそれと等しい能動面積を伴うディスプレイ基板を提供する)。ある実施形態では、発光体の複合発光面積は、連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、もしくは10000分の1未満またはそれと等しい。
マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素は、実質的に単色、実質的に白色、または実質的に同調可能な色を提供することができる。それらは、実質的に類似する色を発するマイクロLED、例えば、全て青色または全て赤色のマイクロLEDを含むことができ、もしくは異なる色のマイクロLED、例えば、ディスプレイまたは照明要素上で異なる色を演色するための赤色、緑色、青色、黄色、もしくはシアンマイクロLEDを含むことができる。マイクロLEDの色は、マイクロLEDからの直接発光によって、色変換構造によって、またはそれらのある組み合わせで、生成されることができる。
開示されるディスプレイで使用されるマイクロLEDは、いくつかの実施形態では、能動接合周囲の不動態化から利益を得る。例えば、マイクロLEDをディスプレイ基板に印刷することに先立って、各マイクロLEDダイオードの接合周囲が、(例えば、エッチングによって)露出されることができ、高バンドギャップ半導体(例えば、InGaAlP、InGaN、GaN、AlGaN)が、露出接合周囲上で成長させられることができ、それによって、マイクロLEDにおける非放射再結合を低減させる。
また、ある実施形態では、マイクロLEDは、はるかに大型の従来のLEDより小さい距離で横方向に電流を搬送する。したがって、マイクロLEDエピ構造は、従来のLEDに使用される構造より薄くあり得る。ディスプレイ用のマイクロLEDエピ構造は、より薄い電流拡散層またはより薄い緩衝層を含むことができる。ある実施形態では、従来の緩衝層は、マイクロLED用のエピ構造により、省略されることができる。緩衝層は、多くの場合、デバイス基板が割れることを防止するように、デバイスの厚さが増加すると必要とされる。開示される技術は、そのようなデバイスを提供する(例えば、いくつかの実施形態では、厚さ1ミリメートル未満のデバイス)。これら等の薄いデバイスは、基板/デバイスの亀裂を防止するために緩衝層を必要とない。いくつかの実施形態では、薄いひずみの平衡が保たれた交互エピタキシャル層が、従来の緩衝層の代わりに使用されることができる。異なる格子構造を伴う結晶材料の交互層を使用することによって、例えば、電流伝導または発光のためのエピタキシャル層の全体的機能を果たすこともできる、低減したひずみを伴う全体的構造が提供される。
図1は、例えば、LCDディスプレイで使用される、典型的ピクセル100の従来技術の説明図である。ピクセル100は、3つのサブピクセル104a、104b、および140c(集合的に104)を含む。ある場合には、これらは、赤色サブピクセル104a、緑色サブピクセル104b、および青色サブピクセル104cである。色フィルタが、典型的には、各サブピクセル104のための色を作成するために使用される一方で、バックライトが、フィルタを照射するために使用される。各サブピクセル104の強度は、広範囲の色調(例えば、256の色調)が各サブピクセル104によって生成される(例えば、赤の256の色調、緑の256の色調、および青の256の色調)ように、各サブピクセル104に印加される電圧の変動を通して制御されることができる。液晶ディスプレイでは、電圧が、液晶層内の液晶に印加される。液晶は、印加される電圧に基づいて捻転し、それによって、液晶を通過し、したがって、各サブピクセル104用の色フィルタを通過する、バックライトからの光の量を変動させる。
図2は、開示される技術に従って構築された例示的ピクセル200の説明図である。本実施例では、ピクセル200は、図1に示されるピクセル100のサイズに類似するサイズを有するが、図2に示されるピクセル200は、マイクロLED202a−202f(集合的にマイクロLED202)を使用して構築される。マイクロLED202は、透明(半透明、事実上透明、および大部分透明を含む)または可撓性基板等の基板上にマイクロ転写印刷されることができる。いくつかの実施形態では、基板は、プラスチック、ガラス、金属、またはサファイアである。
マイクロLED202およびドライバ回路204(例えば、マイクロ集積回路)等のマイクロ組立型の疎に統合された高性能発光体は、可撓性であり、より少ない電力を引き込み、またはディスプレイ基板のわずかな部分のみを占有する、明るいディスプレイを作製する。いくつかの実施形態では、付加的自由空間は、ジェスチャ送信、電力収穫、発光体冗長性、画像捕捉、および無線動作を可能にするデバイス等の高位機能デバイス(例えば、マイクロセンサ206)をディスプレイ面上に位置付けることを促進する。例えば、いくつかの実施形態では、ディスプレイは、各ピクセルにマイクロ集積ドライバ回路204を含む。加えて、マイクロLEDによって占有される小さい動作面積は、いくつかの実施形態では、透明ディスプレイ、マルチモードディスプレイ、冗長マイクロLEDおよび他のデバイス、ならびに高輝度ディスプレイの構築を可能にする。
図3は、ディスプレイ基板上でマイクロアセンブリ(例えば、マイクロ転写印刷)を使用して組み立てられたLEDを図示する。小型LEDは、ディスプレイ基板上に配置され、アクティブマトリクス、パッシブマトリクス内で、直列に、並列に、またはそれらのある組み合わせで、電気的に接続される。マイクロ組立LEDディスプレイおよび照明要素は、いくつかの実施形態では、優れた色品質を含む、多くの望ましい性質を呈する。それらは、高度に効率的であり、低い電力消費を有する。
本実施例に示されるように、マイクロ組立LEDディスプレイは、透明である(例えば、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する)ように生産されることができる。透明度は、少なくとも部分的に、または部分的に、マイクロLED、接続特徴、および他の構成物質の低い面積被覆もしくは透明度に基づき得る。透明度は、デバイスの「オフ」状態で、またはある配向から(例えば、視認方向と反対のデバイスの側面から)視認されたときに、明白である。透明度は、効果的に不可視のディスプレイまたは光源を可能にすることができる。図49A−49Gは、ガラス基板を使用して構築された例示的な部分的透明ディスプレイを図示する。いくつかの実施形態では、ピクセル密度が十分に低く、観察者の意図された近接性が十分に遠いならば、マイクロアセンブリ技法を用いることなく、部分的または仮想透明度が達成される。
図4は、冗長RGB無機マイクロLED402a−402xと、ドライバ回路406(例えば、マイクロ転写印刷された集積回路)と、マイクロセンサ404aおよび404b(集合的にマイクロセンサ404)とを含む、マイクロLEDディスプレイ400の実施例の説明図である。いくつかの実施形態では、ディスプレイ400は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、金属、金属箔、ガラス、半導体、またはサファイアであり得る、ディスプレイ基板上に形成される。ディスプレイ400は、明るい光を依然として投影しながら低い電力消費を呈する、マイクロ転写印刷された冗長RGBマイクロLED402a−402xを含む。各一次マイクロLED(例えば、402a、402c、402e、402g、402i、402k、402m、402o、402q、402s、402u、402w)は、対応する冗長スペアマイクロLED(例えば、それぞれ、402b、402d、402f、402h、402j、402l、402n、402p、402r、402t、402v、402x)を含む。疎に統合されたマイクロLED402は、マイクロセンサ404aおよび404b、電力収穫デバイス、ジェスチャセンサ、または画像捕捉デバイス等の他の機能的デバイスが各ピクセル内に配置されることを可能にする。
マイクロ集積ドライバ回路406(例えば、CMOS回路)は、マイクロLED402を駆動するように、マイクロ転写印刷されることができる。マイクロ集積ドライバ回路406は、組み込みメモリ(例えば、不揮発性メモリ)を含むことができる。メモリは、ディスプレイを常に更新する必要なく、静止画像を表示するために使用されることができる(例えば、それによって、電力を節約する)。メモリはまた、例えば、ディスプレイ内のマイクロLEDの出力を調節するために使用される、参照テーブルを記憶することもできる。いくつかの実施形態では、各ピクセルは、それぞれのピクセル内の各マイクロLEDを駆動するように、その上に位置するマイクロ集積ドライバ回路406を有する。
ディスプレイ400の前部から発光することに加えて、マイクロLED402a−402xはまた、ディスプレイ400の後部から発光することもできる。ディスプレイ400は、片側に接着剤層を有し、デカール様ディスプレイを生産する。マイクロLED402およびマイクロセンサ404を集積ドライバ回路406に電子的に連結するために使用される配線等のディスプレイで使用される配線は、(例えば、1μm未満の臨界寸法および0.25μm未満のオーバーレイ精度を伴う)細いワイヤまたは透明ワイヤであり得る。
図7は、一次および冗長無機マイクロLEDのペアで配列される、一次および冗長RGB無機マイクロLED702a−702x(集合的にマイクロLED702)と、ドライバIC706と、マイクロセンサ704aおよび704b(集合的にマイクロセンサ704)とを基板上に含む、マイクロ組立ディスプレイ700の説明図である。基板は、透明または可撓性であり得る。その片側が機能していない場合に、冗長ペア(例えば、マイクロLED702aおよび702b)の1つのマイクロLEDから余分な光を提供することによって、視覚的に完全なデバイスを電子的に生産するために、参照テーブルが使用されることができる。例えば、マイクロLED702aが機能していない場合、ドライバ706は、マイクロLED702aを補償するようにマイクロLED702bを起動させることができる。別の実施例では、マイクロLEDの全てが高解像度ディスプレイを提供するように駆動されている場合、マイクロLED702bは、マイクロLED702aが機能していない場合にマイクロLED702aを補償するために、余分な(例えば、より明るい)光を提供するように駆動されることができる。
図5は、開示される技術による、例示的ピクセル500の説明図である。上記で説明されるように、小型マイクロLED502は、冗長性(例えば、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、20〜50μm、50〜100μm、または100〜250μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを伴うLED)を可能にする。冗長性は、視覚的に完全なディスプレイを生産し、正常に機能していないマイクロLED(例えば、電気的に短絡または開放したマイクロLEDを伴って生産されたディスプレイ)に対処することができる。いくつかの実施形態では、1つのマイクロLEDが故障している、または欠落している場合、これは、外部駆動電子機器によって補正されるであろう。例えば、各マイクロLED(例えば、502a、502c、および502e)は、対応するスペアまたは冗長マイクロLED(例えば、それぞれ、502b、502d、502f)を有し、それによって、2つの組み合わせたディスプレイ、すなわち、個別マイクロLED基準で起動され得る、一次ディスプレイおよび二次ディスプレイを提供することができる。いくつかの実施形態では、一次および二次マイクロLEDは両方とも、ディスプレイまたは集積回路に配線される。いくつかの実施形態では、冗長マイクロLEDは、ディスプレイを試験した後に、個別基準で配線される。本実施例では、赤色一次マイクロLED502aは、対応する冗長赤色マイクロLED502bを有し、青色LED502cは、対応する冗長青色マイクロLED502dを有し、緑色LED502eは、対応する冗長緑色マイクロLED502fを有する。
各マイクロLEDは、独自のピクセルドライバ(例えば、トランジスタ回路)を有することができる。これは、高解像度ディスプレイを形成するために使用されることができる。マイクロLEDは、通常動作モードまたは高解像度モード等の多くの異なるモードで動作するように選定されることができる。これは、自動的に(例えば、ディスプレイ上で視認されている材料に基づいて)、またはユーザによって設定されることができる、同調可能な解像度を提供する(例えば、必要に応じて、より高い解像度のディスプレイを提供するように、より多くの発光体が起動されることができる)。
いくつかの実施形態では、ディスプレイは、同調可能な輝度ダイナミックレンジを有する。より多くのエミッタがオンにされる場合、ディスプレイは、より明るくなるであろう。これは、昼光可読性を向上させること、または明るい周囲環境内を含む、種々の用途に有用である。
ディスプレイはまた、(例えば、暖かい光の輝きを提供するように)マイクロLEDの混合物を起動することによって、色調整可能な閃光を形成するために使用されることもできる。代替として、マイクロLEDは、閃光の強度を増加させるように、高密度パターンで提供されることができる。
マイクロLEDの冗長ペアは、修理動作の前または後に、直列もしくは並列に物理的に接続されることができる。物理的修理は、不要な電気トレースのレーザ切断、化学蒸着またはレーザ支援化学蒸着による電気トレースの直接配線、もしくはインクジェット印刷を含むことができる。マイクロLEDの冗長ペアは、電気的に独立し、独立して動作することができる。ディスプレイはまた、向上した情報表示忠実性のために、または視覚的に完全なディスプレイの生産を促進するために、冗長駆動回路およびディスプレイ制御要素を採用することもできる。
図6は、欠落したマイクロLED604を伴うディスプレイの例示的多色ピクセル600の説明図である。本実施例では、ピクセル600は、RGBマイクロLEDの一次セット、すなわち、赤色マイクロLED602a、緑色マイクロLED604、および青色マイクロLED602dと、RGBマイクロLEDのスペアセット、すなわち、赤色マイクロLED602b、緑色マイクロLED602c、および青色マイクロLED602eとを含むように設計される。しかしながら、この場合、一次緑色マイクロLED604が、欠落している、または動作していない一方で、一次青色602dおよび赤色602aマイクロLEDは、存在し、動作している。一次緑色マイクロLED604は、(例えば、印刷エラーにより)非意図的に省略されている場合があり、欠陥マイクロLEDであったため、印刷後に除去されている場合があり、または存在するが非機能的であり得る(例えば、開放している)。スペア緑色マイクロLED602cは、省略された一次緑色マイクロLED604を補完することができる。スペア赤色および青色マイクロLEDは、一次赤色および青色マイクロLED602a、602dが動作しているため、オフにされることができる。いくつかの実施形態では、電子回路は、欠落または欠陥マイクロLEDを感知し、対応するスペアマイクロLEDを起動することができる。ディスプレイ用の駆動回路は、欠陥マイクロLEDを感知することができる。いくつかの実施形態では、欠陥マイクロLEDは、ディスプレイから分離している検出回路によって感知される。欠陥マイクロLEDは、除去または断絶されることができる。いくつかの実施形態では、交換用マイクロLEDが、欠陥マイクロLEDを交換するように接続される。いくつかの実施形態では、交換用マイクロLEDは、すでに接続されており、欠陥マイクロLEDは、必要な場合、単に除去または断絶されなければならない。いくつかの実施形態では、一次および冗長マイクロLEDは両方とも、ディスプレイ回路に接続され、駆動回路は、一次マイクロLEDに欠陥がある場合に、適切な冗長スペアマイクロLEDを駆動するにすぎない。
図8A−8Dは、マイクロ組立ディスプレイおよび照明要素用のマイクロLEDパネル内のマイクロLEDの冗長性を図示する。図8A−8Dは、図8Dに示されるデバイスの識別された領域の拡大図である。マイクロ組立マイクロLEDパネル内の冗長マイクロLEDは、欠陥公差を提供し、視覚的に完全なディスプレイおよび照明要素の形成を促進する。第1の接続ステップ中に、図8Aに図示されるように、マイクロLED(例えば、マイクロLED802)のある部分が、回路を形成するように接続される一方で、残りのマイクロLED(例えば、マイクロLED804)は、回路から断絶されたままにされ、冗長マイクロLED(例えば、欠陥一次マイクロLEDを補償または交換するために使用されることができる、バックアップ、スペア、または交換用マイクロLED)を形成する。いくつかの実施形態では、マイクロLED802への接続が形成されるとき、たとえ冗長デバイス804が、マイクロLED802を含む、より大型の回路に接続されていなくても、導電性接触特徴806aおよび806bが、冗長デバイス804に形成される。欠陥マイクロLED、または回路から非意図的に断絶される(例えば、「開放している」)もしくは非意図的に短絡されるマイクロLED群を識別するために、試験手順が使用されることができる。図8Bに示されるように、電気トレースを直接かつ物理的に配線することによって、欠陥非冗長マイクロLED(例えば、マイクロLED808)に近接近している冗長マイクロLED(例えば、マイクロLED810)が、回路に接続される。いくつかの実施形態では、電気的に短絡した非冗長マイクロLED(例えば、マイクロLED812)が、同様に、例えば、アブレーションを使用して、図8Cに示されるように回路から断絶される。いくつかの実施形態では、欠陥非冗長LED(例えば、812)は、対応する冗長LEDをディスプレイ回路に接続した後に断絶されない。
図9A−9Cは、ガラス等のディスプレイ基板上のマイクロLEDのマイクロ転写印刷されたアレイを図示する、画像である。各ピクセル902は、ディスプレイを試験した後に接続されることができる、一次マイクロLED906と、スペアマイクロLED904とを含む。開放ピクセルの識別時に、例えば、欠落または欠陥マイクロLEDにより、スペアマイクロLEDは、図9B(例えば、ピクセル908が、故障した一次マイクロLEDと、接続された冗長マイクロLEDとを有し、ピクセル910が、欠落した一次マイクロLEDと、接続された冗長マイクロLEDとを有する)および図9Cに示されるように接続されることができる。本実施例では、コロイド銀粒子のインクジェット印刷が、図9Bに示されるように、スペアマイクロLEDを接続するように、直接書き込み方法としての機能を果たす。いくつかの実施形態では、未使用冗長マイクロLEDが、ディスプレイから除去される。いくつかの実施形態では、欠陥一次マイクロLEDが、(例えば、対応する冗長マイクロLEDを接続する前もしくは後に)除去または断絶される。いくつかの実施形態では、欠陥が、マイクロLEDが短絡されるようなものである場合に(例えば、欠陥が、欠陥一次マイクロLEDが開放し、そのマイクロLEDを除去する必要がなくてもよいような場合に)、欠陥一次マイクロLEDが断絶または除去される。図9Cに示される実施例では、ディスプレイは、それぞれ、図9Aに示されるように、一次マイクロLEDと、冗長マイクロLEDとを含む、48個のピクセルを含む。ピクセル912a−912fはそれぞれ、欠陥一次マイクロLEDを含み、したがって、冗長マイクロLEDは、これらの欠陥一次マイクロLEDのそれぞれを補償/交換するように、ディスプレイ回路に電気的に接続されている。
図10は、一次マイクロLED1006bに欠陥があるため、冗長マイクロLED1004bを電気的に接続するようにマイクロ組立ジャンパを使用して、マイクロLEDアレイデバイスを修理するための例示的方法の説明図である。伝導性ジャンパ要素1002は、スペア冗長マイクロLED1004bへの電気接続を確立することによって、マイクロLEDアレイデバイスを修理するためのマイクロアセンブリ(例えば、マイクロ転写印刷)によって配置されることができる。いくつかの実施形態では、伝導性構造が、マイクロアセンブリのために準備されて組み立てられ、それによって、冗長マイクロLED1004をディスプレイ回路に電気的に接続する。マイクロLEDアレイデバイス上のトレースの間の接続が接続され、それによって、冗長マイクロLED1004bを接続されたアレイの残りの部分に接続する。電気接続は、はんだリフロー、または例えば、ジャンパ1002を使用する清浄金属表面(例えば、金・金界面)の間の接触によって、確立されることができる。
本実施例に示されるように、欠陥一次マイクロLED1006bを効果的に交換するように冗長マイクロLED1004bを接続するために、ジャンパ1002が使用される。一次マイクロLED1006aが適切に機能しているため、冗長マイクロLED1004aは、本実施例では接続されない。いくつかの実施形態では、冗長マイクロLED1004aは、一次マイクロLED1006aが故障した場合に、後になって接続される。いくつかの実施形態では、未使用冗長マイクロLED(例えば、マイクロLED1004a)は、ディスプレイから除去される。いくつかの実施形態では、欠陥一次マイクロLED(例えば、マイクロLED1006b)は、(例えば、対応する冗長マイクロLEDを接続する前または後に)除去される。いくつかの実施形態では、欠陥が、マイクロLEDが短絡されるようなものである場合に(例えば、欠陥が、欠陥一次マイクロLEDが開放し、そのマイクロLEDを除去する必要がなくてもよいような場合に)、欠陥一次マイクロLED(例えば、1006bまたは他の実施形態で議論される一次マイクロLED)は、除去される。
非機能的マイクロLEDは、いくつかの方法で感知されることができる。例えば、1つ以上のマイクロLEDから発せられる光を検出するために、カメラが使用されることができる。カメラは、ある色のスペクトルに特異的であり得る。いくつかの実施形態では、カメラは、ディスプレイパネルに組み込まれる光センサ(例えば、マイクロLEDと同一の平面または表面内もしくは上に微細に組み立てられるマイクロセンサ)である。マイクロ光センサは、いくつかの実施形態では、(例えば、ピクセル用のディスプレイドライバまたはディスプレイを形成する)マイクロ集積回路に接続される。光センサ信号は、いくつかの実施形態では、マイクロ集積回路によって解釈される。マイクロ集積回路は、一次マイクロLEDが非機能的である状況で、二次マイクロLEDを駆動することができる。いくつかの実施形態では、マイクロ集積回路は、欠陥/非機能的マイクロLEDを駆動しないであろう。マイクロ集積回路はまた、適切な色がマイクロLEDによって出力される(例えば、赤の正しい色調)ことを確実にするように、ある状況で、どのようにして一次マイクロLEDを駆動するかを変更することもできる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、製造され、ユーザによって使用された後に、本分析および補正を行うことができる。これは、ディスプレイの寿命および品質を増加させることができる。
図11Aおよび11Bは、マイクロLEDアレイデバイス内の層低減のためのマイクロ組立クロスオーバ1102、1104、ならびに1106を図示する。マイクロLEDデバイス上で行われるプロセスステップの数を削減することは、多くの場合、有利である。加えて、アクティブまたはパッシブマトリクスアーキテクチャを利用するもの等のいくつかのマイクロLEDデバイスは、データもしくは電力線およびトレースのクロスオーバから利益を得る、またはそれらを必要とする。本種類のクロスオーバを達成する典型的方法は、2つの金属層を電気的に接続するように、2つの金属層の間の導電性ビアを用いて電体層をパターン化することである。しかしながら、これは、付加的ステップをディスプレイ基板の処理に追加することによって、マイクロLEDデバイスの費用を増加させる。
マイクロアセンブリによる電気的クロスオーバ(例えば、クロスオーバ1104および1106)を提供することにより、誘電体層および第2の金属層を提供する大面積処理ステップを排除する方法を提供し、それによって、ネイティブ基板上に面積密集構成でクロスオーバを供給し、低密度構成でデバイス基板上にクロスオーバを微細に組み立てることによって、費用を削減する。このようにして組み立てられるクロスオーバ(例えば、クロスオーバ1102、1104、および1106)を使用するマイクロLEDデバイスはまた、冗長ワイヤ、および欠陥開放ワイヤを横断して電気接続を形成するための方法を提供することによって、マイクロLEDアレイデバイス内の欠陥公差のための冗長性から利益を得ることもできる。
本タイプの層低減は、以下の図13に関して説明されるような伝導性ジャンパ等の単純な受動デバイス1102、もしくはクロスオーバと、例えば、マイクロアセンブリのために好適な構造内に収納されるCMOS駆動回路および/または不揮発性メモリ等の他の機能性とを含む、統合デバイス1104によって達成されることができる。いくつかの実施形態では、マイクロアセンブリのために好適な構造は、1つより多くのクロスオーバを含み、各クロスオーバは、それとマイクロアセンブリのために好適な構造に収納される少なくとも1つの他のクロスオーバとの間の電気絶縁を有する。
図12Aおよび12Bは、照明要素またはディスプレイ内の冗長マイクロ組立マイクロLEDピクセルもしくはサブピクセルの電気シグネチャの形態で情報を提供することによって、修理を促進するために、それぞれ、抵抗器1206またはダイオード1208を使用する、例示的システムの説明図である。いくつかの実施形態では、ピクセルまたはサブピクセルは、デフォルトでピクセルまたはサブピクセルの各一次マイクロLED1202と並列に配線されるスペアマイクロLED1204を提供される。例えば、本実施形態のための修理は、スペアを接続するように付加的な直接書き込まれた金属特徴を提供することなく、短絡マイクロLEDへの接続を切断することから成ることができる。いくつかの実施形態では、デフォルトで一次マイクロLED1202と並列に配線されるスペアマイクロLED1204を含む、各ピクセルまたはサブピクセルはまた、それぞれ、図12Aおよび12Bに示されるように、スペアマイクロLED1204と直列の抵抗器1206もしくはダイオード1208も含む。
図12Aに示されるように、いくつかの実施形態では、抵抗器1206が、スペアマイクロLED1204と直列に配置される。本実施例では、重度短絡一次マイクロLED1202が、スペアマイクロLED1204と直列の抵抗器1206より少ない抵抗を示す電気シグネチャ(電流・電圧関係)を呈するであろう。重度短絡スペアマイクロLED1204は、直列の抵抗器以上の抵抗を示し、それによって、視覚的に完全なマイクロ組立マイクロLEDディスプレイまたは照明要素を形成するために、一次1202またはスペア1204である、どのマイクロLEDの処理プロセスが、アレイから断絶される必要があるかを知らせる、電気シグネチャを提供するであろう。図12Bに図示されるように、スペアマイクロLED1204と直列のダイオード1208は、ターンオン電圧シグネチャに基づいて、どのマイクロLEDが短絡サブピクセルにおいて修理を必要とするかを知らせるであろう。
図13は、マイクロアセンブリのために好適な5つの異なるタイプの電気コネクタ1302、1304、1306、1308、1310、または「ジャンパ」の断面図を図示する。いくつかの実施形態では、電気コネクタは、金、銀、または白金を含む、露出貴金属表面を含む。いくつかの実施形態では、電気コネクタは、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、ニッケル、またはクロムを含む、露出金属表面を含む。いくつかの実施形態では、電気コネクタは、PbSn、AgSn、AgSn、またはそれらの合金、もしくは他のはんだ合金のようなはんだを含む。
いくつかの実施形態では、コネクタ(1302等)が、シリコン、SOI、GaAs、ポリマー、またはガラス等のネイティブ基板上に形成され、犠牲層をエッチングすることによってネイティブ基板から解放される。コネクタは、それらを反転させるために、中間スタンプまたは基板に転写されることができる。コネクタは、金属のみを含むことができる(例えば、コネクタ1310)。
いくつかの実施形態では、コネクタは、点に接続するように、ワイヤを「飛び越え」または通り越さなければならない。例えば、図38に示されるように、パッド3802をパッド3804に接続するために、ジャンパが使用されることができるが、ジャンパは、これらのパッドの間を通過するワイヤに伝導的に接触してはならない。これらの場合において、適切なワイヤが通り(「飛び」)越えさせられ、短絡されていないことを確実にするために、種々の設計が使用されることができる。例えば、コネクタ1304および1306は、金属と、誘電体とを含む。誘電体材料は、コネクタによって接続されることを意図していないワイヤを通り越し、それによって、これらのワイヤがコネクタまたはパッド3802および3804に短絡されていないことを確実にする。図13を再び参照すると、2つのジャンパパッドの間のワイヤが、コネクタ1304、1308、および1310によって示されるように接触されていないように、コネクタの一部が陥凹状であり得る。同様に、コネクタ1308によって図示されるように、ジャンパが2つのパッド(例えば、図38に示されるようなパッド3802および3804)の間を通過するワイヤに伝導的に接触することを防止するために、絶縁体が使用されることができる。
加えて、コネクタは、金属、ポリマー、無機誘電体、半導体、および半絶縁半導体のうちの1つより多くのものの組み合わせを含むことができる。コネクタは、表面の2つの露出導電性領域の間に位置付けられる、電気絶縁露出表面を有することができる。
図14は、一次RGB無機マイクロLED(例えば、マイクロLED1402g、1402k、1402m、1402o、1402u、および1402w)と、補足RGB無機マイクロLED(例えば、マイクロLED1402b、1402d、1402f、1402h、1402j、402n、1402p、1402r、1402t、1402v、および1402x)とを含む、マイクロ組立ディスプレイ1400の説明図である。いくつかの実施形態では、本ディスプレイ内の全てではないがいくつかのピクセルは、特別に明るい光の閃光またはカメラフラッシュもしくは昼光視認性のためにディスプレイの輝度を増補するように、複数のR、G、またはBマイクロLEDを含む。例えば、マイクロLED1402a、1402c、1402e、1402i、1402l、1402o、1402q、および1402sが示されるが、図14に示される実施例では省略される。これらの省略されたマイクロLEDは、意図的または非意図的に省略されることができる。例えば、それらは、印刷されていなくてもよく、またはそれらは、欠陥があったため除去されていてもよい。
補足マイクロLEDのうちのいくつかは、ディスプレイ内の他のマイクロLEDと異なる形状、サイズ(例えば、マイクロLED1402u)、または色であり得る。全ての条件のための画像および照明品質最適化を促進するために、参照テーブルが使用されることができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、上記で説明されるように、マイクロ集積回路1406と、マイクロセンサ1404とを含む。例えば、各ピクセルは、マイクロ集積回路1406と、1つ以上のマイクロセンサ1404とを含むことができる。
図15Aおよび15Bは、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイならびに照明要素アーキテクチャの説明図である。いくつかの実施形態では、図15Aに示されるディスプレイ等のディスプレイは、補足マイクロLED用の基板上に空間および回路を提供することによって、内蔵冗長性を伴わずに修理を促進する。一次マイクロLED1504のアレイの接続後にスペアマイクロLED1502を組み込むことができる、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイアーキテクチャは、完全冗長アーキテクチャのように各サブピクセルにおいて補足マイクロLEDを必要とすることなく、視覚的に完全なマイクロ組立マイクロLEDを生産する方法を提供する。補足マイクロLED(例えば、図15Aの鎖線で示される)は、一次マイクロLEDに欠陥がある場合のみ(例えば、マイクロ転写印刷によって)提供される。補足マイクロLEDは、必要に応じて場所1502a−1502dに印刷されることができる。いくつかの実施形態では、場所1502a−dへの接続は、補足マイクロLEDが印刷時にディスプレイ回路に電気的に接続されるように、すでに形成されている。
図15Bに示されるように、いくつかの実施形態では、金属相互接続特徴1506が、粘着性1508または共形化可能層の少なくとも1つの表面上で露出され、発光体1516に接続されることができるように、ディスプレイまたは照明要素アーキテクチャは、マイクロLED1516等の発光体と、マイクロLEDがマイクロ転写印刷されるディスプレイ基板1512上の粘着性または共形化可能層1508に組み込まれ、もしくはその上に配置される、金属相互接続特徴1506aおよび1506b(集合的に1506)とを含む。
デバイスは、マイクロ組立マイクロLEDのアレイを含むことができる。各マイクロLEDは、1つの側面、すなわち、マイクロLEDの接点が金属相互接続特徴1506と接触するように粘着性または共形化可能層1508に接触する同一側面上に、2つの接点を有する。金属相互接続特徴1506aおよび1506bならびに粘着性層1508の間隔、ならびにマイクロLED1516の設計は、各マイクロLED1516の配置のための増加した公差があり、それによって、生産収率を増加させるようなものである。粘着性層の一部1514は、マイクロLED1516の下面に接触し、それによって、いったんマイクロLEDがディスプレイ基板1512にマイクロ転写印刷されると、それを固着する。
マイクロLEDは、組立の直後に試験されることができ、付加的マイクロLEDは、修理のために試験後に組み立てられることができる。アーキテクチャは、修理のために付加的マイクロLEDを受け入れるように、各サブピクセルにおいて冗長相互接続特徴を含むことができる。アーキテクチャは、粘着性層の少なくとも一部の下に位置付けられる反射層1510を含むことができる。反射層1510は、金属製であり得、かつ導電性であり得、または導電体として使用されることができる。
図16は、その上または中でマイクロLEDが形成される、ネイティブソース基板と別個であり異なる非ネイティブディスプレイ基板1604上のマイクロ組立マイクロLEDを図示する。いくつかの実施形態では、図16に示されるような照明要素のアーキテクチャは、内蔵冗長性を伴わずに修理を促進する。マイクロアセンブリのためのマイクロLEDのアレイは、転写要素によって接触させられるマイクロLEDの接触表面と反対側に、下向きの2つの端子1602aおよび1602b(集合的に1602)を有するマイクロLEDを提供されることができる。マイクロLEDは、各端子から下向きに延在する、1つ以上の導電性突出を有することができる。加えて、突出は、マイクロLED上の他の特徴を超えて延在することができる。突出(端子1602aおよび1602b)は、印刷後に電気接続性を増加させるように、金属相互接続特徴(接触パッド)1608aおよび1608b(集合的に1608)の一部に接触して貫通することができる。
ディスプレイ基板1604は、随意に、図15Bに示されるような反射層またはパターンを提供されることができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイ基板1604は、粘着性または柔軟層1606(例えば、PDMS)と、金属相互接続特徴1608(例えば、金、白金、スズ、銅、または銀表面を伴う金属相互接続特徴)とを含む。
いくつかの実施形態では、粘着性層1606は、ディスプレイ基板1604上に堆積させられ、金属相互接続特徴1608は、(例えば、物理的堆積、転写、マイクロアセンブリ、転写印刷、および/またはパターン化によって)粘着性層1606の上に堆積させられる。マイクロLEDのアレイは、転写要素を介してディスプレイ基板1604上に組み立てられることができる。マイクロLEDは、粘着性層1606に接着されることができ、マイクロLEDの接点1602から金属相互接続構造1608への電気接続を確立する。いくつかの実施形態では、マイクロLEDは、金属相互接続層1608に接着される。いくつかの実施形態では、端子1602の形成(例えば、サイズ)は、ディスプレイ上の各マイクロLEDの配置のための公差の増加を提供するようなものである。図16に示されるように、マイクロLEDは、非ネイティブ基板1604のさらに左または右に配置され得、端子1602は、依然としてそれらのそれぞれの相互接続特徴1608に接触するであろう。
ディスプレイ基板1604上にマイクロLEDを堆積させた後、マイクロLEDが試験されることができ、マイクロLEDが所望に応じて(例えば、欠陥マイクロLEDを交換または置換するように)追加されることができ、金属相互接続特徴1608が所望に応じて(例えば、欠陥マイクロLEDを断絶するように)切断されることができる。本プロセスは、所望に応じて繰り返されることができる。これらの技法は、視覚的に完全なマイクロLEDディスプレイおよび照明要素を生産するために使用されることができる。
図17は、同一の視認可能面積1702を占有する2つの独立ディスプレイによって形成された例示的ディスプレイ1700の説明図である。一方のディスプレイは、他方における欠陥を補償することができる。独立した協調的ドライバチップは、各ディスプレイを制御することができる。例えば、各独立ディスプレイは、その独自のドライバおよび列ドライバを有することができる。図17に示されるように、第1のディスプレイが、列ドライバ1704および行ドライバ1706によって駆動される一方で、第2のディスプレイは、列ドライバ1708および行ドライバ1710によって駆動される。
独立ディスプレイのピクセルは、同一平面を占有することができ、またはディスプレイの同一表面上に位置することができ、もしくはそれらは、離間され、例えば、(例えば、各独立ディスプレイの間に誘電体層を配置することによって制御される)距離によって分離されることができる。図18は、積層マイクロLEDディスプレイ1800の説明図である。透明マイクロLEDディスプレイ1802a−1802d(それぞれ、図4に関して説明されるようなディスプレイ400等のディスプレイであり得る)は、垂直次元で積み重ねられることができる。これは、同調可能輝度を可能にし、また、欠陥を補償することもできる。例えば、同一表面上または一次マイクロLEDと同一平面内にスペアマイクロLEDを位置付ける代わりに、スペアマイクロLEDは、別個の表面上に位置することができ、それによって、いくつかの独立した完全に機能的なディスプレイから積層ディスプレイを形成する。加えて、積層透明マイクロLEDディスプレイが、3Dディスプレイを形成するために使用されることができる。
図19は、3つのディスプレイパネル1902a−1902c(それぞれ、図4に関して説明されるようなディスプレイ400等のディスプレイであり得る)で形成されたマイクロ組立積層ディスプレイ1900の説明図である。異なる数のディスプレイパネルが、種々の効果および増加した解像度を提供するために使用されることができる。本実施例では、マイクロ組立ディスプレイは、冗長RGB無機マイクロLEDと、ドライバICと、センサと、透明基板とを含む。ディスプレイは、欠陥公差、増加した輝度、2.5次元または3次元情報表示、もしくは増加した解像度のために、複数のレベルのディスプレイパネルを使用する。
ディスプレイパネル2002aおよび2002b等の異なる解像度を伴うディスプレイパネルが、図20に示されるような積層ディスプレイ2000を形成するために使用されることができる。スタックの中のディスプレイはまた、異なるサイズであり得る。マイクロLEDは、異なるサイズ、色であり、または異なる場所にあり得る。図20に示されるディスプレイ2000は、2つの同一サイズのディスプレイパネル2002a−2002bを含む。第1のディスプレイパネル2002a上のマイクロLEDは、第2のディスプレイパネル2002b上のマイクロLEDより小さい。加えて、第1のディスプレイパネル2002a上のマイクロLEDは、第2のディスプレイパネル2002b上のマイクロLEDと異なる場所にある。本実施例では、ディスプレイパネル2002aおよび2002bは、異なる解像度を有する。ディスプレイパネル2002aは、24個のマイクロLED(例えば、マイクロLED2004a−2004x)を含み、ディスプレイパネル2002は、6個だけのマイクロLED(例えば、マイクロLED2006a−2006f)を含む。各ディスプレイパネル2002aおよび2002bは、いくつかの実施形態では、それぞれ、ドライバ(例えば、マイクロ集積回路)2010aおよび2010bを含む。いくつかの実施形態では、単一のドライバが、積層ディスプレイ内の各ディスプレイパネル(例えば、2002aおよび2002b)に使用される。
マイクロLEDエミッタが、いくつかの実施形態では、マルチモードディスプレイを形成するために使用される。図21は、マルチモードディスプレイの例示的ピクセル2100の説明図である。発光型マイクロLEDディスプレイ2102が、マルチモードディスプレイを形成するように、反射ディスプレイ、電気泳動、またはMEMベースのディスプレイ等の第2のタイプのディスプレイ2104と組み合わせられることができる。図21に示される実施例では、第2のディスプレイ2104は、反射ディスプレイである。マイクロLED2106a−2106fが、ピクセル面積の一部のみを利用するであろう一方で、例えば、反射構成要素2104も、ピクセル2100の面積の一部を利用することができる。例えば、携帯電話(スマートフォンを含む)またはタブレットコンピュータデバイス等のモバイルデバイスは、ディスプレイタイプを切り替えることができ、それによって、ビデオを見ている、または写真を閲覧している間に、例えば、超薄型電力「紙状」ディスプレイ(例えば、電気泳動ディスプレイ)または反射ディスプレイ(反射ディスプレイ2104等)が読取のために使用されることができる間に、マイクロLEDディスプレイ2102が使用されることを可能にする。
いくつかの実施形態では、図22に図示されるピクセル2200によって示されるように、マイクロLED2204a−2204fの小型サイズを考慮して、反射ディスプレイ要素に大きく干渉することなく、マイクロLED2204a−2204fが、反射要素2202の上に配置されることができる。
以前に議論されたように、ディスプレイ(例えば、マイクロLEDディスプレイ)は、マイクロ転写印刷されたセンサおよび送受信機と組み合わせられることができる。図23は、マイクロLED2302a−2302f(例えば、マイクロLED2302a−2302bが冗長ペアを形成し、マイクロLED2302c−2302dが冗長ペアを形成し、マイクロLED2302e−2302fが冗長ペアを形成する)に接続された集積回路2306およびマイクロセンサ2304を伴うピクセル2300の説明図である。例えば、ディスプレイは、画像捕捉デバイス(例えば、光学センサ、フォトダイオード)、赤外線センサ(例えば、ジェスチャ感知またはIRカメラ)、温度センサ(例えば、色/輝度補正を提供するためのマイクロLEDに関するフィードバック)、および無線伝送デバイスと組み合わせられることができる。ディスプレイはまた、太陽電池(集光)等の電力収穫デバイス、運動エネルギースカベンジング(例えば、圧電デバイス)、エネルギーを貯蔵するコンデンサ、または電磁放射を収穫するためのアンテナを含むこともできる。ディスプレイと組み合わせられる、転写印刷された要素は、所望の機能および用途に応じて、異なる密度(希薄性)において印刷されることができる。例えば、より少ない温度センサが必要であるが、各ピクセルが画像捕捉デバイスを必要としてもよい。
図24は、人間の視覚およびHDTVの色域の例示的説明図である。開示される技術は、人間の視覚の色域により密接に合致するようにディスプレイの色域を向上させるために、使用されることができる。
図25に図示されるように、マイクロLEDディスプレイは、とりわけ、ディスプレイの色域を向上させるように、種々の着色マイクロLEDを含むことができる。標準的な赤色マイクロLED2502a−2502b、青色マイクロLED2502e−2502f、および緑色マイクロLED2502g−2502hに加えて、マイクロLEDディスプレイは、いくつかの実施形態では、例えば、図25に示されるピクセル2500のように、黄色マイクロLED2502cおよび2502d、または他の色のマイクロLED(例えば、シアン)を含む。別の実施例では、ピクセル2500は、2つの異なる赤色、緑色、または青色マイクロLEDを含むことができる(例えば、緑色マイクロLED2502cが、2502dと異なる色調の緑色光を発する)。これは、向上した色域(例えば、より多くの達成可能な色)を可能にする。ディスプレイはまた、マイクロ集積回路2506、マイクロセンサ2504、または上記で説明されるような他の半導体要素を含んでもよい。
図26は、視覚的に完全なデバイスを生じさせるためにマイクロ組立無機マイクロLEDアレイで使用するための例示的ピクセル2600の説明図である。ピクセル2600は、それぞれ異なる色を有する、6個のサブピクセル2608a−2608f(例えば、赤色マイクロLED2602aを有する1つのサブピクセル2608a、異なる赤色マイクロLED2802bを有する別のサブピクセル2608b、緑色マイクロLED2602cを有する1つのサブピクセルピクセル2608c、異なる緑色マイクロLED2602dを有する別のサブピクセル2608d、青色マイクロLED2602eを有する1つのサブピクセル2608e、および異なる青色マイクロLED2602fを有する1つのサブピクセル2608f)を含む。例えば、ピクセル2600は、450、460、530、540、650、および660nmにおける出力強度のそれぞれのピークを伴うマイクロLEDをそれぞれ有する、6個のサブピクセル2608a−2608fを含むことができる。参照テーブルが、ピクセルの非一様性を補償するために使用されることができる。
図27A−Bは、視覚的に完全なデバイスを生じさせるための2つのマイクロ組立無機マイクロLEDアレイ方略の説明図である。図27Aに示されるディスプレイ2700は、サブピクセル2704につき2つのマイクロLED(2702aおよび2702b)を使用する。図27Bに示されるディスプレイ2750は、面積の単位につきより多くのピクセル(例えば、2756a−2756d)、ならびにピクセルにつきより少ないサブピクセルおよび/またはマイクロLEDを利用する。図27Bに示される実施例では、サブピクセル2754につき1つだけのマイクロLED2752があるが、ディスプレイの各視覚的に識別可能な領域のための2つまたはそれを上回るピクセル(本実施例では、4個のピクセル、12個のサブピクセル)がある。1つのマイクロLEDが表示に欠落している場合、隣接ピクセルが、参照テーブルからの情報を使用して補償する。例えば、マイクロLED2752aが欠落している場合、欠落したマイクロLEDを補償するために、マイクロLED2752bが使用されることができる。
図28は、接続に先立った例示的ピクセル2800の説明図である。いくつかの実施形態では、マイクロ組立マイクロLED2802a−2802fのアレイが照射されることができ、接続に先立って欠陥マイクロLED(例えば、2802aおよび2802e)を識別するように、フォトルミネセンスが観察されることができる。これは、フォトルミネセンス試験によって識別される欠陥マイクロLEDを含むサブピクセルに余分なマイクロLEDを追加する、物理的修理を誘起するために使用することができる。本実施例では、マイクロLED2802aおよび2802eは、欠陥があり、除去された。いくつかの実施形態では、結果として、マイクロLED2802b、2802c、および2802fのみが配線されるであろう。他の実施形態では、2802dも配線されるであろう。図28はまた、マイクロLED2802dに欠陥があり、本欠陥マイクロLED2802dを補償するように、付加的マイクロLED2802cが印刷された、シナリオも図示する。
図29は、色変換材料のチップ、例えば、立方体等の多面体を使用して、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素において色変換を実装することの説明図である。ディスプレイおよび照明要素は、いくつかの実施形態では、完全なRGB能力および/またはそれらの構成マイクロLEDの直接放射波長と異なる色を必要とする。
本色変換を達成するための1つの方法は、例えば、少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板2906に陥凹2902a−2902hを形成し、蛍光体または他の色変換材料で陥凹を充填することによって、色変換材料の対応するアレイを覆って、それらの上に、またはそれらと接触して、マイクロLED2904aおよび2904bのアレイを配置するために、マイクロアセンブリ技法を使用することによる。色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、および単結晶蛍光体を含む。他の色変換材料は、いくつかの実施形態では、量子ウェルおよび表面不動態化を含む、エピタキシャルスタックの一部であるもの等の直接バンドギャップ半導体を含む。
代替的な色変換アプローチでは、例えば、直接バンドギャップ半導体の色変換材料のチップが、ディスプレイ基板上に微細に組み立てられ、マイクロLEDアレイの少なくとも一部が、チップを覆って組み立てられる。
いくつかの実施形態では、デバイスは、マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、透明ディスプレイ基板を通って、随意に、色変換材料を通って、下向きに発するように設計される。本属性は、例えば、1つの方向からの事実上透明であるディスプレイまたは照明要素、および反対方向からの明るい光源または情報ディスプレイのように、それを有するデバイスに有益な特性を付与する。本属性は、マイクロLED接点、アレイ接続金属、および/またはディスプレイ基板上に形成される補足鏡構造でマイクロLEDの1つの側面(例えば、マイクロLEDの「頂」面)を完全もしくはほぼ完全に覆う、反射構造の形成によって達成されることができる。
色変換への代替的アプローチでは、色変換層が、マイクロLEDの1つより多くの側面上のマイクロLEDの上に、またはそれらを少なくとも部分的に包囲して形成される。
図30Aおよび30Bは、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイおよび照明要素用の自己整合誘電体を使用するデバイスの画像ならびに説明図である。いくつかの実施形態では、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイまたは照明要素のディスプレイ基板上の整合ステップの数を削減することが有利である。
いくつかの実施形態では、具体的波長に対して実質的に透明である、いくつかの材料を含む、マイクロLEDが、同一の具体的波長に対して同様に透明であるディスプレイ基板上に組み立てられる。マイクロLEDは、マイクロLEDとディスプレイ基板との間の界面の反対に位置付けられるマイクロLEDの側面上に1つまたは2つの金属接点を有する。マイクロLEDはまた、随意に、ディスプレイ基板の反対のマイクロLEDの側面の一部を覆う誘電体材料(例えば、酸化ケイ素または窒化ケイ素)も含む。マイクロLEDへの接続を形成することに先立って、いくつかの実施形態では、マイクロLEDの周囲を包囲する絶縁層を提供し、それによって、不要な電気的短絡を回避することが有益である。絶縁層は、感光性誘電体(例えば、BCB、ポリイミド、PBO、エポキシ、またはシリコーン)の層を堆積させ、光活性誘電体を光に暴露し、ディスプレイ基板の下から光を照射し、2つの金属接点の上方の領域を除いて感光性材料を架橋結合し、それによって、接続の形成に先立ってマイクロLEDの周囲を電気的に絶縁することによって、形成される。
いくつかの実施形態では、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイとともに使用するための参照テーブルを定義するために、人間の視覚に合致するスペクトル応答を伴うカメラが使用されることができる。マイクロ組立マイクロLEDを使用するディスプレイは、ピクセル間輝度の一様性および色の一致性から利益を得る。マイクロLEDを生産するエピタキシャルおよび微細加工プロセスは、典型的には、輝度の範囲および出力スペクトルの範囲を伴うマイクロLEDを生産する。マイクロLEDのアセンブリを使用するディスプレイは、いくつかの実施形態では、各サブピクセルの出力を特徴付ける(例えば、そのサブピクセルの輝度と電流との間の関係に従って、ディスプレイが各個別サブピクセルを駆動することを可能にする)参照テーブルから利益を得、それによって、デバイスのマイクロLEDが色および輝度の非一様性を有していなかった場合のように画像ならびに色を正確にレンダリングするために必要とされる情報を提供する。さらに、参照テーブルは、輝度、色、および人間の視覚応答の有効性の間の関係を考慮することができる。
いくつかの実施形態では、マイクロLEDディスプレイ用の参照テーブルを生成するために、人間の眼のスペクトル応答に合致するスペクトル応答を伴うカメラおよび光学フィルタが使用される。いくつかの実施形態では、マイクロLEDディスプレイ用の参照テーブルを生成するために、人間の視覚青色応答のスペクトル応答に合致するスペクトル応答を伴うカメラおよび光学フィルタ、人間の視覚緑色応答のスペクトル応答に合致するスペクトル応答を伴うカメラおよび光学フィルタ、ならびに人間の視覚赤色応答のスペクトル応答に合致するスペクトル応答を伴うカメラおよび光学フィルタが使用される。
いくつかの実施形態では、マイクロスケール機能的要素のアレイが、マイクロスケール制御要素のアレイと組み合わせられる。いくつかの実施形態では、組み立てられた無機マイクロスケール機能的デバイスのアレイが、組み立てられたマイクロスケール制御要素の組み合わせたアレイと統合される。制御要素は、マイクロアセンブリ方法を通してマイクロスケールデバイスと統合されて組み合わせられる、マイクロスケールシリコン集積回路デバイスを含むことができる。マイクロアセンブリ方法は、いくつかの実施形態では、エラストマースタンプ、静電ヘッド、および/または真空コレットベースの組立ツールを用いて、転写印刷される。
組み立てられたマイクロスケール機能的要素は、発光ダイオード(LED)、垂直空洞面発光レーザ(VCSEL)、または縁発光レーザ等のマイクロ発光デバイスであり得る。組み立てられたマイクロスケール機能的要素は、フォトダイオード、放射線センサ、温度センサ、および運動センサ等の感知デバイスであり得る。組み立てられたマイクロスケール機能的要素は、エネルギー収穫またはエネルギー変換デバイスであり得る。組み立てられたマイクロスケール機能的要素は、アクチュエータデバイスであり得る。
単一のマイクロスケール制御要素は、機能的要素のクラスタまたはアレイを制御することができる。いくつかの実施形態では、制御要素は、制御要素から各機能的要素まで扇状に広がるワイヤのネットワークを通して、機能的要素のクラスタと接続される。配線は、いくつかの実施形態では、パターン化される堆積薄膜金属(例えば、Al、Cu、Mo、またはAu)で作製される。
マイクロスケール制御集積回路は、種々の機能性を含むことができる。制御要素は、メモリ、デジタルならびにアナログ回路の両方、センサ、信号処理回路、および/または光学送受信機(例えば、制御要素へ、および制御要素からの光学入出力を提供する)を含むことができる。単一の制御要素を伴う機能的要素のクラスタは、クラスタのより大型のアレイ内で独立ユニットとして操作されることができる。機能的要素の各クラスタは、独立ディスプレイとして操作されることができる。
図31は、単一のマイクロ組立集積回路3104によって制御される機能要素3102a−3102p(集合的に3102)の例示的4×4アレイ3100の説明図である。機能的要素3102は、単一の薄膜金属化プロセスを通して制御要素3104と接続されることができる。いくつかの実施形態では、制御要素3104および機能的要素3102は、同一平面内または同一表面上に位置する。接続配線は、制御要素3104から離れて扇状に広がり、図31に示されるように機能的要素3102の各々に接続することができる。
図32は、(例えば、図31に示されるように)それぞれ単一のマイクロ組立集積回路によって制御される、機能要素の6つの4×4アレイを含む、例示的デバイス3200を図示する。制御要素のアレイは、マイクロアセンブリを使用して、機能的要素のアレイ内で組み合わせられることができる。
図33は、異なるタイプの機能的要素を制御するために制御要素3302を使用する、例示的アレイ3300の説明図である。例えば、アレイ3300は、16個のピクセル3306a−3306p(他の数のピクセルが使用されることができるが、集合的に3306)を含むことができる。各ピクセル3306は、赤色マイクロLED3304aと、青色マイクロLED3304bと、緑色マイクロLED3304cとを含むことができる。制御要素3302は、感知機能的要素からの信号を処理し、または読み出し、また、機能的アレイ要素への信号を制御し、または読み込むことができる。したがって、アレイデバイスは、多機能的であり得、同一表面上または同一平面もしくはアレイ面積(例えば、ハイパースペクトル焦点面アレイ)内で多くのタスクを行なってもよい。アレイは、機能的クラスタのために単一の金属レベルおよび単一の制御要素を使用することができる。
図34は、マイクロアセンブリを使用して形成されたディスプレイ3400の説明図である。各集積回路ピクセルクラスタは、独立ディスプレイの役割を果たすことができ、機能的要素の各クラスタは、制御要素から独立して操作されることができる。例えば、全体的デバイスの小型部分は、使用中であるときに電源をオンにされることができ、アレイデバイスの残りの部分(例えば、ディスプレイ)は、電源をオフにされたままになることができる。図35は、ユーザが全体的デバイスの一部のみをオンにすることを選択した、例示的ディスプレイ3500の説明図である。図36は、ユーザが、非標準形状、例えば、長方形ではない形状における全体的デバイスの一部のみをオンにすることを選択した、例示的ディスプレイ3600の説明図である。
図37は、無線データまたは電力入力を伴う例示的アレイ3700の説明図である。制御要素は、統合アンテナ3702に接続されることができる。したがって、ディスプレイタイルは、無線電磁伝送を使用して、データまたは電力を機能的デバイスアレイ(例えば、ディスプレイ)の中へストリーム配信させることができる。
図38は、内蔵冗長性を有するように設計される制御要素の説明図である。例えば、(上記で説明されるような)余剰制御チップが、要素クラスタにつき印刷されることができる。バックアップ制御要素を電気的に接続する(例えば、パッド3802をパッド3804に接続する)手段を提供するために、マイクロ組立ジャンパまたはクロスオーバが使用されることができる。したがって、上記で議論されるように、疎に密集した多機能アレイは、付加的機能性を有効にするスペアデバイスのための空間を提供することができ、スペアデバイスに接続するためにマイクロ組立低費用ジャンパを使用することができる。
図39は、内蔵メモリ3902とともに制御デバイス3904を伴うアレイ3900の説明図である。制御デバイス3904は、組み込みメモリを含む、集積回路制御デバイスであり得る。これは、静止画像用の要求に応じて更新する節電ディスプレイを可能にする。
図40は、マイクロ組立温度感知要素4002を伴うマイクロ組立マイクロLEDディスプレイ4000の説明図である。マイクロアセンブリ技法は、マイクロ組立マイクロLED4004aおよび4004b(集合的に4004)と、マイクロ組立IRまたは温度感知デバイス4002とを含む、マイクロ組立マイクロLEDディスプレイの形成を促進する。温度またはIR感知を含むディスプレイは、望ましいデータ入力能力、例えば、タッチフリーヒューマンデバイスインターフェースを提供することができる。IRまたは温度感知デバイスは、いくつかの実施形態では、低バンドギャップ半導体(例えば、InGaAs、InGaAsSb、HgCdTe)、焦電材料(例えば、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム)、熱電対列、および温度勾配または温度変化に電気的に応答する他のデバイスを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイが1つのタイプの温度感知デバイスを含むことが有利である。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、1つより多くのタイプの温度感知デバイスを含む。
いくつかの実施形態では、マイクロ組立ディスプレイは、いくつかの色のマイクロ組立マイクロLED、いくつかの異なるタイプのマイクロ組立IRまたは温度感知デバイス、マイクロ組立受動電気構成要素、もしくはマイクロ組立制御またはメモリ要素のうちの1つ以上のものを含む。いくつかの実施形態では、感知要素の数は、ディスプレイ内のマイクロLEDの数より少ない。いくつかの実施形態では、感知要素の数は、マイクロLEDの数に等しい、またはそれより多い。
開示される技術は、いくつかの実施形態では、無機マイクロLEDを使用するパッシブマトリクスディスプレイ、およびディスプレイを製造する方法を提供する。同様に、いくつかの実施形態では、開示される技術は、無機マイクロLEDを使用するアクティブマトリクスディスプレイ、およびディスプレイを製造する方法を提供する。
完全なパッシブマトリクス無機発光ダイオード(LED)ディスプレイの画像が、図41に示されている。本ディスプレイは、マイクロスケール赤色LEDの360×90アレイを含む。本明細書に説明されるディスプレイで使用されるマイクロLEDは、それらのネイティブ基板上で調製され、基板から部分的に除去され、ネイティブ基板上のマイクロLEDの位置は、テザー(例えば、各LED用の単一の偏心テザー)によって維持され、次いで、粘弾性エラストマースタンプを使用してマイクロ転写印刷された。マイクロLEDは、1平方インチにつき約3000個のマイクロLEDの解像度で、それらのネイティブ基板上に形成された。いくつかの実施形態では、マイクロLEDは、1平方センチメートルにつき最大10または10個のマイクロLEDの解像度で、それらのネイティブ基板上に形成される。
例証的ディスプレイは、赤色、緑色、および青色LEDを使用して128×128ピクセルアレイをサポートするように設計される。さらに、本実施例では、(所望であれば)本明細書に説明されるもの等の冗長性方式が実装されることができるように、各ピクセル内に各色のLED(赤色、緑色、および青色)のための2つの部位がある。本実証では、赤色LEDが、緑色および青色サブピクセル部位に投入された。赤色に加えて、フルカラーディスプレイを生産するために、他の色のマイクロLEDが使用されることができる。ピクセルサイズは、図42に示されるように99×99ミクロンであり、1インチにつき256個のピクセルと同等である。発光面積は、11.88mm×8.91mmである。ディスプレイを支持するガラス基板のサイズは、約25mm×25mmである。
図43は、ディスプレイ内の単一のピクセルの光学顕微鏡写真である。マイクロLEDは、薄膜金属相互接続を使用して、金属行および列に接続される。最上金属(例えば、金属2)は、金属1を覆って堆積させられた誘電体層にエッチングされたビアを通して、下部金属(例えば、金属1)に接続する。マイクロLEDは、両方の(全ての)方向に発光するが、マイクロLED上の金属接点は、ガラス基板を通して光の大部分を下に反射する。
図44は、その上にパッシブマトリクスディスプレイを伴う完成したディスプレイ基板(ガラス基板)の画像である。16個のディスプレイが、各150mmガラスウエハに印刷される。ある場合には、16個より少ないディスプレイが印刷される。図45は、ディスプレイのピクセルアレイの光学顕微鏡写真である。
図46は、150mmガラスウエハ(厚さ0.7mm)上に製造される、図47A−Bおよび48A−Bに示されるディスプレイ等のパッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイを製造するための方法4600のフローチャートである。上記で議論されるように、サファイアおよびプラスチック等の他の基板も、ディスプレイ基板として使用されることができる。ディスプレイ基板は、薄くあり得る(例えば、厚さ0.5〜1mm)。
第1の金属レベルが、金属物理蒸着およびフォトリソグラフィ技法を使用して、ウエハ表面上に堆積させられ、パターン化された(4602)。具体的には、リフトオフテンプレートを作成するように、負作用フォトレジストが露出されて発生させられ、電子ビーム蒸着を使用して、Ti/Al/Tiの金属スタックが堆積させられ、次いで、リフトオフテンプレートを除去することによって、パターン化金属層が完成させられた。金属1は、アルミニウム(2000A)およびチタン(250A)スタックを含んだ。最上チタンの目的は、プロセスフローの後期に不動態化学物質からアルミニウムを保護することである。
窒化ケイ素の誘電体層が、金属1と金属2との間に電気絶縁層を作成するように、ウエハ表面上に堆積させられる(4604)。次に、薄いポリマー層が、ウエハスピンコータを使用してウエハ表面上に糸状に加工される(4606)。ここで、Dow Chemical Co.(Midland, MI)からの感光性負作用半導体グレードエポキシ(Dow Intervia 8023)が使用される。溶媒が、熱処理を使用してポリマーから除去される。具体的には、摂氏140度において4分間ホットプレート上でソフトベークし、それに続いて、流動窒素下で摂氏90度においてオーブンの中で30分間焼き付ける。
次に、マイクロスケール無機LEDが、ポリマーの表面上にマイクロ転写印刷される(4608)。マイクロ転写印刷は、印刷ツールを使用して行われた。印刷プロセスは、粘弾性エラストマースタンプを使用して促進される。転写プロセスは、固体(LED)と粘弾性エラストマー表面との間で動力学的に調整可能な接着を利用する。LEDを取り上げるために、ツールは、ソース表面からスタンプを迅速に離し、エラストマーとチップとの間の接着の効果的な増加につながる。印刷中に、印刷ツールは、目標表面のためにスタンプをゆっくりと離し、それによって、目標表面(例えば、ポリマー表面)上にLEDを残す。加えて、印刷ステップは、転写プロセス中にスタンプに付与される外側剪断によって補助される。スタンプは、マイクロLEDの120×90アレイをディスプレイに転写する。360×90ディスプレイを完成させるために、3回の印刷動作が行われる。
フルカラーディスプレイ(120RGB×90)を作製するために、1つは赤色、1つは緑色、および1つは青色発光体のために、3回の別個の印刷動作が必要とされる。冗長性を達成するために、付加的LEDが印刷されることができる。本実施例では、6個のLEDが、図43に示されるように各ピクセルに印刷された。したがって、本構成は、冗長マイクロLEDを実装することができる。
図43のピクセルは、単一の99×99ミクロンピクセル内の6個のマイクロLEDの実施例を示す。本実施例では、完全なLEDアレイが、6回の転写動作で印刷された。ここで示されるディスプレイに関して、3つだけのサブピクセル部位が利用される(例えば、ドライバチップを用いて駆動される)。
マイクロLEDの転写に続いて、ポリマーは、最初に、紫外線放射に暴露され、次いで、流動窒素下で摂氏175度にて3時間、オーブンの中で硬化させられる(4610)。ポリマーの紫外線暴露は、オーブン硬化中にマイクロLEDが移動することを防止するための重要なステップである。
次に、ビア(窓)が、金属1の表面を露出するように、誘電体層(ポリマーおよび窒化ケイ素の両方)を通して形成される(4612)。本プロセスは、標準フォトリソグラフィ(正作用フォトレジストの暴露および発生)、ならびにポリマーおよび窒化ケイ素層の反応性イオンエッチングを使用して行われる。アルミニウム上の最上チタンは、反応性イオンエッチング中にアルミニウムが不動態化されることを防止する。
次に、第2の金属(金属2)が、堆積させられ、パターン化される(4614)。金属2の目的は、マイクロLEDのアノードおよびカソードの両方に接触すること、ならびにビアを通してアノードを金属1に接続することである。本プロセスは、最初に、負作用フォトレジストにリフトオフマスクをパターン化し、次に、金属スタック(Ti/Al/Ti/Au)を堆積させ、最終的に、パターン化金属配線を後に残すようにフォトレジストマスクのリフトオフによって、達成される。
ウエハは、ダイシングツール(例えば、Dicoダイシングツール)を使用して、個々のディスプレイに切られる(4616)。ディスプレイウエハは、ダイシングの前に、保護フォトレジスト層でコーティングされ、本保護フォトレジスト層は、ダイシングに続いて、各個別ディスプレイから剥離される溶媒である。
ウエハから個々のディスプレイを切断した後、パッシブマトリクスドライバICが、ガラスウエハの表面上の受け取りパッドに結合される(4618)。これは、ガラス上の金属(金属2)パッドとドライバIC上の金属パッドとの間で電気接続を行うために、異方性伝導性フィルム(ACF)が使用される、標準「チップオンガラス」結合手順を使用して達成される。
次に、フレキシブルプリント回路(ケーブル)が、「フレックスオンガラス」技術を使用して、ディスプレイに取り付けられる(4620)。ここで、ACFフィルムが、フレキシブルプリント回路をディスプレイガラス上の金属(金属2)パッドを電気的に相互接続するために使用される。
本実施例では、FPGAドライバ基板が、入力(写真)を、ドライバチップ、最終的に、ディスプレイの中へ送信するために使用された。フレキシブルプリント回路は、ドライバチップをFPGAドライバ基板上のディスプレイに接続する。
図47A−47Bおよび48Aは、稼動ディスプレイの画像である。図47Aは、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの画像であり、図47Bは、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの拡大画像である。図48Aは、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの別の画像であり、図48Bは、パッシブマトリクス無機発光ダイオードディスプレイの異なる拡大画像である。図49A−49Gは、ディスプレイ透明度を実証する画像である。周囲光が、金属線および小型LEDによって遮断され、残りの層は、透明である。
図50は、パッシブマトリクス構成で配線された例示的マイクロLEDディスプレイの顕微鏡写真である。マイクロ組立LEDディスプレイは、ディスプレイを生産するために、エピタキシャル基板からディスプレイ基板に(例えば、プラスチックまたはガラス等のLEDに非ネイティブなディスプレイ基板に)転写される、複数のマイクロLEDを使用する。開示されるディスプレイアーキテクチャは、各LEDの「最上部」から各LEDの両方の端子への接触を確立する。LEDのアノードに接触する導電線および空間(または他の形状)は、同一のLEDのカソードに接触する伝導性構造から横方向に分離される。本実施形態では、LEDはまた、相互から横方向に分離される、電気的に接触可能な端子(例えば、カソードおよびアノード)も有する。本構成は、線および空間が比較的粗く、面積あたりの基準で形成することが安価である(例えば、2ミクロン線および空間対2mm線および空間)、パネル処理または他の大面積処理を使用して、LEDへの相互接続が確立されることを可能にする。例えば、図50に示されるマイクロLEDディスプレイは、行線5004a−5004c、列線5006a−5006b、および相互接続5008a−5008bのために2.5μmならびに5μm導電線を利用する。
いくつかの実施形態では、マイクロLED上の電気的に接触可能な端子は、LEDの可能な限り多くの設置面積を占有するように形成される。したがって、マイクロLEDの2つの端子の外側分離を達成するために、いくつかの実施形態では、LEDは、その幅より有意に長い長さを有する。いくつかの実施形態では、LEDは、端子の間の分離距離を短縮するために、微細リソグラフィ(例えば、100nmから20ミクロンに及ぶ特徴を有する、ウエハスケールリソグラフィ)を使用する。
例えば、図50に示されるようなLED5002a−5002fは、長方形のマイクロLEDである。具体的には、本実施例では、LEDは、3.5μmの幅と、10μmの長さとを有する。伸長幾何学形状は、各LED用の端子がLEDの1つの面上に位置するときを含む、ある実施形態で有利である。とりわけ、大型端子電極と連結されるLEDの伸長幾何学形状は、配置の容易性を提供する(例えば、各LEDを配置するために必要とされる精度を減少させる)。ある実施形態では、長さ対幅比は、2より大きく、例えば、2〜5の範囲内である。ある実施形態では、本明細書に説明されるLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する。
いくつかの実施形態では、列電極(例えば、導電線5006a−5006b)が、基板上に形成される。絶縁層が、列電極を覆って適用される。孔5010a−5010dが、列電極を露出するように列電極に形成される。LED5002a−5002fは、絶縁層上にマイクロ転写印刷される。伝導性材料が、行電極5004a−5004cおよび列電極への相互接続(例えば、5008a−5008b)を形成するように、単一の水平面で適用されることができる。行電極5004a−5004cが、それぞれのLED上の第1の端子に電気的に接触する一方で、相互接続(例えば、5008a−5008b)は、それぞれのLED上の第2の端子をそれぞれの列電極に電気的に接続する。したがって、(LEDの同一平面上にある)LED端子は、単一の水平面上で接続されることができる。例えば、マイクロLEDへの接続は、LEDの2つの端子への接続を確立するために、単一のフォトマスクおよび金属水平面(例えば、単一の水平面)を使用することができる。
図51は、パッシブマトリクス構成で配線された例示的印刷LEDの説明図である。行電極5104および相互接続5108a−5108bは、単一の水平面上に形成される。相互接続5108a−5108bは、それぞれの列電極5106a−5106bに電気的に接続される。図51に示されるように、孔5110aおよび5110bが上記で議論されるように絶縁に形成されるため、相互接続5108a−5108bと列電極5106a−5106bとの間の交差点は、それぞれ、絶縁されていない。対照的に、行電極5104と列電極5106a−5106bとの間の交差点は、絶縁される。
図52は、パッシブマトリクス構成で配線された単一のLED5202の光学顕微鏡写真(例えば、図1からの単一のLEDの拡大画像)である。LED5202は、第1の端子5210と、第2の端子5212とを含む。LEDの端子5210および5212の間の外側分離を縮小し、LEDの寸法の範囲内で端子5210および5212のサイズを増大させることにより、組み立てられたマイクロLEDとディスプレイ基板上でそれらを相互接続するために使用される比較的粗い導電線(5204、5206、および5208)との間の位置合わせならびにリソグラフィ誤差の製造公差を増加させる。
図53A−53Bは、LEDの1つの面から両方の端子に接触するために好適なマイクロLEDの例示的アーキテクチャの説明図である。図53Aは、LED5300の平面図であり、図53Bは、LED5300の断面図である。図53Aおよび53Bに示されるように、端子5302aおよび302bは、LED5300の最上部の大部分を覆い、両方の端子5302aおよび5302bは、LED5300の頂面の上にある。電極の間の間隙は、上記で議論されるように最小限にされる(例えば、100nm〜100ミクロンの距離)。本構成は、線および空間が比較的粗く、面積あたりの基準で形成することが安価である(例えば、2ミクロン線および空間対2mm線および空間)、パネル処理または他の低解像度大面積処理を使用して、LEDへの相互接続が確立されることを可能にする。いくつかの実施形態では、マイクロLED5300の2つの端子の外側分離を達成するために、LED5300は、その幅より有意に長い長さを有する。いくつかの実施形態では、LEDは、端子の間の分離距離を短縮するために、微細リソグラフィ(例えば、100nmから20ミクロンに及ぶ特徴を有する、ウエハスケールリソグラフィ)を使用する。
活性層が、横の伝導層上に形成される。誘電体材料は、図53Bに示されるように、活性材料、ならびに活性層および横の伝導層の1つの面の上に堆積させられる。端子5302aは、活性層に接続され、端子5302bは、横の伝導層に接続される。
いくつかの実施形態では、LEDは、その外部に発せられた光の実質的な大部分を下向きに発する。これらの実施形態では、電気的接触可能/伝導性端子が、金、銀、ニッケル、アルミニウム、およびそれらの合金を含む、反射金属に形成されることができる。対照的に、下向きに発光する実施形態では、横の伝導層内の吸収を最小限にするように選択される、好適なバンドギャップまたは吸収端を伴う半導体等の外側伝導構造が、LEDから発せられる光に対して透明である材料に形成される。鏡(ここでは示されていない)は、LEDからの光を下にさらに反射するように、LEDの上方に形成されることができる。
いくつかの実施形態では、LEDは、その外部に発せられた光の実質的な大部分を上向きに発するように構成される。これらの実施形態では、電気的接触可能/伝導性端子は、透明伝導性酸化物、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、および金網を含む、透明材料に形成される。また、上向きに発光する実施形態では、例えば、横の伝導層内の吸収を最小限にするように選択される、好適なバンドギャップまたは吸収端を伴う半導体等の外側伝導構造が、LEDから発せられる光に対して透明である材料に形成されることができる。これらの実施形態では、横の伝導層はまた、全内部反射を促進するように、誘電体反射鏡、金属反射鏡、および/または高い屈折率を伴う材料を含む、光学的反射層を含むこともできる。ディスプレイ基板の光学的反射材料または部分は、LEDからの光を上に反射するように提供されることができる。
図54A−54Eは、本発明の実施形態による、発光ダイオード構造の実施形態を図示する。図54Aに示されるように、第1の電気接点5402は、半導体要素5406の第1の側面上にあり、第2の電気接点5404は、半導体要素5406の反対側にある。本実施例では、第1の電気接点5402は、半導体要素5406がディスプレイ基板に印刷されるときに最上部からアクセス可能である。第1の電気接点5402は、それの一部が半導体要素5406の縁を越えて延在するように形成され、それによって、構造がディスプレイ基板5410に印刷されるときに、構造の第2の電気接点5404と同一側面から第1の電気接点5402へのアクセスを可能にする。これは、第1および第2の電気接点5402、5404の両方がフォトリソグラフィステップの共通セットにおいて接続のためにアクセス可能であるため、ディスプレイ基板5410上に印刷されるときに有利であり得る。
図54Bは、ディスプレイ基板5410上の第1の接触パッド5452と接触している第1の電気接点5402を伴うディスプレイ基板5410上の図54Aの発光ダイオードを図示する。電気接続5450が、印刷された半導体構造の第2の電気接点5404に行われることができる。不動態化層5419は、第1および第2のワイヤ5450、5452から半導体要素5406への不要な電気伝導を防止する。
図54Aに図示される構造は、フォトリソグラフィプロセスを使用して第1の電気接点5402の一部が露出される(例えば、第2の電気接点5404と同一側面からアクセス可能である)ように、(例えば、エッチングによって)半導体要素5406の一部を除去することによって形成されることができる。
図54Cは、半導体要素5406の同一側面上に第1および第2の電気接点5402、5404の両方を位置付ける、代替的構造を図示する。本構造はまた、半導体要素5406の一部を除去することによって作製されるが、半導体材料の除去は、図54Aに示される実施例で行われるように、一部が半導体要素5406を通して完全にエッチングされる前に停止され、それによって、半導体要素5406のカンチレバー拡張5408を残す。一実施形態では、カンチレバー拡張5408は、半導体要素5406の残りの部分と異なってドープされる。これは、例えば、カンチレバー拡張5408がより導電性であること、またはより良好に発光を防止することを可能にする一方で、半導体要素5406の残りの部分は、第1および第2の電気接点5402、5404の間の電流に応答して光を発するようにドープされる。
図54Dは、発光ダイオードのための代替的構造を図示する。本構造は、図54Cに示される構造に類似するが、第1の電気接点5402は、第1の電気接点5402および第2の電気接点5404が同一平面内に頂面を有する、または共通表面に接触しているように、より厚い。いくつかの実施形態では、これは、発光ダイオードが、共平面接続パッドがすでに形成されているディスプレイ基板に印刷されることができるため、有利である。これは、発光ダイオードをディスプレイ基板5410に印刷すると、それがディスプレイ回路に電気的に接続することを可能にする。
カンチレバー拡張5408が形成された後、第1の電気接点5402が、(例えば、フォトリソグラフィによって)カンチレバー拡張5408上に形成される。いくつかの実施形態では、第1および第2の電気接点5402、5404の両方が、同時に、または順々に形成される。
図54A、54C、および54Dに関して上記で説明される構造は、ディスプレイを形成するためにエラストマースタンプ等のスタンプを採用する印刷プロセスを使用して、ディスプレイ基板5410上に印刷されることができる。図54Bは、ディスプレイ基板5410上の第1の接触パッド5452と接触している第1の電気接点5402を伴うディスプレイ基板5410上の図54Aの発光ダイオードを図示する。電気接続5450が、印刷された半導体構造の第2の電気接点5404に行われることができる。不動態化層5419は、第1および第2のワイヤ5450、5452から半導体要素5406への不要な電気伝導を防止する。同様に、図54Eは、電線5450、5452が形成されたディスプレイ基板5406上の図54Cの発光ダイオードを図示する。
ある実施形態を説明してきたが、本開示の概念を組み込む他の実施形態が使用され得ることが、当業者に明白となるであろう。したがって、本開示は、ある実施形態に限定されるべきではないが、むしろ以下の請求項の精神および範囲のみによって限定されるべきである。
装置およびシステムが、具体的構成要素を有する、含む、または備えていると表される、もしくはプロセスおよび方法が、具体的ステップを有する、含む、または備えていると表される、説明の全体を通して、加えて、記載される構成要素から本質的に成る、または成る、開示される技術の装置およびシステムがあり、記載される処理ステップから本質的に成る、または成る、開示される技術によるプロセスおよび方法があることが考慮される。
ステップの順序またはある動作を行うための順序は、開示される技術が動作可能なままである限り、重要ではないことを理解されたい。また、2つまたはそれを上回る動作が、同時に行われることができる。
ある実施形態では、本方法は、非ネイティブウエハを複数のディスプレイに切断するステップに先立って、保護フォトレジスト層でウエハをコーティングするステップと、ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断した後複数のディスプレイのうちの各ディスプレイから保護フォトレジスト層を除去するステップとを含む。


ある実施形態では、本システムはさらに、各光学反射構造が複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの第1の金属端子と同一の側面上に位置している、複数の光学反射構造を備えている。

ある実施形態では、本システムはさらに、各光学反射構造が、第1の金属端子から複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの反対側で該発光ダイオードの下に位置する、複数の光学反射構造を備えている。

ある実施形態では、本システムはさらに、各々が対応する発光ダイオードの第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、各々が対応する発光ダイオードの第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続であって、複数の第1の相互接続および複数の第2の相互接続は、第1の面の上にある、複数の第2の相互接続とを備えている。


別の側面では、本発明は、無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを微細に組み立てる方法を対象とし、本方法は、1つ以上のネイティブ基板の中もしくは上に複数の印刷可能無機LEDを形成するステップと、複数のピクセルを形成するように、1つ以上のネイティブ基板と別個であり異なるディスプレイ基板上に複数の印刷可能無機LEDを転写印刷するステップであって、各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、ステップと、一次無機LEDをディスプレイ回路に接続するステップと、欠陥一次無機LEDを識別するようにディスプレイを試験するステップとを含む。


ある実施形態では、本システムは、マイクロLEDが、ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、ディスプレイ基板の反対のマイクロLEDの側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている。


ある実施形態では、機能的要素は、センサまたは送受信機である。ある実施形態では、機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。


別の側面では、本発明は、機能的要素と組み合わせられた発光ダイオード(LED)ディスプレイを微細に組み立てる方法を対象とし、本方法は、第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成するステップと、第2の基板上に複数の機能的要素を形成するステップと、複数のマイクロLEDおよび複数の機能要素に非ネイティブなディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップであって、ディスプレイ基板上に複数のマイクロLEDを微細に組み立てるステップは、複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に一時的に配置された複数のマイクロLEDの一部を有するように、複数のマイクロLEDの一部を接触表面に一時的に結合するステップと、第1の転写デバイスの接触表面上に配置された複数のマイクロLEDの一部をディスプレイ基板の受け取り表面と接触させるステップと、第1の転写デバイスの接触表面および複数のマイクロLEDの一部を分離するステップであって、複数のマイクロLEDの一部は、受け取り表面上に転写され、それによって、ディスプレイ基板の受け取り表面上で複数のマイクロLEDの一部を組み立てる、ステップとを含む、ステップと、ディスプレイ基板上に複数の機能的要素を微細に組み立てるステップであって、数の機能的要素の一部を第2の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に配置された複数の機能的要素の一部を有するように、複数の機能的要素の一部を接触表面に結合するステップと、第2の転写デバイスの接触表面上に配置された複数の機能的要素の一部をディスプレイ基板の受け取り表面と接触させるステップと、第2の転写デバイスの接触表面および複数の機能的要素の一部を分離するステップであって、複数の機能的要素の一部は、ディスプレイ基板の受け取り表面上に転写され、それによって、ディスプレイ基板の受け取り表面上で複数の機能的要素の一部を組み立てる、ステップとを含む。


ある実施形態では、複数の機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている。

ある実施形態では、ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSn、たはAgSnを含む。


ある実施形態では、ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSn、たはAgSnを含む。


ある実施形態では、デバイスは、第1の導電体および第2の導電体から電気的に絶縁される導体基板上の第3の導電体を備え、第3の導電体は、伝導性ジャンパ要素の陥凹の下に位置する。


ある実施形態では、転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
無機発光ダイオードディスプレイであって、前記ディスプレイは、
複数の発光ダイオードに非ネイティブなディスプレイ基板上でアレイに組み立てられた複数の無機発光ダイオードを備え、
前記アレイの各発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンである、ディスプレイ。
(項目2)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目1に記載のディスプレイ。
(項目3)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目1または2に記載のディスプレイ。
(項目4)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目1〜3のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目5)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目1〜4のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目6)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目1〜5のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目7)
各発光ダイオードは、
伝導層と、
前記伝導層の一部の上に配置されている無機発光層と
を備え、
前記伝導層は、前記無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備え、前記第1の金属端子は、前記無機発光層の一部の上に配置され、前記第2の金属端子は、前記伝導層の前記カンチレバー拡張の上に配置され、前記第1の金属端子と前記第2の金属端子との間に供給される電流は、前記無機発光層に発光させる、項目1〜6のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目8)
前記横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および前記発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する、項目1〜7のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目9)
前記横の伝導層は、前記LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目1〜7のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目10)
前記第1および第2の金属端子は、透明である、項目1〜9のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目11)
前記第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目1〜9のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目12)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板を通して発せられるように、下向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目1〜11のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目13)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子と同一の側面上に位置している、項目12に記載のディスプレイ。
(項目14)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に反射性であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子から少なくとも部分的に反射し、前記第1の面と反対の各発光ダイオードの第2の面を通ることを可能にする、項目12または13に記載のディスプレイ。
(項目15)
各発光ダイオードの少なくとも一部の直接下方に位置する材料は、少なくとも部分的に透明である、項目12〜14のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目16)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板から離れた方向に発せられるように、上向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目1〜11のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目17)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下、前記発光ダイオードの前記第1の金属端子から反対側に位置している、項目16に記載のディスプレイ。
(項目18)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子を少なくとも部分的に通過することを可能にする、項目16〜17のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目19)
各々が対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、
各々が対応する発光ダイオードの前記第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続と
を備え、
前記複数の第1の相互接続および前記複数の第2の相互接続は、前記第1の面の上にある、項目1〜18のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目20)
前記複数の第1の相互接続特徴および前記複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある、項目19に記載のディスプレイ。
(項目21)
前記複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの1つの列電極に電気的に連結され、各ビアは、前記複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードに関連付けられている、項目19または20に記載のディスプレイ。
(項目22)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、前記第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成されている、項目21に記載のディスプレイ。
(項目23)
前記発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する、項目1〜22のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目24)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの前記横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う、項目1〜23のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目25)
前記複数の発光ダイオードは、マイクロ転写印刷を介して組み立てられる、項目1〜24のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目26)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目1〜25のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目27)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目1〜26のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目28)
前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、前記複数の発光ダイオードの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目1〜27のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目29)
前記複数の発光ダイオードの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目28に記載のディスプレイ。
(項目30)
前記複数の無機発光ダイオードのうちの各無機発光ダイオードに対して、前記水平距離は、500nm〜1μm、1μm〜5μm、5μm〜10μm、または10μm〜20μmである、項目1〜29のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目31)
前記複数の無機発光ダイオードのうちの各無機発光ダイオードに対して、前記第1の金属端子の表面および第2の金属端子の表面は、平面を共有する、項目1〜30のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目32)
前記ディスプレイ基板上の複数のマイクロ集積回路を備え、各々は、前記複数の発光ダイオードのセットと電気的に接続されている、項目1〜31のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目33)
各集積回路は、ある色の光を発するLEDを制御するために使用される、項目32に記載のディスプレイ。
(項目34)
それぞれの集積回路によって駆動される前記複数の発光ダイオードの各セットは、独立サブディスプレイを形成する、項目32または33に記載のディスプレイ。
(項目35)
複数の第2の発光ダイオードに非ネイティブな第2のディスプレイ基板上で第2のアレイに組み立てられた複数の第2の無機発光ダイオードを備え、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目1〜34のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目36)
前記ディスプレイ基板の前記複数の無機発光ダイオードと反対の側面上で第2のアレイに組み立てられた複数の第2の無機発光ダイオードを備え、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目1〜34のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目37)
前記複数の無機発光ダイオードの前記アレイは、前記複数の第2の無機発光ダイオードの前記第2のアレイと異なる解像度を有する、項目35または36に記載のディスプレイ。
(項目38)
前記複数の無機発光ダイオードの各々は、第1のサイズを有し、前記複数の第2の無機発光ダイオードの各々は、第2のサイズを有し、前記第1のサイズは、前記第2のサイズと異なる、項目35〜37のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目39)
発光ダイオードディスプレイを形成する方法であって、前記方法は、
基板上に複数の列線を形成することと、
前記列線上に絶縁体を堆積させることと、
前記絶縁体上に複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷することであって、各マイクロ発光ダイオードは、その発光ダイオードの第1の面上に第1および第2の金属端子を備え、前記基板は、前記複数の発光ダイオードに非ネイティブである、ことと、
前記絶縁体に複数の孔を形成し、それによって、前記複数の列線の各々の部分を露出することと、
前記第1の面上に複数の伝導性相互接続を堆積させることと
を含み、
前記複数の伝導性相互接続は、複数の行電極と、複数の列相互接続とを備え、前記複数の列相互接続の各々は、列線を対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子に電気的に接続する、方法。
(項目40)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、前記第1の金属端子は、100nm〜5ミクロンの水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の面上の前記第2の金属端子から水平に分離されている、項目39に記載の方法。
(項目41)
前記第1および第2の金属端子は、透明である、項目39または40に記載の方法。
(項目42)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に透明であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子を少なくとも部分的に通過することを可能にする、項目39〜41のいずれか1項に記載の方法。
(項目43)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板を通して発せられるように、下向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目39〜42のいずれか1項に記載の方法。
(項目44)
複数の光学反射構造を堆積させることを含み、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードの上方、前記発光ダイオードの前記ディスプレイ基板から反対側に位置している、項目43に記載の方法。
(項目45)
各発光ダイオードの少なくとも一部の直接下方に位置する材料は、少なくとも部分的に透明である、項目43または44に記載の方法。
(項目46)
前記第1および第2の金属端子は、少なくとも部分的に反射性であり、それによって、それぞれの発光ダイオードから発せられる光が、前記第1および第2の金属端子から少なくとも部分的に反射し、各発光ダイオードの前記第1の面と反対の第2の面を通ることを可能にする、項目43〜45のいずれか1項に記載の方法。
(項目47)
前記第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目43〜46のいずれか1項に記載の方法。
(項目48)
前記ディスプレイは、前記複数の発光ダイオードによって発せられる光の大部分が前記ディスプレイ基板から離れた方向に発せられるように、上向き発光マイクロLEDディスプレイである、項目39〜42のいずれか1項に記載の方法。
(項目49)
前記複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷することに先立って、複数の光学反射構造を堆積させることを含み、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下に位置している、項目48に記載の方法。
(項目50)
各発光ダイオードは、
伝導層と、
前記伝導層の一部の上に配置されている無機発光層と
を備え、
前記伝導層は、前記無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備え、前記第1の金属端子は、前記無機発光層の一部の上に配置され、前記第2の金属端子は、前記伝導層の前記カンチレバー拡張の上に配置され、前記第1の金属端子と前記第2の金属端子との間に供給される電流は、前記無機発光層に発光させる、項目39〜49のいずれか1項に記載の方法。
(項目51)
前記横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および前記発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する、項目50に記載の方法。
(項目52)
前記横の伝導層は、前記LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目50に記載の方法。
(項目53)
前記複数の発光ダイオードをマイクロ転写印刷することは、
取り外し可能に取り付けられた前記複数の発光ダイオードの一部を有する転写デバイスを提供することであって、前記転写デバイスは、前記複数の発光ダイオードの前記一部と少なくとも部分的に接触している3次元特徴を備えている、ことと、
前記転写デバイスに取り外し可能に取り付けられた前記複数の発光ダイオードの前記一部を前記基板の受け取り表面と接触させることと、
前記受け取り表面と前記複数の発光ダイオードの前記一部の前記接触に続いて、前記複数の発光ダイオードの前記一部から前記転写デバイスを分離することであって、前記複数の発光ダイオードの前記一部は、前記受け取り表面上に転写される、ことと、
を含む、項目39〜52のいずれか1項に記載の方法。
(項目54)
各々が前記複数の第1の相互接続のうちのそれぞれの1つに電気的に接続されている複数の列電極と、
前記複数の列電極と前記複数の発光ダイオードとの間の絶縁体と
を備え、
前記複数の第2の相互接続は、複数の行電極を備え、前記複数の行電極は、前記複数の発光ダイオードのうちの少なくとも1つの前記第2の金属端子に電気的に接続されている、項目39〜53のいずれか1項に記載の方法。
(項目55)
前記複数の第1の相互接続の各々は、前記絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して前記複数の列電極のうちの前記列電極の1つに電気的に連結されている、項目54に記載の方法。
(項目56)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、前記第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成されている、項目54〜55のいずれか1項に記載の方法。(項目57)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、2ミクロン〜2ミリメートルの最小線および空間寸法範囲を有する、項目54〜56のいずれか1項に記載の方法。
(項目58)
前記発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する、項目39〜57のいずれか1項に記載の方法。
(項目59)
前記複数の第1の相互接続特徴および前記複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある、項目39〜58のいずれか1項に記載の方法。
(項目60)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う、項目39〜59のいずれか1項に記載の方法。
(項目61)
前記複数の発光ダイオードのそれぞれの前記第1の面は、各ダイオードの前記ディスプレイ基板から離れた側面上にある、項目39〜60のいずれか1項に記載の方法。
(項目62)
前記非ネイティブ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目39〜61のいずれか1項に記載の方法。
(項目63)
前記複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目39〜62のいずれか1項に記載の方法。
(項目64)
前記複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目39〜63のいずれか1項に記載の方法。
(項目65)
前記複数の発光ダイオードの各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目39〜64のいずれか1項に記載の方法。
(項目66)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目39〜65のいずれか1項に記載の方法。
(項目67)
前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、前記複数の発光ダイオードの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目39〜66のいずれか1項に記載の方法。
(項目68)
前記発光体の前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目67に記載の方法。
(項目69)
前記複数の伝導性相互接続は、単一のステップで堆積させられる、項目39〜68のいずれか1項に記載の方法。
(項目70)
複数のマイクロ集積回路を前記ディスプレイ基板上にマイクロ転写印刷することを含み、各々は、前記複数の発光ダイオードのセットと電気的に接続されている、項目39〜69のいずれか1項に記載の方法。
(項目71)
各集積回路は、ある色の光を発するLEDを制御するために使用される、項目70に記載の方法。
(項目72)
複数の第2の発光ダイオードに非ネイティブな第2のディスプレイ基板上で第2のアレイにおいて複数の第2の無機発光ダイオードをマイクロ転写印刷することを含み、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目39〜71のいずれか1項に記載の方法。
(項目73)
前記ディスプレイ基板の前記複数の無機発光ダイオードと反対の側面上で第2のアレイにおいて複数の第2の無機発光ダイオードをマイクロ転写印刷することを含み、前記複数の第2の発光ダイオードのうちの各第2の発光ダイオードは、対応する発光ダイオードの第1の側面上の第1の金属端子を備え、前記第1の金属端子は、水平距離によって、同じ発光ダイオードの前記第1の側面上の第2の金属端子から水平に分離されており、前記水平距離は、100nm〜20ミクロンであり、前記第1のディスプレイ基板と前記第2の基板とは、積み重ねられている、項目39〜71のいずれか1項に記載の方法。
(項目74)
前記複数の無機発光ダイオードの前記アレイは、前記複数の第2の無機発光ダイオードの前記第2のアレイと異なる解像度を有する、項目72または73に記載の方法。
(項目75)
前記複数の無機発光ダイオードの各々は、第1のサイズを有し、前記複数の第2の無機発光ダイオードの各々は、第2のサイズを有し、前記第1のサイズは、前記第2のサイズと異なる、項目72〜74のいずれか1項に記載の方法。
(項目76)
ディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、
前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上の誘電体層と、
前記誘電体層上のポリマー層と、
前記ポリマー層の表面上の複数の発光体であって、前記複数の発光体のうちの各発光体は、それぞれの発光体の同一側面上にアノードおよびカソードを有し、前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光体に非ネイティブである、複数の発光体と、
前記ポリマーおよび誘電体層を通して形成される複数のビアであって、各ビアは、前記複数の発光体のうちの対応する発光体に関連付けられている、複数のビアと、
第2のパターン化金属層と
を備え、
前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記カソードに電気的に接続する、ディスプレイ。
(項目77)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目76に記載のディスプレイ。
(項目78)
前記複数の発光体は、複数の無機発光ダイオードを備えている、項目76または77に記載のディスプレイ。
(項目79)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目76〜78のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目80)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目76〜79のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目81)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目76〜80のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目82)
前記複数の発光体の各々は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目76〜81のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目83)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目76〜82のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目84)
前記ディスプレイ基板は、連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光体の各々は、発光面積を有し、前記複数の発光体の複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目76〜83のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目85)
前記複数の発光体の前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目84に記載のディスプレイ。
(項目86)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目76〜85のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目87)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目76〜86のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目88)
前記第1のパターン化金属層は、金属スタックを備えている、項目76〜87のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目89)
前記金属スタックは、アルミニウムとチタンとを含む、項目88に記載のディスプレイ。
(項目90)
前記チタンは、前記アルミニウムの上にある、項目89に記載のディスプレイ。
(項目91)
前記ポリマー層は、感光性負作用半導体グレードエポキシである、項目76〜90のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目92)
前記複数の発光体は、印刷ツールを使用して前記ポリマー層の表面上にマイクロ転写印刷されている、項目76〜91のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目93)
前記印刷ツールは、粘弾性エラストマースタンプである、項目92に記載のディスプレイ。
(項目94)
前記第2のパターン化金属層は、金属スタックを備えている、項目76〜93のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目95)
前記金属スタックは、Ti/Al/Tiを含む、項目94に記載のディスプレイ。
(項目96)
前記第2のパターン化金属層は、前記ディスプレイ基板上の複数のパッドを備えている、項目76〜95のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目97)
前記複数の発光体は、赤色光を発する複数の赤色発光体と、緑色光を発する複数の緑色発光体と、青色光を発する複数の青色発光体とを備えている、項目76〜96のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目98)
前記複数の発光体のうちの各発光体の前記アノードおよびカソードのうちの少なくとも1つは、発光体誘電体層上に形成される、項目76〜97のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目99)
前記誘電体層は、窒化ケイ素である、項目76〜98のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目100)
前記ディスプレイ基板は、可撓性である、項目76〜99のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目101)
ディスプレイを形成する方法であって、前記方法は、
ディスプレイ基板上に第1の金属層を堆積させることと、
前記第1の金属層をパターン化し、第1のパターン化金属層を形成することと、
前記第1のパターン化金属層上に誘電体の層を堆積させ、電気絶縁層を作成することと、
未硬化ポリマー層を適用することと、
ネイティブ基板から前記ポリマー上に複数の発光体をマイクロ転写印刷することであって、前記ネイティブ基板は、前記複数の発光体の少なくとも一部にネイティブであり、前記発光体の各々は、電力を前記発光体に提供するためのアノードおよびカソードを有する、ことと、
前記ポリマーを紫外線にさらし、前記ポリマーを硬化させることと、
前記硬化ポリマーおよび誘電体層を通して複数のビアを形成し、前記第1のパターン化金属層の一部を露出することと、
第2の金属層を堆積させることであって、前記第2の金属層は、前記複数の発光体のうちの各発光体のアノードおよびカソードに接触する、ことと、
前記第2の金属層をパターン化し、前記第2のパターン化金属層を形成することと
を含み、
前記第2のパターン化金属層は、複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、前記複数の発光体のうちの対応する発光体の前記カソードに電気的に接触する、方法。
(項目102)
前記複数の発光体は、複数の無機発光ダイオードを備えている、項目101に記載の方法。
(項目103)
前記ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断することを含む、項目101または102に記載の方法。
(項目104)
非ネイティブウエハを前記複数のディスプレイに切断することに先立って、保護フォトレジスト層で前記ウエハをコーティングすることと、
前記ディスプレイ基板を複数のディスプレイに切断した後に、前記数のディスプレイのうちの各ディスプレイから前記保護フォトレジスト層を除去することと
を含む、項目103に記載の方法。
(項目105)
前記非ネイティブウエハの表面上の受け取りパッド上にパッシブマトリクスドライバ集積回路を提供することを含む、項目101〜104のいずれか1項に記載の方法。
(項目106)
前記複数の発光体のうちの各発光体をバーンインすることを含む、項目101〜105のいずれか1項に記載の方法。
(項目107)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜100ミクロンである、項目101〜106のいずれか1項に記載の方法。
(項目108)
前記ポリマーは、感光性負作用半導体グレードエポキシである、項目101〜107のいずれか1項に記載の方法。
(項目109)
前記第1の金属層は、金属物理蒸着を使用して堆積させられる、項目101〜108のいずれか1項に記載の方法。
(項目110)
前記第1の金属層は、フォトリソグラフィを使用してパターン化される、項目101〜109のいずれか1項に記載の方法。
(項目111)
前記第1の金属層をパターン化することは、
前記第1の金属層を堆積させることに先立って、負作用フォトレジストを前記第1の金属層に適用し、(例えば、マスクを使用して)前記フォトレジストを光に選択的にさらし、前記フォトレジストを現像し、リフトオフテンプレートを形成することと、
前記第1の金属層を堆積させた後、前記リフトオフテンプレートを除去し、それによって、前記第1のパターン化金属層を形成することと
を含む、項目101〜110のいずれか1項に記載の方法。
(項目112)
前記第1の金属層は、チタンの上のアルミニウムの上にチタンの金属スタックを備えている、項目101〜111のいずれか1項に記載の方法。
(項目113)
前記第1の金属層を堆積させることは、電子ビーム蒸着を使用して、前記第1の金属層を堆積させることを含む、項目101〜112のいずれか1項に記載の方法。
(項目114)
前記第2の金属層をパターン化することは、
負作用フォトレジストにリフトオフマスクをパターン化することと、
金属スタックを堆積させることと、
前記フォトレジストマスクを外し、前記第2のパターン化金属層を後に残すことと
を含む、項目101〜113のいずれか1項に記載の方法。
(項目115)
前記第2の金属層は、金属スタックを備えている、項目101〜114のいずれか1項に記載の方法。
(項目116)
前記金属スタックは、Ti/Al/Tiを含む、項目115に記載の方法。
(項目117)
1つ以上の熱処理を使用して、前記ポリマーから1つ以上の溶媒を除去することを含む、項目107〜116のいずれか1項に記載の方法。
(項目118)
前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、印刷ツールを使用して前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することを含む、項目107〜117のいずれか1項に記載の方法。
(項目119)
前記印刷ツールは、粘弾性エラストマースタンプを備えている、項目118に記載の方法。
(項目120)
前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、前記複数の発光体と前記粘弾性エラストマー表面との間の動力学的に調整可能な接着を使用することを含む、項目101〜119のいずれか1項に記載の方法。
(項目121)
前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、
粘弾性エラストマースタンプを前記複数の発光体の少なくとも一部の中の前記発光体の各々の第1の表面に接触させて、前記エラストマーと前記複数の発光体の前記一部との間の接着の効果的な増加につながる第1の速度で、前記ネイティブ基板から離して前記粘弾性エラストマースタンプを移動させることによって、前記ネイティブ基板から前記複数の発光体の前記一部を取り上げることと、
粘弾性エラストマースタンプによって取り上げられた前記発光体の各々の第2の表面を前記ポリマーに接触させて、第2の速度で前記ディスプレイ基板から離して前記粘弾性エラストマースタンプを移動させ、それによって、前記粘弾性エラストマースタンプによって取り上げられた前記発光体を前記ポリマー上に残すことによって、前記複数の発光体の前記一部を前記非ネイティブ基板に印刷することであって、前記第2の速度は、前記第1の速度より小さい、ことと
を含む、項目101〜120のいずれか1項に記載の方法。
(項目122)
マイクロ転写印刷プロセス中に前記スタンプを横方向に剪断することを含む、項目101〜121のいずれか1項に記載の方法。
(項目123)
前記複数の発光体は、赤色光を発する複数の赤色発光体と、緑色光を発する複数の緑色発光体と、青色光を発する複数の青色発光体とを備えている、項目101〜122のいずれか1項に記載の方法。
(項目124)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目101〜123のいずれか1項に記載の方法。
(項目125)
ネイティブ基板から前記ポリマー上に前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、少なくとも2つのマイクロ転写印刷動作を行うことを含む、項目101〜124のいずれか1項に記載の方法。
(項目126)
ネイティブ基板から前記ポリマー上に前記複数の発光体をマイクロ転写印刷することは、
赤色発光体ネイティブ基板から赤色光を発する複数の赤色発光体をマイクロ転写印刷することと、
緑色発光体ネイティブ基板から緑色光を発する複数の緑色発光体をマイクロ転写印刷することと、
青色発光体ネイティブ基板から青色光を発する複数の青色発光体をマイクロ転写印刷することと
を含み、
前記複数の発光体は、前記複数の赤色発光体と、前記複数の緑色発光体と、前記複数の青色発光体とを備えている、項目101〜125のいずれか1項に記載の方法。
(項目127)
前記ディスプレイ基板は、可撓性である、項目101〜126のいずれか1項に記載の方法。
(項目128)
無機発光ダイオードであって、
伝導層と、
前記伝導層の一部の上に配置されている無機発光層であって、前記伝導層は、前記無機発光層の縁を超えて延びているカンチレバー拡張を備えている、無機発光層と、
前記無機発光層の一部の上に配置されている第1の金属端子と、
前記伝導層の前記カンチレバー拡張の上に配置されている第2の金属端子であって、前記第1の金属端子と前記第2の金属端子との間に供給される電流は、前記無機発光層に発光させる、第2の金属端子と、
前記無機発光層の少なくとも一部の上に配置されている誘電体層と
を備え、
前記誘電体層は、前記第2の金属端子から前記第1の金属端子を電気的に絶縁し、前記第1および第2の金属端子は、前記無機発光ダイオードの同一側面の上にあり、100nm〜20μmの水平距離によって分離されている、無機発光ダイオード。
(項目129)
前記無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目128に記載の無機発光ダイオード。
(項目130)
前記無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目128または129に記載の無機発光ダイオード。
(項目131)
前記無機発光ダイオードは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目128〜130のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目132)
前記水平距離は、500nm〜1μm、1μm〜5μm、5μm〜10μm、または10μm〜20μmである、項目128〜131のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目133)
前記第1の金属端子の表面および第2の金属端子の表面は、平面を共有する、項目128〜132のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目134)
前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードに対して、対応する第1および第2の金属端子は、対応する発光ダイオードの横の設置面積の少なくとも半分、3分の2、または4分の3を覆う、項目128〜133のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目135)
前記横の伝導層は、金属反射鏡、誘電体反射鏡、高屈折率半導体、および前記発光ダイオードから発せられる光に対して実質的に透明な半導体から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備え、それによって、上向き発光ディスプレイを形成する、項目128〜134のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目136)
前記横の伝導層は、前記LEDから発せられる光に対して実質的に透明な半導体、透明伝導性酸化物、および薄い金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目128〜135のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目137)
前記第1および第2の金属端子は、透明である、項目128〜136のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目138)
前記第1および第2の金属端子は、ITO、ZnO、カーボンナノチューブフィルム、アルミニウム、銀、金、ニッケル、白金、チタン、および細かい金網から成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目128〜137のいずれか1項に記載の無機発光ダイオード。
(項目139)
項目128〜138のいずれか1項に記載の複数の無機発光ダイオードを備えている無機発光ダイオードディスプレイであって、前記複数の無機発光ダイオードは、基板上に配置されている、無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目140)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目139に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目141)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目139または140に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目142)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子と同一の側面上に位置している、項目141に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目143)
複数の光学反射構造を備え、各光学反射構造は、前記複数の発光ダイオードのうちの対応する発光ダイオードの下、前記発光ダイオードの前記第1の金属端子から反対側に位置している、項目141に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目144)
各々が対応する発光ダイオードの前記第1の金属端子に電気的に接続されている複数の第1の相互接続と、
各々が対応する発光ダイオードの前記第2の金属端子に電気的に接続されている複数の第2の相互接続と
を備え、
前記複数の第1の相互接続および前記複数の第2の相互接続は、前記第1の面の上にある、項目139〜143のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目145)
前記複数の第1の相互接続特徴および前記複数の第2の相互接続特徴は、単一のリソグラフィレベルにある、項目144に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目146)
前記複数の第1の相互接続の各々は、絶縁体内の複数のビアのうちのビアを通して複数の列電極のうちの1つの列電極に電気的に連結され、各ビアは、前記複数の発光ダイオードのうちの発光ダイオードに関連付けられている、項目144または145に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目147)
前記複数の列電極、前記複数の第1の相互接続、および前記複数の第2の相互接続は、前記第1および第2の金属端子を形成するために使用されるリソグラフィより粗い解像度でリソグラフィによって形成されている、項目146に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目148)
前記発光ダイオードの各々は、その幅の2倍以上の長さを有する、項目139〜147のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目149)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目139〜148のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目150)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目139〜149のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目151)
前記ディスプレイ基板は、前記複数の発光ダイオードを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、前記複数の発光ダイオードのうちの各発光ダイオードは、発光面積を有し、前記複数の発光ダイオードの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目139〜150のいずれか1項に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目152)
前記複数の発光ダイオードの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目151に記載の無機発光ダイオードディスプレイ。
(項目153)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイ基板と、
複数のピクセルと
を備え
各ピクセルは、ディスプレイ回路に接続されている一次無機LEDのセットと、前記ディスプレイ回路に接続されていない冗長無機LEDのセットとを備え、前記冗長無機LEDの各々は、前記一次無機LEDのうちの1つである対応する欠陥LEDを交換するために、前記ディスプレイ回路に電気的に接続されることができ、
各一次および冗長無機LEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、前記ネイティブ基板は、前記ディスプレイ基板の上にある、ディスプレイ。
(項目154)
前記ディスプレイ回路に電気的に接続される冗長LEDを備えている、項目153に記載のディスプレイ。
(項目155)
冗長LEDを前記ディスプレイ回路に電気的に接続する伝導性ジャンパを備えている、項目153または154に記載のディスプレイ。
(項目156)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイ基板と、
複数のピクセルと
を備え、
各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備え、
各一次および冗長無機LEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、
前記ネイティブ基板は、前記ディスプレイ基板の上にあり、
前記冗長セットの各無機LEDは、抵抗器と直列に接続され、LED・抵抗器ペアを形成し、各LED・抵抗器ペアは、前記一次セットのうちの無機LEDと並列に配線されている、ディスプレイ。
(項目157)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイであって、前記ディスプレイは、
ディスプレイ基板と、
複数のピクセルと
を備え、
各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、
各一次および冗長無機LEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中または上に形成され、前記ネイティブ基板は、前記ディスプレイ基板の上にあり、前記冗長セットの各無機LEDは、ダイオードと直列に接続され、LED・ダイオードペアを形成し、各LED・ダイオードペアは、前記一次セットのうちの無機LEDと並列に配線されている、ディスプレイ。
(項目158)
前記一次無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の緑色無機LEDと、青色光を発する複数の青色無機LEDとを備え、
前記冗長無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の冗長赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の冗長緑色無機LEDと、青色光を発する複数の冗長青色無機LEDとを備えている、項目153〜157のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目159)
前記一次無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の黄色無機LEDを備え、前記冗長無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の冗長黄色無機LEDを備えている、項目153〜158のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目160)
前記一次無機LEDのセットおよび前記冗長無機LEDのセットは、前記ディスプレイ基板の直接上にある、項目153〜159のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目161)
各ピクセルは、それぞれのピクセルの中の各無機LEDに電気的に接続されている無機集積回路を備えている、項目153〜160のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目162)
各ピクセルは、一次マイクロ集積回路と、冗長マイクロ集積回路とを備えている、項目153〜161のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目163)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目153〜162のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目164)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目153〜163のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目165)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目153〜164のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目166)
各無機LEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目153〜165のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目167)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目153〜166のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目168)
前記ディスプレイ基板は、前記一次無機LEDのセットと、前記冗長無機LEDのセットとを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各LEDは、発光面積を有し、LEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目153〜167のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目169)
前記LEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目168に記載のディスプレイ。(項目170)
無機発光ダイオード(LED)ディスプレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
1つ以上のネイティブ基板の中もしくは上に複数の印刷可能無機LEDを形成することと、
前記1つ以上のネイティブ基板と別個であり異なるディスプレイ基板上に前記複数の印刷可能無機LEDを転写印刷し、複数のピクセルを形成することであって、各ピクセルは、一次無機LEDのセットと、冗長無機LEDのセットとを備えている、ことと、
前記一次無機LEDをディスプレイ回路に接続することと、
前記ディスプレイを試験し、欠陥一次無機LEDを識別することと
を含む、方法。
(項目171)
前記一次無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の緑色無機LEDと、青色光を発する複数の青色無機LEDとを備え、
前記冗長無機LEDのセットは、赤色光を発する複数の冗長赤色無機LEDと、緑色光を発する複数の冗長緑色無機LEDと、青色光を発する複数の冗長青色無機LEDとを備えている、項目170に記載の方法。
(項目172)
前記一次無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の黄色無機LEDを備え、前記冗長無機LEDのセットは、黄色光を発する複数の冗長黄色無機LEDを備えている、項目170〜171のいずれか1項に記載の方法。
(項目173)
前記ディスプレイ回路から前記欠陥一次無機LEDを断絶することを含む、項目170〜172のいずれか1項に記載の方法。
(項目174)
前記冗長無機LEDの各々が前記ディスプレイ回路に接続されるように、前記欠陥一次無機LEDの各々に近接近している冗長無機LEDへの電気接続を確立することを含む、項目170〜173のいずれか1項に記載の方法。
(項目175)
前記冗長LEDの各々への電気接続を確立することは、電気トレースを直接かつ物理的に配線することを含む、項目174に記載の方法。
(項目176)
前記冗長LEDの各々への電気接続を確立することは、マイクロアセンブリによって、前記冗長LEDの各々とそれぞれの欠陥LEDとの間に伝導性ジャンパを配置することを含む、項目174に記載の方法。
(項目177)
前記冗長LEDの各々への電気接続を確立することは、清浄金属表面間のはんだリフローまたは接触によって、電気接続を確立することを含む、項目174に記載の方法。
(項目178)
前記ディスプレイを試験することに先立って、各LED・抵抗器ペアが一次無機LEDと並列に接続されるように、各冗長無機LEDを抵抗器と直列に前記ディスプレイ回路に接続し、LED・抵抗器ペアを形成することを含む、項目170〜177のいずれか1項に記載の方法。
(項目179)
前記ディスプレイを試験することに先立って、各LED・ダイオードペアが一次無機LEDと並列に接続されるように、各冗長無機LEDをダイオードと直列に前記ディスプレイ回路に接続し、LED・ダイオードペアを形成することを含む、項目170〜178のいずれか1項に記載の方法。
(項目180)
前記ディスプレイを試験することは、
前記一次無機LEDのうちの1つ以上のものを照射することと、
欠陥一次LEDを識別することと、
を含む、項目170〜179のいずれか1項に記載の方法。
(項目181)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目170〜180のいずれか1項に記載の方法。
(項目182)
前記複数の印刷可能無機LEDは、前記ディスプレイ基板上に直接、マイクロ転写印刷される、項目170〜181のいずれか1項に記載の方法。
(項目183)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目170〜182のいずれか1項に記載の方法。
(項目184)
各無機LEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目170〜183のいずれか1項に記載の方法。
(項目185)
各無機LEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目170〜184のいずれか1項に記載の方法。
(項目186)
前記ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目170〜185のいずれか1項に記載の方法。
(項目187)
前記ディスプレイ基板は、前記一次無機LEDのセットと、前記冗長無機LEDのセットとを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各LEDは、発光面積を有し、LEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目170〜186のいずれか1項に記載の方法。
(項目188)
前記LEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目187に記載の方法。
(項目189)
マイクロLEDディスプレイであって、
少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板上の色変換構造のアレイであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、色変換構造のアレイと、
前記色変換構造と別個のマイクロLEDのアレイであって、前記マイクロLEDのアレイの中の各マイクロLEDは、前記色変換構造のアレイの中の前記色変換構造のうちの対応するものの上にある、マイクロLEDのアレイと
を備えている、マイクロLEDディスプレイ。
(項目190)
前記ディスプレイ基板は、前記色変換材料が位置する陥凹のアレイを備えている、項目189に記載のディスプレイ。
(項目191)
前記陥凹は、前記色変換材料で充填されている、項目190に記載のディスプレイ。
(項目192)
前記マイクロLEDは、前記マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、前記色変換材料および前記ディスプレイ基板を通って下向きに発するように、前記色変換材料の前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記色変換材料を覆って位置している、項目189〜191のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目193)
前記マイクロLEDが前記ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている、項目189〜192のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目194)
前記1つ以上の反射構造は、アレイ接続金属またはマイクロLED接点を備えている、項目193に記載のディスプレイ。
(項目195)
マイクロLEDディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、
前記マイクロLED構造と別個の色変換構造のアレイと
を備え、
前記色変換構造のアレイの中の各色変換構造は、前記マイクロLEDのアレイの中の前記マイクロLEDのうちの対応するものの上にあり、各色変換構造は、色変換材料を含む、マイクロLEDディスプレイ。
(項目196)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記マイクロLEDの上にあるか、またはそれを少なくとも部分的に包囲している、項目195に記載のディスプレイ。
(項目197)
前記色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、または単結晶蛍光体を含む、項目189〜196のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目198)
前記色変換材料は、直接バンドギャップ半導体のチップである、項目189〜197のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目199)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDを少なくとも部分的に包囲している、項目189〜198のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目200)
前記ディスプレイ基板上に補足鏡構造を備えている、項目189〜199のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目201)
各マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個のLED基板を有する、項目189〜200のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目202)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成されている、項目189〜201のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目203)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目189〜202のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目204)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目189〜203のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目205)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目189〜204のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目206)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目189〜205のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目207)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目189〜206のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目208)
前記ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目189〜207のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目209)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目189〜208のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目210)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目209に記載のディスプレイ。
(項目211)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目189〜210のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目212)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目211に記載のディスプレイ。
(項目213)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目189〜212のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目214)
前記マイクロLEDのアレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目189〜213のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目215)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目189〜214のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目216)
マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法であって、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
少なくとも部分的に透明であるディスプレイ基板を提供することと、
アレイにおいて前記ディスプレイ基板上に複数の色変換構造を提供することであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、ことと、
前記複数のマイクロLEDのうちの各マイクロLEDが、前記複数の色変換構造のうちの前記色変換構造の対応するものの上にあるように、ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることと
を含み、
前記ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることは、
前記複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を有するように、前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記複数の色変換構造の一部と接触させることと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面と前記複数のマイクロLEDの前記一部とを分離することと
を含み、
前記複数のマイクロLEDの一部は、前記色変換構造の前記一部の上に転写され、それによって、前記色変換構造の前記一部の上に前記複数のマイクロLEDの前記一部を組み立てる、方法。
(項目217)
アレイにおいて前記ディスプレイ基板を覆って位置する複数の色変換構造を提供することは、ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることに先立って、
前記ディスプレイ基板の中に複数の陥凹を形成することと、
色変換材料で前記複数の陥凹を充填することであって、前記複数の印刷可能LEDは、前記色変換材料を覆って印刷される、ことと
を含む、項目216に記載の方法。
(項目218)
アレイにおいて前記ディスプレイ基板を覆って位置する複数の色変換構造を提供することは、ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることに先立って、前記ディスプレイ基板上に色変換材料のチップを微細に組み立てることを含む、項目216または217に記載の方法。
(項目219)
前記マイクロLEDは、前記マイクロLEDから発せられる光の殆どまたは全てが、前記色変換材料および前記ディスプレイ基板を通って下向きに発するように、前記色変換材料の前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記色変換材料を覆って位置している、項目216〜218のいずれか1項に記載の方法。
(項目220)
前記マイクロLEDが前記ディスプレイ基板に向かって放射光を反射するように、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面を実質的に覆う1つ以上の反射構造を備えている、項目216〜219のいずれか1項に記載の方法。
(項目221)
前記1つ以上の反射構造は、アレイ接続金属またはマイクロLED接点を備えている、項目220に記載の方法。
(項目222)
マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
ディスプレイ基板を提供することと、
ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることであって、前記ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることは、
前記複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を有するように、前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記複数の色変換構造の一部と接触させることと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面と前記複数のマイクロLEDの前記一部とを分離することであって、前記複数のマイクロLEDの一部は、前記色変換構造の前記一部の上に転写され、それによって、前記色変換構造の前記一部の上に前記複数のマイクロLEDの前記一部を組み立てる、ことと
を含む、ことと、
複数の色変換構造のうちの各色変換構造が、前記複数のマイクロLEDのうちの前記マイクロLEDの対応するものの上にあるように、アレイにおいて前記ディスプレイ基板上に前記複数の色変換構造を提供することであって、各色変換構造は、色変換材料を含む、ことと
を含む、方法。
(項目223)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記マイクロLEDの上にあるか、またはそれを少なくとも部分的に包囲している、項目222に記載の方法。
(項目224)
前記色変換材料は、蛍光体担持ゲルまたは樹脂、蛍光体セラミックス、または単結晶蛍光体を含む、項目216〜223のいずれか1項に記載の方法。
(項目225)
前記色変換材料は、直接バンドギャップ半導体のチップである、項目216〜224のいずれか1項に記載の方法。
(項目226)
前記色変換材料は、前記マイクロLEDを少なくとも部分的に包囲している、項目216〜225のいずれか1項に記載の方法。
(項目227)
前記ディスプレイ基板上に補足鏡構造を備えている、項目216〜226のいずれか1項に記載の方法。
(項目228)
各マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個のLED基板を有する、項目216〜227のいずれか1項に記載の方法。
(項目229)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される、項目216〜228のいずれか1項に記載の方法。
(項目230)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目216〜229のいずれか1項に記載の方法。
(項目231)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目216〜230のいずれか1項に記載の方法。
(項目232)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目216〜231のいずれか1項に記載の方法。
(項目233)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目216〜232のいずれか1項に記載の方法。
(項目234)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目216〜233のいずれか1項に記載の方法。
(項目235)
前記ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目216〜234のいずれか1項に記載の方法。
(項目236)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目216〜235のいずれか1項に記載の方法。
(項目237)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目236に記載の方法。(項目238)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目216〜237のいずれか1項に記載の方法。
(項目239)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目238に記載の方法。
(項目240)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目216〜239のいずれか1項に記載の方法。
(項目241)
前記複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目216〜240のいずれか1項に記載の方法。
(項目242)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目216〜241のいずれか1項に記載の方法。
(項目243)
多機能ディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、
前記ディスプレイ基板上の機能的要素のアレイと
を備え、
前記マイクロLEDは、前記機能的要素の間に組み込まれ、前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDおよび前記機能的要素に非ネイティブである、多機能ディスプレイ。(項目244)
前記機能的要素は、センサまたは送受信機である、項目243に記載の多機能ディスプレイ。
(項目245)
前記機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目243に記載の多機能ディスプレイ。
(項目246)
前記機能的要素は、前記ディスプレイ基板にわたって前記マイクロLEDと異なる空間密度を有する、項目243〜245のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目247)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目243〜246のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目248)
前記機能的要素は、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目243〜247のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目249)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数以下である、項目243〜248のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目250)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数の3分の1以下である、項目243〜249のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目251)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目243〜250のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目252)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目243〜251のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目253)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目243〜252のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。(項目254)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目243〜253のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。(項目255)
各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、項目243〜254のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目256)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目243〜255のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目257)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目243〜256のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目258)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目243〜257のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目259)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目258に記載の多機能ディスプレイ。
(項目260)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目243〜259のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目261)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目260に記載の多機能ディスプレイ。
(項目262)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目243〜261のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目263)
前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、共通平面上にある、項目243〜262のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目264)
複数のマイクロ集積回路を備え、各マイクロ集積回路は、前記マイクロLEDのアレイの中の少なくとも1つのマイクロLEDと前記機能的要素のアレイの中の少なくとも1つの機能的要素とに接続されている、項目243〜263のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目265)
前記ディスプレイ基板上のポリマー層を備え、前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、前記ポリマー層が前記ディスプレイ基板と前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイとの間にあるように、前記ポリマー層の上にある、項目243〜264のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目266)
前記ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、
前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上の誘電体層であって、前記ポリマー層は、前記ディスプレイ基板の上にある、誘電体層と、
前記ポリマーおよび誘電体層を通して形成されている複数のビアであって、各ビアは、対応するマイクロLEDに関連付けられている、複数のビアと、
第2のパターン化金属層と
を備え、
前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDの前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、対応するマイクロLEDの前記カソードに電気的に接触する、項目265に記載の多機能ディスプレイ。
(項目267)
複数のピクセルを備え、各ピクセルは、前記マイクロLEDのアレイの中の少なくとも1つのマイクロLEDと、前記機能的要素のアレイの中の少なくとも1つの機能的要素とを備えている、項目243〜266のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目268)
前記マイクロLEDのアレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目267に記載の多機能ディスプレイ。
(項目269)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目243〜268のいずれか1項に記載の多機能ディスプレイ。
(項目270)
機能的要素と組み合わせられた発光ダイオード(LED)ディスプレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
第2の基板上に複数の機能的要素を形成することと、
前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能要素に非ネイティブなディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることであって、前記ディスプレイ基板上に前記複数のマイクロLEDを微細に組み立てることは、
前記複数のマイクロLEDの一部を接触表面を有する第1の転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を有するように、前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数のマイクロLEDの前記一部を前記ディスプレイ基板の受け取り表面と接触させることと、
前記第1の転写デバイスの前記接触表面と前記複数のマイクロLEDの前記一部とを分離することであって、前記複数のマイクロLEDの一部は、前記受け取り表面上に転写され、それによって、前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面上に前記複数のマイクロLEDの前記一部を組み立てる、ことと
を含む、ことと、
ディスプレイ基板上に前記複数の機能的要素を微細に組み立てることと
を含み、
前記ディスプレイ基板上に前記複数の機能的要素を微細に組み立てることは、
記複数の機能的要素の前記一部を第2の転写デバイスと接触させ、それによって、接触表面がその上に配置された前記複数の機能的要素の前記一部を有するように、前記複数の機能的要素の前記一部を前記接触表面に結合することと、
前記第2の転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記複数の機能的要素の前記一部を前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面と接触させることと、
前記第2の転写デバイスの前記接触表面と前記複数の機能的要素の一部とを分離することであって、前記複数の機能的要素の前記一部は、前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面上に転写され、それによって、前記ディスプレイ基板の前記受け取り表面上で前記複数の機能的要素の前記一部を組み立てる、ことと
を含む、方法。
(項目271)
前記機能的要素は、センサまたは送受信機である、項目270に記載の方法。
(項目272)
前記複数の機能的要素は、画像捕捉デバイス、光学センサ、フォトダイオード、赤外線センサ、ジェスチャセンサ温度センサ、電力収穫デバイス、太陽電池、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備えている、項目270に記載の方法。
(項目273)
前記複数の機能的要素は、前記ディスプレイ基板にわたって前記マイクロLEDと異なる空間密度を有する、項目270〜272のいずれか1項に記載の方法。
(項目274)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目270〜273のいずれか1項に記載の方法。
(項目275)
前記複数の機能的要素は、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるネイティブ基板の中に形成される、項目270〜274のいずれか1項に記載の方法。
(項目276)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数以下である、項目270〜275のいずれか1項に記載の方法。
(項目277)
前記機能的要素の数は、前記ディスプレイの中の前記マイクロLEDの数の3分の1以下である、項目270〜276のいずれか1項に記載の方法。
(項目278)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目270〜277のいずれか1項に記載の方法。
(項目279)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目270〜278のいずれか1項に記載の方法。
(項目280)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目270〜279のいずれか1項に記載の方法。
(項目281)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目270〜280のいずれか1項に記載の方法。
(項目282)
各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、項目270〜281のいずれか1項に記載の方法。
(項目283)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目270〜282のいずれか1項に記載の方法。
(項目284)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目270〜283のいずれか1項に記載の方法。
(項目285)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目270〜284のいずれか1項に記載の方法。
(項目286)
前記複数の発光ダイオードの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目285に記載の方法。
(項目287)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目270〜286のいずれか1項に記載の方法。
(項目288)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目287に記載の方法。
(項目289)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目270〜288のいずれか1項に記載の方法。
(項目290)
前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能的要素は、共通平面上にある、項目270〜289のいずれか1項に記載の方法。
(項目291)
複数のマイクロ集積回路を備え、各マイクロ集積回路は、前記複数のマイクロLEDの中の少なくとも1つのマイクロLEDと前記複数の機能的要素の中の少なくとも1つの機能的要素とに接続されている、項目270〜290のいずれか1項に記載の方法。
(項目292)
前記ディスプレイ基板上のポリマー層を備え、前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能的要素は、前記ポリマー層が前記ディスプレイ基板と前記複数のマイクロLEDおよび前記複数の機能的要素との間にあるように、前記ポリマー層の上にある、項目270〜291のいずれか1項に記載の方法。
(項目293)
前記ディスプレイ基板の表面上の第1のパターン化金属層と、
前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上の誘電体層であって、前記ポリマー層は、前記ディスプレイ基板の上にある、誘電体層と、
前記ポリマーおよび誘電体層を通して形成されている複数のビアであって、各ビアは、対応するマイクロLEDに関連付けられている、複数のビアと、
第2のパターン化金属層と
を備え、
前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続と、複数のカソード相互接続とを備え、各アノード相互接続は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDの前記アノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続は、対応するマイクロLEDの前記カソードに電気的に接触する、項目292に記載の方法。
(項目294)
複数のピクセルを備え、各ピクセルは、前記複数のマイクロLEDの中の少なくとも1つのマイクロLEDと、前記複数の機能的要素の中の少なくとも1つの機能的要素とを備えている、項目270〜293のいずれか1項に記載の方法。
(項目295)
前記複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目294に記載の方法。
(項目296)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目270〜295のいずれか1項に記載の方法。
(項目297)
前記第2の転写デバイスは、前記第1の転写デバイスである、項目270〜296のいずれか1項に記載の方法。
(項目298)
前記第1の転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている、項目270に記載の方法。
(項目299)
マルチモードディスプレイであって、
ディスプレイ基板と、
前記ディスプレイ基板を覆って形成されている第1の発光型無機マイクロLEDディスプレイと、
前記ディスプレイ基板を覆って形成されている第2のディスプレイと
を備え、
前記第2のディスプレイは、前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイと異なるタイプのディスプレイである、マルチモードディスプレイ。
(項目300)
前記第2のディスプレイは、非発光型反射ディスプレイである、項目299に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目301)
前記第2のディスプレイは、電気泳動またはMEMベースのディスプレイである、項目300に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目302)
前記第1のディスプレイは、複数の第1のピクセルを備え、前記第2のディスプレイは、複数の第2のピクセルを備え、前記複数の第1のピクセルの各々は、前記複数の第2のピクセルの各々より小さい、項目299〜301のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目303)
前記第1のディスプレイと前記第2のディスプレイとを切り替えるためのコントローラを備えている、項目299〜302のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目304)
携帯電話、スマートフォン、またはタブレットコンピュータデバイスを備えている、項目299〜303のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目305)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第2のディスプレイと異なる部分を覆って位置している、項目299〜304のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目306)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の同一部分を覆って位置している、項目299〜305のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目307)
前記第1のディスプレイは、前記第2のディスプレイの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記第2のディスプレイの上に位置している、項目306に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目308)
前記第1のディスプレイの光制御要素は、前記ディスプレイ基板上で前記第2のディスプレイの光制御要素と組み合わせられている、項目306に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目309)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される、項目299〜308のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。(項目310)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上に形成される、項目299〜309のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目311)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の第1の側面上にあり、前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第1の側面と反対の第2の側面上にある、項目299〜309のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目312)
前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上にあり、前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板と別個であり、前記ディスプレイ基板を覆って位置しているマイクロLEDディスプレイ基板上にある、項目299〜309のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目313)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目299〜312のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目314)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目299〜313のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目315)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目299〜314のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目316)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目299〜315のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目317)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目299〜316のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目318)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目299〜317のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。(項目319)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目299〜318のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目320)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目319に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目321)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目299〜320のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目322)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目321に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目323)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目299〜322のいずれか1項に記載のマルチモードディスプレイ。
(項目324)
前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイの各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目299〜323のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目325)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目299〜324のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目326)
前記第1の発光型無機マイクロLEDディスプレイは、前記ディスプレイ基板と別個であり異なるLED基板の中に形成されている複数の無機マイクロLEDを備え、前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の上または中に形成され、それにネイティブであり、前記LED基板は、前記ディスプレイ基板に接着されている、項目299〜325のいずれか1項に記載のディスプレイ。
(項目327)
マイクロLED発光体アレイを微細に組み立てる方法であって、前記方法は、
第1の基板上に複数のマイクロLEDを形成することと、
ディスプレイ基板を提供することと、
前記ディスプレイ基板を覆って前記複数のマイクロLEDを微細に組み立て、それによって、前記ディスプレイ基板を覆って第1の発光型マイクロLEDディスプレイを形成することと、
前記ディスプレイ基板を覆って第2のディスプレイを形成することと
を含み、
前記第2のディスプレイは、前記第1の発光型マイクロLEDディスプレイと異なるタイプのディスプレイである、方法。
(項目328)
前記第2のディスプレイは、非発光型反射ディスプレイである、項目327に記載の方法。
(項目329)
前記第2のディスプレイは、電気泳動またはMEMベースのディスプレイである、項目328に記載の方法。
(項目330)
前記第1のディスプレイは、複数の第1のピクセルを備え、前記第2のディスプレイは、複数の第2のピクセルを備え、前記複数の第1のピクセルの各々は、前記複数の第2のピクセルの各々より小さい、項目327〜329のいずれか1項に記載の方法。
(項目331)
前記第1のディスプレイと前記第2のディスプレイとを切り替えるためのコントローラを備えている、項目327〜330のいずれか1項に記載の方法。
(項目332)
携帯電話、スマートフォン、またはタブレットコンピュータデバイスを備えている、項目327〜331のいずれか1項に記載の方法。
(項目333)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第2のディスプレイと異なる部分を覆って位置している、項目327〜332のいずれか1項に記載の方法。
(項目334)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の同一部分を覆って位置している、項目327〜333のいずれか1項に記載の方法。
(項目335)
前記第1のディスプレイは、前記第2のディスプレイの前記ディスプレイ基板と反対の側面上で前記第2のディスプレイの上に位置している、項目334に記載の方法。
(項目336)
前記第1のディスプレイの光制御要素は、前記ディスプレイ基板上で前記第2のディスプレイの前記光制御要素と組み合わせられている、項目334に記載の方法。
(項目337)
前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と異なり別個であるネイティブ基板の中に形成される、項目327〜336のいずれか1項に記載の方法。
(項目338)
前記第1のディスプレイおよび前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上に形成される、項目327〜337のいずれか1項に記載の方法。
(項目339)
前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の第1の側面上にあり、前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板の前記第1の側面と反対の第2の側面上にある、項目338に記載の方法。
(項目340)
前記第2のディスプレイは、前記ディスプレイ基板上にあり、前記第1のディスプレイは、前記ディスプレイ基板と別個であり、前記ディスプレイ基板を覆って位置しているマイクロLEDディスプレイ基板上にある、項目327〜339のいずれか1項に記載の方法。
(項目341)
前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目327〜340のいずれか1項に記載の方法。
(項目342)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目327〜341のいずれか1項に記載の方法。
(項目343)
各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目327〜342のいずれか1項に記載の方法。
(項目344)
各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目327〜343のいずれか1項に記載の方法。
(項目345)
前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、項目327〜344のいずれか1項に記載の方法。
(項目346)
ディスプレイ基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目327〜345のいずれか1項に記載の方法。
(項目347)
前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDを含む連続したディスプレイ基板面積を有し、各マイクロLEDは、発光面積を有し、前記マイクロLEDの複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の4分の1以下である、項目327〜346のいずれか1項に記載の方法。
(項目348)
前記マイクロLEDの前記複合発光面積は、前記連続したディスプレイ基板面積の8分の1、10分の1、12分の1、15分の1、100分の1、500分の1、1000分の1、2000分の1、または10000分の1以下である、項目347に記載の方法。(項目349)
各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側面上にアノードおよびカソードを有する、項目327〜348のいずれか1項に記載の方法。
(項目350)
それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目349に記載の方法。
(項目351)
前記ディスプレイ基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目327〜350のいずれか1項に記載の方法。
(項目352)
前記複数のマイクロLEDは、赤色光を発する複数の赤色マイクロLEDと、緑色光を発する複数の緑色マイクロLEDと、青色光を発する複数の青色マイクロLEDとを備え、各ピクセルは、前記複数の赤色マイクロLEDのうちの赤色マイクロLEDと、前記複数の緑色マイクロLEDのうちの緑色マイクロLEDと、前記複数の青色マイクロLEDのうちの青色マイクロLEDとを備えている、項目327〜351のいずれか1項に記載の方法。
(項目353)
前記マイクロLEDは、有機マイクロLEDである、項目327〜352のいずれか1項に記載の方法。
(項目354)
マイクロ組立デバイスであって、
デバイス基板と、
前記デバイス基板上の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の第2の導電体と、
前記デバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、前記伝導性ジャンパ要素は、1つ以上のジャンパ導体を有する、伝導性ジャンパ要素と
を備え、
前記伝導性ジャンパ要素は、前記デバイス基板上にあり、前記1つ以上のジャンパ導体のうちの第1のジャンパ導体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体と電気接触している、マイクロ組立デバイス。
(項目355)
前記伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである、項目354に記載のデバイス。
(項目356)
前記伝導性ジャンパ要素は、能動デバイスである、項目354または355に記載のデバイス。
(項目357)
前記能動デバイスは、CMOSデバイスである、項目356に記載のデバイス。
(項目358)
前記能動デバイスは、駆動回路および不揮発性メモリのうちの少なくとも1つを備えている、項目356または357に記載のデバイス。
(項目359)
前記伝導性ジャンパ要素は、マイクロ転写印刷に好適な構造内に収納される、項目354〜358のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目360)
前記伝導性ジャンパ要素は、半導体、シリコン、シリコンオンインシュレータ、ガラス、金属、および誘電体のうちの1つ以上のものを含む、項目354〜359のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目361)
前記ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSnまたはAgSnを含む、項目354〜360のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目362)
前記導体基板に隣接する前記伝導性ジャンパ要素の一部は、陥凹を設けられている、項目354〜361のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目363)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記伝導性ジャンパ要素の前記陥凹の下に位置している、項目362に記載のデバイス。
(項目364)
前記陥凹は、露出絶縁体を備えている、項目362に記載のデバイス。
(項目365)
前記伝導性ジャンパ要素は、第2の端子に電気的に接続されている第1の端子を備え、露出絶縁体が、それらの間にあり、前記第1の端子、前記第2の端子、および前記露出絶縁体は、前記伝導性ジャンパ要素の少なくとも1つの側面上に平面を形成する、項目354〜361のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目366)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記露出絶縁体によって接触されている、項目364または365に記載のデバイス。
(項目367)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの一部は、絶縁体で覆われている、項目354に記載のデバイス。
(項目368)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの中心部分は、前記ジャンパ導体の露出端を分離する絶縁体で覆われている、項目354に記載のデバイス。
(項目369)
前記基板は、ディスプレイ基板であり、前記伝導性ジャンパ要素は、冗長発光体をディスプレイ回路に電気的に接続する、項目354〜368のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目370)
前記冗長発光体は、欠陥一次発光体の代わりに前記ディスプレイ回路に接続される、項目354〜369のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目371)
前記第1の導電体と前記第2の導電体との間の距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目354〜370のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目372)
前記デバイス基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目354〜371のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目373)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目354〜372のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目374)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目354〜373のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目375)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目354〜374のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目376)
デバイス基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目354〜375のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目377)
前記デバイス基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目354〜376のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目378)
前記伝導性ジャンパ要素は、クロスオーバである、項目354〜377のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目379)
前記デバイス基板上の複数の第1の導電体であって、前記複数の第1の導電体は、前記第1の導電体を備えている、複数の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の複数の第2の導電体であって、前記複数の第2の導電体は、前記第2の導電体を備えている、複数の第2の導電体と、
前記デバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、前記伝導性ジャンパ要素は、複数のジャンパ導体を有し、前記複数のジャンパ導体は、前記1つ以上のジャンパ導体を備えている、伝導性ジャンパ要素と
を備え、
前記複数のジャンパ導体のうちの各ジャンパ導体は、前記複数の第1の導電体のうちの第1の導電体および前記複数の第2の導電体のうちの第2の導電体と電気接触している、項目354〜378のいずれか1項に記載のデバイス。
(項目380)
マイクロ組立デバイスを提供する方法であって、
デバイス基板と、
前記デバイス基板上の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の第2の導電体と
を備えているデバイスを提供することと、
前記デバイス基板上に、1つ以上のジャンパ導体を有する伝導性ジャンパ要素を微細に組み立てることと
を含み、
前記伝導性ジャンパ要素は、前記デバイス基板上にあり、前記1つ以上のジャンパ導体のうちの第1のジャンパ導体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体と電気接触している、マイクロ組立デバイスを提供する方法。
(項目381)
前記伝導性ジャンパ要素は、伝導性受動デバイスである、項目380に記載の方法。
(項目382)
前記伝導性ジャンパ要素は、能動デバイスである、項目380または381に記載の方法。
(項目383)
前記能動デバイスは、CMOSデバイスである、項目382に記載の方法。
(項目384)
前記能動デバイスは、駆動回路および不揮発性メモリのうちの少なくとも1つを備えている、項目382または383に記載の方法。
(項目385)
前記伝導性ジャンパ要素は、マイクロ転写印刷に好適な構造内に収納される、項目380〜384のいずれか1項に記載の方法。
(項目386)
前記伝導性ジャンパ要素は、半導体、シリコン、シリコンオンインシュレータ、ガラス、金属、および誘電体のうちの1つ以上のものを含む、項目380〜385のいずれか1項に記載の方法。
(項目387)
前記ジャンパ導体は、半導体、金属、貴金属、金、銀、白金、銅、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、はんだ、PbSnまたはAgSnを含む、項目380〜386のいずれか1項に記載の方法。
(項目388)
前記導体基板に隣接する前記伝導性ジャンパ要素の一部は、陥凹を設けられている、項目380〜387のいずれか1項に記載の方法。
(項目389)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記伝導性ジャンパ要素の前記陥凹の下に位置している、項目388に記載の方法。
(項目390)
前記陥凹は、露出絶縁体を備えている、項目388に記載の方法。
(項目391)
前記伝導性ジャンパ要素は、第2の端子に電気的に接続されている第1の端子を備え、露出絶縁体が、それらの間にあり、前記第1の端子、前記第2の端子、および前記露出絶縁体は、前記伝導性ジャンパ要素の少なくとも1つの側面上に平面を形成する、項目380〜387のいずれか1項に記載の方法。
(項目392)
前記導体基板上の第3の導電体を備え、前記第3の導電体は、前記第1の導電体および前記第2の導電体から電気的に絶縁されており、前記第3の導電体は、前記露出絶縁体によって接触されている、項目390または391に記載の方法。
(項目393)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの一部は、絶縁体で覆われている、項目380に記載の方法。
(項目394)
前記ジャンパ導体のうちの少なくとも1つの中心部分は、前記ジャンパ導体の露出端を分離する絶縁体で覆われている、項目380に記載の方法。
(項目395)
前記基板は、ディスプレイ基板であり、前記伝導性ジャンパ要素は、冗長発光体をディスプレイ回路に電気的に接続する、項目380〜394のいずれか1項に記載の方法。
(項目396)
前記冗長発光体は、欠陥一次発光体の代わりに前記ディスプレイ回路に接続される、項目380〜395のいずれか1項に記載の方法。
(項目397)
前記第1の導電体と前記第2の導電体との間の距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、項目380〜396のいずれか1項に記載の方法。
(項目398)
前記デバイス基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、項目380〜397のいずれか1項に記載の方法。
(項目399)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、項目380〜398のいずれか1項に記載の方法。
(項目400)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、項目380〜399のいずれか1項に記載の方法。
(項目401)
前記伝導性ジャンパ要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、項目380〜400のいずれか1項に記載の方法。
(項目402)
デバイス基板は、可視光に対して50%、80%、90%、または95%以上の透明度を有する、項目380〜401のいずれか1項に記載の方法。
(項目403)
前記デバイス基板は、ポリマー、プラスチック、樹脂、ポリイミド、PEN、PET、金属、金属箔、ガラス、半導体、およびサファイアから成る群から選択される部材である、項目380〜402のいずれか1項に記載の方法。
(項目404)
前記伝導性ジャンパ要素は、クロスオーバである、項目380〜403のいずれか1項に記載の方法。
(項目405)
前記デバイス基板上の複数の第1の導電体であって、前記複数の第1の導電体は、前記第1の導電体を備えている、複数の第1の導電体と、
前記デバイス基板上の複数の第2の導電体であって、前記複数の第2の導電体は、前記第2の導電体を備えている、複数の第2の導電体と、
前記デバイス基板と異なり別個である伝導性ジャンパ要素であって、前記伝導性ジャンパ要素は、複数のジャンパ導体を有し、前記複数のジャンパ導体は、前記1つ以上のジャンパ導体を備えている、伝導性ジャンパ要素と
を備え、
前記複数のジャンパ導体のうちの各ジャンパ導体は、前記複数の導電体のうちの第1の導電体および前記複数の第2の導電体のうちの第2の導電体と電気接触している、項目380〜404のいずれか1項に記載の方法。
(項目406)
前記伝導性ジャンパ要素を微細に組み立てることは、
前記伝導性ジャンパ要素を接触表面を有する転写デバイスと接触させ、それによって、前記接触表面がその上に一時的に配置された前記伝導性ジャンパ要素を有するように、前記伝導性ジャンパ要素を前記接触表面に一時的に結合することと、
前記転写デバイスの前記接触表面上に配置された前記伝導性ジャンパ要素を前記デバイス基板の受け取り表面と接触させることと、
前記転写デバイスの前記接触表面と前記伝導性ジャンパ要素とを分離することであって、前記伝導性ジャンパ要素は、前記受け取り表面上に転写され、それによって、前記デバイス基板の前記受け取り表面上に前記伝導性ジャンパ要素の部分を組み立てる、ことと
を含む、項目380〜405のいずれか1項に記載の方法。
(項目407)
前記転写デバイスは、エラストマースタンプを備えている、項目380に記載の方法。


本明細書で使用されるように、「マイクロLED」は、0.5〜250μmの規模の無機発光ダイオードを指す。例えば、マイクロLEDは、0.5〜2μm、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、20〜50μm50〜100μm、または100〜250μmの幅、長さ、および高さ(もしくは2つまたは3つ全ての寸法)のうちの少なくとも1つを有することができる。マイクロLEDは、通電させられたときに発光する。LEDによって発せられる光の色は、マイクロLEDの構造に応じて変動する。例えば、通電させられたとき、赤色マイクロLEDは、赤色光を発し、緑色マイクロLEDは、緑色光を発し、青色マイクロLEDは、青色光を発し、黄色マイクロLEDは、黄色光を発し、シアンマイクロLEDは、シアン光を発する。


図13は、マイクロアセンブリのために好適な5つの異なるタイプの電気コネクタ1302、1304、1306、1308、1310、または「ジャンパ」の断面図を図示する。いくつかの実施形態では、電気コネクタは、金、銀、または白金を含む、露出貴金属表面を含む。いくつかの実施形態では、電気コネクタは、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、ニッケル、またはクロムを含む、露出金属表面を含む。いくつかの実施形態では、電気コネクタは、PbSnAgSn、またはそれらの合金、もしくは他のはんだ合金のようなはんだを含む。


図14は、一次RGB無機マイクロLED(例えば、マイクロLED1402g、1402k、1402m、1402o、1402u、および1402w)と、補足RGB無機マイクロLED(例えば、マイクロLED1402b、1402d、1402f、1402h、1402j、402n、1402p、1402r、1402t、1402v、および1402x)とを含む、マイクロ組立ディスプレイ1400の説明図である。いくつかの実施形態では、本ディスプレイ内の全てではないがいくつかのピクセルは、特別に明るい光の閃光またはカメラフラッシュもしくは昼光視認性のためにディスプレイの輝度を増補するように、複数のR、G、またはBマイクロLEDを含む。例えば、マイクロLED1402a、1402c、1402e、1402i、1402l、1402o、1402q、および1402sが示されるが、図14に示される実施例では省略される。これらの省略されたマイクロLEDは、意図的または非意図的に省略されることができる。例えば、それらは、印刷されていなくてもよく、またはそれらは、欠陥があったため除去されていてもよい。


図53A−53Bは、LEDの1つの面から両方の端子に接触するために好適なマイクロLEDの例示的アーキテクチャの説明図である。図53Aは、LED5300の平面図であり、図53Bは、LED5300の断面図である。図53Aおよび53Bに示されるように、端子5302aおよび302bは、LED5300の最上部の大部分を覆い、両方の端子5302aおよび5302bは、LED5300の頂面の上にある。電極の間の間隙は、上記で議論されるように最小限にされる(例えば、100nm〜100ミクロンの距離)。本構成は、線および空間が比較的粗く、面積あたりの基準で形成することが安価である(例えば、2ミクロン線および空間対2mm線および空間)、パネル処理または他の低解像度大面積処理を使用して、LEDへの相互接続が確立されることを可能にする。いくつかの実施形態では、マイクロLED5300の2つの端子の外側分離を達成するために、LED5300は、その幅より有意に長い長さを有する。いくつかの実施形態では、LEDは、端子の間の分離距離を短縮するために、微細リソグラフィ(例えば、100nmから20ミクロンに及ぶ特徴を有する、ウエハスケールリソグラフィ)を使用する。


図54A、54C、および54Dに関して上記で説明される構造は、ディスプレイを形成するためにエラストマースタンプ等のスタンプを採用する印刷プロセスを使用して、ディスプレイ基板5410上に印刷されることができる。図54Bは、ディスプレイ基板5410上の第1の接触パッド5452と接触している第1の電気接点5402を伴うディスプレイ基板5410上の図54Aの発光ダイオードを図示する。電気接続5450が、印刷された半導体構造の第2の電気接点5404に行われることができる。不動態化層5419は、第1および第2のワイヤ5450、5452から半導体要素5406への不要な電気伝導を防止する。同様に、図54Eは、電線5450、5452が形成されたディスプレイ基板5410上の図54Cの発光ダイオードを図示する。

Claims (18)

  1. 多機能ディスプレイであって、
    ディスプレイ基板と、
    前記ディスプレイ基板上のマイクロLEDのアレイと、
    前記ディスプレイ基板上の機能的要素のアレイであって、前記機能的要素が前記マイクロLEDに点在しており、前記ディスプレイ基板は、前記マイクロLEDに非ネイティブであり、前記機能的要素に非ネイティブである、機能的要素のアレイと、
    前記ディスプレイ基板上に配置されたポリマー層であって、前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、前記ポリマー層が前記ディスプレイ基板と前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイとの間にあるように、前記ポリマー層上にある、ポリマー層と、
    前記ディスプレイ基板の表面上に配置された第1のパターン化金属層と、
    前記ディスプレイ基板および前記第1のパターン化金属層上に配置された誘電体層と、
    前記ポリマー層および前記誘電体層を通して形成された複数のビアであって、各ビアは、対応するマイクロLEDに関連付けられている、複数のビアと、
    第2のパターン化金属層であって、前記第2のパターン化金属層は、単一の層の中に複数のアノード相互接続部と、複数のカソード相互接続部とを備え、各アノード相互接続部は、前記複数のビアのうちの対応するビアを通して、対応するマイクロLEDのアノードを前記第1のパターン化金属層に電気的に接続し、各カソード相互接続部は、対応するマイクロLEDのカソードに電気的に接触する、第2のパターン化金属層と
    を備える、多機能ディスプレイ。
  2. 前記機能的要素は、前記ディスプレイ基板にわたって前記マイクロLEDと異なる空間密度を有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  3. 前記マイクロLEDは、前記ディスプレイ基板と別個でかつ異なるネイティブ基板に形成されている、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  4. 前記機能的要素は、前記ディスプレイ基板と別個でかつ異なるネイティブ基板に形成されている、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  5. 前記機能的要素の数は、前記ディスプレイ中のマイクロLEDの数以下である、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  6. 前記機能的要素の数は、前記ディスプレイ中のマイクロLEDの数の3分の1以下である、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  7. 前記ディスプレイ基板は、5〜10ミクロン、10〜50ミクロン、50〜100ミクロン、100〜200ミクロン、200〜500ミクロン、500ミクロン〜0.5mm、0.5〜1mm、1mm〜5mm、5mm〜10mm、または10mm〜20mmの厚さを有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  8. 各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅を有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  9. 各マイクロLEDは、2〜5μm、5〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの長さを有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  10. 各マイクロLEDは、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの高さを有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  11. 各機能的要素は、2〜5μm、4〜10μm、10〜20μm、または20〜50μmの幅、長さ、および高さのうちの少なくとも1つを有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  12. 前記ディスプレイの解像度は、120×90、1440×1080、1920×1080、1280×720、3840×2160、7680×4320、または15360×8640である、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  13. 各マイクロLEDは、それぞれのマイクロLEDの同一側上にアノードおよびカソードを有する、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  14. それぞれの発光体の前記アノードおよびカソードは、水平距離によって水平に分離され、前記水平距離は、100nm〜500nm、500nm〜1ミクロン、1ミクロン〜20ミクロン、20ミクロン〜50ミクロン、または50ミクロン〜100ミクロンである、請求項13に記載の多機能ディスプレイ。
  15. 前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、共通平面上にある、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  16. 前記ディスプレイ基板上に配置されたポリマー層を備え、前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイは、前記ポリマー層が前記ディスプレイ基板と前記マイクロLEDのアレイおよび前記機能的要素のアレイとの間にあるように、前記ポリマー層上にある、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  17. 複数のピクセルを備え、各ピクセルは、前記マイクロLEDのアレイ中の少なくとも1つのマイクロLEDと、前記機能的要素のアレイ中の少なくとも1つの機能的要素とを備える、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
  18. 前記機能的要素は、接触ジャスチャセンサ、非接触ジェスチャセンサ、メモリ、送受信機、赤外線センサ、温度センサ、運動エネルギースカベンジングデバイス、圧電デバイス、レーザ、画像捕捉デバイス、コンデンサ、アンテナ、および無線伝送デバイスから成る群から選択される少なくとも1つの部材を備える、請求項1に記載の多機能ディスプレイ。
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